数据库原理与应用期末试题及答案详解
一、选择题（每题 2 分，共 20 分）
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. DB 包含 DBS 和 DBMS
B. DBMS 包含 DB 和 DBS
C. DBS 包含 DB 和 DBMS
D. 没有任何关系
答案：C
解析：数据库系统（DBS）是由数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）、应用程序、数据库管理员和用户等组成的一个整体，数据库是数据的集合，数据库管理系统是用于管理数据库的软件，应用程序是使用数据库的程序，数据库管理员负责数据库的规划、设计、实施和维护等工作，用户是使用数据库的人员。
2、关系模型中，一个关键字是（ ）
A. 可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：在关系模型中，关键字是指能够唯一标识关系模式中每一个元组的属性或属性组，一个关系模式中可能有多个关键字，其中一个为主关键字，其余的为候选关键字。
3、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指对关系模式进行优化，以减少数据冗余、消除更新异常和提高数据一致性的过程，在关系数据库中，如果关系模式设计不合理，可能会导致数据冗余、插入异常、删除异常和更新异常等问题，这些问题会影响数据库的性能和数据的质量，通过规范化，可以将关系模式分解为多个较小的关系模式，每个关系模式只包含一个主题，从而减少数据冗余，提高数据的一致性和完整性。
4、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. R∪S = S∪R
B. R∩S = S∩R
C. R-S = R-(R∩S)
D. R×S = S×R
答案：D
解析：关系代数是一种用于处理关系数据的数学方法，它包括并、交、差、笛卡尔积等基本运算，并、交、差运算满足交换律，即 R∪S = S∪R，R∩S = S∩R，R-S = R-(R∩S)；而笛卡尔积运算不满足交换律，即 R×S ≠ S×R。
5、以下关于 SQL 语言的描述，错误的是（ ）
A. SQL 语言是一种结构化查询语言
B. SQL 语言是一种非过程化的语言
C. SQL 语言是一种面向集合的语言
D. SQL 语言是一种高级程序设计语言
答案：D
解析：SQL 语言是一种用于数据库管理和查询的标准语言，它具有以下特点：
- 结构化查询语言：SQL 语言是一种结构化的语言，它使用特定的语法和结构来执行数据库操作。
- 非过程化语言：SQL 语言是一种非过程化的语言，它不需要用户指定具体的操作步骤，而是通过描述数据之间的关系来执行操作。
- 面向集合的语言：SQL 语言是一种面向集合的语言，它对数据的操作是基于集合的，而不是基于单个记录的。
- 高度非过程化：SQL 语言是一种高度非过程化的语言，它不需要用户了解数据库的内部结构和实现细节，只需要通过简单的语句来执行操作。
SQL 语言是一种结构化查询语言、非过程化的语言和面向集合的语言，但它不是一种高级程序设计语言。
6、在 SQL 中，用于修改表结构的语句是（ ）
A. ALTER TABLE
B. MODIFY TABLE
C. CHANGE TABLE
D. UPDATE TABLE
答案：A
解析：在 SQL 中，用于修改表结构的语句是 ALTER TABLE，ALTER TABLE 语句可以用于添加、删除或修改表中的列、约束、索引等结构。
7、在 SQL 中，用于删除表的语句是（ ）
A. DROP TABLE
B. DELETE TABLE
C. REMOVE TABLE
D. ERASE TABLE
答案：A
解析：在 SQL 中，用于删除表的语句是 DROP TABLE，DROP TABLE 语句可以用于删除指定的表及其相关的结构，包括列、约束、索引等。
8、在 SQL 中，用于查询数据的语句是（ ）
A. SELECT
B. INSERT
C. UPDATE
D. DELETE
答案：A
解析：在 SQL 中，用于查询数据的语句是 SELECT，SELECT 语句可以用于从指定的表或视图中检索数据，并可以对数据进行筛选、排序、分组等操作。
9、在 SQL 中，用于插入数据的语句是（ ）
A. SELECT
B. INSERT
C. UPDATE
D. DELETE
答案：B
解析：在 SQL 中，用于插入数据的语句是 INSERT，INSERT 语句可以用于将数据插入到指定的表中，可以指定要插入的数据列和对应的值。
10、在 SQL 中，用于更新数据的语句是（ ）
A. SELECT
B. INSERT
C. UPDATE
D. DELETE
答案：C
解析：在 SQL 中，用于更新数据的语句是 UPDATE，UPDATE 语句可以用于更新指定表中的数据，可以指定要更新的数据列和对应的值。
二、填空题（每题 2 分，共 20 分）
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，外模式是用户看到和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是与某一应用有关的数据的逻辑表示；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，即数据的物理结构和存储方式。
2、关系模型中的数据完整性约束包括______、______和______。
答案：实体完整性、参照完整性、用户定义完整性
解析：关系模型中的数据完整性约束包括实体完整性、参照完整性和用户定义完整性，实体完整性是指关系中的主关键字的值不能为空或重复；参照完整性是指关系中的外关键字的值必须是被参照关系中主关键字的值或为空；用户定义完整性是指用户根据实际应用需求自定义的约束条件。
3、SQL 语言中的数据定义语言包括______、______、______和______。
答案：CREATE、ALTER、DROP、TRUNCATE
解析：SQL 语言中的数据定义语言包括 CREATE、ALTER、DROP 和 TRUNCATE，CREATE 语句用于创建数据库对象，如表、视图、索引等；ALTER 语句用于修改数据库对象的结构；DROP 语句用于删除数据库对象；TRUNCATE 语句用于删除表中的所有数据，但不删除表的结构。
4、SQL 语言中的数据操作语言包括______、______、______和______。
答案：SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE
解析：SQL 语言中的数据操作语言包括 SELECT、INSERT、UPDATE 和 DELETE，SELECT 语句用于从数据库中查询数据；INSERT 语句用于向数据库中插入数据；UPDATE 语句用于更新数据库中的数据；DELETE 语句用于从数据库中删除数据。
5、SQL 语言中的查询语句由______、______、______和______组成。
答案：SELECT、FROM、WHERE、GROUP BY
解析：SQL 语言中的查询语句由 SELECT、FROM、WHERE 和 GROUP BY 组成，SELECT 语句用于指定要查询的列；FROM 语句用于指定要查询的表；WHERE 语句用于指定查询条件；GROUP BY 语句用于对查询结果进行分组。
三、简答题（每题 10 分，共 30 分）
1、简述数据库设计的步骤。
答案：数据库设计是指根据用户的需求，在数据库管理系统的支持下，设计出满足用户要求的数据库结构和应用程序的过程，数据库设计的步骤主要包括以下几个方面：
- 需求分析：了解用户的需求，确定数据库的应用范围和功能要求。
- 概念结构设计：将用户的需求抽象为概念模型，通常使用 E-R 图来表示。
- 逻辑结构设计：将概念模型转换为关系模型，确定数据库的表结构、字段类型、约束条件等。
- 物理结构设计：根据数据库的存储结构和访问方式，确定数据库的物理存储方式和索引结构。
- 数据库实施：根据数据库的设计方案，使用数据库管理系统创建数据库和表，并进行数据的导入和初始化。
- 数据库运行和维护：对数据库进行日常的运行和维护，包括数据备份、数据恢复、性能优化、安全管理等。
2、简述关系数据库的规范化理论。
答案：关系数据库的规范化理论是指通过对关系模式进行分解，消除数据冗余和更新异常，提高数据的一致性和完整性的理论，规范化理论的主要内容包括以下几个方面：
- 函数依赖：指一个关系中属性之间的依赖关系，即一个属性的值可以唯一确定另一个属性的值。
- 范式：指关系模式的规范化程度，通常分为第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）和 Boyce-Codd 范式（BCNF）等。
- 规范化过程：指将一个关系模式分解为多个符合范式要求的关系模式的过程。
规范化理论的目的是通过对关系模式进行分解，消除数据冗余和更新异常，提高数据的一致性和完整性，规范化理论也存在一些局限性，如可能导致查询效率降低、增加数据存储和管理的复杂性等，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的规范化程度。
3、简述 SQL 语言的特点。
答案：SQL 语言是一种用于数据库管理和查询的标准语言，具有以下特点：
- 结构化查询语言：SQL 语言是一种结构化的语言，它使用特定的语法和结构来执行数据库操作。
- 非过程化语言：SQL 语言是一种非过程化的语言，它不需要用户指定具体的操作步骤，而是通过描述数据之间的关系来执行操作。
- 面向集合的语言：SQL 语言是一种面向集合的语言，它对数据的操作是基于集合的，而不是基于单个记录的。
- 高度非过程化：SQL 语言是一种高度非过程化的语言，它不需要用户了解数据库的内部结构和实现细节，只需要通过简单的语句来执行操作。
- 支持多种数据库系统：SQL 语言是一种标准语言，它支持多种数据库系统，如 Oracle、SQL Server、MySQL 等。
四、综合题（每题 15 分，共 30 分）
1、设有一个学生选课数据库，其中包括学生表 S（Sno，Sname，Sage，Ssex）、课程表 C（Cno，Cname，Cpno，Ccredit）和选课表 SC（Sno，Cno，Grade），试用 SQL 语言完成以下操作：
（1）查询选修了课程号为“C01”的学生姓名和成绩。
（2）查询选修了课程号为“C01”的学生人数。
（3）查询所有学生的姓名、年龄和所选课程的平均成绩。
（4）查询选修了“数据库原理”课程的学生姓名和所在系。
（5）查询所有学生的姓名、年龄和所选课程的总学分。
答案：
（1）SELECT Sname, Grade FROM S, SC WHERE S.Sno = SC.Sno AND Cno = 'C01';
（2）SELECT COUNT(*) FROM SC WHERE Cno = 'C01';
（3）SELECT Sname, Sage, AVG(Grade) FROM S, SC WHERE S.Sno = SC.Sno GROUP BY Sno;
（4）SELECT Sname, Sdept FROM S, SC, C WHERE S.Sno = SC.Sno AND SC.Cno = C.Cno AND Cname = '数据库原理';
（5）SELECT Sname, Sage, SUM(Ccredit) FROM S, SC, C WHERE S.Sno = SC.Sno AND SC.Cno = C.Cno GROUP BY Sno;
解析：
（1）查询选修了课程号为“C01”的学生姓名和成绩，需要使用连接查询，将学生表 S 和选课表 SC 按照学号进行连接，然后筛选出课程号为“C01”的记录。
（2）查询选修了课程号为“C01”的学生人数，需要使用聚合函数 COUNT(*)，对选课表 SC 中课程号为“C01”的记录进行计数。
（3）查询所有学生的姓名、年龄和所选课程的平均成绩，需要使用连接查询，将学生表 S 和选课表 SC 按照学号进行连接，然后使用聚合函数 AVG()对成绩进行平均计算。
（4）查询选修了“数据库原理”课程的学生姓名和所在系，需要使用连接查询，将学生表 S、选课表 SC 和课程表 C 按照学号、课程号进行连接，然后筛选出课程名
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