数据库系统概论（第6版）模拟题2

（仅供参考，欢迎指正）

一、选择题（每题1分，共10分）

1.数据库系统与文件系统的主要区别在于（ ）。

A. 数据结构化程度高

B. 数据共享性差

C. 数据冗余度高

D. 数据独立性低

答案：A。

数据管理技术确实经历了人工管理、文件系统和数据库系统三个阶段。

对比维度	人工管理阶段 (20世纪50年代中期前)	文件系统阶段 (50年代后期至60年代中期)	数据库系统阶段 (60年代后期以来)
数据管理者	用户（程序员）	文件系统	数据库管理系统(DBMS)
面向对象	某一特定应用程序	某一特定应用	整个组织/现实世界（多应用）
数据共享	无共享，冗余度极大	共享性差，冗余度大	共享性高，冗余度小
数据独立性	不独立，完全依赖程序	独立性差	独立性高（物理独立 & 逻辑独立）
数据结构化	无结构	记录内有结构，整体无结构	整体结构化，用数据模型描述
数据控制能力	应用程序自己控制	应用程序自己控制	由DBMS统一提供安全性、完整性、并发控制和恢复

1.人工管理阶段

这个阶段计算机主要用于科学计算，还没有出现专门管理数据的软件。

• 数据不保存：计算任务完成后，数据空间会被释放，通常不长期保存。

• 程序与数据绑定 ：数据由应用程序自己管理，程序员需要在代码中设计数据的存储结构和存取方法。一组数据严格对应一个程序，无法被其他程序使用。

• 无独立性：数据的逻辑或物理结构一旦改变，必须修改对应的应用程序。

2.文件系统阶段

随着磁盘等直接存取设备出现，操作系统开始提供文件系统来专门管理数据。

• 数据可长期保存：数据可以"文件"的形式长期保存在磁盘上。

• 程序与数据初步分离：文件的存取操作由文件系统完成，减轻了程序员的负担。

• 仍存在根本缺陷：

  • 共享性差，冗余度高 ：文件是基于特定应用创建的，即使不同程序需要部分相同数据，也必须创建各自的文件，导致数据大量重复。

  • 数据独立性差：文件的逻辑结构通常仍嵌入在应用程序代码中，两者修改时会相互影响。

  • 数据整体无结构 ：文件内部（记录）有结构，但文件之间是孤立的，不能反映数据之间的整体联系。

3.数据库系统阶段

为满足大规模数据管理和多应用共享的需求，出现了数据库管理系统（DBMS），这是数据管理技术的飞跃。

• 数据结构化 ：这是与文件系统的本质区别。数据按某种数据模型（如关系模型）组织，不仅描述数据本身，还描述数据之间的联系，形成一个结构化的整体。

• 高共享、低冗余：数据面向整个系统设计，可被多个应用共享使用。这大大减少了数据冗余，并避免了因冗余可能导致的数据不一致问题。

• 高独立性 ：通过DBMS的三级模式结构和二级映射功能，实现了物理独立性 （存储结构改变不影响应用）和逻辑独立性（逻辑结构改变不影响部分应用），极大减少了维护工作量。

• 统一的数据控制：DBMS提供了专业的数据控制功能，包括数据的安全性保护、完整性检查、并发控制和数据库恢复，保障了数据的安全可靠。

简单来说，这三个阶段的演进路径是：数据从程序的附属品 （人工管理），变成了由系统软件管理的独立文件 （文件系统），最终进化为由专业系统统一管理的、结构化的、可共享的数据资源（数据库系统）。

2.在关系模型中，实现"关系中不允许出现相同元组"的约束是通过（ ）实现的。

A. 实体完整性

B. 参照完整性

C. 用户定义完整性

D. 主码约束

答案：D。

解析：主码是在一个关系（即一张表）中，能够唯一标识每一个元组（即每一行）的一个属性（字段）或属性组。

主码通过其唯一性 和非空性，强制保证了表中任意两个元组在主码属性上的值都不相同，从而确保了元组的唯一性。

实体完整性 ：这是一个更上层的完整性规则 ，它规定 了"主码不能取空值"。可以理解为，实体完整性规则是通过主码约束这个具体手段来实现的。题目问的是具体"实现"的机制，而非规则本身。

参照完整性：它约束的是不同表之间的关联关系（外码与主码的匹配），与防止同一表内出现重复元组无关。

用户定义完整性：这是针对特定应用语义的约束（如年龄大于0），也不是用于保证元组唯一性的通用机制。

3.SQL中，用于删除表中所有数据但保留表结构的语句是（ ）。

A. DELETE

B. DROP

C. TRUNCATE

D. REMOVE

答案：C。

解析：

DELETE 语句虽然不带WHERE子句时也能删除所有数据并保留表结构，但它是DML操作，逐行删除并记录日志，因此性能较低，且可能触发触发器。

DROP 语句会删除整个表，包括表结构和所有数据，不符合"保留表结构"的要求。

TRUNCATE 语句用于快速删除表中的所有数据，但完全保留表结构（包括列定义、索引、约束等）。它是一种DDL操作，通常比DELETE更高效，因为它不记录逐行删除，并且重置表的存储空间。

REMOVE 不是标准SQL语句，在主流数据库（如MySQL、Oracle、SQL Server等）中不支持。

SQL语言中两大最基本的操作类别，其根本区别在于操作对象不同。

类别	中文全称	操作对象	主要功能	常见命令关键字
DDL	数据定义语言	数据库、表本身的结构	创建、修改、删除数据库对象（如库、表、视图、索引等）	CREATE, ALTER, DROP, TRUNCATE, RENAME
DML	数据操纵语言	表中的数据/记录	对表中的数据进行增、删、改、查	SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE

MySQL、Oracle、SQL Server、DB2、PostgreSQL等，都属于关系数据库管理系统。IMS是层次型数据库。

4.在数据库安全性控制中，授权和收回权限的SQL语句是（ ）。

A. GRANT 和 REVOKE

B. ALLOW 和 DENY

C. PERMIT 和 FORBID

D. AUTHORIZE 和 CANCEL

答案：A。

5.若关系模式R(A,B,C)中存在函数依赖A→B和B→C，则R最高属于（ ）。

A. 1NF

B. 2NF

C. 3NF

D. BCNF

答案：B。

L：A。

R：C。

LR：B。

候选码：A。

主属性：A。非主属性：B，C。

不存在非主属性对候选码的部分依赖，满足2NF。

存在非主属性对候选码的传递依赖，违反3NF。

所以，R最高属于2NF。

6.数据库逻辑结构设计阶段的主要任务是（ ）。

A. 将E-R图转换为关系模式

B. 设计用户子模式

C. 建立数据字典

D. 设计存取路径

答案：A。

解析：

在数据库设计流程中，逻辑结构设计阶段 的核心任务是将独立于具体DBMS的概念模型 （通常是E-R图）转换 为某个特定DBMS所支持的数据模型（如关系模型）的过程。

将E-R图转换为关系模式 ：这是最主要且核心的任务。该任务需要定义出关系数据库中的表、表的属性、主码、外码等，确保概念模型被正确地映射为关系模式。

设计用户子模式 ：这属于外模式设计，它是在逻辑模式的基础上，根据特定用户或应用程序的视图需求来定制，并非逻辑结构设计阶段的主要任务。

建立数据字典 ：这是需求分析阶段的主要成果。数据字典用于在项目早期全面定义和描述系统中的所有数据项，为后续设计提供依据。

设计存取路径 ：这属于物理设计阶段的任务，主要涉及为关系模式设计索引、聚簇等存储和访问机制，以优化性能。

7.事务的持久性是指（ ）。

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，对数据库的改变就是永久的

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

答案：B。

A指的是原子性。

C指的是隔离性。

D指的是一致性。

8.解决并发操作带来的数据不一致性问题通常采用（ ）。

A. 恢复技术

B. 封锁技术

C. 存取控制技术

D. 加密技术

答案：B。

封锁技术 是数据库管理系统实现并发控制 最主要、最核心的技术。其基本思想是，事务在对数据进行操作（读/写）前，先向系统申请对其加锁 。通过锁的互斥规则（如共享锁、排他锁）来控制多个事务对同一数据对象的访问顺序，从而避免产生脏读、不可重复读、幻读等数据不一致问题。

恢复技术 用于在系统发生故障（如断电、软硬件错误）后，将数据库恢复到某个一致的状态 。它解决的是故障 导致的数据破坏问题，而非并发导致的不一致。

存取控制技术 （如授权GRANT和收回REVOKE）属于数据库安全性范畴，用于确保只有合法用户才能访问其被允许的数据，防止非法访问和恶意破坏。

加密技术 同样属于数据库安全性范畴，用于保护数据的机密性，防止数据在存储或传输过程中被窃取而泄露。

9.关系代数中，从两个关系的笛卡尔积中选取满足连接条件的元组的操作称为（ ）。

A. 选择

B. 投影

C. 连接

D. 除

答案：C。

选择（Selection） 是对单个关系进行水平筛选，选取满足条件的元组，不涉及多个关系。

投影（Projection） 是对单个关系进行垂直筛选，选取指定的属性列。

连接（Join） 操作正是从两个关系的笛卡尔积中选取满足给定连接条件的元组，它是关系代数中最常用的双目操作之一。

除（Division） 是一种特殊的操作，用于解决"包含所有"类型的查询，与笛卡尔积和连接条件无关。

10.数据库恢复的基本原理是（ ）。

A. 备份与复制

B. 冗余

C. 审计

D. 加密

答案：B。

冗余是数据库恢复最核心、最根本的理论基础。它的思想是：在正常运行期间，系统有意存储超出其本身运行所必需的额外数据。当故障发生后，就可以利用这些提前存储的冗余数据，将数据库"重做"或"回滚"到故障前的某个一致性状态。

备份与复制 是一个具体的实现手段或操作，是创建"冗余"数据的主要方法之一，但并非原理本身。

审计 是一种安全性 技术，用于记录和检查用户对数据库的所有操作，目的是追责和监控，与恢复数据无关。

加密 是一种安全性技术，用于保护数据的机密性，防止数据被非法读取，与恢复数据无关。

（附加题）11.有一个网络数据库应用系统，其中一台计算机A存有DBMS软件、所有用户数据和应用程序，其余各节点作为终端通过通信线路向A发出数据库应用请求，这种方式属于（ ）。

A． 集中式数据库体系结构

B. 主从式数据库体系结构

C. 客户机/服务器数据库体系结构

D. 分布式数据库体系结构

答案：A。

解析：

各数据库系统体系结构的特点及区分：

1.集中式数据库体系结构

特点：所有数据、DBMS和应用程序都驻留在单台计算机上，用户通过终端（通常为哑终端）访问系统，终端仅负责输入和输出，无独立处理能力。

区分：单一主机完成所有处理，终端无智能，存在单点故障和扩展性限制。

2.客户机/服务器数据库体系结构

特点：系统分为客户端和服务器。服务器运行DBMS，负责数据管理和处理；客户端运行应用程序，提供用户界面并发送请求给服务器。

区分：客户端和服务器分工明确，通过网络交互，支持多客户端并发访问。

3.并行数据库体系结构

特点：利用多个处理器和存储设备并行执行数据库操作，以提高性能和可用性。常见架构包括共享内存、共享磁盘和无共享。

区分：紧密耦合的多处理器系统，专注于高速并行处理，常用于大数据和高并发场景。

4.分布式数据库体系结构

特点：数据物理分布在多个节点上，每个节点可能运行独立的DBMS，但逻辑上是一个整体，支持局部自治和全局协作。

区分：数据分布透明，节点通过网络连接，可独立处理局部查询，协作处理全局查询。

5.云数据库体系结构

特点：数据库以服务形式（DBaaS）在云平台上提供，具备弹性扩展、按需付费和高可用性，底层通常采用分布式和并行技术。

区分：基于云基础设施，通过互联网访问，服务化、可伸缩，运维由云服务商负责。

二、判断题（每题1分，共10分）

1.数据库系统的三级模式结构是指模式、内模式和外模式，其中模式是全局逻辑结构。 （ ）

答案：√

2.视图是一个虚表，其数据并不实际存储，而是来自基本表。 （ ）

答案：√

3.SQL语言中，INSERT语句用于修改表中的数据。 （ ）

答案：×

4.数据库完整性约束包括实体完整性、参照完整性和用户定义完整性。 （ ）

答案：√

5.若关系模式R∈3NF，则R一定属于BCNF。 （ ）

答案：×

解析：BCNF ⊂ 3NF ⊂ 2NF ⊂ 1NF

6.数据库设计步骤中，概念结构设计阶段独立于具体的数据库管理系统。 （ ）

答案：√

7.封锁协议中的两段锁协议是保证并发调度可串行化的必要条件。 （ ）

答案：×

8.数据库系统的数据独立性包括逻辑独立性和物理独立性。 （ ）

答案：√

9.函数依赖A→B表示属性A的值可以唯一确定属性B的值。 （ ）

答案：√

10.数据库安全性控制中，自主存取控制（DAC）是通过角色和权限实现的。 （ ）

答案：√

三、分析题（15分）

给定关系模式R(A, B, C, D, E)，其函数依赖集F={AB→C, C→D, D→E}。

（1）求出R的所有候选码。（5分）

解：

L：A，B。

R：E。

LR：C，D。

所以R的所有候选码为AB。

（2）判断R最高属于第几范式，并说明理由。（5分）

解：R最高属于第二范式。

理由如下：

R的所有候选码为AB。

主属性为：A，B。

非主属性：C，D，E。

不存在非主属性部分依赖于候选码，满足2NF。

存在非主属性传递依赖于候选码，D和E对于候选码的传递函数依赖，违反3NF。

所以R最高属于第二范式。

（3）若R不属于3NF，请将其分解为3NF，要求分解既具有无损连接性又保持函数依赖。（5分）

解：

由于R不满足3NF，需要分解。

首先求出最小函数依赖集：

F={AB→C, C→D, D→E}已经是最小依赖（右边单一属性，左边无多于属性，无冗余依赖）。

将每个函数依赖组成一个关系模式：

R1（A，B，C）对应AB→C；

R2（C，D）对应C→D；

R3（D，E）对应D→E。

检查候选码，R1中包含候选码AB。

无需合并具有相同左部的关系模式。

分解结果为R1（A，B，C），R2（C，D），R3（D，E）。

验证无损连接性，由于包含候选码AB在R1中，所以分解具有无损连接性。

验证保持函数依赖：AB→C在R1中，C→D在R2中，D→E在R3中，所有依赖均保持。

每个关系模式均为3NF：

R1：候选码AB，满足BCNF（也是3NF）；

R2：候选码C，满足BCNF；

R3：候选码D，满足BCNF。

因此，分解满足要求。

四、设计题（25分）

某图书馆管理系统需要管理以下信息：

• 图书：书号，书名，作者，出版社，库存数量

• 读者：读者号，姓名，性别，年龄，联系方式

• 借阅：读者号，书号，借书日期，还书日期

其中，每本图书可以被多个读者借阅，每个读者可以借阅多本图书。借阅记录中，借书日期和还书日期记录每次借阅情况。

要求：

（1）根据上述语义，画出E-R图，并注明联系类型和实体属性。（10分）

解：

（2）将E-R图转换为关系模式，并指出每个关系模式的主码和外码（如果有）。（10分）

解：

①图书（书号，书名，作者，出版社，库存数量）

主码：书号。外码：无。

②读者（读者号，姓名，性别，年龄，联系方式）

主码：读者号。外码：无。

③借阅（读者号，书号，借书日期，还书日期）

主码：（读者号，书号，借书日期）。外码：读者号，书号。

注意此处借阅的主码，题目不明确，但是实际中可能存在同一个人同一本书借阅多次的情况，所以（读者号，书号）不一定能唯一确定一条借阅记录，（读者号，书号，借书日期）作为主码更可靠一些。

（3）在转换后的关系模式中，用下划线标出主码，用波浪线标出外码。（5分）

解：

五、应用操作题（40分）

设有以下三个关系模式：

• 学生（学号，姓名，性别，年龄，所在系）

• 课程（课程号，课程名，先行课，学分）

• 选修（学号，课程号，成绩）

用关系代数和SQL语句完成下列查询：

（1）查询选修了课程名为"数据库原理"的学生的学号和姓名。（关系代数，5分）

（2）查询年龄在20岁以下的学生姓名和所在系。（SQL，5分）

select 姓名,所在系 from 学生 
    where 年龄<20;

（3）查询选修了课程号"C001"且成绩在90分以上的学生姓名和成绩。（SQL，5分）

select s.姓名,sc.成绩 from 学生 s,选修 sc 
    where s.学号=sc.学号 and sc.课程号='C001' and sc.成绩>90;

（4）查询每个学生的学号、姓名和其选修课程的平均成绩（只统计有成绩的学生）。（SQL，5分）

select s.学号,s.姓名,avg(sc.成绩) as 平均成绩
    from 学生 s,选修 sc
    where s.学号=sc.学号
    group by s.学号,s.姓名;

（5）将学生"李勇"的年龄改为21岁。（SQL，5分）

update 学生
    set 年龄=21
    where 姓名='李勇';

（6）创建视图V_CS，显示计算机系（CS系）学生的学号、姓名和选修的课程名及成绩。（SQL，5分）

create view V_CS(学号,姓名,课程名,成绩) as
    select s.学号,s.姓名,c.课程名,sc.成绩
    from 学生 s,课程 c,选修 sc
    where s.学号=sc.学号 and sc.课程号=c.课程号 and s.所在系='计算机系';

（7）授予用户U1对学生表的查询权限。（SQL，5分）

grant select on table 学生 to U1;

（8）定义学生表的完整性约束：学号为主码，性别只能取'男'或'女'，年龄在15到45之间。（SQL，5分）

/*定义表的时候就加以限制*/
create table 学生 (
        学号 varchar(15) primary key,
        姓名 varchar(15),
        性别 varchar(15) constraint c1 check(性别 in ('男','女')),
        年龄 int constraint c2 check(年龄 between 15 and 45),
        所在系 varchar(15)
    );

/*或，表创建完成后单独添加约束*/
alter table 学生 add constraint pk_xuehao primary key(学号);
alter table 学生 add constraint ck_xingbie check(性别 in('男','女'));
alter table 学生 add constraint ck_nianling check(年龄 between 15 and 45);