(2025年)數據庫原理期末考試試卷答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.數據庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的主要區(qū)別是（）。A.數據庫系統(tǒng)復雜，而文件系統(tǒng)簡單B.文件系統(tǒng)不能解決數據冗余和數據獨立性問題，而數據庫系統(tǒng)可以解決C.文件系統(tǒng)只能管理程序文件，而數據庫系統(tǒng)能夠管理各種類型的文件D.文件系統(tǒng)管理的數據量較少，而數據庫系統(tǒng)可以管理龐大的數據量答案：B解析：文件系統(tǒng)存在數據冗余度大、數據獨立性差等問題，而數據庫系統(tǒng)通過數據模型和管理機制，有效地解決了這些問題，這是二者的主要區(qū)別。選項A中系統(tǒng)的復雜程度并非主要區(qū)別；選項C文件系統(tǒng)也可管理多種類型文件；選項D數據量大小不是本質區(qū)別。2.數據庫（DB）、數據庫系統(tǒng)（DBS）和數據庫管理系統(tǒng)（DBMS）之間的關系是（）。A.DBS包括DB和DBMSB.DBMS包括DB和DBSC.DB包括DBS和DBMSD.DBS就是DB，也就是DBMS答案：A解析：數據庫系統(tǒng)（DBS）是一個完整的系統(tǒng)，它由數據庫（DB）、數據庫管理系統(tǒng)（DBMS）、應用程序、數據庫管理員等組成，所以DBS包括DB和DBMS。3.關系數據模型的三個組成部分中，不包括（）。A.完整性規(guī)則B.數據結構C.數據操作D.并發(fā)控制答案：D解析：關系數據模型由數據結構、數據操作和完整性規(guī)則三部分組成。并發(fā)控制是數據庫管理系統(tǒng)的一個功能，不屬于關系數據模型的組成部分。4.若關系R有k1個元組，關系S有k2個元組，則R×S的元組個數是（）。A.k1+k2B.k1C.k1k2D.k1×k2答案：D解析：笛卡爾積R×S是將R中的每個元組與S中的每個元組組合，所以其元組個數為R的元組個數k1乘以S的元組個數k2，即k1×k2。5.SQL語言中，刪除一個表的命令是（）。A.DELETEB.DROPC.CLEARD.REMOVE答案：B解析：DROPTABLE語句用于刪除數據庫中的表。DELETE語句主要用于刪除表中的數據；CLEAR不是SQL中用于刪除表的命令；REMOVE也不是標準SQL中刪除表的關鍵字。6.已知關系模式R（A，B，C，D），其函數依賴集F={A→B，B→C，(A,D)→D}，則R的候選碼是（）。A.AB.(A,D)C.BD.C答案：B解析：候選碼是能夠唯一確定關系中所有屬性的最小屬性集。對于關系模式R，A不能決定D，B和C更不能決定所有屬性。而(A,D)可以通過A→B，B→C決定所有屬性，且(A,D)的任何真子集都不能決定所有屬性，所以(A,D)是候選碼。7.在數據庫設計中，將ER圖轉換為關系模式的過程屬于（）。A.需求分析階段B.邏輯設計階段C.概念設計階段D.物理設計階段答案：B解析：邏輯設計階段的主要任務是將概念設計階段得到的ER圖轉換為關系模式，并對關系模式進行優(yōu)化。需求分析階段主要是收集和分析用戶的需求；概念設計階段主要是構建ER圖；物理設計階段主要是確定數據庫的物理結構。8.事務的原子性是指（）。A.事務中包括的所有操作要么都做，要么都不做B.事務一旦提交，對數據庫的改變是永久的C.一個事務內部的操作及使用的數據對并發(fā)的其他事務是隔離的D.事務必須是使數據庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)答案：A解析：原子性是指事務是一個不可分割的工作單位，事務中包括的所有操作要么都做，要么都不做。選項B描述的是持久性；選項C描述的是隔離性；選項D描述的是一致性。9.數據庫恢復的基礎是利用轉儲的冗余數據。這些轉儲的冗余數據包括（）。A.數據字典、應用程序、審計檔案、數據庫后備副本B.數據字典、應用程序、日志文件、審計檔案C.日志文件、數據庫后備副本D.數據字典、應用程序、數據庫后備副本答案：C解析：數據庫恢復主要依靠日志文件和數據庫后備副本。日志文件記錄了事務對數據庫的所有操作，數據庫后備副本是數據庫在某一時刻的完整拷貝。數據字典是關于數據庫中數據的描述信息；應用程序不是用于數據庫恢復的冗余數據；審計檔案主要用于審計數據庫的使用情況，不是恢復的基礎數據。10.以下關于索引的說法，正確的是（）。A.索引越多越好B.索引可以提高查詢效率，但會降低插入、刪除、更新操作的效率C.索引只能在一個列上建立D.索引不會占用存儲空間答案：B解析：索引可以加快查詢速度，因為它可以減少數據庫的掃描范圍。但在插入、刪除、更新操作時，需要同時維護索引，這會增加系統(tǒng)開銷，降低這些操作的效率。索引并非越多越好，過多的索引會占用大量的存儲空間，且會影響數據庫的性能。索引可以在單個列上建立，也可以在多個列上建立組合索引。索引需要占用一定的存儲空間來存儲索引數據。二、多項選擇題（每題3分，共15分）1.以下屬于數據庫完整性約束的有（）。A.實體完整性B.參照完整性C.用戶定義的完整性D.并發(fā)完整性答案：ABC解析：數據庫完整性約束主要包括實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。實體完整性保證表中每行的主鍵值唯一且不為空；參照完整性保證外鍵要么為空，要么引用主鍵的值；用戶定義的完整性是根據用戶的業(yè)務需求定義的完整性規(guī)則。并發(fā)完整性不是標準的數據庫完整性約束類型。2.關系代數的基本運算有（）。A.并B.差C.笛卡爾積D.選擇答案：ABCD解析：關系代數的基本運算包括并、差、笛卡爾積、選擇和投影。并運算用于將兩個關系合并；差運算用于從一個關系中去除另一個關系中的元組；笛卡爾積是將兩個關系的元組進行組合；選擇運算用于從關系中選擇滿足條件的元組。3.SQL語言的特點包括（）。A.高度非過程化B.面向集合的操作方式C.語言簡潔，易學易用D.多種使用方式答案：ABCD解析：SQL語言具有高度非過程化的特點，用戶只需提出“做什么”，而不必指明“怎么做”。它采用面向集合的操作方式，操作對象和結果都是元組的集合。SQL語言簡潔，核心功能只用了有限的幾條命令，易學易用。SQL可以在交互式環(huán)境下使用，也可以嵌入到高級語言中使用，有多種使用方式。4.數據庫設計的步驟包括（）。A.需求分析B.概念設計C.邏輯設計D.物理設計答案：ABCD解析：數據庫設計一般包括需求分析、概念設計、邏輯設計、物理設計、數據庫實施和數據庫運行與維護等步驟。需求分析是收集和分析用戶的需求；概念設計是構建ER圖；邏輯設計是將ER圖轉換為關系模式；物理設計是確定數據庫的物理結構。5.以下哪些是數據庫管理系統(tǒng)的功能（）。A.數據定義B.數據操縱C.數據庫的運行管理D.數據庫的建立和維護答案：ABCD解析：數據庫管理系統(tǒng)（DBMS）的主要功能包括數據定義，如創(chuàng)建表、視圖等；數據操縱，如查詢、插入、刪除、更新數據；數據庫的運行管理，包括并發(fā)控制、安全性控制、完整性控制等；數據庫的建立和維護，如數據庫的備份、恢復、性能優(yōu)化等。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述數據庫系統(tǒng)的三級模式結構和兩級映像的優(yōu)點。答案：數據庫系統(tǒng)的三級模式結構包括外模式、模式和內模式。外模式是用戶與數據庫系統(tǒng)的接口，是用戶看到的數據視圖；模式是數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數據視圖；內模式是數據物理結構和存儲方式的描述，是數據在數據庫內部的表示方式。兩級映像分別是外模式/模式映像和模式/內模式映像。外模式/模式映像保證了數據的邏輯獨立性。當模式發(fā)生改變時，數據庫管理員可以修改外模式/模式映像，使外模式保持不變，從而應用程序也不需要修改，這樣就保證了數據與程序之間的邏輯獨立性。模式/內模式映像保證了數據的物理獨立性。當數據庫的內模式發(fā)生改變時，如存儲設備或存儲方式改變，數據庫管理員可以修改模式/內模式映像，使模式保持不變，進而應用程序也不需要改變，保證了數據與程序之間的物理獨立性。總之，三級模式結構和兩級映像的優(yōu)點是提高了數據庫系統(tǒng)的可維護性、可擴展性和數據獨立性，使得數據庫的設計和使用更加靈活和高效。2.什么是函數依賴？請舉例說明。答案：函數依賴是關系數據庫中數據之間的一種語義聯系。設R(U)是一個屬性集U上的關系模式，X和Y是U的子集。若對于R(U)的任意一個可能的關系r，r中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等，而在Y上的屬性值不等，則稱“X函數確定Y”或“Y函數依賴于X”，記作X→Y。例如，在學生關系模式Student(Sno,Sname,Sdept)中，Sno表示學號，Sname表示學生姓名，Sdept表示學生所在系。由于每個學生的學號是唯一的，一個學號對應一個學生姓名和所在系，所以存在函數依賴Sno→Sname和Sno→Sdept。即學號確定了，學生的姓名和所在系也就確定了。3.簡述事務的四個特性及其含義。答案：事務具有四個特性，即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）和持久性（Durability），簡稱ACID特性。原子性：事務是一個不可分割的工作單位，事務中包括的所有操作要么都做，要么都不做。例如，在銀行轉賬事務中，從一個賬戶扣款和向另一個賬戶存款這兩個操作必須同時成功或同時失敗，如果只完成了扣款操作而存款操作失敗，就會破壞數據的一致性。一致性：事務必須是使數據庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。例如，在轉賬事務前，兩個賬戶的總金額為一定值，轉賬事務完成后，兩個賬戶的總金額仍然保持不變，這就是一致性的體現。隔離性：一個事務內部的操作及使用的數據對并發(fā)的其他事務是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個事務之間不能互相干擾。例如，多個用戶同時進行轉賬操作時，每個用戶的轉賬事務應該互不影響，不能出現一個事務讀取到另一個未完成事務的數據的情況。持久性：事務一旦提交，對數據庫的改變是永久的，即使數據庫發(fā)生故障也不會丟失。例如，當一個轉賬事務提交后，即使數據庫所在的服務器突然斷電，轉賬的結果也不會丟失，在系統(tǒng)恢復后，數據庫中的數據仍然保持事務提交后的狀態(tài)。四、綜合題（每題15分，共30分）1.設有關系模式R（A，B，C，D），其函數依賴集F={A→B，B→C，C→D}。（1）求R的所有候選碼。（2）判斷R屬于第幾范式，并說明理由。（3）若R不屬于3NF，將其分解為3NF。答案：（1）求候選碼：由于A可以通過函數依賴A→B，B→C，C→D決定所有屬性，且A的任何真子集都不能決定所有屬性，所以R的候選碼是A。（2）判斷范式：首先判斷是否屬于1NF：關系模式R的所有屬性都是原子的，滿足第一范式（1NF）的定義，所以R屬于1NF。接著判斷是否屬于2NF：因為候選碼是A，存在非主屬性B、C、D對候選碼A的部分函數依賴（這里不存在部分函數依賴），且存在傳遞函數依賴A→B，B→C，C→D，即A通過B和C傳遞決定D，不滿足第二范式（2NF）中不存在非主屬性對候選碼的部分函數依賴和傳遞函數依賴的要求，所以R不屬于2NF。（3）分解為3NF：根據函數依賴集F={A→B，B→C，C→D}，將R分解為以下三個關系模式：R1(A,B)，函數依賴為A→B；R2(B,C)，函數依賴為B→C；R3(C,D)，函數依賴為C→D。在這三個關系模式中，每個關系模式的候選碼分別為A、B、C，不存在非主屬性對候選碼的部分函數依賴和傳遞函數依賴，所以R1、R2、R3都屬于3NF。2.已知學生課程數據庫中有三個關系：學生關系S（Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept），其中Sno為學號，Sname為姓名，Ssex為性別，Sage為年齡，Sdept為所在系；課程關系C（Cno，Cname，Ccredit），其中Cno為課程號，Cname為課程名，Ccredit為學分；選課關系SC（Sno，Cno，Grade），其中Sno為學號，Cno為課程號，Grade為成績。用SQL語言完成以下操作：（1）查詢選修了課程號為'C01'的學生的學號和姓名。（2）查詢每個學生的平均成績，結果按平均成績降序排列。（3）查詢所有課程都及格（成績>=60）的學生的學號和姓名。答案：（1）查詢選修了課程號為'C01'的學生的學號和姓名：```sqlSELECTS.Sno,S.SnameFROMS,SCWHERES.Sno=SC.SnoANDSC.Cno='C01';```或者使用JOIN語句：```sqlSELECTS.Sno,S.SnameFROMSJOINSCONS.Sno=SC.SnoWHERESC.Cno='C01';```（2）查詢每個學生的平均成績，結果按平均成績降序排列：```sqlSELECTS.Sno,S.Sname,AVG(SC.Grade)ASAvgGradeFROMSJOINSCONS.Sno=SC.SnoGROUPBYS.Sno,S.SnameORDERBYAvgGr