《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》復(fù)習(xí)題答案.doc

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9 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理考試與命題大綱 《數(shù)據(jù)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(jù)庫與軟件工程教研室數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程組 考試大綱 一、課程緒論 1．?dāng)?shù)據(jù)庫常用術(shù)語。 2．?dāng)?shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展過程。 3．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點。 4．?dāng)?shù)據(jù)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．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)與組成。 二、關(guān)系數(shù)據(jù)庫 1．關(guān)系模式的基本概念：關(guān)系、元組、分量、候選碼、主碼、主屬性、非碼屬性、全碼。 2．關(guān)系的三類完整性，包括完整性規(guī)則及其應(yīng)用。 3．關(guān)系代數(shù)運算，包括8種關(guān)系代數(shù)運算。 4．簡單的關(guān)系演算。 三、關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL 1．SQL語言的特點。 2．SQL語言的各種數(shù)據(jù)操縱功能。 3．SQL語言的各種數(shù)據(jù)操縱語句及其應(yīng)用。 四、關(guān)系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化 1．關(guān)系系統(tǒng)的定義與分類。 2．關(guān)系系統(tǒng)的12條準(zhǔn)則（作理解）。 3．關(guān)系數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化準(zhǔn)則與算法。 　 4．優(yōu)化的一般實現(xiàn)步驟。 五、關(guān)系數(shù)據(jù)理論 1．?dāng)?shù)據(jù)依賴的定義及作用。 2．為何要進行關(guān)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．?dāng)?shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng)及其應(yīng)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(guān)系模式的候選碼。 六、數(shù)據(jù)庫設(shè)計 1．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計的特點。 2．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計方法與基本步驟。 　 3．各設(shè)計階段所涉及的概念、方法、技術(shù)與實現(xiàn)原理。 　 4．利用本章所學(xué)知識和技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程。 七、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù) 1．事務(wù)的概念和特性。 2．?dāng)?shù)據(jù)庫恢復(fù)的概念和作用。 3．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)故障的種類及其特點。 4．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù)與策略。 八、并發(fā)控制 1．?dāng)?shù)據(jù)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(diào)度可串行性的實現(xiàn)方法。 九、數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)TCSEC/TDI。 3．?dāng)?shù)據(jù)庫安全控制方法。 十、數(shù)據(jù)庫完整性 1．?dāng)?shù)據(jù)庫完整性的概念。 2．完整性約束條件的分類。 　 3．?dāng)?shù)據(jù)完整性控制的實現(xiàn)方法 命題大綱 一、 試題命題根據(jù)該課程教學(xué)大綱和考試大綱的要求進行編寫； 二、 試題按標(biāo)準(zhǔn)化出題的形式，主要由下面題型構(gòu)成： 1． 單項選擇題 2．填空題 3．運算題 4．簡答題 5．綜合與設(shè)計題 三、 試卷卷面分?jǐn)?shù)為100分，其中： 1．單項選擇題。主要考查考生對相關(guān)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(guān)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(guān)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(shè)計題。主要考查考生對相關(guān)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(nèi)調(diào)整。 附試題樣題： 《數(shù)據(jù)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．?dāng)?shù)據(jù)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(nèi)模式)　　　　　　　　 D．邏輯模式、子模式、模式 2．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獨立性是指　 B　　。 　A．不會因為數(shù)據(jù)的變化而影響應(yīng)用程序 　B．不會因為系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的變化而影響應(yīng)用程序 　C．不會因為存儲策略的變化而影響存儲結(jié)構(gòu) 　D．不會因為某些存儲結(jié)構(gòu)的變化而影響其他的存儲結(jié)構(gòu) 3．?dāng)?shù)據(jù)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．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　　　　　　　　　　　　B．?dāng)?shù)據(jù)操作 　C．?dāng)?shù)據(jù)完整性約束　　　　　　　　　　D．?dāng)?shù)據(jù)聯(lián)系 4．關(guān)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)敘述錯誤的是　 　D　。 　A．關(guān)系模型給出了關(guān)系操作的能力和特點，關(guān)系操作通過關(guān)系語言實現(xiàn) 　B．關(guān)系語言的特點是高度的非過程化 　C．SQL語言介于關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算之間 　D．關(guān)系操作能力可以用三種方式來表示：關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算 5．要求關(guān)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(guān)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(guān)系R的候選碼　　 　 　D．關(guān)系R屬于2NF 8．在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，任何二元關(guān)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(jié)果是　 　D　。 A．包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法的物理結(jié)構(gòu)　　　　 B．某個DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型 C．E-R圖表示的概念模型 D．?dāng)?shù)據(jù)字典描述的數(shù)據(jù)需求 10．下面的選項中，哪些是數(shù)據(jù)庫管理員的職責(zé)　 A 　。 ①決定數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu) ②定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束 ③應(yīng)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(jù)庫系統(tǒng)的概要設(shè)計 ⑤決定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)和存取策略 ⑥負責(zé)設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)的程序模塊 ⑦數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的確定、數(shù)據(jù)庫各級模式的設(shè)計 A．①、②、⑤　　　　　　　　　　　　　B．①、②、④、⑤ C．①、④、⑤　　　　　　　　　　　　　D．②、③、⑥、⑦ 11．設(shè)有兩個事務(wù)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(jù)　　　　　　　　D．該操作不能重復(fù)讀 12．日志文件是用于記錄　 　C　。 　A．程序運行過程　　　　　　　　　　　B．?dāng)?shù)據(jù)操作 　C．對數(shù)據(jù)的所有更新操作　　　　　　　D．程序運行的結(jié)果 13．關(guān)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(jù)庫操作中不存在 B．在數(shù)據(jù)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(jù)庫 　C．當(dāng)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(wù)在執(zhí)行過程中以非控制方式終止，這時內(nèi)存中的信息丟失，而存儲在外存上的數(shù)據(jù)未受影響，這種情況稱為　 B　。 　A．事務(wù)故障　　　　B．系統(tǒng)故障　　　　　C．介質(zhì)故障　　　　　D．運行故障 15．TCSEC/TDI系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)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(jù)數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用目的的不同，數(shù)據(jù)模型分為 概念模型 和 邏輯模型與物理模型 　 。 2．非關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本單位是　基本層次聯(lián)系 。 3．關(guān)系代數(shù)是用對關(guān)系的運算來表達查詢的，而關(guān)系演算是用謂詞表達查詢的，它又分為 元組關(guān)系演算演算和 域關(guān)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(dǎo)出的表。在數(shù)據(jù)庫中，只存放視圖的　 定義 ，不存放視圖對應(yīng)的數(shù)據(jù)。 5．設(shè)有如下關(guān)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(guān)系數(shù)據(jù)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(guān)系為BCNF∈3NF∈1NF。 8．在一個關(guān)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．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計應(yīng)該和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合，也就是說，整個設(shè)計過程中要把　數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計 和 　對數(shù)據(jù)的處理設(shè)計 緊密結(jié)合起來。 10．在設(shè)計分E-R圖時，由于各個子系統(tǒng)分別有不同的應(yīng)用，而且是由不同的設(shè)計人員設(shè)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(jié)構(gòu)沖突 、命名沖突及　屬性沖突 三個方面。 11．?dāng)?shù)據(jù)庫的完整性是指數(shù)據(jù)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．?dāng)?shù)據(jù)庫恢復(fù)是指將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài) 的過程。 13．在數(shù)據(jù)庫安全性中，通常使用 GRANT命令來給用戶授予權(quán)限。 三、運算題（8分） 設(shè)有如下圖所示的關(guān)系R、W和D，計算下列表達式。 （1）R1=ΠY，T（R）　　　　　　　　（2）R2=σP>5∧T=e（R） 　?。?）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(xué)生選課數(shù)據(jù)庫，包括S，C，SC三個關(guān)系模式，各關(guān)系模式定義如下：學(xué)生表S（SNO，SNAME，AGE，SEX），C（CNO，CNAME，TEACHER），選課情況表SC（SNO，CNO，GRADE）。現(xiàn)有如下關(guān)系代數(shù)表達式： ΠSNAME（S SC σCNAME=’操作系統(tǒng)’） 為此關(guān)系代數(shù)表達式畫出用關(guān)系代數(shù)表示的語法樹，并用關(guān)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(biāo)準(zhǔn)語法樹?！　? 　　　　　　　 2．已知學(xué)生表S和學(xué)生選課表SC。其關(guān)系模式如下： S（SNO，SNAME，SDEPT，PROV），SC（SNO，CNANE，GRADE） 其中，SNO為學(xué)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(xué)生來自哪些省份，且將結(jié)果置于VIEW-PROV中。 （2）按成績降序排序，輸出“英語系”學(xué)生選修了“計算機”課程的學(xué)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(shè)存款余額X=1000元，甲事務(wù)取走存款300元，乙事務(wù)取走存款200元，其執(zhí)行過程如下： 　　　　―――――――　　―――　　――――――― 甲事務(wù)　　　　 時間　　　　　乙事務(wù) 　　　　―――――――　　―――　　――――――― 　　　　讀X　　　　　　　　t1　　　 t2 讀X　 X=X－300 t3 t4 X=X－200 　　　　―――――――　　―――　　――――――― 　給出甲、乙兩事務(wù)的一個可串行化的并發(fā)調(diào)度，并給出執(zhí)行結(jié)果。 參考答案: 　　如果直接按時間順序執(zhí)行甲乙兩個事務(wù)，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(wù)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(wù)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(shè)計題（每小題10分，共計20分） 1．設(shè)有關(guān)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}。 　（1）計算（AD）＋ ?。?）求F的最小等價函數(shù)依賴集Fmin 　（3）運用關(guān)鍵字求解理論，求解R的關(guān)鍵字 ?。?）運用關(guān)鍵字的圖論判定方法，求解R的關(guān)鍵字 參考答案： 解：設(shè)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(yīng)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(yīng)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(guān)鍵字求解理論，求解R的關(guān)鍵字 　（4）運用關(guān)鍵字的圖論判定方法，求解R的關(guān)鍵字 解：F的關(guān)系圖如下： D A C B 據(jù)圖可得：（B，D）為R的關(guān)鍵字。 2．某大學(xué)實行學(xué)分制，學(xué)生可根據(jù)自己的情況選修課程。每名學(xué)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。 　（1）為E-R圖中的各實體加上相應(yīng)的屬性 （2）給出學(xué)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。 　（4）若每名學(xué)生有一位教師指導(dǎo)，每位教師指導(dǎo)多名學(xué)生，則學(xué)生與教師是何種聯(lián)系。 　（5）在原E-R圖上補畫學(xué)生與教師的聯(lián)系，并完善E-R圖。 ?。?）將補全后的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式的表示形式，并指出各關(guān)系模式中的主碼。 學(xué) 生 課 程 教 師 2．某大學(xué)實行學(xué)分制，學(xué)生可根據(jù)自己的情況選修課程。每名學(xué)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(yīng)的屬性 （2）給出學(xué)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。 ?。?）若每名學(xué)生有一位教師指導(dǎo)，每位教師指導(dǎo)多名學(xué)生，則學(xué)生與教師是何種聯(lián)系。 答：多對一。 ?。?）在原E-R圖上補畫學(xué)生與教師的聯(lián)系，并完善E-R圖。 ?。?）將補全后的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式的表示形式，并指出各關(guān)系模式中的主碼 學(xué)號 課程名 姓名 課程號 選修 學(xué)分 性別 學(xué)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(dǎo) 1 n 教師編號 教師 教師名 年齡 性別 (6).轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式 Student（sno，sname，ssex, sage, sdept）; Course(cno, cname, cpno, ccredit); Teacher(tno, tname, tage, tsex);