2025年數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理強(qiáng)化練習(xí)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪一項(xiàng)不屬于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)？(A)概念模式(B)內(nèi)模式(C)外模式(D)邏輯模式2.關(guān)系代數(shù)中的∏運(yùn)算符表示的是：(A)并運(yùn)算(B)交運(yùn)算(C)選擇運(yùn)算(D)投影運(yùn)算3.SQL語(yǔ)句中，用于刪除表數(shù)據(jù)的命令是：(A)DELETEFROM(B)REMOVE(C)DROPTABLE(D)ERASE4.“關(guān)系中的每一行必須是唯一的”這一特性稱(chēng)為：(A)域完整性(B)參照完整性(C)實(shí)體完整性(D)用戶(hù)定義完整性5.在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，保證實(shí)體完整性的主要是通過(guò)：(A)外鍵約束(B)主鍵約束(C)檢查約束(D)觸發(fā)器6.下列哪個(gè)關(guān)系模式屬于第一范式（1NF）？(A)學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，所在系，系主任姓名）(B)學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，專(zhuān)業(yè)，專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人姓名）(C)學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，課程號(hào)，課程名稱(chēng)，成績(jī)）(D)學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，籍貫）7.關(guān)系模式S（S#，SNAME，AGE，DEPT#），其中S#為主鍵，DEPT#為外鍵。若要將其轉(zhuǎn)換為第二范式（2NF），需要消除非主屬性對(duì)主鍵的部分函數(shù)依賴(lài)。下列哪個(gè)屬性對(duì)（S#，DEPT#）是部分函數(shù)依賴(lài)？(A)SNAME(B)AGE(C)DEPT#(D)(S#，AGE）8.下列關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是：(A)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)包括概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)(B)概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的是物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)(C)邏輯設(shè)計(jì)階段將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式(D)物理設(shè)計(jì)階段需要考慮數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和訪問(wèn)效率9.在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，事務(wù)必須滿(mǎn)足ACID特性。其中，“I”代表：(A)原子性（Atomicity）(B)一致性（Consistency）(C)隔離性（Isolation）(D)持久性（Durability）10.事務(wù)的隔離級(jí)別從高到低依次是：(A)可重復(fù)讀->串行化->讀未提交->讀已提交(B)串行化->可重復(fù)讀->讀已提交->讀未提交(C)讀未提交->讀已提交->可重復(fù)讀->串行化(D)讀已提交->讀未提交->可重復(fù)讀->串行化二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）是位于用戶(hù)與操作系統(tǒng)之間的一層______軟件，用于管理和控制數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建、使用和維護(hù)。2.關(guān)系代數(shù)中的πR(A1,A2,...,An)|_S表示對(duì)關(guān)系R進(jìn)行選擇運(yùn)算，選擇滿(mǎn)足條件S的元組，然后進(jìn)行______運(yùn)算，取出屬性A1,A2,...,An上的值。3.SQL語(yǔ)言中，用于為表中的數(shù)據(jù)添加記錄的命令是______。4.在關(guān)系模式R(U,F)中，若對(duì)于屬性集X(F包含X)，X→Y(F包含Y)，且Y不屬于X，則稱(chēng)Y對(duì)X是______函數(shù)依賴(lài)。5.考慮關(guān)系模式教師（T號(hào)，T名，T院系），若要保證每個(gè)教師只能屬于一個(gè)院系，則需要在T院系上施加______約束。6.在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中，將一個(gè)關(guān)系模式分解為多個(gè)關(guān)系模式，目的是消除非主屬性對(duì)主鍵的______，使每個(gè)關(guān)系模式都滿(mǎn)足第二范式。7.事務(wù)的原子性是指事務(wù)是一個(gè)不可分割的工作單元，事務(wù)中的所有操作要么全部完成，要么______。8.并發(fā)控制的主要目的是解決多用戶(hù)同時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)可能出現(xiàn)的______、______和幻讀問(wèn)題。9.數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的主要技術(shù)包括______和日志技術(shù)。10.索引是一種幫助數(shù)據(jù)庫(kù)快速檢索數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的索引類(lèi)型有______索引和散列索引。三、判斷題（每小題2分，共10分。請(qǐng)將“正確”或“錯(cuò)誤”填在括號(hào)內(nèi)）1.SQL查詢(xún)語(yǔ)句中，使用GROUPBY子句時(shí)，SELECT子句中只能包含聚合函數(shù)。（）2.第二范式（2NF）要求關(guān)系模式必須滿(mǎn)足第一范式（1NF），并且消除了非主屬性對(duì)整個(gè)主鍵的函數(shù)依賴(lài)。（）3.在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中，范式級(jí)別越高，關(guān)系模式越復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度也越大。（）4.事務(wù)的隔離級(jí)別越高，并發(fā)控制的開(kāi)銷(xiāo)通常也越大。（）5.B-樹(shù)索引是一種適用于頻繁范圍查詢(xún)的索引結(jié)構(gòu)。（）四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。2.解釋關(guān)系代數(shù)中的并(∪)運(yùn)算和交(∩)運(yùn)算。3.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的參照完整性？它通常通過(guò)什么機(jī)制來(lái)保證？4.簡(jiǎn)述事務(wù)必須滿(mǎn)足的ACID特性及其含義。五、綜合題（共30分）1.(10分)設(shè)有關(guān)系模式學(xué)生（S號(hào)，S名，S性別，S年齡，C號(hào)，C名，C學(xué)分，成績(jī)），其中S號(hào)為學(xué)生主鍵，C號(hào)為課程主鍵，(S號(hào)，C號(hào))為主鍵，S號(hào)→S性別，S號(hào)→S年齡，(S號(hào)，C號(hào))→成績(jī)。請(qǐng)寫(xiě)出SQL語(yǔ)句完成以下查詢(xún)：(a)查詢(xún)選修了課程“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”的學(xué)生姓名和性別。(b)查詢(xún)所有學(xué)生的姓名、性別和平均成績(jī)。(c)查詢(xún)選修了至少5門(mén)課程的學(xué)生姓名。2.(10分)設(shè)有關(guān)系模式部門(mén)（D號(hào)，D名，D位置），其中D號(hào)為部門(mén)主鍵，D號(hào)→D名，D號(hào)→D位置。另有關(guān)系模式員工（E號(hào)，E名，E性別，E工資，D號(hào)），其中E號(hào)為員工主鍵，E號(hào)→E名，E號(hào)→E性別，E號(hào)→E工資，D號(hào)是外鍵，參照部門(mén)關(guān)系模式的D號(hào)。請(qǐng)寫(xiě)出SQL語(yǔ)句完成以下查詢(xún)：(a)查詢(xún)工資低于部門(mén)平均工資的員工姓名和工資。(b)查詢(xún)?cè)凇氨本蔽恢霉ぷ鞯乃袉T工的姓名和部門(mén)名稱(chēng)。(c)查詢(xún)沒(méi)有員工的部門(mén)號(hào)和部門(mén)名稱(chēng)。3.(10分)簡(jiǎn)要說(shuō)明數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)中的日志（Logging）機(jī)制的基本原理。在發(fā)生系統(tǒng)故障后，如何利用日志進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)？---試卷答案一、選擇題1.D解析：數(shù)據(jù)庫(kù)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)包括外模式、概念模式和內(nèi)模式。2.D解析：π運(yùn)算符（投影）用于選擇關(guān)系中的某些屬性列。3.A解析：DELETEFROM是SQL中用于刪除表內(nèi)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)命令。4.C解析：實(shí)體完整性保證關(guān)系中的元組是唯一的，通常通過(guò)主鍵約束實(shí)現(xiàn)。5.B解析：主鍵約束保證了主鍵屬性的唯一性，從而保證了實(shí)體完整性。6.C解析：選項(xiàng)C中，課程號(hào)和課程名稱(chēng)分別依賴(lài)于專(zhuān)業(yè)，而專(zhuān)業(yè)不依賴(lài)于學(xué)生，存在部分依賴(lài)，違反1NF。其他選項(xiàng)存在冗余或部分依賴(lài)問(wèn)題。7.A解析：SNAME僅依賴(lài)于學(xué)號(hào)，存在部分函數(shù)依賴(lài)（S#→SNAME），違反2NF。8.B解析：概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的是E-R圖或概念模式，物理設(shè)計(jì)階段才涉及物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。9.D解析：ACID中的“I”代表Isolation（隔離性）。10.B解析：隔離性級(jí)別從高到低為：串行化、可重復(fù)讀、讀已提交、讀未提交。二、填空題1.管理解析：DBMS的核心功能是管理數(shù)據(jù)庫(kù)資源。2.投影解析：π運(yùn)算符后跟要選擇的屬性列表，是對(duì)結(jié)果進(jìn)行投影操作。3.INSERT解析：INSERT語(yǔ)句用于向表中插入新記錄。4.部分或非平凡解析：若Y對(duì)X的部分函數(shù)依賴(lài)，表示存在X的真子集X'，使得X'→Y。若Y對(duì)X是完全函數(shù)依賴(lài)，則不存在這樣的X'。5.唯一或主鍵解析：為保證每個(gè)教師屬于一個(gè)院系，需保證院系屬性唯一，可設(shè)為主鍵或施加唯一約束。6.部分依賴(lài)解析：分解的目的之一是消除非主屬性對(duì)主鍵的部分依賴(lài)。7.全部撤銷(xiāo)或回滾解析：原子性要求事務(wù)要么全部完成，要么像從未發(fā)生過(guò)一樣回滾。8.臟讀不可重復(fù)讀解析：并發(fā)問(wèn)題主要包括讀取未提交數(shù)據(jù)、兩次讀取結(jié)果不一致、讀取到新插入的數(shù)據(jù)。9.檢查點(diǎn)解析：檢查點(diǎn)和日志技術(shù)是數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的兩種主要方法。10.B-樹(shù)解析：B-樹(shù)索引是數(shù)據(jù)庫(kù)中最常用的索引類(lèi)型之一，適合平衡查找和范圍查詢(xún)。三、判斷題1.錯(cuò)誤解析：使用GROUPBY時(shí)，SELECT子句可以包含非聚合屬性，只要它們出現(xiàn)在GROUPBY列表中。2.錯(cuò)誤解析：2NF要求消除非主屬性對(duì)*整個(gè)*主鍵的部分函數(shù)依賴(lài)。3.正確解析：越高階的范式對(duì)關(guān)系的約束越多，設(shè)計(jì)越復(fù)雜。4.正確解析：更高的隔離級(jí)別需要更復(fù)雜的機(jī)制（如鎖、多版本并發(fā)控制）來(lái)保證，從而增加了開(kāi)銷(xiāo)。5.正確解析：B-樹(shù)索引支持高效的點(diǎn)查詢(xún)和范圍查詢(xún)。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。解析：三級(jí)模式結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)劃分成外部、概念、內(nèi)部三個(gè)層次，具有以下優(yōu)點(diǎn)：*數(shù)據(jù)獨(dú)立性：邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性允許概念模式改變（如增加新屬性、新關(guān)系）時(shí)，用戶(hù)應(yīng)用程序不必修改。物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性允許內(nèi)模式改變（如存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、索引）時(shí)，概念模式和應(yīng)用程序不必修改。*簡(jiǎn)化用戶(hù)界面：用戶(hù)只需與外模式交互，不必關(guān)心概念模式和內(nèi)部模式的具體細(xì)節(jié)。*提高數(shù)據(jù)安全性：可以對(duì)不同用戶(hù)授權(quán)訪問(wèn)不同的外模式，保護(hù)概念模式和內(nèi)部模式。*方便數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)：可以對(duì)內(nèi)模式進(jìn)行修改而不影響外模式和概念模式，便于優(yōu)化和重新組織數(shù)據(jù)。2.解釋關(guān)系代數(shù)中的并(∪)運(yùn)算和交(∩)運(yùn)算。解析：*并運(yùn)算(∪)：對(duì)于兩個(gè)關(guān)系R和S，R∪S的結(jié)果是一個(gè)新關(guān)系，包含R和S中所有不同的元組。要求R和S具有相同的屬性集（或可以投影到相同的屬性集）。例如，查詢(xún)選修了課程A或課程B的學(xué)生名單。*交運(yùn)算(∩)：對(duì)于兩個(gè)關(guān)系R和S，R∩S的結(jié)果是一個(gè)新關(guān)系，包含同時(shí)屬于R和S的所有元組。要求R和S具有相同的屬性集（或可以投影到相同的屬性集）。例如，查詢(xún)既選修了課程A又選修了課程B的學(xué)生名單。3.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的參照完整性？它通常通過(guò)什么機(jī)制來(lái)保證？解析：參照完整性是指關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，外鍵約束必須引用的表（主表）中的有效鍵值。即，如果一個(gè)關(guān)系R中的外鍵F參照另一個(gè)關(guān)系S的主鍵P，則R中F的每個(gè)值必須等于S中某個(gè)P的值，或者F的值為空值（NULL）（如果允許）。它通常通過(guò)在創(chuàng)建外鍵約束時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）自動(dòng)進(jìn)行檢查來(lái)保證。當(dāng)執(zhí)行INSERT、UPDATE或DELETE操作影響主表或外鍵表時(shí)，DBMS會(huì)驗(yàn)證外鍵約束，確保引用的鍵值有效。4.簡(jiǎn)述事務(wù)必須滿(mǎn)足的ACID特性及其含義。解析：*原子性(Atomicity)：事務(wù)是一個(gè)不可分割的工作單元，事務(wù)中的所有操作要么全部成功提交，要么全部失敗回滾，不會(huì)處于中間狀態(tài)。保證事務(wù)的“有或無(wú)”特性。*一致性(Consistency)：事務(wù)必須使數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個(gè)一致性狀態(tài)。即事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須符合所有的業(yè)務(wù)規(guī)則和完整性約束。*隔離性(Isolation)：并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)之間互不干擾。一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不應(yīng)被其他并發(fā)事務(wù)干擾，即一個(gè)事務(wù)內(nèi)部的操作及其使用的數(shù)據(jù)對(duì)并發(fā)的其他事務(wù)是隔離的，如同它們是串行執(zhí)行一樣。*持久性(Durability)：一旦事務(wù)成功提交，其對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的修改就是永久性的。即使系統(tǒng)發(fā)生故障（如崩潰），已提交的事務(wù)結(jié)果也不會(huì)丟失。五、綜合題1.(10分)設(shè)有關(guān)系模式學(xué)生（S號(hào)，S名，S性別，S年齡，C號(hào)，C名，C學(xué)分，成績(jī)），其中S號(hào)為學(xué)生主鍵，C號(hào)為課程主鍵，(S號(hào)，C號(hào))為主鍵，S號(hào)→S性別，S號(hào)→S年齡，(S號(hào)，C號(hào))→成績(jī)。請(qǐng)寫(xiě)出SQL語(yǔ)句完成以下查詢(xún)：(a)查詢(xún)選修了課程“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”的學(xué)生姓名和性別。SELECTS名,S性別FROM學(xué)生WHEREC名='數(shù)據(jù)庫(kù)原理';(b)查詢(xún)所有學(xué)生的姓名、性別和平均成績(jī)。SELECTS名,S性別,AVG(成績(jī))AS平均成績(jī)FROM學(xué)生GROUPBYS名,S性別;(c)查詢(xún)選修了至少5門(mén)課程的學(xué)生姓名。SELECTS名FROM學(xué)生GROUPBYS名HAVINGCOUNT(DISTINCTC號(hào))>=5;--使用DISTINCT避免重復(fù)課程計(jì)數(shù)2.(10分)設(shè)有關(guān)系模式部門(mén)（D號(hào)，D名，D位置），其中D號(hào)為部門(mén)主鍵，D號(hào)→D名，D號(hào)→D位置。另有關(guān)系模式員工（E號(hào)，E名，E性別，E工資，D號(hào)），其中E號(hào)為員工主鍵，E號(hào)→E名，E號(hào)→E性別，E號(hào)→E工資，D號(hào)是外鍵，參照部門(mén)關(guān)系模式的D號(hào)。請(qǐng)寫(xiě)出SQL語(yǔ)句完成以下查詢(xún)：(a)查詢(xún)工資低于部門(mén)平均工資的員工姓名和工資。SELECTE名,E工資FROM員工EWHEREE工資<(SELECTAVG(E2工資)FROM員工E2WHEREE2.D號(hào)=E.D號(hào));(b)查詢(xún)?cè)凇氨本蔽恢霉ぷ鞯乃袉T工的姓名和部門(mén)名稱(chēng)。SELECTE名,D名AS部門(mén)名稱(chēng)FROM員工EJOIN部門(mén)DONE.D號(hào)=D.D號(hào)WHERED位置='北京';(c)查詢(xún)沒(méi)有員工的部門(mén)號(hào)和部門(mén)名稱(chēng)。SELECTD號(hào),D名FROM部門(mén)LEFTJOIN員工ON部門(mén).D號(hào)=員工.D號(hào)WHERE員工.E號(hào)ISNULL;--或WHERECOUNT(員工