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計算機科學與技術本科 《數(shù)據庫系統(tǒng)概論》考試說明及模擬試題 第一部分 考核內容和要求 第1章 數(shù)據庫系統(tǒng)概述 本章主要講述數(shù)據庫管理技術的發(fā)展及數(shù)據庫管理系統(tǒng)的組成和基本概念，要求學員能理解主要的概念，本章主要考核一些基本概念。 第2章 數(shù)據庫建模 要求學員掌握數(shù)據庫建模的兩種基本方法以及對鍵碼和引用完整性這兩個基本概念理解的情況。 【考試的知識點】 1． 對象定義語言：面向對象的設計；類的說明；ODL中的屬性、聯(lián)系及其反向聯(lián)系；聯(lián)系的三種類型。 2． 實體——聯(lián)系模型（E/R圖）：E/R圖中聯(lián)系的三種類型；聯(lián)系的多向性。 3． 設計原則。 【考試要求】 理解：數(shù)據庫建模的基本原則。 理解：主鍵碼、外鍵碼以及引用完整性。 熟練掌握：用對象定義語言（ODL）建立簡單的數(shù)據庫模型。 熟練掌握：用實體——聯(lián)系模型（E/R圖）建立簡單的數(shù)據庫模型。 初步掌握：用ODL和E/R圖表示子類的方法。 第3章 關系模型和關系運算 要求學員理解關系模型中的基本概念，對ODL設計和E/R圖轉換為關系設計的掌握情況以及用關系代數(shù)、關系運算和關系邏輯表達查詢的能力。 【考試的知識點】 1． 關系模型的基本概念：屬性、域、元組、模式。 2． ODL設計轉換為關系設計：ODL屬性（包括非原子屬性）的轉換；單值、多值聯(lián)系及反向聯(lián)系的轉換。 3． E/R圖轉換為關系設計：實體集的轉換；聯(lián)系的轉換。 4． 關系代數(shù)：關系的集合運算；投影、選擇、笛卡爾積、自然連接、θ連接、改名等基本運算；復合運算。 5． 關系演算：元組關系演算。 6． 關系邏輯：謂詞和原子；規(guī)則和查詢；從關系代數(shù)到數(shù)據邏輯。 【考試要求】 理解：關系模型的基本概念。 熟練掌握：ODL設計轉換為關系設計。 熟練掌握：E/R圖設計轉換為關系設計。 熟練掌握：用關系代數(shù)表達式表達查詢要求。 基本掌握：用元組關系演算表達式表達查詢要求。 基本掌握：用關系邏輯表達式（數(shù)據邏輯規(guī)則）表達查詢要求。 第4章 數(shù)據庫語言SQL 要求學員掌握用結構化查詢語言SQL表達查詢要求、進行數(shù)據庫更新以及定義關系模式的能力，這是本課程的重點內容。 【考試的知識點】 1． SQL的特點。 2． 簡單查詢：選擇條件、排序輸出、聚合運算以及分組處理。 3． 連接查詢：查詢的并、交、差；連接與笛卡爾積；元組變量。 4． 嵌套查詢：產生單值的子查詢；涉及到關系的選擇條件；涉及到元組的選擇條件；相關子查詢。 5． 數(shù)據庫更新：插入、刪除、修改。 6． 定義關系模式：定義表、撤消表；更改關系模式；建立和撤消索引。 7． 視圖：定義視圖、查詢視圖、更新視圖、撤消視圖。 【考試要求】 熟練掌握：用SQL語句表達簡單查詢、連接查詢。 熟練掌握：用SQL語句表達涉及排序輸出、聚合運算以及分組處理的查詢。 熟練掌握：用SQL語句表達數(shù)據庫的更新。 熟練掌握：定義基本表、建立索引。 基本掌握：用SQL語句表達嵌套查詢。 初步掌握：定義視圖、查詢視圖。 第5章 查詢優(yōu)化和并發(fā)控制 要求學員掌握查詢優(yōu)化的策略、方法和步驟，對并發(fā)控制的有關協(xié)議有所了解。 【考試的知識點】 1． 查詢優(yōu)化的一般策略。 2． 關系代數(shù)的等價變換規(guī)則。 3． 查詢優(yōu)化的主要步驟。 【考試要求】 理解：查詢優(yōu)化的必要性以及優(yōu)化的一般策略。 理解：事務的概念。 理解：并發(fā)操作可能帶來的數(shù)據不一致現(xiàn)象。 理解：可串行化調度。 基本掌握：用關系代數(shù)等價變換規(guī)則對查詢表達式進行優(yōu)化。 基本掌握：結合查詢優(yōu)化過程畫出原始的和優(yōu)化的語法樹。 第6章 關系數(shù)據庫設計理論 要求學員對關系模式設計中可能出現(xiàn)的問題及其產生原因以及解決的途徑、分解的原則和方法進行理解和掌握。 【考試的知識點】 1． 函數(shù)依賴：函數(shù)依賴的定義；關系的鍵碼和超鍵碼；函數(shù)依賴規(guī)則；計算屬性的封閉集。 2． 關系模式設計：可能出現(xiàn)的問題；問題產生的根源；解決的途徑；分解的原則；分解的方法；第一、二、三、BC范式。 【考試要求】 理解：函數(shù)依賴以及鍵碼和超鍵碼的概念；主屬性、非主屬性的概念；部分依賴和傳遞依賴的概念。 理解：屬性封閉集的概念。 熟練掌握：用規(guī)范化方法對關系模式進行分解的原則和方法；把一個關系模式分解成屬于第三范式或BC范式的幾個模式的方法。 基本掌握：把一個關系模式分解成屬于第四范式的幾個模式的方法。 熟練掌握：求蘊含于給定函數(shù)依賴集的所有非平凡函數(shù)依賴的方法。 第7章 數(shù)據庫設計 本章主要考核基本概念。 第8章 SQL系統(tǒng)環(huán)境 要求學員理解和掌握SQL的系統(tǒng)環(huán)境以及對嵌入式SQL的使用。 【考試的知識點】 1． 嵌入式SQL：不使用與使用游標的嵌入式SQL編程；嵌入式SQL的處理過程。 2． 有關事務的嵌入式SQL。 3． SQL環(huán)境：數(shù)據庫元素的層次結構；客戶程序和服務程序系統(tǒng)。 4． 數(shù)據庫的完整性：說明鍵碼約束；說明外鍵碼約束；說明檢驗約束；觸發(fā)與觸發(fā)程序。 5． SQL中的安全與用戶權限：數(shù)據庫安全；數(shù)據庫的訪問控制；用戶權限。 【考試要求】 理解：數(shù)據庫元素的層次結構。 理解：客戶程序和服務程序系統(tǒng)。 理解：數(shù)據庫的完整性概念。 熟練掌握：說明主鍵碼、外鍵碼約束。 基本掌握：不使用游標的嵌入式SQL編程。 基本掌握：授予和取消權限 初步掌握：使用游標的嵌入式SQL編程。 初步掌握：有關事務的嵌入式SQL。 初步掌握：說明檢驗約束。 第9章 面向對象查詢語言 要求學員理解和掌握對象查詢語言OQL和SQL3中的元組對象等內容。 【考試的知識點】 1． ODL中的方法和范圍。 2． OQL中的類型。 3． OQL表達式：路徑表達式；基本表達式；表達式的附加格式。 4． OQL及其宿主語言編程：給宿主語言變量賦值；從聚集中提取元素；訪問聚集中的每個元素。 5． SQL3中的元組對象：行類性及其說明；引用及其使用。 【考試要求】 理解：ODL中的方法和范圍。 理解：SQL3中的元組對象和抽象數(shù)據類型。 基本掌握：路徑表達式、基本查詢表達式。 初步掌握：有附加格式的查詢表達式。 初步掌握：OQL及其宿主語言編程。 第10章 數(shù)據庫技術發(fā)展動態(tài) 本章由學員自學，不作期末考核要求。 計算機科學與技術（本科）《數(shù)據庫系統(tǒng)概論》模擬試題 2003年11月 一、 填空題（每空1分，共15分） 1、數(shù)據庫管理系統(tǒng)（DBMS）是數(shù)據庫系統(tǒng)的核心，用戶開發(fā)的數(shù)據庫系統(tǒng)都是建立在特定的DBMS之上。DBMS的主要組成部分是：____________________、________________和_______________________________。 2、 數(shù)據庫系統(tǒng)簡稱DBS（database system），它包括和數(shù)據庫有關的整個系統(tǒng)：___________、_____________________、_____________________、________________________和用戶等等。 3、 關系數(shù)據庫系統(tǒng)是以__________________為基礎的數(shù)據庫系統(tǒng)。 4、 數(shù)據庫的三層結構是數(shù)據的三個抽象級別。為了實現(xiàn)三個抽象級別的聯(lián)系和轉換，數(shù)據庫管理系統(tǒng)在三層結構之間提供了兩層映象：_________________________________和______________________________________。 5、 教材中介紹的兩種數(shù)據建模方法是_______________________和___________________。 6、 要進行數(shù)據庫的概念設計，首先必須選擇適當?shù)臄?shù)據模型，目前應用最廣泛的數(shù)據模型是______________________。 7、進行數(shù)據庫的邏輯設計，首先須將概念設計中所得的_______________________轉換成等價的_________________________。 二、選擇題（每小題2分，共10分） 1、______________系統(tǒng)是當前數(shù)據庫系統(tǒng)的主流。 A． 網絡數(shù)據庫 B．層次數(shù)據庫 C．網狀數(shù)據庫 D．關系數(shù)據庫 2、數(shù)據庫的概念模型獨立于________________。 A．現(xiàn)實世界 B．具體的機器和DBMS C．信息世界 D．現(xiàn)實世界 3、在一個關系中如果有這樣一個屬性存在，它的值能惟一地標識關系中的每一個元組，稱這個屬性為__________________。 A．關鍵字 B．數(shù)據項 C．主屬性 D．主屬性值 4、自然連接是構成新關系的有效方法。一般情況下，當對關系R和S使用自然連接時，要求R和S含有一個或多個共有的________________。 A．元組 B．行 C．記錄 D．屬性 5、若事務T對數(shù)據R已加X鎖，則其他事務對數(shù)據R__________。 A．可以加S鎖不能加X鎖 B．不能加S鎖可以加X鎖 C．可以加S鎖也可以加X鎖 D．不能加任何鎖 三、數(shù)據庫建模、轉化成關系模式及OQL查詢（共20分） 請設計一個數(shù)據庫。要求包括學生（student）、課程（course）和教師（teacher）的信息。其中學生（student）的信息包括學生姓名（Sname）、年齡（age）、地址（Saddress）等；課程（course）信息包括課程號（Cno）、課程名（Cname）、課程學分（Credit）等；教師（teacher）信息包括教師的姓名（Tname）、教師的地址（Taddress）等。一個學生可以選修多門課，而每門課也能由多個學生選修；一位教師可以教多門課，每門課也可以由多個教師講授； （1）、試用ODL描述這個數(shù)據庫，注意為所有屬性和聯(lián)系選擇適當?shù)念愋?，并且指出每個類的鍵碼；（7分） （2）、用OQL查詢與課程“數(shù)據庫系統(tǒng)概論”相關的所有教師的名字。（3分） （3）、用E-R圖來描述此數(shù)據庫；（6分） （4）、將上述E-R圖轉化成關系模式。（4分） 四、關系運算（每小題5分，共15分） 設有關系Student、Course和SC如下所示： Student（Sno，Sname，Age，Sex）；其中Sno，Sname，Age，Sex分別表示學生的學號、姓名，年齡和性別。 Course（Cno，Cname，Teacher）；其中Cno，Cname，Teacher分別表示課程號、課程名和任課教師的姓名。 SC（Sno，Cno，Grade）；其中Sno，Cno，Grade分別表示選修課程的學生學號、姓名和成績。 現(xiàn)要求查詢：選修了課程名為“數(shù)據庫系統(tǒng)概論”的學生姓名和該課程成績； 1、試用關系代數(shù)表達上述查詢語句： 2、 用元組關系演算表示上述查詢 3、用數(shù)據邏輯規(guī)則表示上述查詢 五、SQL語句使用（共30分） 設有關系模式： SB（SN，SNAME，CITY）； SB為供應商關系，其中SN表示供應商代號，SNAME為供應商名字，CITY為供應商所在城市，主鍵碼為SN。 PB（PN，PNAME，COLOR，WEIGHT）；PB為零件關系。其中PN為零件代號，PNAME為零件名字，COLOR為零件顏色，WEIGHT為零件重量，主關鍵字為PN。 JB（JN，JNAME，CITY），JB為工程關系，其中JN為工程編號，JNAME為工程名字，CITY為工程所在城市，主關鍵字為JN。 SPJB（SN，PN，JN，QTY），SPJB表示供應關系，其中SN是為指定工程提供零件的供應商代號，PN為所提供的零件代號，JN為工程編號，QTY表示提供的零件數(shù)量，主關鍵字為SN，PN，JN。 1、用SQL的有關語句定義上述關系表JB，注意：說明主鍵碼，并在鍵碼屬性上建立索引。（5分） 2、用SQL語句完成以下查詢（共15分） （1）、查找為工程號J1提供零件代號為P1的供應商代號； （2）、查找由供應商S1（代號）提供零件的工程名稱； （3）、查找為工程號為J1的工程提供紅色零件的供應商代號（去掉重復元組）； （4）、查找上海供應商不提供任何零件的工程的代號； 3、用SQL語句對數(shù)據庫進行更新（每小題2分，共4分） （1）、插入一個記錄到關系JB中，其記錄內容為： （“J1”，”華新大廈工程”，”北京”） （2）、將工程代號為J5的工程名稱改為“華南高速公路工程”； 4、 嵌入式SQL使用（6分） 請按嵌入式SQL的格式在前面所述JB關系中插入任意一個工程的代號、工程和所在城市。 六、函數(shù)依賴與模式設計（10分） 假設關系模式為R（A，B，C，D），其上的函數(shù)依賴集為： F={A→B，B→C，B→D} （1）、求蘊含于給定函數(shù)依附的所有非平凡函數(shù)依賴； （2）、求R的所有鍵碼和超鍵碼； （3）、判斷此關系模式屬于第幾范式？說明理由。 計算機科學與技術（本科） 《數(shù)據庫系統(tǒng)概論》模擬試題答案及評分標準 2003年11月 二、 填空題（每空1分，共15分） 1、查詢處理程序 事務管理程序 存儲管理程序 2、數(shù)據庫 DBMS 應用程序 數(shù)據庫管理員 3、關系模型 4、外模式/模式映象 模式/內模式映象 5、對象定義語言（ODL） 實體—聯(lián)系模型（E/R圖） 6、實體/聯(lián)系（E/R）模型 7、E/R圖 關系模式 二、選擇題（每小題2分，共10分） 1、D 2、B 3、A 4、D 5、D 三、數(shù)據庫建模、轉化成關系模式及OQL查詢（共20分） （1）： 三個類用ODL描述為： interface Student ( extent Students Key ( Sname ) ) { attribute string Sname; attribute string Saddress; attribute int age relationship Set Courses inverse Course::Students; }; interface Course ( extent Courses Key ( Cno ) ) { attribute string Cno; attribute string Cname; attribute integer Credit; relationship Set Teachers inverse Teachers::TCourses; relationship Set Students inverse Students::Courses; }; interface Teacher ( extent Teachers Key ( Tname ) ) { attribute string Tname; attribute string Taddress; relationship Set TCourses inverse Course::Teachers; }; 全對得7分，錯一處扣一分，直到扣完7分止。 （2）、 SELECT T.Tname FROM Courses c , c.Teachers T WHERE c.name=”數(shù)據庫系統(tǒng)概論” ( 3分 ) （3）E—R圖為： Student Sname Saddress Elective Course Cno Cname Credit Teacher Teach Tname Taddress Age E-R圖對得6分，錯一處扣1分，扣完6分為止 （4）、轉化成關系模式為： Student（Sname, Saddress,Age）； Course（Cno, Cname，Credit ，Sname）； Teacher（Tname, Taddress）; SC（Sname，Cno） TC（Tname, Cno） 關系模式對得4分，錯一個扣1分，扣完為止。 四、關系運算（15分） 1、試用關系代數(shù)表達式表示下列查詢語句：（5分） πSName,Grade ( Student SC (σCName=’ 數(shù)據庫系統(tǒng)概論’（Course）)) 2、用元組關系演算表示上述查詢 3、用數(shù)據邏輯規(guī)則表示上述查詢 U(SN，S)Student (SNo,SN,A,D) AND SC(SNo,CNo,S) AND Coures (CNo,CN) AND CN=‘數(shù)據庫系統(tǒng)概論’ 五、SQL語句使用（共30分） 1、（5分） CREATE TABLE JB ( JN CHAR（6） PRIMARY KEY, JNAME CHAR(20) CITY CHAR（10） ); CREATE INDEX JNINDEX ON JB(JN); 2、 （1）、（3分） SELECT SN FROM SPJB WHERE NN=“P1” AND PN=‘P1’ （2）、（4分） SELECT JB.NAME FROM JB，SPJB WHERE JB.JN=SPJB.JN AND SPJB.SN=’S1’ （3）、（4分） SELECT DISTINCT SPJB.SN FROM SPJB, PB WHERE PB.PN=SPJB.PN AND SPJB.JN=’J1’ AND PB.COLOR=’紅’ （4）、（4分） SELECT DISTINCT JN FROM SPJB WHERE JN NOT IN （SELECT DISTINCT SPJB.JN FROM SB, SPJB WHERE SB.SN=SPJB.SN AND SB.CITY=’上?！? 3、用SQL語句對數(shù)據庫進行更新（每小題2分，共4分） （1）、 INSERT INTO JB VALUES（“J1”，”華新大廈工程”，”北京”） （2）、 UPDATE R SET JNAME=“華南高速公路工程”WHERE JN=”J5” 4、嵌入式SQL使用（6分） 1）說明： EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION; chatr JN[6]; char JNAME[8]; char CITY[20]; char SQLSTATE[6]; EXEC SQL END DECLARE SECTION; 2）賦值： JN:= “J10001” ; JNAME:=’中華大廈工程’; CITY=”北京” 3）插入： EXEC SQL INSERT INTO JB VALUES(:JN,:JNAME,:CITY); 六、函數(shù)依賴與模式設計（10分） 設關系模式為R（A，B，C，D），其上的函數(shù)依賴集為： F={A→B，B→C，B→D} 先計算封閉集： A+={A，B，C，D}[鍵碼，1、A→C，2、A→D新依賴] B+={B，C，D}，C+={ C}，D+={ D}； AB+={A，B，C，D}[超鍵碼，3、AB →C，4、AB→D新依賴]， AC+={A，B，C，D}[超鍵碼，5、AC →B，6、AC→D新依賴]， AD+={A，B，C，D}[超鍵碼，7、AD→B，8、AD→C新依賴]， BC+={ B，C，D}[9、BC →D新依賴] BD+={ B，C，D}[ 10、BD→C新依賴] CD+={ C，D} ABC+={A，B，C，D} [超鍵碼，11、ABC→D] ABD+={A，B，C，D} [超鍵碼，12、ABD→C新依賴] ACD+={A，B，C，D} [超鍵碼，13、ACD→B新依賴] BCD+={ B，C，D} ABCD+={A，B，C，D}[超鍵碼] 由上可知，蘊含于給定函數(shù)依附的所有非平凡函數(shù)依賴有：（4分） （a）、A→C （b）、A→D （c）、AB →C （d）、AB→D （e）AC →B （f）AC→D （g）、AD→B （h）、AD→C （i）、BC →D （j）BD→C （j）ABC→D （k）ABD→C （l）ACD→B （2）、R的鍵碼為：A （2分） 超鍵碼有：AB，AC，AD，ABC，ABD，ACD，ABCD （1分） （3）、R屬于第二范式。因為鍵碼是單屬性，所以不存在非主屬性對鍵碼的部分依賴，但存在非主屬性進制C對鍵碼A的傳遞依賴 （A→B，B→C）。（3分）