数据库原理与应用期末试题及答案详解，数据库原理与应用期末试题及答案

《数据库原理与应用期末试题及答案深度解析》

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一、选择题部分

1、在数据库系统中，数据库的最小存取单位是（ ）

- A. 字节

- B. 数据项

- C. 记录

- D. 文件

答案：B。

解析：数据项是数据库中不可再分的最小数据单位，它是数据的基本构成元素，字节是计算机存储的基本单位，过于底层，不是数据库直接操作的最小存取单位，记录是由若干个数据项组成的，而文件是由多个记录组成的更大的存储单位，所以在数据库中，最小存取单位是数据项。

2、关系数据库中的关键字是指（ ）

- A. 能唯一标识元组的属性或属性集

- B. 不可改动的专用保留字

- C. 关系的名称

- D. 以上都不是

答案：A。

解析：关键字在关系数据库中起着至关重要的作用，它能够唯一地确定关系中的一个元组，例如在一个学生表中，学号这个属性就可以作为关键字，因为每个学生的学号是唯一的，通过学号可以准确地找到对应的学生记录，而专用保留字是数据库系统中用于特定语法功能的词汇，与关键字概念不同；关系的名称只是用来标识关系，不能起到唯一标识元组的作用。

3、数据库的三级模式结构中，描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的是（ ）

- A. 外模式

- B. 内模式

- C. 存储模式

- D. 模式

答案：D。

解析：模式也称为概念模式，它是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图，外模式是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，一个数据库可以有多个外模式，内模式也称为存储模式，它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。

4、在关系代数运算中，五种基本运算为（ ）

- A. 并、差、选择、投影、笛卡尔积

- B. 并、交、选择、投影、笛卡尔积

- C. 并、差、交、选择、投影

- D. 并、差、交、笛卡尔积、投影

答案：A。

解析：关系代数的五种基本运算包括并、差、选择、投影和笛卡尔积，并运算可以将两个关系中的元组合并在一起；差运算用于求一个关系中去掉另一个关系中的元组后的结果；选择运算是从关系中选择满足给定条件的元组；投影运算是从关系中选择若干属性列组成新的关系；笛卡尔积是将两个关系中的元组进行所有可能的组合，交运算可以通过差运算来实现（R∩S = R-(R - S)），所以交运算不是基本运算。

5、SQL语言中，删除一个表的命令是（ ）

- A. DELETE

- B. DROP

- C. CLEAR

- D. REMOVE

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答案：B。

解析：在SQL语言中，DROP命令用于删除数据库对象，如删除一个表，DELETE命令用于从表中删除数据行，而不是删除表结构本身，CLEAR不是SQL中的命令，REMOVE也不是用于删除表的SQL命令，如果有一个名为“students”的表，使用“DROP TABLE students;”语句就可以删除这个表。

二、简答题部分

1、简述数据库管理系统（DBMS）的功能。

数据库管理系统具有以下主要功能：

- 数据定义功能：DBMS提供数据定义语言（DDL），用于定义数据库中的数据对象，如创建表（定义表的结构，包括列名、数据类型、约束条件等）、视图、索引等，在SQL中，可以使用“CREATE TABLE”语句创建一个新的表。

- 数据操纵功能：通过数据操纵语言（DML），用户可以对数据库中的数据进行操作，包括插入（INSERT）新的数据行，修改（UPDATE）现有数据的值，删除（DELETE）数据行等操作。“INSERT INTO students (name, age) VALUES ('John', 20);”语句可以向名为“students”的表中插入一条新记录。

- 数据库的运行管理：DBMS负责数据库的运行管理，包括并发控制（确保多个用户同时访问数据库时数据的一致性）、安全性管理（防止非法用户访问数据库，对用户进行身份验证和权限管理）、完整性约束检查（保证数据满足定义的完整性规则，如主键的唯一性、外键的参照完整性等）等。

- 数据库的建立和维护：DBMS提供工具和命令来创建和维护数据库，如备份数据库（防止数据丢失）、恢复数据库（在出现故障时恢复数据）、数据库的重组（优化数据库的性能）、数据库的性能监测等功能。

2、解释关系数据库中的实体完整性和参照完整性。

- 实体完整性：

- 实体完整性规则要求关系中的每个元组在主键属性上不能为空值且具有唯一性，主键是用来唯一标识关系中的元组的属性或属性集，例如在学生表（students）中，如果学号（student_id）是主键，那么每个学生的学号不能为NULL，并且不同学生的学号不能相同，这是因为主键是识别实体（这里的实体是学生）的关键，如果主键为空或不唯一，就无法准确地标识一个特定的实体。

- 参照完整性：

- 参照完整性是关系数据库中多表之间数据一致性的约束，它是基于外键的概念，外键是一个表中的属性或属性集，它的值必须参照另一个表（称为主表）中的主键值，有一个课程表（courses）和一个选课表（enrollments），课程表中的课程编号（course_id）是主键，选课表中有一个外键也叫course_id，它参照课程表中的course_id，这意味着选课表中的course_id的值必须是课程表中已经存在的课程编号，不能是不存在的值，这样就保证了数据的一致性，即选课记录所涉及的课程必须是实际存在的课程。

3、简述视图（View）的概念及其作用。

- 概念：视图是从一个或多个基本表（或视图）导出的虚拟表，它本身不包含实际的数据，其数据是从定义视图的基本表中动态查询得到的，如果有一个员工表（employees）包含员工的各种信息（如姓名、部门、工资等），可以创建一个视图只显示部门为“销售”的员工信息，这个视图看起来就像一个只包含销售部门员工信息的表，但实际上它的数据是从employees表中根据条件筛选出来的。

- 作用：

- 简化复杂查询：对于复杂的多表连接查询和条件筛选，如果经常需要使用，可以将其定义为视图，这样用户在查询时只需要查询视图，而不需要每次都编写复杂的查询语句，对于一个涉及多个表连接来获取订单详细信息的查询，可以创建一个视图，以后直接查询视图就可以得到订单详情。

- 提供数据安全性：通过视图可以限制用户对数据的访问，可以只让用户访问视图，而视图中可以隐藏一些敏感信息或者用户不需要看到的信息，在员工表中，普通员工不应该看到其他员工的工资信息，可以创建一个视图不包含工资字段，让普通员工只能查询这个视图，从而保护了工资数据的安全性。

- 逻辑数据独立性：当基本表的结构发生改变（如增加列、修改列名等）时，如果应用程序是基于视图进行操作的，只要视图的定义不变，应用程序可能不需要修改，这有助于提高数据库系统的可维护性。

三、应用题部分

1、设有学生表（student），包含学号（sno）、姓名（sname）、年龄（sage）、性别（ssex）字段；课程表（course），包含课程号（cno）、课程名（cname）字段；选课表（sc），包含学号（sno）、课程号（cno）、成绩（grade）字段。

- （1）用SQL语句查询选修了课程号为'C001'的学生姓名和年龄。

- 首先需要通过选课表找到选修了'C001'课程的学号，然后再根据学号从学生表中获取姓名和年龄。

- 以下是SQL语句：

- SELECT sname, sage

- FROM student

- WHERE sno IN (SELECT sno

- FROM sc

- WHERE cno = 'C001');

- （2）用SQL语句查询没有选修任何课程的学生姓名。

- 可以使用外连接或者子查询来解决这个问题，这里使用子查询的方法。

- 思路是先找出选修了课程的学生学号，然后从学生表中找出不在这个学号集合中的学生姓名。

- SQL语句如下：

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- SELECT sname

- FROM student

- WHERE sno NOT IN (SELECT DISTINCT sno

- FROM sc);

- （3）用关系代数表达式查询选修了课程名为'数据库原理'的学生学号。

- 首先需要在课程表中找到'数据库原理'课程的课程号，然后在选课表中找到选修了该课程号的学生学号。

- 设学生表为S，课程表为C，选课表为SC。

- 关系代数表达式为：

- π_{sno}(σ_{cname = '数据库原理'}(C) ⋈ SC)

2、假设某图书馆数据库中有图书表（book），包含图书编号（bid）、书名（bname）、作者（author）、出版社（publisher）字段；读者表（reader），包含读者编号（rid）、读者姓名（rname）、读者类型（rtype）字段；借阅表（borrow），包含读者编号（rid）、图书编号（bid）、借阅日期（borrow_date）、归还日期（return_date）字段。

- （1）用SQL语句查询借阅了图书编号为'B001'的读者姓名。

- 首先通过借阅表找到借阅'B001'图书的读者编号，然后根据读者编号从读者表中获取读者姓名。

- SQL语句如下：

- SELECT rname

- FROM reader

- WHERE rid IN (SELECT rid

- FROM borrow

- WHERE bid = 'B001');

- （2）用SQL语句查询从未被借阅过的图书书名。

- 可以先找出被借阅过的图书编号，然后从图书表中找出不在这个编号集合中的图书书名。

- SQL语句如下：

- SELECT bname

- FROM book

- WHERE bid NOT IN (SELECT DISTINCT bid

- FROM borrow);

- （3）用关系代数表达式查询借阅了超过3本图书的读者编号。

- 设图书表为B，读者表为R，借阅表为BR。

- 首先需要计算每个读者的借阅图书数量，然后找出借阅数量大于3的读者编号。

- 关系代数表达式为：

- π_{rid}(σ_{count(bid)>3}(ρ_{temp}(BR) ⋈_{rid = rid} ρ_{temp}(BR)) ⋈ R)

- 这里使用了临时关系temp对借阅表进行自连接来计算每个读者的借阅数量，然后通过选择操作找出借阅数量大于3的读者编号，最后通过投影操作得到读者编号。

通过对以上数据库原理与应用期末试题的分析，可以看出在数据库的学习中，需要掌握数据库的基本概念、关系代数、SQL语言以及数据库设计等多方面的知识，并且能够灵活运用这些知识来解决实际的数据库管理和数据查询等问题。

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