山東師范大學數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)期末考試試卷及參考答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型中，描述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)聯(lián)系、數(shù)據(jù)語義以及約束的是（）。A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B.數(shù)據(jù)操作C.數(shù)據(jù)完整性約束D.數(shù)據(jù)定義2.設關系R和S的元數(shù)分別為r和s，若R÷S的結(jié)果關系T的元數(shù)為（）。A.rB.sC.rsD.r+s3.事務的四個特性中，“一個事務的執(zhí)行不被其他事務干擾”指的是（）。A.原子性（Atomicity）B.一致性（Consistency）C.隔離性（Isolation）D.持久性（Durability）4.關系模式R（A,B,C,D），函數(shù)依賴為A→B，B→C，C→D，則R的最高范式是（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF5.關于索引的描述，正確的是（）。A.所有查詢都可以通過索引優(yōu)化B.聚集索引會改變數(shù)據(jù)的物理存儲順序C.一個表只能創(chuàng)建一個非聚集索引D.索引越多，數(shù)據(jù)更新速度越快6.以下不屬于數(shù)據(jù)庫完整性約束的是（）。A.實體完整性B.參照完整性C.用戶定義完整性D.并發(fā)完整性7.SQL語句“SELECTCOUNT(DISTINCT學號)FROM成績”的作用是（）。A.統(tǒng)計所有學生的學號數(shù)量B.統(tǒng)計選修課程的學生人數(shù)C.統(tǒng)計成績表中的記錄數(shù)D.統(tǒng)計不同學號的重復次數(shù)8.將ER模型轉(zhuǎn)換為關系模型時，多對多聯(lián)系應轉(zhuǎn)換為（）。A.一個獨立的關系模式B.合并到任一實體的關系模式中C.合并到兩個實體的關系模式中D.不需要轉(zhuǎn)換9.并發(fā)操作可能導致的問題中，“一個事務讀取了另一個事務未提交的中間數(shù)據(jù)”屬于（）。A.丟失修改B.不可重復讀C.讀臟數(shù)據(jù)D.幻影讀10.數(shù)據(jù)庫恢復的基礎是（）。A.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲B.日志文件C.數(shù)據(jù)鏡像D.數(shù)據(jù)加密二、填空題（每空1分，共15分）1.數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)和__________三個階段。2.關系代數(shù)的基本操作包括并、差、笛卡爾積、投影和__________。3.關系模型中，能夠唯一標識元組的屬性或?qū)傩越M稱為__________。4.觸發(fā)器是一種特殊的存儲過程，它在__________、更新或刪除操作時自動執(zhí)行。5.日志文件的兩種格式是__________和以數(shù)據(jù)塊為單位的日志。6.數(shù)據(jù)庫設計的六個階段包括需求分析、概念結(jié)構(gòu)設計、邏輯結(jié)構(gòu)設計、__________、數(shù)據(jù)庫實施和數(shù)據(jù)庫運行維護。7.視圖是一個虛表，其數(shù)據(jù)并不實際存儲，而是基于__________的查詢結(jié)果。8.封鎖機制中，X鎖（排他鎖）的作用是防止其他事務對數(shù)據(jù)進行__________或更新。9.數(shù)據(jù)倉庫的四個基本特征是面向主題、__________、集成性和時變性。10.SQL注入攻擊的本質(zhì)是將__________作為數(shù)據(jù)輸入，導致數(shù)據(jù)庫執(zhí)行非預期命令。三、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.關系模型中，主鍵的值可以為空（）。2.事務的原子性是指事務一旦提交，其對數(shù)據(jù)庫的修改是永久的（）。3.視圖可以簡化用戶的操作，但會占用額外的物理存儲空間（）。4.索引可以提高查詢效率，但會降低插入、刪除操作的性能（）。5.數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)中，外模式/模式映像保證了邏輯數(shù)據(jù)獨立性（）。6.若X→Y且Y→Z，則X→Z，這是函數(shù)依賴的傳遞性（）。7.觸發(fā)器與存儲過程的區(qū)別在于觸發(fā)器不能接收參數(shù)（）。8.數(shù)據(jù)庫鏡像可以用于提高數(shù)據(jù)庫的可用性，但不能防止介質(zhì)故障（）。9.并發(fā)調(diào)度的可串行化是指調(diào)度結(jié)果與某個串行調(diào)度結(jié)果一致（）。10.數(shù)據(jù)倉庫主要用于支持日常事務處理，而非決策分析（）。四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)獨立性的兩層含義及其實現(xiàn)方式。2.說明關系模型中實體完整性和參照完整性的區(qū)別，并各舉一例。3.簡述SQL中視圖的作用及常見使用場景。4.數(shù)據(jù)庫設計中，概念結(jié)構(gòu)設計的主要任務是什么？常用的設計方法有哪些？五、設計題（共20分）某高校擬開發(fā)學生選課管理系統(tǒng)，需求如下：學生信息包括：學號（唯一）、姓名、性別、年齡；課程信息包括：課程號（唯一）、課程名、學分；學生可以選修多門課程，一門課程可被多名學生選修，選修關系需記錄成績；教師信息包括：教師號（唯一）、姓名、職稱，每門課程由一名教師授課。要求：（1）根據(jù)需求繪制ER圖（需標注實體屬性及聯(lián)系類型）（5分）；（2）將ER圖轉(zhuǎn)換為關系模式，指出每個關系的主鍵和外鍵（8分）；（3）使用SQL語句創(chuàng)建“學生”表（要求包含CHECK約束：年齡在1530歲之間）（3分）；（4）編寫SQL語句查詢“計算機科學”課程（課程名）中成績高于80分的學生姓名（4分）。六、綜合應用題（共15分）某圖書借閱系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫包含以下關系模式：讀者（讀者ID，姓名，性別，電話，可借數(shù)量）；圖書（書號，書名，作者，出版社，庫存量）；借閱（讀者ID，書號，借閱日期，應還日期，實際歸還日期）。業(yè)務規(guī)則：讀者可借數(shù)量初始為10，每成功借閱一本書，可借數(shù)量減1；歸還后，可借數(shù)量加1；圖書庫存量初始為采購數(shù)量，每借出一本，庫存量減1；歸還后，庫存量加1；若實際歸還日期超過應還日期，需按每天0.5元計算滯納金（暫不考慮存儲）。要求：（1）分析該系統(tǒng)中需要設置的完整性約束（至少4種）（4分）；（2）編寫存儲過程實現(xiàn)“借書”操作（需處理讀者可借數(shù)量、圖書庫存量的更新，以及借閱記錄的插入。要求使用事務控制，若任一操作失敗則回滾）（7分）；（3）說明為提高“按書名查詢圖書借閱記錄”的效率，可采取的優(yōu)化措施（4分）。參考答案一、單項選擇題15：CCCBB；610：DBACB二、填空題1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；2.選擇；3.候選鍵（或候選碼）；4.插入；5.以記錄為單位的日志；6.物理結(jié)構(gòu)設計；7.基本表；8.讀??；9.非易失性；10.惡意SQL代碼三、判斷題15：×××√√；610：√√×√×四、簡答題1.數(shù)據(jù)獨立性包括邏輯獨立性和物理獨立性。邏輯獨立性：用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)相互獨立。通過外模式/模式映像實現(xiàn)，當模式改變時，只需修改外模式/模式映像，外模式和應用程序無需改變。物理獨立性：用戶的應用程序與數(shù)據(jù)的物理存儲相互獨立。通過模式/內(nèi)模式映像實現(xiàn)，當物理存儲結(jié)構(gòu)改變時，只需修改模式/內(nèi)模式映像，模式和應用程序無需改變。2.區(qū)別：實體完整性：約束關系的主鍵屬性，保證主鍵值唯一且非空，用于標識元組的唯一性。例如，學生表的“學號”為主鍵，不能取空值。參照完整性：約束外鍵與主鍵的引用關系，保證外鍵值要么是被引用表中存在的主鍵值，要么為空。例如，選課表的“學號”是外鍵，引用學生表的“學號”，其值必須是學生表中存在的學號或空（若允許）。3.視圖的作用：簡化數(shù)據(jù)查詢：將復雜查詢封裝為視圖，用戶直接使用視圖名查詢；提高數(shù)據(jù)安全性：通過視圖限制用戶訪問范圍，隱藏敏感字段；邏輯數(shù)據(jù)獨立性：當基本表結(jié)構(gòu)變化時，只需修改視圖定義，應用程序無需調(diào)整。常見場景：多表連接的復雜查詢、權限控制下的字段過濾、歷史數(shù)據(jù)的版本管理。4.概念結(jié)構(gòu)設計的任務：將需求分析階段得到的用戶需求抽象為獨立于具體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的全局概念模型（如ER圖），描述實體、屬性及聯(lián)系，反映用戶的業(yè)務邏輯。常用方法：自頂向下（從整體到局部）、自底向上（從局部到整體）、混合策略（結(jié)合前兩者）、逐步擴張法（以核心實體為基礎擴展）。五、設計題（1）ER圖：實體：學生（學號，姓名，性別，年齡）、課程（課程號，課程名，學分）、教師（教師號，姓名，職稱）；聯(lián)系：學生與課程之間為“選修”（多對多），課程與教師之間為“授課”（多對一）；標注：選修聯(lián)系屬性為“成績”，授課聯(lián)系無額外屬性。（2）關系模式：學生（學號，姓名，性別，年齡）主鍵：學號；課程（課程號，課程名，學分，教師號）主鍵：課程號；外鍵：教師號（引用教師表的教師號）；教師（教師號，姓名，職稱）主鍵：教師號；選修（學號，課程號，成績）主鍵：（學號，課程號）；外鍵：學號（引用學生表的學號），課程號（引用課程表的課程號）。（3）創(chuàng)建學生表SQL：CREATETABLE學生(學號CHAR(10)PRIMARYKEY,姓名VARCHAR(20)NOTNULL,性別CHAR(2)CHECK(性別IN('男','女')),年齡INTCHECK(年齡BETWEEN15AND30));（4）查詢成績高于80分的學生姓名：SELECT學生.姓名FROM學生,課程,選修WHERE學生.學號=選修.學號AND課程.課程號=選修.課程號AND課程.課程名='計算機科學'AND選修.成績>80;六、綜合應用題（1）完整性約束：實體完整性：讀者ID、書號、（讀者ID，書號，借閱日期）作為主鍵，非空且唯一；參照完整性：借閱表的讀者ID引用讀者表的讀者ID，書號引用圖書表的書號；用戶定義完整性：可借數(shù)量≥0，庫存量≥0，借閱日期≤應還日期；觸發(fā)器約束：借書時自動減少可借數(shù)量和庫存量，還書時自動增加。（2）借書存儲過程：CREATEPROCEDUREusp_BorrowBook@ReaderIDCHAR(10),@BookIDCHAR(10),@BorrowDateDATE,@DueDateDATEASBEGINTRANSACTIONBEGINTRY檢查讀者可借數(shù)量>0IF(SELECT可借數(shù)量FROM讀者WHERE讀者ID=@ReaderID)<=0THROW50001,'可借數(shù)量不足',1;檢查圖書庫存量>0IF(SELECT庫存量FROM圖書WHERE書號=@BookID)<=0THROW50002,'圖書庫存不足',1;更新讀者可借數(shù)量UPDATE讀者SET可借數(shù)量=可借數(shù)量1WHERE讀者ID=@ReaderID;更新圖書庫存量UPDATE圖書SET庫存量=庫存量1WHERE書號=@BookID;插入借閱記錄INSERTINTO借閱(讀者ID,書號,借閱日期,應還日期)VALUES(@ReaderID,@BookID,@BorrowDate,@DueDate);COMMITTRANS