《數(shù)據庫系統(tǒng)原理》復習題答案.doc

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9 數(shù)據庫系統(tǒng)原理考試與命題大綱 《數(shù)據庫系統(tǒng)原理》考試與命題大綱 大綱執(zhí)筆人：陳建平 大綱審訂：數(shù)據庫與軟件工程教研室數(shù)據庫系統(tǒng)原理課程組 考試大綱 一、課程緒論 1．數(shù)據庫常用術語。 2．數(shù)據庫技術的產生和發(fā)展過程。 3．數(shù)據庫系統(tǒng)的特點。 4．數(shù)據模型的作用、組成要素及分類。 5．實體、屬性、碼、元組、域、聯(lián)系。 6．實體的E-R表示方法及E-R圖。 7．數(shù)據庫系統(tǒng)的模式結構與組成。 二、關系數(shù)據庫 1．關系模式的基本概念：關系、元組、分量、候選碼、主碼、主屬性、非碼屬性、全碼。 2．關系的三類完整性，包括完整性規(guī)則及其應用。 3．關系代數(shù)運算，包括8種關系代數(shù)運算。 4．簡單的關系演算。 三、關系數(shù)據庫標準語言SQL 1．SQL語言的特點。 2．SQL語言的各種數(shù)據操縱功能。 3．SQL語言的各種數(shù)據操縱語句及其應用。 四、關系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化 1．關系系統(tǒng)的定義與分類。 2．關系系統(tǒng)的12條準則（作理解）。 3．關系數(shù)據庫查詢優(yōu)化準則與算法。 　 4．優(yōu)化的一般實現(xiàn)步驟。 五、關系數(shù)據理論 1．數(shù)據依賴的定義及作用。 2．為何要進行關系的規(guī)范化。 3．范式的概念。 4．范式的分類及各類范式之間的聯(lián)系與區(qū)別。 　 5．數(shù)據依賴的公理系統(tǒng)及其應用。 　 6．利用Armstrong公理推論求解屬性閉包、最小函數(shù)依賴集和關系模式的候選碼。 六、數(shù)據庫設計 1．數(shù)據庫設計的特點。 2．數(shù)據庫設計方法與基本步驟。 　 3．各設計階段所涉及的概念、方法、技術與實現(xiàn)原理。 　 4．利用本章所學知識和技術實現(xiàn)數(shù)據庫設計的全過程。 七、數(shù)據庫恢復技術 1．事務的概念和特性。 2．數(shù)據庫恢復的概念和作用。 3．數(shù)據庫系統(tǒng)故障的種類及其特點。 4．數(shù)據庫系統(tǒng)恢復的實現(xiàn)技術與策略。 八、并發(fā)控制 1．數(shù)據庫并發(fā)控制的概念及其必要性。 2．封鎖的概念與分類。 　 3．封鎖協(xié)議的類型及作用。 　 4．活鎖、死鎖與兩段鎖協(xié)議。 　 5．封鎖粒度的概念與作用。 　 6．并發(fā)調度可串行性的實現(xiàn)方法。 九、數(shù)據庫安全性 1．計算機系統(tǒng)安全的概念。 2．可信計算機系統(tǒng)評測標準TCSEC/TDI。 3．數(shù)據庫安全控制方法。 十、數(shù)據庫完整性 1．數(shù)據庫完整性的概念。 2．完整性約束條件的分類。 　 3．數(shù)據完整性控制的實現(xiàn)方法 命題大綱 一、 試題命題根據該課程教學大綱和考試大綱的要求進行編寫； 二、 試題按標準化出題的形式，主要由下面題型構成： 1． 單項選擇題 2．填空題 3．運算題 4．簡答題 5．綜合與設計題 三、 試卷卷面分數(shù)為100分，其中： 1．單項選擇題。主要考查考生對相關章節(jié)基本概念、知識點的理解、掌握情況。 　15個小題，每小題2分，共30分。 2． 填空題。主要考查考生對相關章節(jié)基本知識點的認識、記憶情況。 20個空（可分布在數(shù)量不定的小題中），每空1分，共20分。 3． 運算題。主要考查考生對關系代數(shù)運算的掌握情況。 1個小題，8分。 4． 簡答題。主要考查考生對一些重要知識點的理解掌握情況。 3個小題，前2個小題每題各7分，第3小題8分，共22分。 5． 綜合與設計題。主要考查考生對相關知識點的理解掌握與綜合運用情況。 2個小題，每小題10分，共20分。 說明：對上述各部分題目分值比例可在10%之內調整。 附試題樣題： 《數(shù)據庫系統(tǒng)原理》試卷樣題 一、單項選擇題（每小題2分，共30分） 1．數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式是指　C 　　。 　A．外模式、模式、子模式　　　　　　　　　B．子模式、模式、概念模式 　C．模式（邏輯模式）、外模式（子模式/用戶模式）、存儲模式(內模式)　　　　　　　　 D．邏輯模式、子模式、模式 2．數(shù)據庫系統(tǒng)的數(shù)據獨立性是指　 B　　。 　A．不會因為數(shù)據的變化而影響應用程序 　B．不會因為系統(tǒng)數(shù)據存儲結構與數(shù)據邏輯結構的變化而影響應用程序 　C．不會因為存儲策略的變化而影響存儲結構 　D．不會因為某些存儲結構的變化而影響其他的存儲結構 3．數(shù)據模型的主要組成要素中，用于描述系統(tǒng)靜態(tài)特征的是　A 　　。 　A．數(shù)據結構　　　　　　　　　　　　　B．數(shù)據操作 　C．數(shù)據完整性約束　　　　　　　　　　D．數(shù)據聯(lián)系 4．關于關系數(shù)據庫系統(tǒng)敘述錯誤的是　 　D　。 　A．關系模型給出了關系操作的能力和特點，關系操作通過關系語言實現(xiàn) 　B．關系語言的特點是高度的非過程化 　C．SQL語言介于關系代數(shù)和關系演算之間 　D．關系操作能力可以用三種方式來表示：關系代數(shù)、元組關系演算和域關系演算 5．要求關系中的元組在組成主鍵的屬性上不能為空，這是　B 　　。 　A．參照完整性規(guī)則　　　　 　　　　B．實體完整性規(guī)則 C．用戶定義完整性規(guī)則　　　 　　D．域完整性規(guī)則 6．在關系代數(shù)運算中，五種基本運算為　 D　　。 　A．并、差、選擇、投影、自然連接 　B．并、差、交、選擇、投影 　C．并、差、交、選擇、笛卡爾積 　D．并、差、選擇、投影、笛卡爾積 7．在R（U）中，如果X→Y，并且對于X的任何一個真子集X’，都有X’→Y，則　 C　　。 　A．Y函數(shù)決定X　 　　　　　　　　　B．Y對X完全函數(shù)依賴 C．X為關系R的候選碼　　 　 　D．關系R屬于2NF 8．在關系數(shù)據庫中，任何二元關系模式的最高范式必定是　 A　　。 　A．BCNF　　　　　 B．3NF 　　 C．2NF 　 　D．1NF 9．需求分析階段得到的結果是　 　D　。 A．包括存儲結構和存取方法的物理結構　　　　 B．某個DBMS所支持的數(shù)據模型 C．E-R圖表示的概念模型 D．數(shù)據字典描述的數(shù)據需求 10．下面的選項中，哪些是數(shù)據庫管理員的職責　 A 　。 ①決定數(shù)據庫中的信息內容和結構 ②定義數(shù)據的安全性要求和完整性約束 ③應用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說明 ④確定系統(tǒng)的硬件配置并參與數(shù)據庫系統(tǒng)的概要設計 ⑤決定數(shù)據庫的存儲結構和存取策略 ⑥負責設計應用系統(tǒng)的程序模塊 ⑦數(shù)據庫中數(shù)據的確定、數(shù)據庫各級模式的設計 A．①、②、⑤　　　　　　　　　　　　　B．①、②、④、⑤ C．①、④、⑤　　　　　　　　　　　　　D．②、③、⑥、⑦ 11．設有兩個事務T1、T2，其并發(fā)操作如下圖所示，下面評價正確的是　 D　　。 　　　――――――――――――――――――――――― 　　　　　　　　T1　　　　　　　　　 T2　 　　　――――――――――――――――――――――― （1） 讀A=10，B=5 （2） 　　　　　　　　　 讀A=10 A=A*2寫回 （3） A=20，B＝5 求和25驗證錯 　　　　―――――――――――――――――――――― 　A．該操作不存在問題　　　　　　　　　B．該操作丟失修改 　C．該操作讀“臟”數(shù)據　　　　　　　　D．該操作不能重復讀 12．日志文件是用于記錄　 　C　。 　A．程序運行過程　　　　　　　　　　　B．數(shù)據操作 　C．對數(shù)據的所有更新操作　　　　　　　D．程序運行的結果 13．關于“死鎖”，下列說法中正確的是　D 　　。 　A．死鎖是操作系統(tǒng)中的問題，數(shù)據庫操作中不存在 B．在數(shù)據庫操作中防止死鎖的方法是禁止兩個用戶同時操作數(shù)據庫 　C．當兩個用戶競爭相同資源時不會發(fā)生死鎖 D．只有出現(xiàn)并發(fā)操作時，才有可能出現(xiàn)死鎖 14．若系統(tǒng)在運行過程中，由于某種原因，造成系統(tǒng)停止運行，致使事務在執(zhí)行過程中以非控制方式終止，這時內存中的信息丟失，而存儲在外存上的數(shù)據未受影響，這種情況稱為　 B　。 　A．事務故障　　　　B．系統(tǒng)故障　　　　　C．介質故障　　　　　D．運行故障 15．TCSEC/TDI系統(tǒng)安全標準中，級別最低，在安全性方面幾乎沒有什么專門的機制來保障的是　 A　　。 　A．D級　　　　　 　 B．C2級 C．B1級　　 　 D．A級 二、填空題（每空1分，共20分） 1．根據數(shù)據模型的應用目的的不同，數(shù)據模型分為 概念模型 和 邏輯模型與物理模型 　 。 2．非關系模型中，數(shù)據結構的基本單位是　基本層次聯(lián)系 。 3．關系代數(shù)是用對關系的運算來表達查詢的，而關系演算是用謂詞表達查詢的，它又分為 元組關系演算演算和 域關系演算 演算兩種。 4．視圖是一個　虛表 ，它是從一個或多個基本表中導出的表。在數(shù)據庫中，只存放視圖的　 定義 ，不存放視圖對應的數(shù)據。 5．設有如下關系表R：R（BH，XM，XB，DWH）。則實現(xiàn)ΠXM，XB（R）的SQL語句是select XM,XB from R 。 6．一個關系數(shù)據庫系統(tǒng)必須支持的運算包括選擇、投影和　 連接 。 7．1NF、BCNF、3NF三者之間的相互關系為BCNF∈3NF∈1NF。 8．在一個關系R中，若屬性集X函數(shù)決定屬性集Y，則記 X→Y，并稱X為 決定因素。 9．數(shù)據庫設計應該和應用系統(tǒng)設計相結合，也就是說，整個設計過程中要把　數(shù)據庫結構設計 和 　對數(shù)據的處理設計 緊密結合起來。 10．在設計分E-R圖時，由于各個子系統(tǒng)分別有不同的應用，而且是由不同的設計人員設計的，所以各分E-R圖之間難免有不一致的地方，這些沖突主要表現(xiàn)為　結構沖突 、命名沖突及　屬性沖突 三個方面。 11．數(shù)據庫的完整性是指數(shù)據的 正確性 和相容性，完整性約束主要包括實體完整性與 參照完整性。 12．數(shù)據庫恢復是指將數(shù)據庫從錯誤狀態(tài)恢復到某一已知的正確狀態(tài) 的過程。 13．在數(shù)據庫安全性中，通常使用 GRANT命令來給用戶授予權限。 三、運算題（8分） 設有如下圖所示的關系R、W和D，計算下列表達式。 （1）R1=ΠY，T（R）　　　　　　　?。?）R2=σP>5∧T=e（R） 　　（3）R3=R　　W　　　　　　　　　 （4）R4＝RD P Q T Y 2 9 2 9 7 7 b a b a g g c e e d e c d f f e f d T Y B c c d d d f m n n T Y c e d f R W D 四、簡答題（第1、2小題每題7分，第3小題8分，共22分） 1．有一個學生選課數(shù)據庫，包括S，C，SC三個關系模式，各關系模式定義如下：學生表S（SNO，SNAME，AGE，SEX），C（CNO，CNAME，TEACHER），選課情況表SC（SNO，CNO，GRADE）?，F(xiàn)有如下關系代數(shù)表達式： ΠSNAME（S SC σCNAME=’操作系統(tǒng)’） 為此關系代數(shù)表達式畫出用關系代數(shù)表示的語法樹，并用關系代數(shù)表達式優(yōu)化算法對原始的語法樹進行優(yōu)化處理，畫出優(yōu)化后的標準語法樹。　　 　　　　　　　 2．已知學生表S和學生選課表SC。其關系模式如下： S（SNO，SNAME，SDEPT，PROV），SC（SNO，CNANE，GRADE） 其中，SNO為學號，SNAME為姓名，SDEPT為系名，PROV為省份，CNAME為課程名，GRADE為成績。 用SQL語言實現(xiàn)下列操作： （1）查詢“信息系”的學生來自哪些省份，且將結果置于VIEW-PROV中。 （2）按成績降序排序，輸出“英語系”學生選修了“計算機”課程的學生的姓名和成績。 參考答案: (1) CREATE VIEW VIEW_PROV AS SELECT PROV FROM S WHERE SDEPT="信息系"; (2)SELECT SNAME,GRADE FROM S WHERE SDEPT="英語系" AND SNO in ( SELECT SNO FROM SC WHERE CNAME="計算機"） ORDER BY GRADE DESC ； (2) 3．假設存款余額X=1000元，甲事務取走存款300元，乙事務取走存款200元，其執(zhí)行過程如下： 　　　　―――――――　　―――　　――――――― 甲事務　　　　 時間　　　　　乙事務 　　　　―――――――　　―――　　――――――― 　　　　讀X　　　　　　　　t1　　　 t2 讀X　 X=X－300 t3 t4 X=X－200 　　　　―――――――　　―――　　――――――― 　給出甲、乙兩事務的一個可串行化的并發(fā)調度，并給出執(zhí)行結果。 參考答案: 　　如果直接按時間順序執(zhí)行甲乙兩個事務，則最后的x為800，而不是正確的500。為此，采用封鎖的方法，將甲事務修改為： WHILE（x已建立排它鎖） ｛ 等待 ｝ 對x建立排它鎖 讀x 更新x=x-300 釋放排它鎖 將乙事務修改為： WHILE（x已建立排它鎖） ｛ 等待 ｝ 對x建立排它鎖 讀x 更新x=x-200 釋放排它鎖 五、綜合與設計題（每小題10分，共計20分） 1．設有關系模式R（A，B，C，D，E），其上的函數(shù)依賴集F={A→C，C→A，B→AC，D→AC}。 ?。?）計算（AD）＋ ?。?）求F的最小等價函數(shù)依賴集Fmin ?。?）運用關鍵字求解理論，求解R的關鍵字 　（4）運用關鍵字的圖論判定方法，求解R的關鍵字 參考答案： 解：設想x（0）=AD； （1）計算x（1）：逐一的掃描F集合中各個函數(shù)依賴，找左部為A，D,或AD的函數(shù)依賴。得到兩個：A→C，D→AC， 于是x（1）=AD∪AC=ACD; (2)因為x（0）！=x（1）所以再找出左部為ACD子集的那些函數(shù)依賴，又得到A→C，C→A，D→AC，于是x（2）=x（1）∪ACD=ACD。 因為x（1）=x（2）。所以（AD）+=ACD。 （2）求F的最小等價函數(shù)依賴集Fmin 解：1.化右部為單一屬性： F={A→C，C→A,B→A,B→C,D→A,D→C} 2.①在F中去掉A→C，（A）F+=（A）,∵C（A）F+,∴不去掉。 ②在F中去掉C→A，（C）F+=（C），∵A（A）F+,∴不去掉。 ③在F中去掉B→A，（B）F+=（ABC），∵A∈（B）F+，∴應去掉。 ④在F中去掉B→C，（B）F+=（B），∵C（B）F+，∴不去掉。 ⑤在F中去掉D→A，（D）F+=（ACD），∵A∈（D）F+，∴應去掉。 ⑥在F中去掉D→C，（D）F+=（D），∵C（D）F+，∴不去掉。 3.因主屬性是單屬性，故不用取其子集去考察。 故最小依賴值 Fmin={ A→C，C→A,B→C,D→C}。 　（3）運用關鍵字求解理論，求解R的關鍵字 　（4）運用關鍵字的圖論判定方法，求解R的關鍵字 解：F的關系圖如下： D A C B 據圖可得：（B，D）為R的關鍵字。 2．某大學實行學分制，學生可根據自己的情況選修課程。每名學生可同時選修多門課程，每門課程可由多位教師講授；每位教師可講授多門課程。其不完整的E-R圖如下圖所示。 ?。?）為E-R圖中的各實體加上相應的屬性 （2）給出學生與課程間的聯(lián)系名稱及類型，完善E-R圖。 ?。?）給出課程與教師間的聯(lián)系名稱及類型，完善E-R圖。 　（4）若每名學生有一位教師指導，每位教師指導多名學生，則學生與教師是何種聯(lián)系。 ?。?）在原E-R圖上補畫學生與教師的聯(lián)系，并完善E-R圖。 　（6）將補全后的E-R圖轉換為關系模式的表示形式，并指出各關系模式中的主碼。 學 生 課 程 教 師 2．某大學實行學分制，學生可根據自己的情況選修課程。每名學生可同時選修多門課程，每門課程可由多位教師講授；每位教師可講授多門課程。其不完整的E-R圖如下圖所示。 ?。?）為E-R圖中的各實體加上相應的屬性 （2）給出學生與課程間的聯(lián)系名稱及類型，完善E-R圖。 　（3）給出課程與教師間的聯(lián)系名稱及類型，完善E-R圖。 ?。?）若每名學生有一位教師指導，每位教師指導多名學生，則學生與教師是何種聯(lián)系。 答：多對一。 ?。?）在原E-R圖上補畫學生與教師的聯(lián)系，并完善E-R圖。 ?。?）將補全后的E-R圖轉換為關系模式的表示形式，并指出各關系模式中的主碼 學號 課程名 姓名 課程號 選修 學分 性別 學生 課程 1 n 年齡 專業(yè)http://zs.58.com/zixingche/10264468615554x.shtml 先行課 n 講授 n 指導 1 n 教師編號 教師 教師名 年齡 性別 (6).轉換為關系模式 Student（sno，sname，ssex, sage, sdept）; Course(cno, cname, cpno, ccredit); Teacher(tno, tname, tage, tsex);