数据库系统概论期末考试试题.docx

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数据库系统概论期末考试试题

2004-2005学年第二学期期末考试D2002级计算机科学与技术专业《数据库原理与应用》课程试题

一、选择题（15分，每空1分）：

1．数据库系统中，物理数据独立性（physicaldataindependence）是指____。

A．数据库与数据库管理系统的相互独立

B．应用程序与DBMS的相互独立

C．应用程序与存储在磁盘上数据库的物理模式是相互独立的

D．应用程序与数据库中数据的逻辑结构相互独立

2．数据库系统的特点是____、数据独立、减少数据冗余、避免数据不一致和加强了数据保护。

A．数据共享B．数据存储C．数据应用D．数据保密

3．数据库管理系统能实现对数据库中数据的查询、插入、修改和删除等操作的数据库语言称为____。

A．数据定义语言（DDL）B．数据管理语言

C．数据操纵语言（DML）D．数据控制语言

4．在关系代数的专门关系运算中，从表中取出满足条件的属性的操作称为①B；从表中选出满足某种条件的元组的操作称为②A；将两个关系中具有共同属性值的元组连接到一起构成新表的操作称为

C。

A．选择B．投影C．连接D．扫描

5．关系模型中，一个候选码____。

A．可由多个任意属性组成B．至多由一个属性组成

C．可由一个或多个其值能唯一标识该关系模式中任何元组的属性组成

D．必须由多个属性组成

6．SQL语言是____语言。

A．层次数据库B．网络数据库C．关系数据库D．非数据库

7．数据库中只存放视图的________。

A．操作B．对应的数据C．定义D．限制

8．关系数据库规范化是为解决关系数据库中____问题而引入的。

A．数据冗余B．提高查询速度C．减少数据操作的复杂性D．保证数据的安全性和完整性

9．数据库管理系统通常提供授权功能来控制不同用户访问数据的权限，这主要是为了实现数据库的________。

A．可靠性B．一致性C．完整性D．安全性

10．若事务T对数据对象A加上S锁，则________。

A．事务T可以读A和修改A，其它事务只能再对A加S锁，而不能加X锁。

B．事务T可以读A但不能修改A，其它事务能对A加S锁和X锁。

C．事务T可以读A但不能修改A，其它事务只能再对A加S锁，而不能加X锁。

D．事务T可以读A和修改A，其它事务能对A加S锁和X锁。

11．事务的原子性是指________。

A．事务中包括的所有操作要么都做，要么都不做

B．事务一旦提交，对数据库的改变是永久的

C．一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的

D．事务必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态

12．数据库中的封锁机制（locks）是____的主要方法。

A．完整性B．安全性C．并发控制D．恢复

13．对并发操作若不加以控制，可能会带来数据的____问题。

A．不安全B．死锁C．死机D．不一致

二、填空题（15分，每空1分）：

1．传统的集合“并、交、差”运算施加于两个关系时，这两个关系的

属性个数必须相等，②相对应的属性值必须取自同一个域。

2．指出下列缩写的含义：

DBMS①DBMS数据库管理系统、DBA②DBA数据库管理员。

3．在关系A（S，SN，D）和B（D，CN，NM）中，A的主码是S，B的主码是D，则D在S中称为__外码__。

4．数据冗余可能导致的问题有

浪费存储空间及修改麻烦和②

5．数据库在运行过程中可能产生的故障有

Transactionfailure

Systemcrash

Diskfailure

三、判断题（10分，每小题5分）：

判断下述结论是否正确，对正确的结论加以证明，对错误的结论说明原因（或举一反例进行说明）。

1．view可串行化的调度（schedule）一定也是冲突（conflict）可串行化的调度。

结论错误。

例如581页Schedule9isaviewserializableschedulebutisnotaconflictserializableschedule.

2．在确定关系的候选码时，如果属性X在函数依赖的左右都不出现，则候选码中必不包含X。

结论错误。

在确定关系的候选码时，如果属性X在函数依赖的左右都不出现，则候选码中必包含X，因为只有X能够函数决定X。

四、简答题：

2．什么是关系的外码？

并举例说明。

答：

关系模式R中属性或属性组X并非R的码，但X是另一个关系模式的码，则称X是R的外部码，也称外码。

学生数据库中有关系STUDENT（SNO，SNAME，SEX，AGE）、关系COURSE（CNO，CNAME）和关系SC（SNO，CNO，GRADE），SC关系中SNO是外码，其参照关系是STUDENT；CNO也是外码，其参照关系是COURSE。

3．如何通过定义视图和存取控制保证数据库的安全性？

并用SQL语言举例说明。

视图能够对机密数据提供安全保护。

有了视图机制，就可以在设计数据库应用系统时，对不同的用户定义不同的视图，使机密数据不出现在不应看到这些数据的用户视图上，这样就由视图的机制自动提供了对机密数据的安全保护功能。

例如Student表涉及三个系的学生数据，可以在其上定义三个视图，每个视图只包含一个系的学生数据，并只允许每个系的学生查询自己所在系的学生视图。

例：

建立信息系学生的视图。

CREATEVIEWIS_Student

AS

SELECTSno,Sname,Sage

FROMStudent

WHERESdept='IS';

数据库的安全性是指保护数据库，防止不合法的使用所造成的数据泄露和破坏。

数据库系统中保证数据安全性的主要措施是进行存取控制，即规定不同用户对于不同数据对象所允许执行的操作，并控制各用户只能存取他有权存取的数据。

不同的用户对不同的数据应具有何种操作权力，是由DBA和表的建立者（即表的属主）根据具体情况决定的，SQL语言则为DBA和表的属主定义和回收这种权力提供了手段。

例：

把查询Student表权限授给用户U1。

GRANTSELECTONTABLEStudentTOU1;

五应用题

1.已知R

U={A,B,C,D,E}

F={ABC,CD,DE}

R的一个分解={R1（A,B,C），R2（C,D），R3（D,E）}

判断是否为无损连接？

1.构造一个初始二维表如下图2.运用函数依赖后，二维表最终变为如下表所示

A

B

C

D

E

R1

a1

a2

a3

R2

a3

a4

R3

a4

a5

A

B

C

D

E

R1

a1

a2

a3

a4

a5

R2

a3

a4

a5

R3

a4

a5

因此该分解是无损连接的。

2三个表即学生表S、课程表C和学生选课表SC，它们的结构如下：

S（S＃,SN,SEX,AGE,DEPT）

C（C＃,CN）

SC（S＃,C＃,GRADE）

其中：

S＃为学号，SN为姓名，SEX为性别，AGE为年龄，DEPT为系别，C＃为课程号，CN为课程名，GRADE．为成绩。

（1）检索所有比“王华”年龄大的学生姓名、年龄和性别

（1）SELECTSN,AGE,SEXFROMSWHEREAGE>（SELECTAGEFROMSWHERESN=’王华’）

（2）检索选修课程“C2”的学生中成绩最高的学生的学号

（2）SELECTSFROMSCWHEREC=’C2’ANDGRADE=（SELECTMAX（GRADE）FROMSCWHEREC=’C2’）

（3）检索学生姓名及其所选修课程的课程号和成绩

（3）SELECTSN,C,GRADEFROMS,SCWHERES.S=SC.S

（4）检索选修四门课程的学生总成绩

SELECTS,SUM（GRADE）FROMSC

GROUPBYS

HAVINGCOUNT（C）=4

3由Armstrong公理证明：

合并规则：

若X->Z,X->Y,则X->YZ

证明：

因为XY

所以XXY（增广律）

因为XZ

所以XYZY（增广律）

所以XYZ（传递律）

六、综合题：

1.．设工厂里有一个记录职工每天日产量的关系模式：

R（职工编号，日期，日产量，车间编号，车间主任）。

如果规定：

每个职工每天只有一个日产量；

每个职工只能隶属于一个车间；

每个车间只有一个车间主任。

试回答下列问题：

⑴根据上述规定，写出模式R的基本FD和关键码；

⑵说明R不是2NF的理由，并把R分解成2NF模式集；

⑶进而再分解成3NF模式集，并说明理由。

1．解：

①基本的FD有3个：

（职工编号，日期）→日产量职工编号→车间编号

车间编号→车间主任R的关键码为（职工编号，日期）。

②R中有两个这样的FD：

（职工编号，日期）→（车间编号，车间主任）

职工编号→（车间编号，车间主任）可见前一个FD是局部依赖，所以R不是2NF模式。

R应分解成R1（职工编号，车间编号，车间主任）

R2（职工编号，日期，日产量）此处，R1和R2都是2NF模式。

③R2已是3NF模式。

在R1中，存在两个FD：

职工编号→车间编号车间编号→车间主任

因此，“职工编号→车间主任”是一个传递依赖，R1不是3NF模式。

R1应分解成R11（职工编号，车间编号）

R12（车间编号，车间主任）

这样，ρ={R11，R12，R2}是一个3NF模式集。

2．某学员为公安局的车辆信息管理系统设计了数据库的ER图，对车辆、车主、驾驶员、制造商、保险公司、警察、车辆违章和车辆事故等信息进行了管理，其ER图如下所示。

该ER图有7个实体类型，其结构如下：

制造商（制造商编号，名称，地址）

交通管理大队（大队编号，地址，区域，电话）

警察（警号，姓名，性别，出生年月）

车主（身份证号，姓名，地址，电话）

车辆（车辆牌号，型号，发动机号，座位数，登记日期）

驾驶员（驾驶证号，姓名，性别，地址，准驾车型，发证日期）

保险公司（保险公司编号，名称，地址，电话）

该ER图有8个联系类型，其中5个是1:

N联系，1个是M:

N联系，2个是M:

N:

P联系。

其联系的属性如下：

违章（违章编号，时间，地点，违章行为，处理结果）

事故（事故编号，时间，地点，事故简要，处理结果）

被盗（被盗编号，被盗时间，被盗地点，找回时间，找回地点）

试将上述ER图转换成关系模型：

写出关系模式集，并用下划线和波浪线标识出每个模式的主键和外键。

在上述数据库中，写出主键和外键的总数这两个数字。

解：

①根据ER图和转换规则，7个实体类型转换成7个关系模式，1个M:

N联系转换成1个关系模式，2个M:

N:

P联系转换成2个关系模式。

因此，该ER图可转换成10个关系模式，如下：

制造商（制造商编号，名称，地址）

交通管理大队（大队编号，地址，区域，电话）

警察（警号，姓名，性别，出生年月，大队编号）

车主（身份证号，姓名，地址，电话）

车辆（车辆牌号，型号，发动机号，座位数，登记日期，制造商编号，保险公司编号，车主身份证号）

驾驶员（驾驶证号，姓名，性别，地址，准驾车型，发证日期，保险公司编号）

保险公司（保险公司编号，名称，地址，电话）

违章（违章编号，时间，地点，违章行为，处理结果，车辆牌号，驾驶证号，警号）

事故（事故编号，时间，地点，事故简要，处理结果，车辆牌号，驾驶证号，警号）

被盗（被盗编号，被盗时间，被盗地点，找回时间，找回地点，车主身份证号，

车辆牌号）

②在上述数据库中，主键的总数为10个，外键的总数为13个。

2003-2004学年第二学期期末考试2001级《数据库系统概论》试题C

一、选择题（20分，每小题2分）：

1．数据库系统与文件系统的主要区别是____。

A．数据库系统复杂，而文件系统简单

B．文件系统不能解决数据冗余和数据独立性问题，而数据库系统可以解决

C．二文件系统只能管理程序文件，而数据库系统能够管理各种类型的文件

D．文件系统管理的数据量较少，而数据库系统可以管理庞大的数据量

2．同一个关系模型的任意两个元组值____。

A．不能全同B．可全同C．必须全同D．以上都不是

3．自然连接是构成新关系的有效方法。

一般情况下，当对关系R和S使用自然连接时，要求R和S含有一个或多个共有的____。

A．元组B．行C．记录D．属性

4．SQL语言具有两种使用方式，分别称为交互式SQL和____。

A．提示式SQLB．多用户SQLC．嵌入式SQLD．解释式SQL

5．关系规范化中的删除操作异常是指________。

A．不该删除的数据被删除B．不该插入的数据被插入

C．应该删除的数据未被删除D．应该插入的数据未被插入

6.属于BCNF的关系模式________。

A．已消除了插入、删除异常B．已消除了插入、删除异常和数据冗余

C．仍然存在插入、删除异常D．在函数依赖范畴内，已消除了插入和删除的异常

7．从E-R模型关系向关系模型转换时，一个M:

N联系转换为关系模式时，该关系模式的关键字是____。

A．M端实体的关键字B．N端实体的关键字

C．M端实体关键字与N端实体关键字组合D．重新选取其他属性

8．数据库的____是指数据的正确性和相容性。

A．安全性B．完整性C．并发控制D．恢复

9．授权编译系统和合法性检查机制一起组成了____子系统。

A．安全性B．完整性C．并发控制D．恢复

10．设有两个事务T1、T2，其并发操作如图1所示，下列评价正确的是____。

A该操作不存在问题B．该操作丢失修改C．该操作不能重复读D．该操作读“脏”数据

T1T2

①读A=100

A＝A*2写回

②读A=200

③ROLLBACK

恢复A=100

图1事务并发操作图

二、填空题（20分，每小空2分）：

1．DBMS的基本工作单位是事务，它是用户定义的一组逻辑一致的程序序列；并发控制的主要方法是①封锁机制。

2．系统在运行过程中，由于某种原因，造成系统停止运行，致使事务在执行过程中以非控制方式终止，这时内存中的信息丢失，而存储在外存上的数据不受影响，这种情况称为②系统故障。

3．关系数据库中基于数学上两类运算是③关系代数和④关系演算。

4．数据库设计的几个步骤是

需求分析，概念设计，逻辑设计，物理设计，编码和调试、实施运行和维护。

5．1NF，2NF，和3NF之间，相互是一种

3NF

2NF

LNF成立关系。

6．视图是一个虚表，它是从

一个或几个基本表中导出的表。

在数据库中，只存放视图的

定义，不存放视图的

视图对应的数据。

7．关系操作的特点是

集合操作。

三、简答题（15分，每小题5分）：

1．什么是数据库？

答：

数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。

数据库是按某种数据模型进行组织的、存放在外存储器上，且可被多个用户同时使用。

因此，数据库具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性。

2．什么是数据库的数据独立性？

答：

数据独立性表示应用程序与数据库中存储的数据不存在依赖关系，包括逻辑数据独立性和物理数据独立性。

逻辑数据独立性是指局部逻辑数据结构（外视图即用户的逻辑文件）与全局逻辑数据结构（概念视图）之间的独立性。

当数据库的全局逻辑数据结构（概念视图）发生变化（数据定义的修改、数据之间联系的变更或增加新的数据类型等）时，它不影响某些局部的逻辑结构的性质，应用程序不必修改。

物理数据独立性是指数据的存储结构与存取方法（内视图）改变时，对数据库的全局逻辑结构（概念视图）和应用程序不必作修改的一种特性，也就是说，数据库数据的存储结构与存取方法独立。

数据独立性的好处是，数据的物理存储设备更新了，物理表示及存取方法改变了，但数据的逻辑模式可以不改变。

数据的逻辑模式改变了，但用户的模式可以不改变，因此应用程序也可以不变。

这将使程序维护容易，另外，对同一数据库的逻辑模式，可以建立不同的用户模式，从而提高数据共享性，使数据库系统有较好的可扩充性，给DBA维护、改变数据库的物理存储提供了方便。

3．叙述等值连接与自然连接的区别和联系。

答：

等值连接表示为R

A=BS，自然连接表示为R

S；自然连接是除去重复属性的等值连接。

两者之间的区别和联系如下：

自然连接一定是等值连接，但等值连接不一定是自然连接。

等值连接不把重复的属性除去；而自然连接要把重复的属性除去。

等值连接要求相等的分量，不一定是公共属性；而自然连接要求相等的分量必须是公共属性。

等值连接不把重复的属性除去；而自然连接要把重复的属性除去。

四、综合题（45分）：

 1．设有如下实体：

（10分）

学生：

学号、单位、姓名、性别、年龄、选修课程名

课程：

编号、课程名、开课单位、任课教师号

教师：

教师号、姓名、性别、职称、讲授课程编号

单位：

单位名称、电话、教师号、教师名

上述实体中存在如下联系：

一个学生可选修多门课程，一门课程可为多个学生选修；

一个教师可讲授多门课程，一门课程可为多个教师讲授；

一个单位可有多个教师，一个教师只能属于一个单位。

试完成如下工作：

（1）分别设计学生选课和教师任课两个局部信息的结构E-R图。

（4分）

（2）将上述设计完成的E-R图合并成一个全局E-R图。

（3分）

（3）将该全局E-R图转换为等价的关系模型表示的数据库逻辑结构。

（3分）

解：

（1）学生选课局部E-R图如图2所示，教师任课局部E-R图如图3所示。

电话

图2学生选课局部E－R图

学生：

学号、单位、姓名、性别、年龄、选修课程名

课程：

编号、课程名、开课单位、任课教师号

教师：

教师号、姓名、性别、职称、讲授课程编号

单位：

单位名称、电话、教师号、教师名

上述实体中存在如下联系：

一个学生可选修多门课程，一门课程可为多个学生选修；

一个教师可讲授多门课程，一门课程可为多个教师讲授；

一个单位可有多个教师，一个教师只能属于一个单位。

课程名

图3教师任课局部E－R图

图4合并的全局E－R图

（2）合并的全局E-R图如图4所示。

为避免图形复杂，下面给出各实体属性：

单位：

单位名、电话

学生：

学号、姓名、性别、年龄

教师：

教师号、姓名、性别、职称

课程：

编号、课程名

（3）该全局E-R图转换为等价的关系模型表示的数据库逻辑结构如下：

单位（单位名，电话）

教师（教师号，姓名，性别，职称，单位名）

课程（课程编号，课程名，单位名）

学生（学号，姓名，性别，年龄，单位名）

讲授（教师号，课程编号）

选修（学号，课程编号）

2．设有关系S、SC、C，试用关系代数、元组关系演算表达式和SQL完成下列操作。

（15分，每小题5分）

S（S#,SNAME,AGE,SEX）例：

（001,'李强',23,’男'）

SC（S#,C#,SCORE）例：

（003,'C1',83）

C（C#,CNAME,TEACHER）例：

（'C1','数据库原理','王华'）

（1）试用关系代数检索选修了“程军”老师所授课程之一的学生姓名。

∏SNAME（S

SC

TEACHER='程军'（C））

（2）试用元组关系演算表达式检索选修了“程军”老师所授课程之一的学生姓名。

{T

（1）|（U）（V）（W）（S（U）∧SC（V）∧C（W）∧T[1]=U[1]∧U[1]=V[1]∧V[2]=W[1]∧W[3]='程军'）}

（2）试用元组关系演算表达式检索选修了“程军”老师所授课程之一的学生学号。

{T

（1）|（V）（W）（SC（V）∧C（W）∧T[1]=V[1]∧V[2]=W[1]∧W[3]='程军'）}

（3）找出“程序设计”课程成绩在90分以上的学生姓名。

SELECTSNAME

FROMS,SC,C

WHERES.S#=SC.S#ANDSC.C#=C.C#ANDSCORE>=90ANDCNAME='程序设计'

或者

SELECTSNAME

FROMS

WHERERS.S#IN（SELECTS#

        FROMSC

 WHERESCORE>=90ANDC.C#IN（SELECTC#FROMCWHERECNAME='程序设计'）

3．设有关系模式R（U，F），其中：

（10分）

U={A，B，C，D，E}，F={A→BC，CD→E，B→D，E→A}。

计算B+。

（2分）

求R的所有候选码。

（8分）

解：

令X={B}，X（0）=B，X

（1）=BD，X

（2）=BD，故B+=BD。

根据候选码的定义，R的候选码只可能由F中各个函数依赖的左边属性组成，即A，B，C，D，E，由于A→BC（A→B，A→C），B→D，E→A，故：

可除去A，B，C，D，组成候选码的属性可能是E。

计算可知：

E+=ABCDE，即E→U，E是一个候选码。

可除去A，B，E，组成候选码的属性可能是CD。

计算可知：

（CD）+=ABCDE，即CD→U，但C+=C，D+=D，CD是一个候选码。

可除去B，C，D，E，组成候选码的属性可能是A。

计算可知：

A+=ABCDE，即A→U，A是一个候选码。

可除去A，D，E，组成候选码的属性可能是BC。

计算可知：

（BC）+=ABCDE，即CD→U，但B+=BD，C+=C，BC是一个候选码。

R的所有候选码是A，BC，CD，E。

4．设有关系STUDENT（S#,SNAME,SDEPT,MNAME,CNAME,GRADE），S#,CNAME为候选码，设关系中有如下函数依赖：

（10分）

S#,CNAME→SNAME,SDEPT,MNAME

S#→SNAME,SDEPT,MNAME

S#,CNAME→GRADE

SDEPT→MNAME

试求下列问题：

（1）关系STUDENT属于第几范式？

（5分）

（2）如果关系STUDENT不属于BCNF，请将关系STUDENT逐步分解为BCNF。

（5分）

要求：

写出达到每一级范式的分解过程，并指明消除什么类型的函数依赖。

解：

（1）关系STUDENT是1NF。

（2）首先消除部分函数依赖{S#,CNAME}→{SNAME,SDEPT,MNAME}

将关系分解为：

R1（S#,SNAME,SDEPT,MNAME）

R2（S#,CNAME,GRADE）

在关系R1中存在非主属性对候选码的传递函数依赖S#→SDEPT，SDEPT→MNAME，所以以上关系模式还不是BCNF，进一步分解R1：

R11（S#,SNAME,SDEPT）

R12（SDEPT,MNAME）

R11,R12都是3NF。

关系模式：

R2（S#,CNAME,GRADE）

R11（S#,SNAME,SDEPT）

R12