2025年大學(xué)《信息與計算科學(xué)》專業(yè)題庫——數(shù)據(jù)庫管理與信息檢索的方法探討考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題8分，共32分）1.請簡述關(guān)系模型中的主鍵和外鍵分別起到的作用。2.給定如下SQL查詢語句：```sqlSELECTS.Sname,C.CnameFROMStudentS,CourseC,ScWHERES.Sid=Sc.SidANDC.Cid=Sc.CidANDS.Sage>20ANDC.Ccredit=3;```請解釋此查詢語句的執(zhí)行過程，并說明它檢索出了哪些信息（假設(shè)存在Student,Course,Sc三個表，分別存儲學(xué)生信息、課程信息和學(xué)生選課信息）。3.布爾檢索模型主要有哪些基本操作符？請簡述其中“AND”、“OR”、“NOT”操作符的含義。4.在信息檢索系統(tǒng)中，什么是召回率（Recall）和準(zhǔn)確率（Precision）？它們分別衡量什么？兩者之間存在怎樣的基本關(guān)系？二、綜合應(yīng)用題（共48分）1.（25分）假設(shè)你需要設(shè)計一個簡單的圖書管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，需要管理圖書信息、作者信息以及圖書和作者的關(guān)聯(lián)關(guān)系。請完成以下設(shè)計：a.設(shè)計至少包含三個關(guān)系模式的邏輯結(jié)構(gòu)（表名、屬性名、數(shù)據(jù)類型，并標(biāo)明主鍵和外鍵）。b.寫出SQL語句，完成以下操作：i.插入一本新書《信息檢索導(dǎo)論》，作者為張三和李四（假設(shè)張三和李四已經(jīng)是作者庫中的記錄）。ii.查詢所有作者信息，并顯示他們各自撰寫的圖書標(biāo)題。iii.查詢圖書標(biāo)題中包含“信息”的圖書信息（書名、作者）。iv.刪除作者“王五”的所有圖書記錄。2.（23分）假設(shè)你正在為一個圖書館設(shè)計一個簡單的信息檢索系統(tǒng)。該系統(tǒng)目前支持基本的布爾檢索?，F(xiàn)需實現(xiàn)以下功能：a.用戶輸入檢索式“（計算機OR軟件）AND管理”。請解釋該檢索式在布爾模型下是如何被解析和執(zhí)行的（簡述主要步驟）。b.假設(shè)經(jīng)過檢索，得到包含1000篇文獻的初始結(jié)果集。其中，包含“計算機”的文獻有700篇，包含“軟件”的有600篇，同時包含“計算機”和“軟件”的有400篇。請計算檢索式“（計算機OR軟件）AND管理”在初始結(jié)果集上的預(yù)計召回率和準(zhǔn)確率（假設(shè)“管理”一詞出現(xiàn)在結(jié)果集中相關(guān)文獻的300篇里）。c.簡述影響信息檢索系統(tǒng)性能（如檢索速度、結(jié)果相關(guān)性）的數(shù)據(jù)庫管理方面因素有哪些？并提出至少兩種相應(yīng)的優(yōu)化建議。試卷答案一、簡答題1.解析：主鍵是關(guān)系模型中用于唯一標(biāo)識每個元組（記錄）的一個屬性或?qū)傩越M。它必須滿足唯一性（關(guān)系中每個元組的值都不同）和非空性（主鍵值不能為空）。主鍵的主要作用是確保數(shù)據(jù)的唯一性和完整性，作為其他關(guān)系或視圖中的外鍵，建立實體間的聯(lián)系。外鍵是關(guān)系中的一個屬性（或?qū)傩越M），其值來自于另一個關(guān)系的主鍵。外鍵的主要作用是建立和加強兩個關(guān)系（或視圖）之間的鏈接，確保參照完整性，即一個關(guān)系中外鍵的值必須等于另一個關(guān)系主鍵的值或為空，從而保證數(shù)據(jù)的一致性。2.解析：此查詢語句的執(zhí)行過程大致如下：首先，通過`S.Sid=Sc.Sid`將學(xué)生表（S）和學(xué)生選課表（Sc）連接，通過`C.Cid=Sc.Cid`將課程表（C）和學(xué)生選課表（Sc）連接，形成學(xué)生、課程和選課信息的三表連接。然后，應(yīng)用`WHERE`子句進行篩選：`S.Sage>20`選擇年齡大于20歲的學(xué)生，`C.Ccredit=3`選擇學(xué)分等于3的課程。最終，`SELECT`子句指定輸出的字段為學(xué)生的姓名（S.Sname）和課程的名稱（C.Cname）。綜合來看，該查詢檢索的是所有年齡大于20歲、且選修了學(xué)分等于3的課程的學(xué)生的姓名及其所選課程的名稱。3.解析：布爾檢索模型的基本操作符通常包括：`AND`（邏輯與）、`OR`（邏輯或）、`NOT`（邏輯非）。`AND`操作符用于連接兩個檢索條件，只有同時滿足這兩個條件的文獻才會被檢索到，它提高了檢索的精度。`OR`操作符用于連接兩個檢索條件，滿足其中任意一個條件的文獻都會被檢索到，它提高了檢索的召回率。`NOT`操作符用于對一個檢索條件進行否定，檢索出不滿足該條件的文獻，用于排除某些信息。4.解析：召回率（Recall）是指在一個特定主題的相關(guān)文獻集合中，檢索系統(tǒng)成功找到的相關(guān)文獻數(shù)量占該主題所有相關(guān)文獻總數(shù)的比例。它衡量的是檢索系統(tǒng)找到所有相關(guān)信息的程度，側(cè)重于完整性。準(zhǔn)確率（Precision）是指在檢索系統(tǒng)返回的文獻結(jié)果集中，真正相關(guān)的文獻數(shù)量占返回結(jié)果總數(shù)的比例。它衡量的是檢索結(jié)果的相關(guān)性程度，側(cè)重于精確性。兩者之間存在基本關(guān)系：提高召回率往往可能降低準(zhǔn)確率（因為可能會返回更多不相關(guān)的文獻），而提高準(zhǔn)確率則可能犧牲部分召回率（因為可能會漏掉一些相關(guān)的文獻）。理想的檢索系統(tǒng)追求在兩者之間取得平衡。二、綜合應(yīng)用題1.解析：a.設(shè)計關(guān)系模式：```圖書表(Books)(BisbnCHAR(20)PRIMARYKEY,--圖書ISBN號，主鍵BtitleVARCHAR(100)NOTNULL,--圖書標(biāo)題BauthorVARCHAR(50),--圖書作者（可選，或另設(shè)作者表關(guān)聯(lián)）BpublisherVARCHAR(100),--出版社ByearINT)--出版年份``````作者表(Authors)(AidINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,--作者ID，主鍵AnameVARCHAR(50)NOTNULLUNIQUE)--作者姓名，唯一非空``````圖書作者關(guān)聯(lián)表(BookAuthors)--處理多對多關(guān)系(BisbnCHAR(20),--圖書ISBN，外鍵AidINT,--作者ID，外鍵PRIMARYKEY(Bisbn,Aid),--復(fù)合主鍵FOREIGNKEY(Bisbn)REFERENCESBooks(Bisbn),FOREIGNKEY(Aid)REFERENCESAuthors(Aid))```解析思路：圖書和作者之間是多對多的關(guān)系，需要中間表`BookAuthors`來關(guān)聯(lián)。`Books`表存儲圖書的基本信息，`Authors`表存儲作者信息，確保作者名的唯一性。`BookAuthors`表通過`Bisbn`和`Aid`復(fù)合主鍵關(guān)聯(lián)圖書和作者，并設(shè)置外鍵約束保證引用的完整性。b.SQL語句：i.```sqlINSERTINTOBooks(Bisbn,Btitle,Bauthor,Bpublisher,Byear)VALUES('9787302583698','信息檢索導(dǎo)論','張三,李四','XX出版社',2023);--或者，如果Bauthor字段設(shè)計為不存儲完整姓名列表，應(yīng)先確保張三和李四存在于Authors表INSERTINTOBooks(Bisbn,Btitle,Bpublisher,Byear)VALUES('9787302583698','信息檢索導(dǎo)論','XX出版社',2023);--假設(shè)已插入，接下來插入作者關(guān)系（如果Bauthor不存儲，需要此步）--INSERTINTOBookAuthors(Bisbn,Aid)VALUES('9787302583698',(SELECTAidFROMAuthorsWHEREAname='張三'));--INSERTINTOBookAuthors(Bisbn,Aid)VALUES('9787302583698',(SELECTAidFROMAuthorsWHEREAname='李四'));```ii.```sqlSELECTA.Aname,B.BtitleFROMAuthorsA,BookAuthorsBA,BooksBWHEREA.Aid=BA.AidANDBA.Bisbn=B.Bisbn;```iii.```sqlSELECTB.BtitleFROMBooksB,BookAuthorsBAWHEREB.Bisbn=BA.BisbnANDB.BtitleLIKE'%信息%';```iv.```sqlDELETEFROMBooksWHEREBisbnIN(SELECTBisbnFROMBookAuthorsWHEREAid=(SELECTAidFROMAuthorsWHEREAname='王五'));--或者，如果Books表有作者列--DELETEFROMBooksWHEREBauthorLIKE'%王五%';```解析思路：i.插入時需注意字段設(shè)計，若`Bauthor`存儲完整姓名列表則直接插入，否則需先確保作者存在于`Authors`表，再通過`BookAuthors`表建立關(guān)聯(lián)。ii.需要三表連接：Authors->BookAuthors->Books。連接條件是作者ID和圖書ISBN對應(yīng)，選擇作者姓名和圖書標(biāo)題。iii.也是三表連接，但`WHERE`子句使用`LIKE'%信息%'`來篩選標(biāo)題中包含特定詞語的圖書。iv.刪除王五的所有圖書記錄，可以通過找到王五關(guān)聯(lián)的圖書ISBN，然后在`Books`表中刪除這些ISBN對應(yīng)的記錄，或者如果`Books`表直接存儲了作者姓名，也可以直接刪除包含“王五”的記錄（注意可能存在姓名部分匹配的問題）。2.解析：a.檢索式解析：檢索式“（計算機OR軟件）AND管理”的執(zhí)行步驟如下：首先，計算`計算機OR軟件`。這會得到所有包含“計算機”或包含“軟件”的文獻集合。然后，將這個結(jié)果集合與包含“管理”的文獻集合進行`AND`操作。最終，得到的文獻集合是那些同時滿足“包含‘計算機’或‘軟件’”并且“包含‘管理’”這兩個條件的文獻。b.召回率與準(zhǔn)確率計算：*檢索式“（計算機OR軟件）AND管理”的初始結(jié)果集大小=包含“計算機”的文獻數(shù)+包含“軟件”的文獻數(shù)-包含“計算機”和“軟件”的文獻數(shù)=700+600-400=900篇。*假設(shè)“管理”一詞出現(xiàn)在相關(guān)文獻（即包含“計算機”或“軟件”的文獻）中的數(shù)量=300篇。這意味著包含“計算機”且“管理”的文獻有300-400=-100篇（不可能），或者包含“軟件”且“管理”的文獻有300-400=-100篇（不可能）。這里可能需要重新理解題意，更合理的解釋是“管理”一詞出現(xiàn)在所有相關(guān)文獻（即包含“計算機”或“軟件”的文獻）中的比例或絕對數(shù)量。假設(shè)題意是指“管理”出現(xiàn)在最終檢索結(jié)果集中相關(guān)文獻的數(shù)量為300篇。*召回率=（“管理”出現(xiàn)在相關(guān)文獻中的數(shù)量）/（所有包含“管理”的相關(guān)文獻總數(shù)）。所有包含“管理”的相關(guān)文獻總數(shù)=包含“計算機”且“管理”的文獻+包含“軟件”且“管理”的文獻=400+300=700篇。因此，召回率=300/700=3/7≈0.4286或42.86%。*準(zhǔn)確率=（“管理”出現(xiàn)在初始結(jié)果集中的數(shù)量）/（初始結(jié)果集的總數(shù)）=300/900=1/3≈0.3333或33.33%。注意：召回率和準(zhǔn)確率的計算依賴于對題目中“檢索式...在初始結(jié)果集上的預(yù)計召回率和準(zhǔn)確率（假設(shè)‘管理’一詞出現(xiàn)在結(jié)果集中相關(guān)文獻的300篇里）”這句話的理解。上述計算基于“300篇”指的是最終結(jié)果集中相關(guān)文獻的數(shù)量。如果理解為“300篇”是包含“管理”的文獻總數(shù)，那么召回率計算會不同。c.數(shù)據(jù)庫管理影響因素與優(yōu)化建議：*