資料庫系統概論練習2
一、填空題（每空 1 分，共 10 分）
- 資料模型的三要素包括：資料結構、 資料操縱 、完整性約束。
- 資料庫系統的三級模式和二級映像中外模式/模式映像 保證了資料與程式的邏輯獨立性。
- 概念模型是對資訊世界的建模，其表示方法我們常使用 E-R 圖來描述。
- 關係代數的五種基本查詢操作有選擇、投影、並、差、 笛卡爾積 。
- 寫出實現“ 賦權使用者 U1 對學生表(STUD) 的查詢權” 這一功能的 SQL 語句：Grant select on table STUD to U1; 。
- SQL 中建立資料庫物件使用 create 關鍵字；刪除資料庫物件使用 drop 關鍵字。
- 在基於日誌的資料庫資料恢復技術中， 對發生故障時沒有完成的事務應執行Undo操作。
- 查詢優化有多種方法，按照優化的層次可以分為 代數優化 和物理優化。
- 兩段鎖協議中，在釋放一個封鎖以後，規定事務 不再申請和獲得任何其他封鎖 。
- 在 2NF 的基礎上，消除了 傳遞函式依賴 以後的關係模式，屬於 3NF。
二、單項選擇題（每小題 2 分，共 40 分）
- 資料庫系統中 是資料庫全體資料的邏輯結構和特徵的描述 （B ）
A.內模式 B. 模式 C. 外模式 D.檢視
2.關於 E-R 方法中的聯絡，下列說法正確的是（A ）
①聯絡必須有命名
②多個實體間也可以有聯絡
③單個實體間也可以有聯絡
④聯絡也可以有屬性
A.①②③④ B. ①③④ C. ①②③ D. ②③④
3.在資料庫物理設計階段，建立索引的目的是為了提高資料的（C ）
更改效率 B. 插入效率 C. 查詢效率 D. 刪除效率
4.設關係 R、S、W 各有 10 個元組，那麼這 3 關係的自然聯接的元組個數為多少（D）
A. 10 B. 30 C.1000 D.不確定
5.一個 M 行 N 列的關係，和一個 K 行 L 列的關係進行笛卡爾積，生成目標關係的列數為
（ D）
A.M*K B.M+K C.N*L D.N+L
6.在關係資料庫中，NULL 是一個特殊值，在很多資料操作中都需要對 NULL 進行特殊處理。關於 NULL，下列說法正確的是 （ B ）
A.判斷元組的某一列是否為 NULL 一般使用“=NULL”
B.NULL 在資料庫中表示尚不確定的值
C.對數值型資料，NULL 等價於 0
D.NULL 只適用於字元和數值型別
7.在檢視上不能完成的操作是（D ）
A.在檢視上定義新的檢視
B. 查詢操作
C.更新操作
D. 在檢視上定義新的基本表
8.SQL 查詢中 謂詞後面只能引出子查詢（B ）
A.[NOT] IN B.[NOT] EXISTS
C.[NOT]BETWEEN AND D.比較運算子
9.當關系 R（左）和 S（右）自然連線時，能夠把 S 中原該捨棄的元組保留到結果關係中的操作是（B ）
A.左外連線 B.右外連線 C.外部並 D.外連線
10.違反參照完整性時的系統處理方法，不包括 （C ）
A. 拒絕執行 B. 級聯操作 C. 系統自動修正 D. 設定為空
11.在資料庫設計中，將 E-R 圖轉換成關係資料模型的過程屬於（B ）
Ａ．需求分析階段 Ｂ．邏輯設計階段
Ｃ．概念設計階段 Ｄ．物理設計階段
12．E-R 圖向關係模型轉換原則中，一個 M：N 的聯絡（A）
Ａ.轉換為一個獨立的關係模式 Ｂ. 與 M 端對應的實體關係模式合併
Ｃ.與 N 端對應的實體關係模式合併 Ｄ. 與任意一端實體關係模式合併
13. 在 ARMSTRONG 公理系統中，下列結論錯誤的是（C ）
A．若 A→B, B→C 則 A→C
B.若 A→B, A→C 則 A→(B,C)
C.若 B→A, C→A 則(B,C)→A
D.若(B，C)→A 則 B→A， C→A
14.任給關係 R<U>,X 和 Y 是 U 的子集，若 X 既不函式決定 Y，又不函式依賴於 Y，則 X 與Y 間的聯絡為（D ）
A.1：1 B.1：N C.N：1 D.M：N
15.關於函式依賴，以下說法錯誤的是（C）
A.平凡的函式依賴不反映語義資訊
B.函式依賴具有傳遞性
C.函式依賴的決定部分一定要包含有碼
D.關係的碼可以函式決定關係的每一個屬性
16.若關係 R 的候選鍵都是由單屬性構成的，則 R 至少應為（B ）.
A．1NF B. 2NF C. 3NF D. BCNF
17.事務的多個性質，其中不包括（B ）
A.一致性 B．唯一性 C 原子性 D．隔離性
解析：ACID（原子性，一致性，隔離性，永續性）。
18.對基於檢查點的恢復技術，下列說法中錯誤的是（A ）
A.無論事務在檢查點之前還是之後提交，都需執行 REDO 操作
B.檢查點技術可以提高恢復效率
C.檢查點可以定期建立
D.能最大限度的減少恢復資料庫時根據日誌記錄所需執行的恢復操作
19.設有兩個事務 T1 和 T2，它們的併發操作如圖所示。對於這個併發操作，下列評價正確的是（ A）
|
| T1 | T2 |
| ① | 讀 A=10 |
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| ② |
| 讀 A=10 |
| ③ | A=A-5 寫回 |
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| ④ |
| A=A-8 寫回 |
A、該操作丟失了更新 B、該操作不能重複讀C、該操作讀髒資料 D、該操作不存在問題
20.併發事務的排程時，以下說法正確的是（B ）
A. 排程是可序列化的，則是正確排程
B. 2PL 隱含預防死鎖的一次封鎖法
C. 一個可序列化的排程一定不會產生死鎖
D. 死鎖可以通過“先來先服務”解決
解析：D.避免活鎖使用先來先服務演算法。
三、簡答題（每小題 5 分，共 10 分）
1、簡要描述查詢處理中實現連線操作的巢狀迴圈演算法（nested loop）。
首先按連線屬性對錶1和表2排序
對錶1的第一個元組，從頭開始掃描表2，順序查詢滿足連線條件的元組，找到後就將表1中的第一個元組與該元組拼接起來，形成結果表中一個元組。當遇到表2中第一條大於表1連線欄位值的元組時，對錶2的查詢不再繼續
找到表1的第二條元組，然後從剛才的中斷點處繼續順序掃描表2，查詢滿足連線條件的元組，找到後就將表1中的第一個元組與該元組拼接起來，形成結果表中一個元組。直到遇到表2中大於表1連線欄位值的元組時，對錶2的查詢不再繼續
重複上述操作，直到表1或表2中的全部元組都處理完畢為止
2、什麼是活鎖？什麼是死鎖？在事務排程中，如何預防和解決死鎖？
如果事務T 1 封鎖了資料R事務T 2 又請求封鎖R於是T 2 等待。T 3 也請求封鎖R當T 1 釋放了R上的封鎖之後系統首先批准了T 3 的請求T 2 仍然等待。然後T 4 又請求封鎖R當T 3 釋放了R上的封鎖之後系統又批准了T 4 的請求……T 2 有可能永遠等待這就是活鎖的情形.
如果事務T1封鎖了資料R1，T2封鎖了資料R2，然後T1又請求封鎖R2，因T2已封鎖了R2，於是T1等待T2釋放R2上的鎖；接著T2又申請封鎖R1，因T1已封鎖了R1，T2也只能等待T1釋放R1上的鎖。這樣就出現了T1在等待T2，而T2又在等待T1的局面，T1和T2兩個事務永遠不能結束，形成死鎖。
採用一次封鎖法和順序封鎖法預防死鎖。
採用超時法和等待圖法來解決死鎖
四、應用題（共 20 分）
設有如下圖書借閱關係模式：
圖書：Book(bno, bname, author, publisher, price, stocks)/*圖書編號，圖書名，作者，出版商，單價，庫存*/
讀者：Reader(rno, rname, address)/*讀者編號，讀者名，住址*/
借閱：Borrow(bno, rno, b_date , r_date, flag)/*圖書編號，讀者編號，借期，還期，還書標誌{1.已還，0.未還}*/
- 用關係代數表示式實現以下題目：
- 檢索讀者’ 李林’ 所借圖書中未還的書名。（2 分）
- 檢索借閱了包含讀者 ’李林’ 所有借閱圖書的讀者姓名。（2 分）
Flag=0,rname=’李林’
- πbname（σFlag=0∧rname=’李林’ （Borrow∞Reader∞Book）
2. πrname，rno(Borrow∞Reader)÷ πrno（σrname=‘李林‘ （Reader））
2.使用 SQL 語言實現如下題目：
- 檢索借閱圖書號為 ’B5’ 的所有讀者姓名。（2 分）
Bno=’B5’(Book),rname(Reader)
Select rname from Book,Reader,Borrow where Book.bno=Borrow.bno and
Reader.rno=Borrow.rno and Borrow.bno=’B5’;
2.使用 SQL 語言實現如下題目：
(1)檢索借閱圖書號為 ’B5’ 的所有讀者姓名。（2 分）
Bno=’B5’(Book),rname(Reader)
Select rname from Book,Reader,Borrow where Book.bno=Borrow.bno and
Reader.rno=Borrow.rno and Borrow.bno=’B5’;
(2)檢索讀者’ 李林’ 所借圖書中未還的書名。（2 分）
(3)建立有未還圖書的讀者姓名和地址的檢視。（2 分）
(2)rname=’李林’,flag=0
Select bname from Book,Reader,Borrow where Book.bno=Brrow.bno and
Reader.rno=Borrow.rno and Borrow.flag=0 and rname=’李林’;
(3)create view view1(rname,address) as select rname,address from Reader,Borrow
where Reader.rno=Borrow.rno and Borrow.flag=0 ;
五、綜合題（每小題 10 分，共 10 分）
4.對於查詢：找出 ‘2012-01-01’日前 到期還書的圖書名和讀者名。
(1)用 SQL 語句實現此查詢。（2 分）
(2)將上面問題轉化為關係代數表示式（操作限定為關係代數的 5 種基本運算）。（2 分）
(3)畫出上面關係代數表示式的語法樹。（3 分）
(4)使用代數優化，畫出優化後的語法樹。（3 分）
答：
（1）r_data>20120101,flag=0,查詢結果為圖書名(bname)和讀者名(rname)
Select bname,rname from Book,Reader,Borrow where Book.bno=Borrow.bno and Reader.rno=Borrow.rno and r_data>20120101 and flag=0;
（2）πbname,rname（σFlag=0∧r_data>’20120101’ (Borrow∞Reader∞Book))
（3）主要是瞭解一下關係代數表示式語法樹即可，一般用到語法樹就是5種關係代數之間的複合了。瞭解即可
五、綜合題（每小題 10 分，共 10 分）
設有關係模式R<U,F> 其中 U=(A,B,C,D,E,P)，定義在其上的函式依賴為 F={CE→B,A→B,C→D,E→A,CE→P}，
(1)求(CE)關於函式依賴集 F 的閉包。（3 分）
解：X0=CE C->D E->A CE->P CE->B X1=CEDAPB 因為X1已經等於全部屬性的集合，所以(CE)^(+)F=ABCDEP
(2)說明 CE 應該具有什麼性質。（2 分）
CE是關係模式中的碼
(3)判斷CE→B 是否是多餘的函式依賴關係？如果是，請證明 F-{CE→B}邏輯蘊含 CE→B。（5 分）
答：CE->B是多餘的函式依賴關係。證明：設u，v為R中任意兩個元祖：若去掉CE->B，則有u[CE]=v[CE],且u[B]=v[B],而且E->A,A->B,E->B,CE->B,即u[CE]=v[CE],u[B]=v[B],滿足題意。故F-{CE→B}邏輯蘊含 CE→B。
六、資料庫設計題（每小題 10 分，共 10 分）
設有高校選課系統，需要對學校的系資訊、教師資訊、課程資訊、學生資訊、學生選課資訊進行管理。已知系（DEPT）資訊包括系編號（DeptNO）、系名稱（DeptName），教師
（Teacher）資訊包括教師號（TNO）、教師名（Tname），課程（Course）資訊包括課程號
（CNO）、課程名（CName）、課程學分（Credit），學生（Student）資訊包括學號（SNO）、學生姓名（Sname）、學生性別（Sex）。
選課系統的管理規則如下：
Ⅰ、一個系可聘用多名教師，一個教師只受聘於一個系； Ⅱ、一個系可有多名學生，一個學生只屬於一個系；
Ⅲ、一名教師可講授多門課程，一門課程可被多個教師講授；
Ⅳ、一名學生可選修多門課程，一門課程可被多名學生選修； Ⅴ、學生選修完課程後，可獲得相應課程的成績。
針對以上描述，完成下列設計內容：
- 構建選修課系統的 ER 圖。（5 分）
- 根據所構建的 ER 圖，設計滿足 3NF 的關係模式，並標出每個關係模式的主碼和外碼。（要求關係模式名同實體集名或聯絡名，屬性名用試卷中給出的英文名，大小寫不限）
（5 分）
解：（1）
（2）滿足3NF的關係模式如下所示：
DEPT(DeptNO，DeptName)主碼DeptNO【系編號】，無外碼 注：DeptName系名稱不能唯一確定其它屬性，故不是外碼
Teacher(TNO，TName，DeptNO)主碼TNO【教師號】，外碼DeptNO 【系編號】注：系編號（DeptNO）可以唯一確定系名稱（DeptName）
Student(SNO，SName，Sex，DeptNO)主碼SNO，外碼DeptNO
Course(CNO，CName，Credit)主碼CNO，無外碼
T-C(TNO，CNO)主碼(TEO，CNO)，外碼TNO，CNO 注：教師號（TNO）能唯一確定教師名（Tname），課程號
（CNO）能唯一確定課程名（CName）：
S-C(SNO，CNO，成績)主碼(SNO，CNO)，外碼SNO，CNO
[解析] 建立相應的E-R圖的過程如下：
①確定實體型別。②確定聯絡型別。
③把實體型別和聯絡型別組合成E-R圖。④確定實體型別和聯絡型別的屬性。
如果一個關係模式R是一個正規化，且不存在非主屬性傳遞依賴於主碼，則R是一個3NF。