2022年西京学院数据科学与大数据技术专业《数据库系统原理》科目期末试卷A(有答案)

2022年西京学院数据科学与大数据技术专业《数据库系统原理》科目期末
试卷A（有答案）
一、填空题
1、已知系（系编号，系名称，系主任，电话，地点）和学生（学号，姓名，性别，入学日期，
专业，系编号）两个关系，系关系的主码是______________，系关系的外码是______________，学
生关系的主码是______________，外码是______________。

2、数据管理技术经历了______________、______________和______________3个阶段。

3、关系系统的查询优化既是关系数据库管理系统实现的关键技术，又是关系系统的优点。

因为，用户只要提出______，不必指出 ______。

4、设某数据库中有商品表（商品号，商品名，商品类别，价格）。

现要创建一个视图，该视图
包含全部商品类别及每类商品的平均价格。

请补全如下语句： CREATE VIEW V1（商品类别，平
均价格）AS SELECT商品类别，_____FROM商品表GROUP BY商品类别；
5、若事务T对数据对象A加了S锁，则其他事务只能对数据A再加______，不能加______，直到事务T释放A上的锁。

6、某事务从账户A转出资金并向账户B转入资金，此操作要么全做，要么全不做，为了保证该
操作的完整，需要利用到事务性质中的_____性。

7、关系代数运算中，基本的运算是______________、______________、______________、
______________和______________。

8、在数据库系统封锁协议中，一级协议：“事务在修改数据A前必须先对其加X锁，直到事务
结束才释放X锁”，该协议可以防止______；二级协议是在一级协议的基础上加上“事务T在读
数据R之前必须先对其加S锁，读完后即可释放S锁”，该协议可以防止______；三级协议是在
一级协议的基础上加上“事务T在读数据R之前必须先对其加S锁，直到事务结束后才释放S 锁”，该协议可以防止______。

9、数据库恢复是将数据库从______状态恢复到______的功能。

10、关系模型由______________、______________和______________组成。

二、判断题
11、投影操作是对关系表进行水平方向的分割。

（）
12、求事务在读取数据前先加共享锁，且直到该事务执行结束时才释放相应的锁，这种封锁协议
是二级封锁协议。

（）
13、在SQL中，ALTERTABLE语句中MODIFY用于修改字段的类型和长度等，ADD用于添加
新的字段。

（）
14、数据模型的核心构成要素是数据结构。

（）
15、在综合分E-R图时，会出现属性冲突，结构冲突，命名冲突。

（）
16、在数据库设计中，数据流图是用来建立概念模型的。

（）
17、数据库模式和实例是一回事。

（）
18、并发执行的所有事务均遵守两段锁协议，则对这些事务的任何并发调度策略都是可串行化的。

（）
19、标准SQL语言能用于所有类型的关系数据库系统。

（）
20、全码的关系模式一定属于BC范式。

（）
21、从计算机数据管理的角度看，信息就是数据，数据就是信息。

（）
22、DBMS提供授权功能控制不同用户访问数据的权限，主要目的是为了实现数据库的完整性。

（）
23、在CREATEINDEX语句中，使CLUSTERED来建立簇索引。

（）
24、数据库系统由软、硬件及各类人员构成。

（）
25、在关系运算中，投影是最耗时的操作。

（）
三、选择题
26、设关系R（A，B，C）和S（B，C，D），下列各关系代数表达式不成立的是（）。

A．πA（R）⋈πD（S）
B．R∪S
C．πB（R）∩πB（S）
D．R⋈S
27、下述哪种情况数据库系统不会自动恢复（）。

A．由于系统错误造成的事务失败
B．由于逻辑错误造成的事务失败
C．由于操作系统故障导致系统停止运行，从而数据库处于不一致状态
D．由于磁头损坏或故障造成磁盘块上的内容丢失
28、下列有关范式的叙述中正确的是（）。

A．如果关系模式R∈1NF，且R中主属性完全函数依赖于码，则R 是2NF
B．如果关系模式R∈3NF，X、Y⊆U，若X→Y，则R是BCNF
C．如果关系模式R∈BCNF，若X→→Y（Y≮X）是平凡的多值依赖，则R是4NF
D．一个关系模式如果属于4NF，则一定属于BCNF；反之不成立
29、数据库管理系统的工作不包括（）。

A．定义数据库
B．对已定义的数据库进行管理
C．为定义的数据库提供操作系统
D．数据通信
30、设E是关系代数表达式，F是选取条件表达式，并且只涉及A1，…，A n属性，则有（）。

A．бF（πA1，…，An（E））≡πA1，…，An（бF（E））
B．бF（πA1，…，An（E））≡πA1，…，An（E）
C．бF（πA1，…，An（E））≡πA1（бF（E））
D．πA1，…，An（бF（E））≡πA1，…，An（бF（πA1，…，An，B1，…，Bm （E）））
31、有关系R（X，Y，Z），主键＝X；S（W，X），主键W，外键＝X，参照R的属性X，关系R和关系S的元组如下所示。

指出关系S中违反关系完整性规则的元组是（）。

A．（1，2）B．（2，null）C．（3，3）D．（4，1）
32、如果一个系统为关系完备系统，那么它支持（）。

A．关系数据结构
B．A与选择、投影和连接
C．A与所有的关系代数操作
D．C与实体完整性、参照完整性
33、在SQL Server中，可以通过数据库对象及各种约束来保证数据的完整性，以下都属于数据库对象的有（）。

A．DEFAULT、CHECK和UNIQUE
B．DEFAULT、CHECK和RULE
C．CHECK和DEFAULT
D．DEFAULT和RULE
34、文件系统与数据库系统的重要区别是数据库系统具有
（）。

A．数据共享性 B．数据无冗余 C．数据结构化 D．数据独立性
35、有教师表（教师号，教师名，职称，基本工资），其中基本工资和取值与教师职称有关，实现这个约束的可行方案是（）。

A．在教师表上定义一个视图
B．在教师表上定义一个存储过程
C．在教师表上定义插入和修改操作的触发器
D．在教师表上定义一个标量函数
36、对于大型企业业务支持数据库应用系统的存储空间规划问题，在进行存储空间规划时，下列说法一般情况下错误的是（）。

A．数据库应用系统需要支撑的企业核心业务的发生频率是重要的输入参数
B．粗粒度级统计分析数据所需占用的存储空间是需要考虑的主要因素
C．企业核心业务数据的保存期要求是需要考虑的主要因素
D．数据安全性、业务稳定性和容灾能力要求是重要的考虑因素
37、下面列出的条目中，哪些是事务并发执行中可能出现的数据不一致（）。

Ⅰ．丢失更新Ⅱ．对未提交更新的依赖Ⅲ．不一致的分析
A．Ⅰ和Ⅱ B．Ⅱ和Ⅲ C．Ⅰ和Ⅲ
D．都是
38、采用定义视图的机制在数据控制方面要解决的问题是
（）。

A．数据安全性 B．数据完整性 C．数据库恢复D．数据库并发控制
39、数据仓库是随时间变化的，以下叙述错误的是（）。

A．数据仓库随时间变化不断增加新的数据内容
B．新增加的数据会覆盖原来的数据
C．数据仓库随时间变化不断删除旧的数据内容
D．数据仓库中包含大量的综合数据，它们会随时间的变化不断地进行重新综合40、关于OLAP和OLTP的叙述中错误的是（）。

A．OLTP事务量大，但事务内容比较简单且重复率高
B．OLAP的最终数据来源与OLTP不一样
C．OLAP面对决策人员和高层管理人员
D．OLTP以应用为核心，是应用驱动的
四、简答题
41、什么是数据库镜像？它有什么用途？
42、证明：
（1）如果R是BCNF关系模式，则R是3NF关系模式，反之则不然。

（2）如果R是3NF关系模式，则R一定是2NF关系模式。

43、定义并解释概念模型中以下术语：实体，实体型，实体集，实体之间的联系。

44、设有关系模式R{A，B，C，D，E），其上的函数依赖集为：F ＝{A→C，C→D，B→C，DE→C，CE→A）
（1）求R的所有候选码。

（2）判断P＝{AD，AB，BC，CDE，AE}是否为无损连接分解？
（3）将R分解为BCNF，并具有无损连接性。

45、什么是活锁？试述活锁的产生原因和解决方法。

五、综合题
46、有学生表（学号，姓名，年龄，性别，系名，专业名，班号），设一个系可有多个专业，每个专业可有多个班，各班班号不重复，一个学生只在一个班学习。

现经常需要按“系名”和“班号”进行查询，为提高查询效率，需要为“系名”和“班号”两个列建立一个非聚集索引，建立此索引有下列两种方法：
方法1：索引列顺序为（系名，班号）。

方法2：索引列顺序为（班号，系名）。

①这两种方法哪个更合理？请简要说明原因。

②针对你认为合理的方法，写出创建该索引的SQL语句。

47、请写出对一个文件按某个属性的排序算法（设该文件的记录是定长的），并上机实现。

若要按多个属性排序，能否写出改进的算法？
48、根据下列数据库概念结构设计的E-R图（如图所示的学生选课查询方案一E-R图和如图所示的学生选课查询方案二E-R图），完成数据库的逻辑结构设计。

学生选课查询方案一E-R图
学生选课查询方案二E-R图
参考答案
一、填空题
1、【答案】系编号；无；学号；系编号
2、【答案】人工管理；文件系统；数据库系统
3、【答案】干什么；怎么干
4、【答案】AVG（价格）
【解析】SQL中，AVG（字段名）函数用来计算一组记录中某个字段值的平均值。

5、【答案】S锁；X锁
6、【答案】原子
【解析】由事务的原子性可知，它对数据所做的修改操作要么全部执行，要么全部不执行。

7、【答案】并；差；笛卡尔积；投影；选择
8、【答案】丢失修改；丢失修改和读脏数据；丢失修改、读脏数据和不可重复读
9、【答案】错误；某一已知的正确状态
10、【答案】数据结构；数据操作；完整性规则
二、判断题
11、【答案】错
12、【答案】错
13、【答案】错
14、【答案】对
15、【答案】对
16、【答案】错
17、【答案】错
18、【答案】对
19、【答案】对
20、【答案】对
21、【答案】错
22、【答案】错
23、【答案】对
24、【答案】对
25、【答案】错
三、选择题
26、【答案】B
【解析】A项、D项都是执行自行连接运算，当两个关系无公共属性时，自然连接就等同于笛卡尔积运算，因此，A项、D项都是正确的。

关系的并、交、差运算要求两个关系是相容关系，即两个关系属性个数相等，且对应的属性来自同一个值域，R与S不是相容关系，所以B项是错误的。

27、【答案】D
【解析】系统可能发生的主要故障类型：
①事务故障。

包括事务的逻辑错误和系统错误，逻辑错误即事务由于某些内部条件而无法继续正常执行；系统错误是死锁等引起的。

②系统故障。

硬件故障、数据库软件或操作系统的漏洞，导致系统停止运行。

③磁盘故障。

在数据传送操作过程中由于磁头损坏或故障造成磁盘块上的内容丢失。

事务故障的
恢复是系统自动完成的，系统故障是在系统重新启动的时候自动完成的，只有介质故障是需要DBA介入的。

28、【答案】D
【解析】2NF和3NF关系讨论的都是非主属性与候选码间的函数依赖关系，所以A项是错误的；BCNF要求每一个函数依赖的左部都包含R的候选码，所以B项是错误的；4NF要求每一个多值依赖的左部都包含R的候选码，所以C项是错误的。

29、【答案】C
【解析】DBMS的功能主要有数据库定义、数据库操纵、数据库运行控制、数据库建立及维护和
数据通信等。

30、A
31、【答案】C
【解析】关系完整性有三类：实体完整性、参照完整性和用户自定义的完整性。

其中参照完整性
保证当数据与数据之间有联系时，这种联系造成数据取值的制约。

参照完整性规则是：若属性
（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对。

对于S关系而言，X是该关系的外码，它与R关系的主码X相对应。

根据参照完整性规则，S关
系中X的取值或者取空值或者等于R中X的某个分量值。

因此，S关系中X的分量值为3这一元组就是违背参照完整性规则的元组。

32、【答案】C
33、【答案】D
【解析】SQL Server的约束包括UNIQUE、DEFAULT、RULE、
PRIMARY KEY和FOREIGN KEY等，但属于数据库对象的是RULE、
DEFAULT，当它们创建后可以绑定到一列或者几列上，并可以重复使用。

34、【答案】C
【解析】文件系统和数据库系统都具有数据独立性和数据共享性，只是文件系统的对应性能弱于数据库系统。

至于数据无冗余，没有哪个系统可以完全做到。

而通过数据模型表示复杂的数据结构，则是数据库系统所独有的。

35、【答案】C
【解析】触发器是一种无需用户调用的特殊的存储过程，当数据库系统进行特定的操作发现有触发器定义时就会执行触发器定义的功能，从而满足某些特定的需要以保证业务的处理任务自动进行。

36、【答案】B
【解析】在面对大型企业业务支持数据库应用系统的存储空间规划问题时，要考虑数据安全性、业务稳定性及容灾能力要求，主要因素是企业核心业务数据的保存期。

37、【答案】D
【解析】在多用户数据库环境中，多个用户程序可能并行地存取数据库。

如果不对并行操作进行控制，会破坏数据库的一致性，导致下列问题发生：
①丢失更改：在一事务执行期间修改、重写另一事务刚刚执行的修改，造成一事务的修改结果丢失。

②不可重复读：在一事务执行期间，由于其他事务的修改操作导致该事务两个相同的查询返回不同的数据。

③读“脏”数据：如果数据T1修改某属性值，然后事务T2读该值，此后T1因某种原因撤消对该值的修改，造成T2读到“脏”数据。

10 、对并发操作若不加以控制，可能会带来（）问题。

A．不安全B．死锁 C．死机D．不一致
【答案】D
【解析】对并发操作不加以控制，会带来数据不一致性问题。

38、【答案】A
【解析】采用定义视图的机制在数据控制方面要解决的问题是数据安全性。

39、【答案】B
【解析】数据仓库的数据是反映历史变化的。

这一特征表现在3个方面：数据仓库随时间变化不
断增加新的数据内容；数据仓库随时间变化不断删去旧的数据内容；数据仓库中包含有大量的综
合数据；这些综合数据很多与时间有关，随时间变化不断重新进行组合。

40、【答案】C
【解析】OLAP与OLTP一样，最终数据来源都是来自底层的数据库系统，但是由于两者的使用
用户不同。

四、简答题
41、答：（1）数据库镜像即根据DBA的要求，自动把整个数据库或者其中的部分关键数据复制到另一个磁盘上。

每当主数据库更新时，
DBMS自动把更新后的数据复制过去，即DBMS自动保证镜像数据与主数据的一致性。

（2）数据库镜像的用途有两点：
①用于数据库恢复，当出现介质故障时，可由镜像磁盘继续提供使用，同时DBMS自动利用镜像磁盘数据进行数据库的恢复，不需要关闭系统和重装数据库副本。

②提高数据库的可用性，在没有出现故障时，当一个用户对某个数据加排它锁进行修改时，其他
用户可以读镜像数据库上的数据，而不必等待该用户释放排它锁。

42、证明：（1）用反证法：设R是一个BCNF，但不是3NF，则必存在非主属性A和候选码x
以及属性集y，使得x→y，y→A，其中A→x，
A→y，y→x不在函数依赖中，这就是说y不可能包含R的码，但y→A却成立。

根据BCNF定义，R不是BCNF，与题设矛盾，所以一个BCNF范式必是3NF。

（2）反证法：假设R中非主属性A部分依赖于关键字K，则存在K′是 K的子集，使得K′→A，因K′是K的子集有K→K′，但K′↛K，于是有K→K′，K′↛K，K′→A，并且A不属于K，因而A传递以来于K，即R不属于3NF，与已知矛盾，所以一个3NF一定是2NF。

43、答：（1）实体：客观存在并可以相互区分的事物。

（2）实体型：具有相同属性的实体具有相同的特征和性质，用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体。

（3）实体集：同型实体的集合。

（4）实体联系图（E-R图）：提供了表示实体型、属性和联系的方法。

①实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名；
②属性：用椭圆形表示，用无向边将其与相应的实体连接起来；
③联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1：1，1：n或m： n）。

44、答：（1）从F中看出，候选码至少包含BE（因为它们不依赖于任何属性），而（BE）＋＝ABCDE，所以BE是R的唯一候选码。

（2）P的无损连接性判断结果如图6-4所示，其中没有全a行，由此判定P不具有无损连接性。

图6-4P的无损连接性判断表
（3）考虑A→C，因为ABCDE不是BCNF（A→C的左部不是候选码BE），将ABCDE分解为AC和ABDE，AC已是BCNF。

进一步分解ABDE，选择B→D，把ABDE分解为BD和ABE，此时BD和ABE均为BCNF。

所以P＝{AC，BD，ABE}。

45、答：（1）如果事务T1封锁了数据R，事务T2又请求封锁R，于是T2 等待。

T3也请求封锁R，当T1释放了R上的封锁之后系统首先批准了T3 的请求，T2仍然等待。

然后T4请求封锁R，当T3释放了R上的封锁之后系统批准了T4的请求……T2有可能永远等待，这就是活锁，
（2）活锁产生的原因：当一系列封锁不能按照其先后顺序执行时，可能导致一些事务无限期地等待某个封锁，从而导致活锁。

（3）避免活锁的解决方法是采用先来先服务的策略。

当多个事务请求封锁同一数据对象时，封锁子系统按请求封锁的先后次序对事务排队，数据对象上的锁一旦释放，就批准申请队列中第一个事务获得锁。

五、综合题
46、答：①方法1更加合理，理由如下：更加有利于减少索引层次，提高查询效率；更加符合使用习惯；更加便于（系、班）进行统计。

② create index index_1 on学生表（系名，班号）；
47、答：（1）使用败者树实现多路归并的外部排序算法，对文件按某个属性进行排序。

（2）若要按多个属性排序，可以采用基数排序算法。

实现方法有：①最高位优先（Most Significant Digit first）法，简称 MSD法。

先
按k1排序分组，同一组中记录，关键码k1相等，再对各组按 k2排序分成子组，之后，
对后面的关键码继续这样的排序分组，直到按最次位关键码kd对各子组排序后。

再将各
组连接起来，便得到一个有序序列。

②最低位优先（Least Significant Digit first）法，
简称LSD法：先从kd开始排序，再对kd－1进行排序，依次重复，直到对k1排序后便
得到一个有序序列。

48、答：依照图7-1所示的学生选课查询方案一E-R图和图7-2所示的学生选课查询方
案二E-R图，转换为对应的关系数据模型，且经过论证满足第三范式的数据库逻辑结构设
计如下：
（1）学生选课查询方案一E-R图转换的关系数据模型如下：
学生（学号，姓名，性别，出生年月，入学时间，专业编码，电话，籍贯）
课程（课程号，课程名，学分，学时，考试/考查，开课学期）教师（教师编号，教师名，性别，出生年月，部门编号，职称，电话，籍贯）
课表（学号，课程号，教师编号，授课时间编号，授课地点编号）
（2）学生选课查询方案二E-R图转换的关系数据模型如下：
学生（学号，姓名，性别，出生年月，入学时间，专业编码，电话，籍贯）
课程（课程号，课程名，学分，学时，考试/考查，开课学期）教师（教师编号，教师名，性别，出生年月，部门编号，职称，电话，籍贯）
课表（课序号，课程号，教师编号，授课时间编号，授课地点编号）
选课（学号，课序号）。