广东开放大学数据库原理与应用（本）期末考试试卷与参考答案

《数据库原理与应用（本）》期末考试学习笔记

一、课程核心知识点总结

1. 数据库系统基础

- 数据库系统（DBS）组成：硬件、数据库、数据库管理系统（DBMS）、应用程序、用户。

- 数据模型：概念模型（E-R模型）、逻辑模型（关系模型）、物理模型。

- 关系模型三要素：关系、关系模式、关系完整性约束（实体完整性、参照完整性、用户定义完整性）。

2. SQL语言

- 数据定义语言（DDL）：`CREATE TABLE`, `ALTER TABLE`, `DROP TABLE`。

- 数据操作语言（DML）：`SELECT`, `INSERT`, `UPDATE`, `DELETE`。

- 聚合函数与分组查询：`COUNT()`, `SUM()`, `AVG()`, `GROUP BY`, `HAVING`。

- 连接查询：`INNER JOIN`, `LEFT JOIN`, `RIGHT JOIN`, `CROSS JOIN`。

3. 关系规范化理论

- 范式：1NF（原子性）、2NF（消除非主属性对码的部分依赖）、3NF（消除传递依赖）、BCNF（消除所有主属性依赖）。

- 函数依赖：平凡依赖、非平凡依赖、完全依赖、传递依赖。

4. 事务与并发控制

- 事务ACID特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。

- 并发问题：丢失更新、脏读、不可重复读、幻读。

- 锁机制：共享锁（S锁）、排他锁（X锁）、两阶段锁协议（2PL）。

5. 数据库设计

- 设计步骤：需求分析→概念设计（E-R图）→逻辑设计→物理设计→实施与维护。

- E-R图转换规则：实体集→关系模式，联系→独立关系或合并到实体关系中。

二、期末考试模拟试卷

一、选择题（每题2分，共20分）

1. 数据库系统的核心是：

- A. 数据库

- B. 数据库管理系统

- C. 数据库管理员

- D. 用户

2. 以下哪项属于关系模型的完整性约束？

- A. 用户定义完整性

- B. 索引完整性

- C. 存储完整性

- D. 网络完整性

3. 事务的隔离性通过以下哪种机制实现？

- A. 锁机制

- B. 日志文件

- C. 触发器

- D. 索引优化

4. 以下哪个SQL语句用于删除表？

- A. `DELETE TABLE`

- B. `DROP TABLE`

- C. `REMOVE TABLE`

- D. `CLEAR TABLE`

5. 第三范式（3NF）要求关系模式必须满足：

- A. 满足1NF且不存在非主属性对码的部分依赖

- B. 满足2NF且不存在非主属性对码的传递依赖

- C. 满足BCNF且不存在主属性依赖

- D. 满足2NF且不存在任何函数依赖

二、填空题（每空2分，共10分）

1. 在SQL的`SELECT`语句中，用于分组的子句是________，用于筛选分组的子句是________。

2. 事务的隔离级别从低到高依次为________、________、________、________。

3. 设计E-R图时，联系可以分为________和________两种类型。

三、简答题（每题6分，共30分）

1. 简述关系模型的三类完整性约束及其含义。

2. 什么是数据库的规范化？为什么要进行规范化？

3. 请列举三种常见的数据库并发控制技术，并简要说明其作用。

4. 写出SQL语句：查询选修了课程号为“C001”的学生姓名及成绩。

5. 解释事务的ACID特性，并举例说明其应用场景。

四、设计题（每题10分，共20分）

1. 某图书馆管理系统需要记录读者、书籍和借阅信息，请设计其E-R图并转换为关系模式。

2. 设计一个学生选课系统的数据库逻辑结构，包含学生表、课程表和选课表，要求满足第三范式。

五、综合应用题（每题10分，共20分）

1. 某数据库中存在如下关系模式：

- `Orders(订单号, 客户号, 订单日期, 金额)`

- `Customers(客户号, 客户名, 地址)`

- 问题：

1. 写出查询2023年订单总金额的SQL语句。

2. 若存在函数依赖`客户号→客户名，客户号→地址`，判断该关系模式是否满足3NF？为什么？

2. 假设事务T1和T2并发执行，操作如下：

- T1：`READ(A); A = A * 2; WRITE(A);`

- T2：`READ(A); B = A + 5; WRITE(B);`

- 问题：

1. 若并发执行可能导致什么问题？请说明原因。

2. 如何通过锁机制避免该问题？

三、参考答案

一、选择题

1. B

2. A

3. A

4. B

5. B

二、填空题

1. `GROUP BY`, `HAVING`

2. 读未提交、读已提交、可重复读、串行化

3. 1:1、1:N、M:N（任选两种）

三、简答题

1. 三类完整性约束：

- 实体完整性：主键值不能为空且唯一。

- 参照完整性：外键值必须引用主表中已存在的值或为空。

- 用户定义完整性：根据业务规则定义的约束（如年龄范围）。

2. 规范化定义与目的：

- 规范化：通过消除数据冗余和异常，将关系模式逐步转化为更高范式的过程。

- 目的：减少数据冗余、避免更新异常、提高数据一致性。

3. 并发控制技术：

- 锁机制：通过加锁防止并发冲突。

- 时间戳：按事务开始时间顺序执行操作。

- 乐观并发控制：假设冲突较少，仅在提交时检查冲突。

4. SQL语句：

```sql

SELECT 学生姓名, 成绩

FROM 学生表, 选课表

WHERE 学生表.学号 = 选课表.学号

AND 课程号 = 'C001';

```

5. ACID特性：

- 原子性：事务要么全做，要么全不做（如转账操作）。

- 一致性：事务执行前后数据库状态合法（如余额不能为负）。

- 隔离性：事务之间互不干扰（如银行账户并发操作）。

- 持久性：提交后数据永久保存（如订单记录不可丢失）。

四、设计题

1. E-R图与关系模式：

- E-R图：读者（实体）、书籍（实体）、借阅（联系，M:N）。

- 关系模式：

- `读者(读者号, 姓名, 联系方式)`

- `书籍(ISBN, 书名, 作者)`

- `借阅(读者号, ISBN, 借阅日期, 归还日期)`

2. 学生选课系统逻辑结构：

- 学生表：`学生号（主键）, 姓名, 班级`

- 课程表：`课程号（主键）, 课程名, 学分`

- 选课表：`选课号（主键）, 学生号（外键）, 课程号（外键）, 成绩`

- 满足3NF：无非主属性对码的传递依赖。

五、综合应用题

1. 问题解答：

1. SQL语句：

```sql

SELECT SUM(金额)

FROM Orders

WHERE 订单日期 BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-12-31';

```

2. 是否满足3NF？

- 满足。因为`客户号→客户名`和`客户号→地址`是完全函数依赖，且不存在非