2023年南京工程学院计算机科学与技术专业《数据库原理》科目期末试卷A（有答案）.docx

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2023年南京工程学院计算机科学与技术专业《数据库原理》科目期末试卷A（有答案）

一、填空题

1、对于非规范化的模式，经过转变为1NF，______，将1NF经过转变为2NF，______，将2NF经过转变为3NF______。

2、SQLServer中数据完整性包括______、______和______。

3、关系系统的查询优化既是关系数据库管理系统实现的关键技术，又是关系系统的优点。

因为，用户只要提出______，不必指出______。

4、数据模型是由______________、______________和______________三部分组成。

5、关系模型由______________、______________和______________组成。

6、在一个关系R中，若每个数据项都是不可再分割的，那么R一定属于______。

7、在SQL语言中，为了数据库的安全性，设置了对数据的存取进行控制的语句，对用户授权使用____________语句，收回所授的权限使用____________语句。

8、DBMS的完整性控制机制应具备三个功能：

定义功能，即______；检查功能，即______；最后若发现用户的操作请求使数据违背了完整性约束条件，则采取一定的动作来保证数据的完整性。

9、在数据库系统封锁协议中，一级协议：

“事务在修改数据A前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放X锁”，该协议可以防止______；二级协议是在一级协议的基础上加上“事务T在读数据R之前必须先对其加S锁，读完后即可释放S锁”，该协议可以防止______；三级协议是在一级协议的基础上加上“事务T在读数据R之前必须先对其加S锁，直到事务结束后才释放S锁”，该协议可以防止______。

10、如果多个事务依次执行，则称事务是执行______；如果利用分时的方法，同时处理多个事务，则称事务是执行______。

二、判断题

11、在关系运算中，投影是最耗时的操作。

（　　）

12、数据模型的核心构成要素是数据结构。

（　　）

13、视图是可以更新的。

（　　）

14、在关系模式中，主码和候选码可以有多个。

（　　）

15、在关系数据表中，属性的顺序是一定的，不能交换。

（　　）

16、在关系数据库中，属性的排列顺序是可以颠倒的。

（　　）

17、在SQL中，ALTERTABLE语句中MODIFY用于修改字段的类型和长度等，ADD用于添加新的字段。

（　　）

18、一个关系中不可能出现两个完全相同的元组是由实体完整性规则确定的。

（　　）

19、SQLServer有两种安全性认证模式：

WindowsNT和SQLServer。

（　　）

20、函数依赖是多值依赖的一个特例。

（　　）

三、选择题

21、关系运算以关系代数为理论基础，关系代数的最基本操作是并、差、笛卡尔积、（　　）。

A．投影、连接B．连接、选择C．选择、投影

D．交、选择

22、X→Ai（i－1，2，…，k）成立是X→A1A2…Ak成立的（　　）。

A．充分条件B．必要条件C．充要条件D．既不充分也不必要

23、下面关于数据库三层模式结构两层映射的说法，不正确的是（　　）。

A．模式与内模式映射可以实现物理数据的独立性

B．外模式与模式映射可以实现逻辑数据的独立性

C．DBMS在数据库的三层模式结构之间提供了两层映射

D．子模式与内模式映射可以实现逻辑数据的独立性

24、下列说法正确的是（　　）。

A．可以利用存储过程在当前数据库中创建固定数据库角色

B．当前数据库中的用户自定义角色可以用存储过程删除

C．不能将数据库用户账户添加为当前数据库中角色的成员

D．Public角色可以被删除

25、如表，因为（　　）属性使它不能成为关系。

表

A．项目经理B．项目成员C．项目名称D．项目号

26、若关系模式R（U，F）属于3NF，则（　　）。

A．一定属于BCNF

B．消除了插入和删除异常

C．仍存在一定的插入和删除异常

D．属于BCNF且消除了插入和删除异常

27、存取方法设计属于数据库设计的（　　）阶段的设计任务。

A．系统需求分析B．概念结构设计C．逻辑结构设计D．物理结构设计

28、关于DBMS的查询处理器，叙述错误的是（　　）。

A．处理的目标是先将应用程序表示的查询转换为执行策略（关系代数）

B．通过执行用低级语言表达的策略来获取所需要的数据

C．查询处理分为分解（分析和验证）、优化、代码生成和代码执行

D．处理的目标是先将应用程序表示的查询转换为执行策略（E-R概念模型）

29、下列不是数据库恢复采用的方法是（　　）。

A．建立检查点

B．建立副本

C．建立日志文件

D．建立索引

30、实现数据库并发控制的主要方法是（　　）。

A．授权B．索引C．日志D．封锁

31、在面向对象数据库系统中，不同类的对象共享公共部分的结构和特性称为（　　）。

A．共享性B．继承性C．通用性D．一致性

32、关于分布式数据库，下列说法错误的是（　　）。

A．在分布式数据库系统中，分片透明性主要是指数据分片的分配位置对用户是透明的，用户无需关注每个分片被分配的场地

B．对于用户而言，一个分布式数据库系统从逻辑上看如同一个集中式数据库，用户可在任何一个场地执行全局应用和局部应用

C．分布式数据库的查询处理代价既包括CPU和I/O代价，也需要考虑场地间传输数据所需的通信代价

D．在分布式数据库查询中，导致场地间数据传输量大的主要原因是数据间的连接操作和并操作

33、关于数据库概念设计阶段的工作目标，下列说法错误的是（　　）。

A．定义和描述应用系统设计的信息结构和范围

B．定义和描述应用系统中数据的属性特征和数据之间的联系

C．描述应用系统的数据需求

D．描述需要存储的记录及其数量

34、在关系代数运算中，最费时间和空间的是（　　）。

A．选择和投影运算

B．除法运算

C．笛卡尔积和连接运算

D．差运算

35、将错误的、不一致的数据在进入数据仓库之前予以更正或删除，以免影响决策支持系统决策的正确性，这一过程称为（　　）。

A．数据提取B．数据转换C．数据清洗D．数据加载

四、简答题

36、举例说明关系模式和关系的区别。

37、简述内存数据库的发展历程。

38、什么是数据库的逻辑结构设计？

试述其设计步骤。

39、具有检查点的恢复技术有什么优点？

试举一个具体例子加以说明。

40、关系代数的基本运算有哪些？

如何用这些基本运算来表示其他运算？

五、综合题

41、图书馆数据库中有如下关系：

BOOKS（Titel，Author，Pname，Bno）

PUBLISHERS（Pname，Paddr，Pcity）

BORROWERS（Name，Addr，City，Cno）LOANS（Cno，Bno，Date）

其中，BOOKS为图书表，对应的各个属性依次是书名、作者名、出版社名和图书编号；PUBLISHERS为出版社表，对应的各个属性依次是出版社名、出版社地址和出版社所在城市名；BORROWERS为借书人表，对应的各个属性依次是借书人姓名、借书人地址、借书人所在城市名和借书证号；LOANS为借书表，对应的各个属性依次是借书证号、图书编号和图书借出日期。

若查询2003/10/1以前借出的书籍的书名和借书人姓名，请说明优化的过程。

42、设有关系R和S，如图所示。

试用SQL语句实现：

（1）查询属性C＞50时，R中与之相关联的属性B的值。

（2）当属性C＝40时，将R中与之相关联的属性B值修改为b4。

　关系R和S

43、请给出缓冲区管理中的一个淘汰算法。

参考答案

一、填空题

1、【答案】使属性域变为简单域；消除非主属性对候选码的部分依赖；消除非主属性对候选码的传递依赖

2、【答案】域完整性；实体完整性；参照完整性

3、【答案】干什么；怎么干

4、【答案】数据结构；数据操作；完整性约束

5、【答案】数据结构；数据操作；完整性规则

6、【答案】1NF

7、【答案】GRANT；REVOKE

8、【答案】提供定义完整性约束条件机制；检查用户发出的操作请求是否违背完整性约束条件

9、【答案】丢失修改；丢失修改和读脏数据；丢失修改、读脏数据和不可重复读

10、【答案】串行；并行

二、判断题

11、【答案】错

12、【答案】对

13、【答案】对

14、【答案】错

15、【答案】错

16、【答案】对

17、【答案】错

18、【答案】错

19、【答案】错

20、【答案】对

三、选择题

21、【答案】C

【解析】关系代数是一种抽象的查询语言，它通过对关系的运算来表达查询要求。

关系代数的运算共有8种，可分两类：

传统的集合运算和专门的关系运算一传统的集合运算有：

交、并、差、笛卡尔积，专门的关系运算有：

选择、投影、连接和除。

其中，并、差、笛卡尔积、选择和投影5种运算是基本运算，其他3种运算均可以用这5种基本运算来表达。

22、【答案】C

【解析】若X→A1A2…Ak成立，由分解规则可得X→Ai（i＝1，2，…，k）成立；若X→Ai（i＝1，2，…，k）成立，由合并规则可得X→A1A2…Ak成立。

23、【答案】D

【解析】数据库三层模式体系结构的目的是将用户的数据库逻辑视图与数据库的物理描述分离开来。

外模式与概念模式之间的映射，它把用户数据库与概念数据库联系起来了。

这一层的映射可以保证逻辑数据独立性，即外模式不受概念模式变化的影响。

概念模式与内模式之间的映射，它把概念数据库与物理数据库联系起来了。

这一层的映射可以保证物理数据独立性，即概念模式不受内模式变化的影响。

24、【答案】B

【解析】在T-SQL中，通过sp-helpdbfixedrole存储过程，查看SQL

Server固定数据库角色列表；利用sp-addrolemember存储过程将数据库用户的账户，添加为当前数据库中数据库角色的成员；利用sp-

droprolemember存储过程从当前数据库的数据库角色中，删除数据库安全账户。

但不能利用存储过程在当前数据库中创建固定数据库角色，排除A项。

此外，SQLServer包括两类具有隐含权限的预定义角色，固定服务器角色和固定数据库角色。

这些隐含权限不能授予其他用户账户。

如果有用户需要这些权限，则必须将其账户添加到这些预定义角色中，排除C项；Public角色是SQLServer数据库管理系统中每个数据库都存在的特殊角色。

它提供数据库中用户默认权限，每个数据库用户都自动是此角色的成员。

所以Public角色不能被删除，排除D项；在T-SQL中，通过sp-helprole存储过程，查看角色；利用sp-addrole存储过程在当前数据库创建新的数据库角色；利用sp-droprole存储过程从当前数据库删除角色。

B项是正确的。

25、【答案】B

【解析】1NF是关系必须满足的最低要求，没有满足1NF就不称为关系。

1NF要求每一个数据项都必须是不可再分的原子数据项。

上述“项目”表中，项目成员不是原子数据项，因此，该“项目”表不满足1NF，该表不是关系。

26、【答案】C

【解析】各级范式之间的联系有下述关系：

1NF⊃2NF⊃3NF⊃BCNF⊃4NF⊃5NF。

因此，达到3NF，不一定属于BCNF。

事实上，达到3NF还不能解决所有的异常问题，还会出现数据操纵的异常问题。

在函数依赖的范畴内，只要达到BCNF就可达到最高的规范化程度，就可避免数据操纵的异常问题。

27、【答案】D

【解析】数据库物理设计阶段的任务是根据具体计算机系统

（DBMS和硬件等）的特点，为给定的数据库模型确定合理的存储结构和存取方法。

28、【答案】D

【解析】DBMS的查询处理器处理的目标是将应用程序表示的查询转换为正确有效的、用低级语言表达的执行策略（关系代数），并通过执行该策略来获取所需要的数据。

查询处理通常分为分解（分析和验证）、优化、代码生成和代码执行四个阶段。

29、【答案】D

【解析】建立检查点、建立副本、建立日志文件都是数据库恢复通常采用的方法；建立索引是进行数据库物理设计时，为提高数据查询的速度而采取的方法。

30、【答案】D

【解析】数据库管理系统对事务的并发执行进行控制，以保证数据库一致性，最常用的方法是封锁的方法，即当一个事务访问某个数据项时，以一定的方式锁住该数据项，从而限制其他事务对该数据项的访问。

31、【答案】B

32、【答案】A

【解析】分布式数据库中，每台计算机都有DBMS的一份完整拷贝，具有自己的局部数据库，放在单独的地方，通过网络相互连接，形成大型的全局数据库。

A项，分片透明性层次最高，即用户或应用程序只对全局关系进行操作而不考虑数据的分片。

位置透明性是指用户或应用程序应当了解分片情况，但不必了解片段的存储结构，位置透明性位于分片视图与分配视图之间。

33、【答案】D

【解析】数据库概念设计阶段的工作内容为：

①定义和描述应用领域涉及的数据范围，获取应用领域或问题域的信息模型；②准确描述数据的属性特征、数据之间的关系、数据约束、数据的安全性要求以及支持用户的各种处理需求；③保证信息模型正确便捷的转换成数据库的逻辑结构（数据库模式），便于用户理解。

但不需要描述需要存储的记录及其数量。

34、【答案】C

【解析】在关系代数运算中，最费时间和空间的是笛卡尔积和连接运算，所以尽可能放在后面做。

35、【答案】C

四、简答题

36、答：

关系模式是静态的，关系是动态的。

对于常见的二维表，关系模式通常指的是二维表的表头，即有哪些列构成，每个列的名称、类型、长度等。

关系通常指的是一张表的具体内容，因为表经常进行插入、删除、修改等操作，关系可能不一样。

37、答：

（1）内存数据库的雏形期

1969年，IBM公司研制了国际上最早的层次数据库管理系统IMS。

IMS在一个系统中提供了两种数据管理方法，一种是采用内存存储的FastPath，另一种是支持磁盘存储的IMS。

FastPath支持内存驻留数据，是内存数据库的雏形。

（2） 内存数据库的研究发展期

1984年，DJ.DeWitt等人发表了“内存数据库系统的实现技术”一文，第一次提出了MainMemoryDataBase的概念；1985年，IBM推出了在IBM370上运行的OBE内存数据库；1986年，RBHagman提出了使用检查点技术实现内存数据库的恢复机制；1987年，ACMSIGMOD会议中有论文提出了以堆文件（heapfile）作为内存数据库的数据存储结

构；1988年，普林斯顿大学设计出TPK内存数据库；1990年，普林斯顿大学又设计出SystemM内存数据库。

（3） 内存数据库的产品成长期

1994年，美国OSE公司推出了第一个商业化的、开始实际应用的内存数据库产品Polyhedra。

38、答：

（1）数据库的逻辑结构设计就是把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。

（2）数据库的逻辑结构设计步骤为：

①将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型；

②将转换来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持下的数据模型转换；

③对数据模型进行优化。

39、答：

（1）在采用检查点技术之前，利用日志技术进行数据库的恢复时需要从头扫描日志文件，而利用检查点技术只需要从检查点所处时间点起开始扫描日志，这就缩短了扫描日志的时间，改善恢复效率。

（2）例如当事务T在一个检查点之前提交，T对数据库所做的修改已经写入数据库，那么在进行恢复处理时，没有必要对事务T执行

REDO操作。

40、答：

关系代数的基本运算包括并、差、笛卡尔积、投影和选择5种运算。

其他3种运算，即交、连接和除，均可以用这5种基本运算来表达。

（1）交运算：

R∩S＝R－（R－S）或R∩S＝S－（S－R）；

（2）连接运算：

（3）除运算：

R（X，Y）÷S（Y，Z）＝πX（R）－πX（πX（R）×πY（S）－R）。

五、综合题

41、答：

根据题意查询表达式为：

πTitle，Name（бDate

＜‘2003/10/1’（πTitle，Author，BOOKS.Bno，Name，Addr，City，BORROWERS.Cno，Date

（бBORROWERS.Cno＝LOANS.Cno∧BOOKS.Bno

＝LOANS.Bno（LOANS×BORROWERS×BOOKS））））

该查询表达式对应的语法树如图9-3所示。

对语法树进行优化，其

具体步骤如下：

①将选择运算：

бBORROWERS.Cno＝LOANS.Cno∧BOOKS.Bno＝LOANS.Bno分解为两个选择运算：

бBORROWERS.Cno＝LOANS.CnoбBOOKS.Bno＝LOANS.Bno

②将上述的3个选择运算尽可能移到树的叶端，将бDate＜‘2003/10/1’与投影交换，同时，由于бDate＜‘2003/10/1’的属性Date只涉及关系LOANS，将其移到分出的两个选择下边，故有：

通过上述分析，可得到如图9-5所示的语法树。

图9-4　初始语法树

图9-5　②得到的语法树

③从图9-5的语法树可知，最顶层的投影与选择只用到了4个属性，即Title、BOOKS.Bno、Name、LOANS.Bno，所以可增加一个投影4个属性的投影运算：

πTitle，BOOKS.Bno，Name，LOANS.Bno

而该投影运算根据它们所在的不同关系，又可分为两个投影运算：

πTitle，BOOKS.BnoπName，LOANS.Bno通过上述分析，可得到如图9-6的语法树。

图9-6　③得到的语法树

④从图9-6的语法树可知，最下面的笛卡尔积只用到了4个属性，即Name、BORROWERS.Cno、LOANS.Bno、LOANS.Cno，所以可增加一个投影4个属性的投影运算：

πName，BORROWERS.Cno，LOANS.Bno，LOANS.Cno

而该投影运算根据它们所在的不同关系，又可分为两个投影运算：

πName，BORROWERS.Cno

πLOANS.Bno，LOANS.Cno

通过上述分析，可得到如图9-7的语法树。

④得到的语法树

⑤按照分组原则，对生成的语法树进行分组。

共分成两组，顶层笛卡尔积右下分枝为一组，顶层笛卡尔积祖先及左下分枝为一组。

⑥先写出执行第一组的运算程序，再写出执行第二组的运算程序。

42、答：

（1）对应的SQL语句如下：

（2）对应的SOL语句如下：

43、答：

借助队列实现LRU页面替换算法作为缓冲区管理的淘汰算法。

定义缓冲区的数据结构如下：

完整的参考代码如下：