数据库原理题库及答案
一、选择题
1、数据库（DB），数据库系统（DBS）和数据库管理系统（DBMS）之间的关系是（ ）
A. DBS 包括 DB 和 DBMS B. DBMS 包括 DB 和 DBS
C. DB 包括 DBS 和 DBMS D. DBS DB，也就是 DBMS
答案：A
解析：数据库系统（DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成，数据库管理系统（DBMS）是数据库系统的核心软件，用于数据的定义、操作、保护和维护，数据库（DB）是数据的集合。
2、数据的逻辑独立性是指（ ）
A. 存储结构与物理结构的逻辑独立性
B. 数据与存储结构的逻辑独立性
C. 数据与程序的逻辑独立性
D. 数据元素之间的逻辑独立性
答案：C
解析：数据的逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的，也就是说，数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变，数据与存储结构的逻辑独立性是指数据的逻辑结构改变了，存储结构可以不变。
3、数据库管理系统能实现对数据库中数据的查询、插入、修改和删除等操作，这种功能称为（ ）
A. 数据定义功能 B. 数据管理功能
C. 数据操纵功能 D. 数据控制功能
答案：C
解析：数据定义功能是指对数据库的结构进行描述，包括定义数据库、表、视图、索引等；数据管理功能是指对数据库中的数据进行组织、存储、备份、恢复等；数据操纵功能是指对数据库中的数据进行查询、插入、修改和删除等操作；数据控制功能是指对数据库的访问进行控制，包括用户认证、授权、审计等。
4、数据库中，数据的物理独立性是指（ ）
A. 数据库与数据库管理系统的相互独立
B. 用户程序与 DBMS 的相互独立
C. 用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的
D. 应用程序与数据库中数据的逻辑结构相互独立
答案：C
解析：数据的物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的，也就是说，数据在磁盘上的存储结构改变了，应用程序不用改变，数据与数据库管理系统的相互独立是指数据的逻辑结构改变了，数据库管理系统不用改变，用户程序与 DBMS 的相互独立是指用户程序与数据库管理系统的接口是独立的，应用程序与数据库中数据的逻辑结构相互独立是指数据的逻辑结构改变了，应用程序不用改变。
5、关系模型中，一个码是（ ）
A. 可以由多个任意属性组成
B. 至多由一个属性组成
C. 可由一个或多个其值能唯一标识该关系模式中任何元组的属性组成
D. 以上都不是
答案：C
解析：关系模型中，一个码是可以由一个或多个其值能唯一标识该关系模式中任何元组的属性组成。
6、关系数据库规范化是为解决关系数据库中（ ）问题而引入的。
A. 插入、删除和数据冗余
B. 提高查询速度
C. 减少数据操作的复杂性
D. 保证数据的安全性和完整性
答案：A
解析：关系数据库规范化是为解决关系数据库中插入、删除和数据冗余问题而引入的，规范化的目的是使关系模式结构合理，消除存储异常，使数据冗余尽量小，便于插入、删除和更新。
7、设有关系模式 R（A，B，C，D），F 是 R 上成立的 FD 集，F = {D→A，D→B}，则属性集 BD 的闭包（BD）+为（ ）
A. BDA B. ABD C. BCD D. ABCD
答案：D
解析：根据 Armstrong 公理系统，对于关系模式 R（U，F），U 是属性集，F 是函数依赖集，有以下三条推理规则：
- 自反律：Y⊆X⊆U，则 X→Y 在 R 上成立。
- 增广律：X→Y 在 R 上成立，且 Z⊆U，则 XZ→YZ 在 R 上成立。
- 传递律：X→Y 和 Y→Z 在 R 上成立，则 X→Z 在 R 上成立。
根据自反律，BD→B，BD→D；根据增广律，BD→AB，BD→AD；根据传递律，BD→A，BD→B，BD）+ = ABCD。
8、关系模式规范化的最起码的要求是达到第一范式，即满足（ ）
A. 每个非主属性都完全依赖于主码
B. 主码属性唯一标识关系中的元组
C. 关系中的元组不可重复
D. 每个属性都是不可再分的
答案：D
解析：关系模式规范化的最起码的要求是达到第一范式，即满足每个属性都是不可再分的。
9、若关系模式 R（U，F）属于 3NF，则（ ）
A. 一定属于 BCNF B. 消除了插入和删除异常
C. 仍存在一定的插入和删除异常 D. 属于 BCNF 且消除了插入和删除异常
答案：C
解析：3NF 是指关系模式 R（U，F）中的每一个非主属性都不传递依赖于码，BCNF 是指关系模式 R（U，F）中的每一个决定因素都包含码，虽然 3NF 消除了非主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖，但仍然存在一些插入和删除异常，对于关系模式 R（A，B，C），F = {A→B，B→C}，R 属于 3NF，但存在插入异常（当插入一个新的元组时，如果该元组的 A 值不存在，则无法插入）和删除异常（当删除一个元组时，如果该元组的 C 值不存在，则该元组的 B 值也会被删除）。
10、在关系数据库设计中，设计关系模式是数据库设计中（ ）阶段的任务。
A. 需求分析 B. 概念结构设计
C. 逻辑结构设计 D. 物理结构设计
答案：C
解析：在关系数据库设计中，设计关系模式是数据库设计中逻辑结构设计阶段的任务，需求分析阶段的任务是确定系统的功能和性能要求；概念结构设计阶段的任务是将需求分析阶段得到的用户需求抽象为信息结构，即概念模型；物理结构设计阶段的任务是为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构。
二、填空题
1、数据库系统的三级模式结构是指________、________和________。
答案：外模式、模式、内模式
解析：数据库系统的三级模式结构是指外模式、模式和内模式，外模式是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述；模式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；内模式是数据在数据库内部的表示方式，即对数据的物理结构和存储方式的描述。
2、数据模型是由________、________和________三部分组成的。
答案：数据结构、数据操作、完整性约束
解析：数据模型是对数据的抽象，它从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态特征和完整性约束条件，数据模型由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成，数据结构是所研究的对象类型的集合，是对系统静态特性的描述；数据操作是对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许进行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则，是对系统动态特性的描述；完整性约束是一组完整性规则的集合，是对数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容。
3、关系模型中的关系操作包括________、________和________三大类。
答案：查询、插入、删除、修改
解析：关系模型中的关系操作包括查询、插入、删除和修改四大类，查询是从关系中找出满足给定条件的元组的操作；插入是在关系中插入一个新的元组；删除是从关系中删除满足给定条件的元组；修改是在关系中更新满足给定条件的元组的某个属性值。
4、关系数据库中，主码是指________。
答案：能够唯一标识关系中一个元组的属性或属性组
解析：关系数据库中，主码是指能够唯一标识关系中一个元组的属性或属性组。
5、关系模式规范化的目的是________。
答案：消除数据冗余、插入异常、删除异常和更新异常
解析：关系模式规范化的目的是消除数据冗余、插入异常、删除异常和更新异常，规范化的过程就是逐步消除数据依赖中不合适的部分，使关系模式达到某种程度的分离，即“一事一地”的模式设计原则。
6、设有关系模式 R（A，B，C，D），F 是 R 上成立的 FD 集，F = {A→B，B→C}，则属性集 BD 的闭包（BD）+为________。
答案：ABCD
解析：根据 Armstrong 公理系统，对于关系模式 R（U，F），U 是属性集，F 是函数依赖集，有以下三条推理规则：
- 自反律：Y⊆X⊆U，则 X→Y 在 R 上成立。
- 增广律：X→Y 在 R 上成立，且 Z⊆U，则 XZ→YZ 在 R 上成立。
- 传递律：X→Y 和 Y→Z 在 R 上成立，则 X→Z 在 R 上成立。
根据自反律，BD→B，BD→D；根据增广律，BD→AB，BD→AD；根据传递律，BD→A，BD→B，BD）+ = ABCD。
7、关系模式 R（U，F）中，X→Y，并且对于 X 的任何一个真子集 X′，都有 X′→Y，则称 Y 对 X________。
答案：完全函数依赖
解析：关系模式 R（U，F）中，X→Y，并且对于 X 的任何一个真子集 X′，都有 X′→Y，则称 Y 对 X 完全函数依赖。
8、关系模式 R（U，F）中，X→Y，Y→Z，则称 Z 对 X________。
答案：传递函数依赖
解析：关系模式 R（U，F）中，X→Y，Y→Z，且 Y→X，则称 Z 对 X 传递函数依赖。
9、关系模式规范化的过程是通过对关系模式进行________来实现的。
答案：分解
解析：关系模式规范化的过程是通过对关系模式进行分解来实现的，分解的目的是消除关系模式中的数据冗余、插入异常、删除异常和更新异常。
10、在关系数据库设计中，________是将概念结构设计阶段得到的概念模型转换为某个 DBMS 所支持的数据模型，并对其进行优化。
答案：逻辑结构设计
解析：在关系数据库设计中，逻辑结构设计是将概念结构设计阶段得到的概念模型转换为某个 DBMS 所支持的数据模型，并对其进行优化。
三、简答题
1、简述数据库系统的组成。
答案：数据库系统是由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户构成的，数据库是数据的集合；数据库管理系统是数据库系统的核心软件，用于数据的定义、操作、保护和维护；应用系统是使用数据库的各种应用程序；数据库管理员负责数据库的规划、设计、建立、维护和管理；用户是使用数据库的人员，包括最终用户和应用程序员。
2、简述数据模型的作用。
答案：数据模型是对数据的抽象，它从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态特征和完整性约束条件，数据模型的作用主要有以下几点：
- 数据模型是数据库设计的基础，它为数据库设计提供了数据结构和操作的规范。
- 数据模型是数据库系统与用户之间的接口，它为用户提供了数据的视图和操作的界面。
- 数据模型是数据库系统的核心，它为数据库系统的实现提供了数据结构和操作的实现方法。
3、简述关系模型的特点。
答案：关系模型具有以下特点：
- 数据结构简单，关系模型采用二维表格的形式来表示数据，结构简单清晰。
- 数据独立性高，关系模型的数据独立性包括逻辑独立性和物理独立性，用户可以根据需要对数据进行逻辑结构和物理结构的修改，而不会影响到应用程序的使用。
- 数据操作简单，关系模型的数据操作包括查询、插入、删除和修改四大类，操作简单直观。
- 数据完整性约束条件丰富，关系模型提供了多种数据完整性约束条件，如实体完整性、参照完整性和用户定义完整性，保证了数据的正确性和一致性。
4、简述关系模式规范化的步骤。
答案：关系模式规范化的步骤如下：
- 确定关系模式的候选码。
- 检查关系模式是否满足第一范式，如果不满足，则将关系模式分解为满足第一范式的关系模式。
- 检查关系模式是否满足第二范式，如果不满足，则将关系模式分解为满足第二范式的关系模式。
- 检查关系模式是否满足第三范式，如果不满足，则将关系模式分解为满足第三范式的关系模式。
- 检查关系模式是否满足 BCNF，如果不满足，则将关系模式分解为满足 BCNF 的关系模式。
5、简述关系模式规范化的目的。
答案：关系模式规范化的目的是消除数据冗余、插入异常、删除异常和更新异常，规范化的过程就是逐步消除数据依赖中不合适的部分，使关系模式达到某种程度的分离，即“一事一地”的模式设计原则。
6、设有关系模式 R（A，B，C，D），F 是 R 上成立的 FD 集，F = {A→B，B→C}，试求属性集 BD 的闭包（BD）+。
答案：根据 Armstrong 公理系统，对于关系模式 R（U，F），U 是属性集，F 是函数依赖集，有以下三条推理规则：
- 自反律：Y⊆X⊆U，则 X→Y 在 R 上成立。
- 增广律：X→Y 在 R 上成立，且 Z⊆U，则 XZ→YZ 在 R 上成立。
- 传递律：X→Y 和 Y→Z 在 R 上成立，则 X→Z 在 R 上成立。
根据自反律，BD→B，BD→D；根据增广律，BD→AB，BD→AD；根据传递律，BD→A，BD→B，BD）+ = ABCD。
7、设有关系模式 R（A，B，C，D），F 是 R 上成立的 FD 集，F = {A→B，B→C}，试判断关系模式 R 是否满足第三范式。
答案：关系模式 R 不满足第三范式，因为存在非主属性 C 对码（A，B）的传递依赖，即 A→B，B→C，所以关系模式 R 不满足第三范式。
8、设有关系模式 R（A，B，C，D），F 是 R 上成立的 FD 集，F = {A→B，B→C}，试将关系模式 R 分解为满足第三范式的关系模式。
答案：根据 Armstrong 公理系统，对于关系模式 R（U，F），U 是属性集，F 是函数依赖集，有以下三条推理规则：
- 自反律：Y⊆X⊆U，则 X→Y 在 R 上成立。
- 增广律：X→Y 在 R 上成立，且 Z⊆U，则 XZ→YZ 在 R 上成立。
- 传递律：X→Y 和 Y→Z 在 R 上成立，则 X→Z 在 R 上成立。
根据自反律，BD→B，BD→D；根据增广律，BD→AB，BD→AD；根据传递律，BD→A，BD→B，BD）+ = ABCD。
关系模式 R 可以分解为以下两个关系模式：
- R1（A，B），F1 = {A→B}
- R2（B，C，D），F2 = {B→C，B→D}
关系模式 R1 和 R2 都满足第三范式。
9、简述数据库设计的步骤。
答案：数据库设计的步骤如下：
- 需求分析：确定系统的功能和性能要求。
- 概念结构设计：将需求分析阶段得到的用户需求抽象为信息结构，即概念模型。
- 逻辑结构设计：将概念结构设计阶段得到的概念模型转换为某个 DBMS 所支持的数据模型，并对其进行优化。
- 物理结构设计：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构。
- 数据库实施：运用 DBMS 提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。
- 数据库运行和维护：对数据库系统进行评价、调整与修改。
10、简述数据库设计中概念
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