数据库原理考试题库及答案

数据库原理考试题库及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.在数据库的三级模式结构中，描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的是（）。A.外模式B.内模式C.存储模式D.模式2.关系数据库管理系统应能实现的专门关系运算包括（）。A.排序、索引、统计B.选择、投影、连接C.关联、更新、排序D.显示、打印、制表3.关系模型中，实体间的联系是通过（）来实现的。A.指针B.外码C.数组D.表4.设关系R和S的结构相同，且各有100个元组，若R和S的并集运算结果为180个元组，则R与S的交集运算结果的元组个数为（）。A.20B.80C.100D.1805.SQL语言中，删除表中数据的命令是（）。A.DROPB.DELETEC.REMOVED.CLEAR6.在E-R图中，用来表示实体属性的图形是（）。A.矩形B.椭圆形C.菱形D.平行四边形7.若关系R中有20个元组，关系S中有30个元组，则R×S（笛卡尔积）的元组个数为（）。A.20B.30C.50D.6008.下列关于事务的ACID特性的描述中，错误的是（）。A.原子性是指事务中包含的操作要么全做，要么全不做B.一致性是指事务执行前后数据库必须处于一致状态C.隔离性是指事务的执行不能被其他事务干扰D.持久性是指事务一旦提交，对数据库的修改就是永久的，且不可回滚9.设有关系模式R(A,B,C,D)，其函数依赖集F={A→B,B→C,C→D}，则关系模式R的码是（）。A.AB.BC.CD.D10.在数据库技术中，为解决并发操作带来的数据不一致问题，通常采用的技术是（）。A.封锁B.索引C.恢复D.存储过程11.视图是一个“虚表”，在数据库中只存储其（）。A.数据B.定义C.对应的基本表数据D.权限12.若关系R属于2NF，且不存在非主属性对码的传递函数依赖，则R最高属于（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF13.在SQL中，与“NOTIN”等价的操作符是（）。A.=ALLB.!=ALLC.!=ANYD.=ANY14.数据库恢复的基础是利用转储的冗余数据，这些转储数据主要指（）。A.数据字典和应用程序B.日志文件和数据库后备副本C.审计数据和数据字典D.应用程序和审计数据15.索引的组织方式主要有B+树索引和（）。A.散列索引B.线性索引C.位图索引D.倒排索引16.设有关系模式R(U,F)，若X→Y且Y⊂eA.平凡函数依赖B.非平凡函数依赖C.完全函数依赖D.部分函数依赖17.在SQL中，授予用户权限的语句是（）。A.GIVEB.PERMITC.GRANTD.ALLOW18.若一个事务读取了其他事务尚未提交的数据，这种现象称为（）。A.丢失修改B.不可重复读C.读“脏”数据D.幻影读19.数据库设计通常分为六个阶段，其中需求分析阶段得到的文档主要是（）。A.数据流图和数据字典B.E-R图C.关系模式D.数据库物理结构20.下列关于B+树的叙述中，不正确的是（）。A.B+树是一棵平衡树B.B+树的所有叶子节点都在同一层C.B+树中只有叶子节点包含关键字D.B+树适合作为数据库文件的索引结构二、填空题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。请将答案填在横线上）21.数据库管理系统（DBMS）位于________和用户之间。22.在关系模型中，数据的完整性约束主要包括实体完整性、参照完整性和________。23.SQL的全称是________。24.若关系R有k1个元组，关系S有k2个元组，则R⋈S（自然连接）的元组个数最多为________。25.在E-R图中，实体之间的联系类型主要有一对一、一对多和________。26.事务的提交命令是________。27.设有学生表(学号,姓名,年龄)，若要查询年龄大于20岁的学生姓名，SQL语句为：SELECT姓名FROM学生WHERE________。28.关系代数中，从关系中选出满足给定条件的元组的操作称为________。29.在数据库的并发控制中，若两个事务互相等待对方释放锁，则这种现象称为________。30.若X→Y，且Y不能决定X，则称X→Y为________函数依赖。31.数据库的安全性控制通常包括用户标识与鉴别、存取控制和________等。32.数据库物理设计阶段的主要任务是选择合适的存取方法和________。33.在SQL中，使用________语句可以修改基本表的结构（如增加列）。34.若关系模式R属于1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R属于________。35.动态转储是指转储期间允许________对数据库进行存取和修改。三、简答题（本大题共4小题，每小题8分，共32分）36.简述数据库管理系统（DBMS）的主要功能。37.简述关系模式规范化的基本思想及1NF、2NF、3NF的定义。38.简述事务的ACID特性，并解释为什么需要日志文件来实现事务的持久性。39.简述数据库设计中概念结构设计（E-R图设计）的主要步骤。四、综合应用题（本大题共3小题，共40分）40.设有一个学生-课程数据库，包含以下三个基本表：学生表：S(Sno,Sname,Sage,Sdept)属性分别为学号、姓名、年龄、系名课程表：C(Cno,Cname,Cpno,Ccredit)属性分别为课程号、课程名、先修课号、学分学生选课表：SC(Sno,Cno,Grade)属性分别为学号、课程号、成绩请用SQL语句完成下列操作：(1)查询计算机系（CS）全体学生的学号和姓名。（3分）(2)查询选修了课程名为“数据库”的学生学号和姓名。（4分）(3)查询每个学生及其选修课程的情况（包括未选修课程的学生）。（3分）(4)查询选修了3门以上课程的学生学号。（4分）(5)将学号为“2023001”的学生的年龄加1。（3分）(6)建立一个视图V_AVG，该视图包含每个学生的学号及其选修课程的平均成绩。（3分）41.设有某工厂物资管理系统，涉及实体如下：仓库：属性包括仓库号、面积、地点。零件：属性包括零件号、名称、规格、单价。项目：属性包括项目号、项目名称、预算。实体之间的联系如下：一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库，库存量是属性。仓库与零件之间是多对多联系。一个项目可以使用多种零件，一种零件可用于多个项目，使用数量是属性。项目与零件之间是多对多联系。请：(1)画出该系统的E-R图。（要求注明实体、属性、联系类型）（10分）(2)将上述E-R图转换为关系模式，并标出每个关系模式的主码（下划线表示）和外码（波浪线表示）。（10分）42.设有关系模式R(U,F)，其中U=A,(1)求属性集AB的闭包(A(2)求关系模式R的候选码。（5分）(3)判断关系模式R属于第几范式，并说明理由。（5分）(4)若R不属于3NF，请将R分解为3NF。（5分）五、计算题（本大题共1小题，共10分）43.设有关系R和S如下，计算下列关系代数表达式的结果：R:ABa1b1a2b2a3b3S:BCb1c1b2c2b4c4(1)R⋈(2)((3)((4)R÷S（除法，假设R的属性为{A,B}，S的属性为{B}，注意：此处S表结构为B,C，若做除法通常需投影，此小题改为：求RS即theta连接，或者求R×S的元组数。此处按标准考题，计算R修正第43题要求如下：请计算：(1)R⋈(2)R×(3)((4)R∪六、并发控制与事务分析（本大题共1小题，共8分）44.设有两个事务T1和T2，对数据A和B进行操作，其调度序列如下：T1:Read(A);A=A+1;Write(A);Read(B);B=B+2;Write(B);T2:Read(B);B=B+1;Write(B);Read(A);A=A+2;Write(A);若这两个事务并发执行，调度序列为：Step1:T1:Read(A)Step2:T2:Read(B)Step3:T1:A=A+1;Write(A)Step4:T2:B=B+1;Write(B)Step5:T1:Read(B)Step6:T2:Read(A)Step7:T1:B=B+2;Write(B)Step8:T2:A=A+2;Write(A)假设A和B的初始值均为0。(1)请计算上述并发调度执行结束后，A和B的最终值。（4分）(2)该调度是否可串行化？如果是，等价于哪个串行调度？（4分）答案与解析一、单项选择题1.D解析：模式（逻辑模式）描述的是数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征。外模式描述的是用户数据的局部逻辑结构，内模式描述的是物理存储结构。2.B解析：专门关系运算包括选择（从行中筛选）、投影（从列中筛选）和连接（将两个关系组合起来）。排序、索引等是传统的集合运算或辅助操作，不是专门的关系代数运算核心。3.B解析：在关系模型中，实体之间的联系是通过外码（ForeignKey）来实现的。外码参照了另一个关系的主码，从而建立了表与表之间的联系。4.A解析：根据集合论公式，|R∪S|=5.B解析：DROP用于删除表结构；DELETE用于删除表中的数据（元组）；REMOVE和CLEAR不是标准SQL命令。6.B解析：在E-R图中，矩形表示实体，椭圆形表示属性，菱形表示联系。7.D解析：笛卡尔积的元组个数是两个关系元组个数的乘积。20×8.D解析：持久性是指事务一旦提交，其修改就是永久的。选项D中“且不可回滚”表述有误，虽然提交后通常不应回滚，但持久性的核心强调的是修改的永久性保存，即使系统故障也不会丢失。此外，某些系统在特殊恢复机制下可能涉及撤销已提交事务（如分布式事务的补偿），但标准定义中D选项的补充描述常作为干扰项。更严谨的错误在于“不可回滚”不是持久性的定义本身，而是后果。但在单选中，D项关于“不可回滚”的绝对化描述常被作为错误点选出，因为技术上可以通过日志重做来实现持久性，回滚通常针对未提交事务。这里选D是因为其描述不够准确，其他选项均正确。9.A解析：根据Armstrong公理，由A→B和B→C可得A→C；由10.A解析：封锁是实现并发控制的主要技术，通过加锁可以防止多个事务同时修改同一数据导致的不一致。11.B解析：视图是虚表，数据库中只存储视图的定义（即查询语句），不存储视图对应的数据。数据是在运行时动态从基本表中导出的。12.C解析：3NF的定义：若R属于2NF，且每一个非主属性都不传递依赖于码。题目描述完全符合3NF定义。13.B解析：在SQL中，`xNOTIN(SELECTyFROM...)`等价于`x!=ALL(SELECTyFROM...)`。14.B解析：数据库恢复机制主要依赖于日志文件（记录更新操作）和数据库后备副本（数据转储）。15.A解析：数据库中常见的索引组织方式包括B+树索引（有序，支持范围查询）和散列索引（Hash，支持精确查询）。16.A解析：若X→Y，但Y⧸17.C解析：SQL中授权语句是GRANT，回收权限是REVOKE。18.C解析：读“脏”数据是指一个事务读了另一个未提交事务重写后的数据。19.A解析：需求分析阶段主要分析用户需求，产生的文档包括数据流图（DFD）、数据字典（DD）和需求说明书。20.C解析：B+树中，所有关键字都出现在叶子节点中，非叶子节点（索引节点）仅作为索引，包含指向子树的指针和部分关键字（通常不包含完整的数据记录信息，但在某些定义中包含索引项的关键字）。选项C说“只有叶子节点包含关键字”是错误的，非叶子节点包含用于导航的关键字（子树的最大或最小值）。二、填空题21.操作系统解析：DBMS位于操作系统之上，用户之下。22.用户定义的完整性解析：三大完整性约束：实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性。23.StructuredQueryLanguage解析：SQL即结构化查询语言。24.k解析：自然连接是笛卡尔积的子集，在最坏情况下（无公共属性或公共属性值均相同），元组个数为笛卡尔积的大小k125.多对多解析：实体联系的三种基本类型：1:1,1:N,M:N。26MIT解析：COMMIT用于提交事务，ROLLBACK用于回滚事务。27.年龄>20解析：WHERE子句后跟条件表达式。28.选择解析：选择运算记作σ。29.死锁解析：循环等待资源导致死锁。30.非平凡解析见单选第16题解析。31.审计/视图机制解析：安全性措施包括用户标识、存取控制、审计、视图和数据加密等。填审计或视图均可。32.存储结构解析：物理设计主要任务是设计存取方法和存储结构。33.ALTER解析：ALTERTABLE用于修改表结构。34.2NF解析：2NF定义：属于1NF且非主属性完全函数依赖于码。35.事务解析：动态转储指在转储过程中不阻塞事务的运行。三、简答题36.DBMS的主要功能包括：1.数据定义功能：提供DDL定义数据库中的对象（表、视图、索引等）。2.数据操纵功能：提供DML对数据进行查询、插入、删除和修改。3.数据组织运行和管理功能：包括数据的安全性控制、完整性控制、并发控制、数据库恢复等。4.数据库的建立和维护功能：包括数据库初始数据的装入、转换，数据库的重组织、重构造，性能监视和分析等。37.关系模式规范化：基本思想：通过消除模式中不合适的数据依赖，解决插入异常、删除异常和更新冗余问题。过程通常是将低一级范式分解为若干个高一级范式。1NF(第一范式)：若关系模式R的每一个属性都是不可再分的数据项（原子值），则R属于1NF。2NF(第二范式)：若R属于1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R属于2NF。3NF(第三范式)：若R属于2NF，且每一个非主属性都不传递依赖于码，则R属于3NF。38.事务的ACID特性：原子性：事务中包含的所有操作要么全做，要么全不做。一致性：事务的执行必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态。隔离性：一个事务的执行不能被其他事务干扰。持久性：一个事务一旦提交，其对数据库的修改就是永久性的。日志文件的作用：为了实现持久性，系统必须将事务对数据的修改记录在日志文件中。当系统发生故障（如介质故障）后，虽然内存中的数据丢失，但可以通过日志文件中记录的更新操作（REDO操作），将已提交事务的修改重新写入数据库，从而保证数据不丢失。39.概念结构设计（E-R图设计）的主要步骤：1.数据抽象：对现实世界进行抽象，确定实体、属性和联系。2.设计局部E-R图：根据用户的具体需求（如各个部门视图），设计分层次的局部E-R图。3.设计全局E-R图：将各个局部E-R图进行合并，解决属性冲突、命名冲突和结构冲突，生成初步的全局E-R图。4.优化全局E-R图：消除必要的冗余，生成最终的E-R图。四、综合应用题40.SQL语句编写(1)查询计算机系全体学生的学号和姓名。```sqlSELECTSno,SnameFROMSWHERESdept='CS';```(2)查询选修了课程名为“数据库”的学生学号和姓名。（连接查询或嵌套查询）```sqlSELECTS.Sno,S.SnameFROMS,SC,CWHERES.Sno=SC.SnoANDSC.Cno=C.CnoANDC.Cname='数据库';```(3)查询每个学生及其选修课程的情况（包括未选修课程的学生）。（左外连接）```sqlSELECTS.Sno,S.Sname,SC.Cno,SC.GradeFROMSLEFTOUTERJOINSCONS.Sno=SC.Sno;```(4)查询选修了3门以上课程的学生学号。（GROUPBY+HAVING）```sqlSELECTSnoFROMSCGROUPBYSnoHAVINGCOUNT(*)>3;```(5)将学号为“2023001”的学生的年龄加1。```sqlUPDATESSETSage=Sage+1WHERESno='2023001';```(6)建立视图V_AVG。```sqlCREATEVIEWV_AVG(Sno,Avg_Grade)ASSELECTSno,AVG(Grade)FROMSCGROUPBYSno;```41.E-R图与模式转换(1)E-R图描述：实体：仓库（属性：仓库号、面积、地点）；零件（属性：零件号、名称、规格、单价）；项目（属性：项目号、项目名称、预算）。联系：存放：仓库与零件之间，M:N，属性：库存量。使用：项目与零件之间，M:N，属性：使用数量。（注：此处为文字描述，绘图需用矩形框实体、椭圆属性、菱形联系连接）(2)关系模式转换：1.仓库(<u>仓库号</u>,面积,地点)2.零件(<u>零件号</u>,名称,规格,单价)3.项目(<u>项目号</u>,项目名称,预算)4.存放(<u>仓库号,零件号</u>,库存量)外码：仓库号（参照仓库），零件号（参照零件）5.使用(<u>项目号,零件号</u>,使用数量)外码：项目号（参照项目），零件号（参照零件）42.关系模式规范化分析已知U=A,(1)求(A步骤1：设X=步骤2：查F，AB→C，C⊂eqX步骤3：查F，C→D，D⊂eqX不成立，将步骤4：查F，D→E，E⊂eqX不成立，将步骤5：查F，E→G，G⊂eqX不成立，将结果：(A(2)求候选码：由(1)可知，(AB=U，且A或B单独无法决定所有属性（因为没有因此，R的唯一候选码是(A(3)范式判断：主码是AB。1NF：题目隐含属性原子性，满足。2NF：需要检查非主属性是否完全依赖于码。AB但是，C,D,E,G均非主属性。由于存在因此，R不属于2NF，最高属于1NF。结论：R属于1NF。理由：存在非主属性对码的部分函数依赖（如D部分依赖于AB(4)分解为3NF：首先利用Armstrong公理将F分解为最小函数依赖集（保持依赖和无损连接的分解通常遵循算法）。F中依赖右边都是单属性，已经是最小覆盖。按照定理，将每个函数依赖X→模式1：(A,B模式2：(C,D模式3：(D,E模式4：(E,G检查码是否包含：AB是的码，已包含。最终分解结果：ρ（注：也可以合并部分模式，如(C标准分解答案：(A五、计算题43.关系代数计算R:ABa1b1a2b2a3b3S:BCb1c1b2c2b4c4(1)R⋈匹配条件：R.B=S.B。匹配项：b1,b2。结果：ABCa1b1c1a2b2c2(2)R×总共3×顺序通常是R的元组依次与S的所有元组组合。前3个元组：1.(a1,b1,b1,c1)2.(a1,b1,b2,c2)3.(a1,b1,b4,c4)(3)(((结果：ACa1c1a1c2a1c4a2c1a2c2a2c4a3c1a3c2a3c4(4)R结果为原R增加一个元组（集合运算自动去重，若a4,b1不存在）。ABa1b1a2b2a3b3a4b1六、并发控制与事务分析44.事务调度分析初始值：A=调度序列：1.T1:Read(A)->T1.A=02.T2:Read(B)->T2.B=03.T1:A=A+1;Write(A)->DB.A=14.T2:B=B+1;Write(B)->DB.B=15.T1:Read(B)->T1.B=1(读取了T2写后的值)6.T2:Read(A)->T2.A=1(读取了T1写后的值)7.T1:B=B+2;Write(B)->T1.B=1+2=3->DB.B=38.T2:A=A+2;Write(A)->T2.A=1+2=3->DB.A=3(1)最终值：A=3B=3(2)可串行化判断：我们需