数据库管理系统试题及答案

试题名称：数据库系统
说明：所有答题一律写在答题纸上第 1 页共 2 页
一、简答题（共5小题，每题6分，共30分）
1．简述数据库、数据库管理系统与数据库系统的概念。

答：数据库：DataBase，简称DB。

是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。

数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

数据库管理系统：DataBase Management System，简称DBMS，是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。

它的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护。

数据库系统：DataBase System，简称DBS，它是包含数据库的具体应用系统，由支持该应用系统的某一具体的数据库、数据库管理系统和应用程序三部分组成。

2．简述两段锁协议并说明两段锁协议和事务可串行化调度的关系。

答：所谓两段锁协议是指所有事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁。

1、在对任何数据进行读、写操作之前，首先要申请并获得对该数据的封锁；
2、在释放一个封锁之后，事务不再申请和获得任何其他封锁。

如果事务中所有的加锁操作都在事务的第一个解锁操作之前进行，那么这个事务是遵循两段锁协议的。

如果一个调度中的每个事务都遵循两段锁协议，那么该调度必然是冲突可串行化的。

事务遵守两段锁协议是可串行化调度的充分条件，而不是必要条件。

3．简述可串行化调度和正确调度。

答：多个事务的并发执行是正确的，当且仅当其结果与按某一次序串行执行它们的结果相同，我们称这种调度策略为可串行化的调度。

可串行性是并发事务正确性的准则，按这个准则规定，一个给定的并发调度，当且仅当它是可串行化的，才认为是正确调度。

4．简述数据库中的死锁现象，并简述如何使用有向图方法检测死锁。

答：死锁是指当两个或多个事务相互等待对方所拥有的锁被释放时，所产生的僵持局面。

有向图G=（T，U）。

T为结点的集合，每个结点表示正运行的事务；U为边的集合，每条边表示事务等待的情况。

若T1等待T2，则T1，T2之间划一条有向边，从T1指向T2。

事务等待图动态地反映所有事务的等待情况，并发控制子系统周期性地检测事务等待图，如果发现图中存在回路，则表示系统中出现了死锁。

5．简述事务的ACID特性以及数据库管理系统是如何保证这些特性的。

答：所谓事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做要么全不做，是一个不可分割的工作单位。

它具有四个特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、
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说明：所有答题一律写在答题纸上第 2 页共 2 页隔离性（Isolation）和持续性（Durability）。

数据库管理系统采用日志和锁机制来保证事务的ACID特性。

用日志记录事务对数据库所做的更新，如果某个事务在执行过程中发生错误，就可以根据日志，撤销事务对数据库已做的更新，使数据库退回到执行事务前的初始状态，而当多个事务同时更新数据库中相同的数据时，只允许持有锁的事务能更新该数据，其他事务必须等待，直到前一个事务释放了锁，其他事务才有机会更新该数据。

二、填空（共10空，每空2分，共20分）
1．一个学生可以同时借阅零本或多本图书，一本图书只能由一个学生借阅，但
2．在关系模式中，如果属性X、Y之间有1∶1联系，则存在函数依赖X Y；
如果属性X、Y之间有1∶m
3．E-R
4．在SQL语言中，为了数据库的安全性，设置了对数据的存取进行控制的语句，
5,它已实现了彻底的分离。

6．关系数据库中有三种基本操作分别对应关系代数三种操作，从表中取出满足
三、结构化查询语言SQL（共5小题，每题4分，共20分）
对于如下关系模式：
Student (sNo, sName, sSex, sAge, sDept)
Course (cNo, cName, cPNo, cCredit，teacher)（其中，cPNo为课程先修课号，teacher为授课教师）
SC (sNo, cNo, score)
使用SQL语句完成以下操作：
（1）查询选修了课程号为“001”或者课程号为“002”的学生姓名；
select sName from Student where sNo in (select sNo from SC where cNo='001' or cNo='002')
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说明：所有答题一律写在答题纸上第 3 页共 2 页（2）查询至少选修了课程号为“001”和课程号为“002”两门课程的学生姓名；
select sName from Student where sNo in (select sNo from SC where cNo='001') and sno in (select sNo from SC where cNo='002')
（3）查询平均成绩小于等于60分的课程名称；
select cName from Course where cNo in (select cNo from SC group by cNo Having AVG(score)<=60)
（4）查询先修课程名为“信息系统导论”的课程名称；
select cName from Course where cPNo = (select cNo from Course where cName = '信息系统导论')
（5）将所有学生“数据库系统”课程成绩增加10分。

update SC set score=score + 10 where cNo = (select cNo from Course where cName = '数据库系统')
四、设计题（20分）
在一个教师信息管理系统中提供以下信息：
系：系代号、系名、联系电话、联系地址。

教师：教师号、姓名、性别、职称。

课程：课程代号、课程名、课程简介。

学科方向：学科代码、学科名称、研究内容。

上述实体集中存在如下联系：
（1）每个系有唯一代号，但可能有多个联系电话；
（2）每个系可能拥有一个或者多个学科方向，某一学科方向只能属于某一固定系；
（3）每个系可能拥有多名教师，但至少拥有一名教师，一名教师只能属于某一固定系；
（4）教师只能属于某一学科方向，但允许某些教师暂时不属于任何学科方向，也允许某一学科方向暂时没有教师；
（5）一个教师可以讲授多门课程，一门课程可为多个教师讲授，教师只在某一固定学期讲授课程，学期用学期号表示，允许教师暂时不讲授课程；
（6）每个学科方向只能有一名教师作为学科带头人，也可能暂时空缺；
（7）某些课程有可能有先修课程，但最多只能有一门先修课程，一门课程可能为多门课程的先修课程。

试完成如下设计：
试题名称：数据库系统
说明：所有答题一律写在答题纸上第 4 页共 2 页（1）构造满足需求的E/R图模型，并对模型图进行必要文档描述，必要时可以对需求做合理补充说明，但在文档中应该描述清楚。

（2）将第一步得到的E/R模型一步一步转换为等价的关系模式，要写出转换步骤和说明。

答：（1）根据题意，得E-R图如下：
E-R图描述：
1、根据题意，在上述E-R图中有系、学科方向、教师、课程四个实体型。

2、某个学科方向只能属于某一固定系，可以将系作为学科方向的属性，在系实体型中，系代号可以作为唯一区分系的属性，因此补充系代号为学科方向的属性。

同理，可将学科代码和系代号作为教师的属性，先修课程代号作为课程的属性。

故上述E-R图的四个实体型的属性可以作以下描述：
1）系的属性有：系代号、系名、联系电话、联系地址；
2）学科方向的属性有：学科代码、学科内容、研究内容、系代号；
3）教师的属性有：教师号、姓名、性别、职称、学科代码、系代号；
4）课程的属性有：课程代号、课程名、课程简介、先修课程代号。

3、四个实体型之间的联系为：
1）系拥有一个或多个学科方向，某一学科方向只能属于某一固定系，系与学科方向为一对多的联系；
试题名称：数据库系统
说明：所有答题一律写在答题纸上第 5 页共 2 页2）系拥有一名或多名教师，某一教师只能属于某一固定系，系与教师之间为一对多的联系；
3）教师只能属于某一学科方向，教师与学科方向为一对多的联系。

4）一个教师可以讲授多门课程，一门课程可为多名教师讲授，教师与课程之间为多对多的联系。

4、因为教师只在某一固定学期讲授课程，学期用学期号表示，故学期号可以作为讲授的属性，同理可得学科负责人为从属的属性。

（2）根据(1)的描述，E-R图中实体型转换为等价的关系模式有：
系（系代号，系名，联系电话，联系地址）主键：系代号
学科方向（学科代码，学科内容，研究内容，系代号）主键：学科代码
教师（教师号，姓名，性别，职称，学科代码，系代号）主键：教师号
课程（课程代号，课程名，课程简介，先修课程代号）主键：课程代号同理，根据(1)的描述，E-R图中联系转换为等价的关系模式有：
从属（教师号，学科代码，学科负责人）主键：教师号
讲授（教师号，课程代码，学期号）主键：教师号+课程代码联系转换为等价的关系模式与M端合并，得E-R图中转换为等价的关系模式有：系（系代号，系名，联系电话，联系地址）主键：系代号
学科方向（学科代码，学科内容，研究内容，系代号）主键：学科代码
教师（教师号，姓名，性别，职称，学科代码，系代号，学科负责人否）主键：教师号课程（课程代号，课程名，课程简介，先修课程代号）主键：课程代号
讲授（教师号，课程代码，学期号）主键：教师号+课程代码
五、规范化（10分）
设有关系模式R(A，B，C，D，E，F，G)，R上的函数依赖集F＝{A→B，C→D，AE→F，F→G}。

（1）求F的最小函数依赖集Fm；
（2）求R的候选码；
（3）将R逐步分解为满足BCNF范式要求的关系模式。

（要求写出规范化过程）答：(1)F的最小函数依赖集Fm为Fm={A→B，C→D，AE→F，F→G}
(2)R的候选码(A，C，E)
(3)由于候选码为ACE，F中存在不符合BCNF要求的函数依赖，所以R不是BCNF
选F→G，关系模式R分解为:R1=FG，R2=ABCDEF；
关系模式R1的函数依赖集为F→G，已是BCNF；
关系模式R2上的函数依赖集为C→D，AE→F，F→G，存在函数依赖，不是BCNF；
选AE→F，关系模式R2进一步分解为：R21=AEF，R22=ABCDE；
试题名称：数据库系统
说明：所有答题一律写在答题纸上第 6 页共 2 页关系模式R21上保持的函数依赖集为AE→F，已是BCNF；
关系模式R22上保持的函数依赖集为A→B，C→D，已正则覆盖，且候选码为(A，C，E)，故是BCNF；
综上，R逐步分解为满足BCNF范式要求的关系模式为{ABCDE，AEF，FG }。