2026年数据库系统原理章节习题附答案

2026年数据库系统原理章节习题附答案一、选择题（每题2分，共20分）1.下列关于数据模型的描述中，错误的是（）。A.概念模型是对现实世界的第一层抽象，主要用于数据库设计阶段B.关系模型中，实体及实体间的联系均用二维表表示C.层次模型的数据结构是有向无环图，支持多对多联系D.面向对象模型支持复杂数据类型和继承性2.关系数据库中，若一个关系模式R的所有非主属性都完全函数依赖于R的候选码，则R至少满足（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF3.以下SQL语句中，用于修改表结构的是（）。A.UPDATEStudentSETAge=20WHERESno='S001'B.ALTERTABLEStudentADDEmailVARCHAR(50)C.CREATETABLECourse(CnoCHAR(4)PRIMARYKEY)D.DELETEFROMStudentWHERESno='S002'4.设关系R和S的属性个数分别为3和4，元组个数分别为5和6，则R×S的属性个数和元组个数为（）。A.7，30B.12，30C.7，11D.12，115.在事务的ACID特性中，“原子性”指的是（）。A.事务执行结果必须使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态B.一个事务的执行不能被其他事务干扰C.事务一旦提交，其对数据库的修改是永久的D.事务中的操作要么全部完成，要么全部不完成6.若事务T1对数据A加了S锁（共享锁），则其他事务（）。A.不能加S锁，也不能加X锁（排他锁）B.可以加S锁，但不能加X锁C.不能加S锁，但可以加X锁D.可以加S锁，也可以加X锁7.数据库恢复的基础是（）。A.数据转储和日志文件B.并发控制C.权限管理D.索引优化8.以下关于B+树索引的描述中，正确的是（）。A.所有叶子节点通过指针链接，便于范围查询B.非叶子节点存储数据记录的指针C.适合作为聚集索引，但不适合非聚集索引D.每个节点的子节点数必须大于等于阶数的一半9.某关系模式R（A,B,C,D），函数依赖集F={A→B,B→C,C→D}，则R的候选码是（）。A.AB.BC.CD.D10.以下不属于数据库安全性控制措施的是（）。A.视图机制B.审计C.数据加密D.死锁检测二、填空题（每空1分，共15分）1.数据库系统的三级模式结构包括外模式、______和内模式。2.关系代数中，______操作是从关系中选取满足条件的元组，______操作是从关系中选取若干属性列组成新关系。3.事务的隔离性通过______机制实现，其核心是对数据项加锁。4.数据库设计的六个阶段包括需求分析、概念结构设计、______、物理结构设计、数据库实施和数据库运行维护。5.若关系模式R∈3NF，则R中不存在非主属性对候选码的______函数依赖和传递函数依赖。6.在SQL中，______子句用于对分组后的结果进行筛选，______子句用于对查询结果排序。7.数据库恢复的两种基本策略是基于日志的恢复和______。8.并发操作带来的三大问题是丢失修改、______和读脏数据。9.面向对象数据库中，______是类的特性，指子类可以继承父类的属性和方法，也可定义自己的特性。10.关系数据库中，______完整性约束要求外键的值要么为空，要么等于被参照关系中某个主码的值。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述关系模型的三类完整性约束及其含义。2.说明关系代数中自然连接（⋈）与等值连接（=）的区别与联系。3.事务的故障类型有哪些？针对不同故障，数据库管理系统（DBMS）通常采用什么恢复策略？4.什么是查询优化？简述代数优化的主要策略（至少列举3种）。5.解释BCNF的定义，并说明BCNF与3NF的区别。四、综合题（共35分）1.（10分）某高校科研管理数据库包含以下关系模式：项目表Project（Pno,Pname,Leader,Budget,StartDate），主码Pno；实验记录表Experiment（Eno,Pno,Etype,Edate,Result），主码Eno，外码Pno参照Project.Pno；参与表Participate（Pno,Sno,Role），主码（Pno,Sno），外码Pno参照Project.Pno，Sno为学生学号。要求用SQL完成以下操作：（1）查询预算（Budget）超过50万且2025年1月1日以后启动的项目名称和负责人（Leader）。（2）统计每个项目参与的学生人数（要求显示项目编号和人数，人数列命名为StuCount）。（3）删除所有结果（Result）为“未通过”的实验记录。2.（12分）已知关系模式R（A,B,C,D,E），函数依赖集F={A→BC,CD→E,B→D,E→A}。（1）求R的候选码。（2）判断R是否属于3NF？说明理由。（3）将R分解为BCNF，要求分解具有无损连接性。3.（13分）考虑两个事务T1和T2的调度序列S：T1:R(A),W(A),R(B),W(B)T2:R(B),W(B),R(A),W(A)调度S的执行顺序为：R1(A),R2(B),W1(A),W2(B),R1(B),R2(A),W1(B),W2(A)（注：R1(A)表示T1读A，W2(B)表示T2写B）。（1）画出该调度的冲突操作图（优先图）。（2）判断该调度是否冲突可串行化，说明理由。（3）若采用两阶段封锁协议（2PL），T1和T2需要如何加锁？并给出一个遵守2PL的调度示例。答案一、选择题1.C（层次模型是树形结构，只能处理一对多联系）2.B（2NF要求消除非主属性对候选码的部分函数依赖）3.B（ALTER用于修改表结构）4.A（笛卡尔积属性数相加，元组数相乘）5.D（原子性强调操作的不可分割性）6.B（S锁允许其他事务加S锁，但禁止X锁）7.A（数据转储和日志是恢复的基础）8.A（B+树叶子节点链接，支持范围查询）9.A（A能决定所有属性，且无冗余）10.D（死锁检测属于并发控制，非安全性措施）二、填空题1.模式（概念模式）2.选择（σ）；投影（π）3.并发控制（或封锁）4.逻辑结构设计5.部分6.HAVING；ORDERBY7.数据转储（或备份）8.不可重复读9.继承性10.参照三、简答题1.关系模型的三类完整性约束：（1）实体完整性：主码的属性值不能为空，保证实体的唯一性；（2）参照完整性：外码的值要么为空，要么等于被参照关系主码的值，保证数据一致性；（3）用户定义完整性：针对具体应用的约束（如年龄>0），反映业务规则。2.区别：自然连接要求两个关系中同名属性进行等值比较，并自动去除重复列；等值连接是任意属性的等值比较，保留所有列。联系：自然连接是等值连接的特殊形式（同名属性等值且去重）。3.事务故障类型及恢复策略：（1）事务内部故障：由逻辑错误或系统错误引起，通过日志文件执行UNDO操作回滚事务；（2）系统故障（软故障）：数据库管理系统崩溃，需REDO所有已提交但未写入磁盘的事务，UNDO未提交的事务；（3）介质故障（硬故障）：存储设备损坏，需使用最新备份恢复数据库，再通过日志REDO已提交事务。4.查询优化是指DBMS选择高效执行策略的过程。代数优化策略：（1）选择运算尽可能提前（减少中间结果大小）；（2）投影运算与选择运算结合（同时去列和去行）；（3）将笛卡尔积与随后的选择运算合并为等值连接（减少计算量）；（4）分组与排序运算提前（利用索引或有序性）。5.BCNF定义：关系模式R∈1NF，且对于所有非平凡函数依赖X→Y（Y⊈X），X必含候选码。BCNF与3NF的区别：3NF允许主属性对候选码的部分或传递依赖，而BCNF要求所有函数依赖的决定因素都包含候选码，BCNF是更严格的3NF。四、综合题1.（1）SELECTPname,LeaderFROMProjectWHEREBudget>500000ANDStartDate>'2025-01-01';（2）SELECTPno,COUNT(Sno)ASStuCountFROMParticipateGROUPBYPno;（3）DELETEFROMExperimentWHEREResult='未通过';2.（1）候选码推导：计算A的闭包：A+=A,B,C,D,E（A→BC，B→D，A→D；CD→E，A→E），故A是候选码。同理，E的闭包：E→A→BC→D，E+=ABCDE，故E也是候选码。候选码为A和E。（2）判断3NF：R中存在非主属性吗？所有属性A、B、C、D、E中，主属性是A和E（候选码），其他是B、C、D？不，候选码是A和E，所有属性都是主属性（因为A和E能决定所有属性，其他属性可能依赖于主码）。实际上，3NF要求非主属性不传递依赖于候选码。但R中B→D，B是主属性吗？候选码是A和E，B不是候选码的组成部分（A→BC，B是A决定的属性），所以B是非主属性？不，主属性是候选码中的属性，A和E是主属性，B、C、D是非主属性。例如，B→D，D是非主属性，B是非主属性，而B依赖于A（A→B），所以D传递依赖于A（A→B→D），因此R不满足3NF。（3）分解为BCNF（无损连接）：找违反BCNF的函数依赖：B→D（B不含候选码A或E）。分解为R1(B,D)（主码B）和R2(A,B,C,E)（原关系去掉D）。检查R2中的函数依赖：A→BC，E→A，CD→E（但R2无D，CD→E无效），剩余A→BC，E→A。A是R2的候选码（A→BC，E→A→BC，故E也是候选码）。R2中是否有违反BCNF的依赖？A→BC（A含候选码），E→A（E含候选码），无违反。最终分解：R1(B,D)，R2(A,B,C,E)。3.（1）冲突操作图：冲突操作是不同事务对同一数据的读写或写写操作。调度中的冲突对：T1写A（W1(A)）与T2读A（R2(A)）冲突，边T1→T2；T1写A（W1(A)）与T2写A（W2(A)）冲突，边T1→T2；T2写B（W2(B)）与T1读B（R1(B)）冲突，边T2→T1；T2写B（W2(B)）与T1写B（W1(B)）冲突，边T2→T1；优先图存在T1→T2和T2→T1的环。（2）不可冲突可串行化，因为优先图存在环，无法找到一个无环的串行顺序。（3）两阶段封锁协议要求事务分两个阶段：扩展阶段（加锁）和收缩阶段（解锁）。T1需加锁：S锁或X锁。具体：T1读A：加S锁A；写A：升级为X锁A（或直接加X锁）；读B：加S锁B；写B：升级为X锁B。T2读B：加S锁B；写B：升级为X锁B；读A：加S锁A；写A：升级为X锁A。遵守2PL的调度示例（锁操作L表示加锁，U表示解锁）：T1:Lx(A),R(A),W(A),Lx(B),R(B),W(B