1、 西北工业大学2013年工程硕士研究生考试试题 试题名称：数据库系统说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 6 页 共 2 页 一、简答题（共5小题，每题6分，共30分）1简述数据库、数据库管理系统与数据库系统的概念。答：数据库：DataBase，简称DB。是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 数据库管理系统：DataBase Management System，简称DBMS，是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
2、它的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护。数据库系统：DataBase System，简称DBS，它是包含数据库的具体应用系统，由支持该应用系统的某一具体的数据库、数据库管理系统和应用程序三部分组成。2简述两段锁协议并说明两段锁协议和事务可串行化调度的关系。答：所谓两段锁协议是指所有事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁。1、在对任何数据进行读、写操作之前，首先要申请并获得对该数据的封锁；2、在释放一个封锁之后，事务不再申请和获得任何其他封锁。 如果事务中所有的加锁操作都在事务的第一个解锁操作之前进行，那么这个事务是遵循两段锁协议的。如果一个调度中的每
3、个事务都遵循两段锁协议，那么该调度必然是冲突可串行化的。事务遵守两段锁协议是可串行化调度的充分条件，而不是必要条件。3简述可串行化调度和正确调度。 答：多个事务的并发执行是正确的，当且仅当其结果与按某一次序串行执行它们的结果相同，我们称这种调度策略为可串行化的调度。 可串行性是并发事务正确性的准则，按这个准则规定，一个给定的并发调度，当且仅当它是可串行化的，才认为是正确调度。4简述数据库中的死锁现象，并简述如何使用有向图方法检测死锁。答：死锁是指当两个或多个事务相互等待对方所拥有的锁被释放时，所产生的僵持局面。有向图G=（T，U）。T为结点的集合，每个结点表示正运行的事务；U为边的集合，每条边
4、表示事务等待的情况。若T1等待T2，则T1，T2之间划一条有向边，从T1指向T2。事务等待图动态地反映所有事务的等待情况，并发控制子系统周期性地检测事务等待图，如果发现图中存在回路，则表示系统中出现了死锁。5简述事务的ACID特性以及数据库管理系统是如何保证这些特性的。答：所谓事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做要么全不做，是一个不可分割的工作单位。它具有四个特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持续性（Durability）。 数据库管理系统采用日志和锁机制来保证事务的ACID特性。用日志记录事务对数据库所做的更新
5、，如果某个事务在执行过程中发生错误，就可以根据日志，撤销事务对数据库已做的更新，使数据库退回到执行事务前的初始状态，而当多个事务同时更新数据库中相同的数据时，只允许持有锁的事务能更新该数据，其他事务必须等待，直到前一个事务释放了锁，其他事务才有机会更新该数据。二、填空（共10空，每空2分，共20分）1一个学生可以同时借阅零本或多本图书，一本图书只能由一个学生借阅，但是可以不被学生借阅，则学生和图书之间为 一对多 的联系，学生在联系参与性约束中的最小值为 0 。2在关系模式中，如果属性X、Y之间有11联系，则存在函数依赖X Y；如果属性X、Y之间有1m联系，则存在函数依赖 Y-X ；3E-R数据
6、模型一般在数据库设计的 概念设计 阶段使用。4在SQL语言中，为了数据库的安全性，设置了对数据的存取进行控制的语句，对用户授权使用 GRANT 语句，收回所授的权限使用 REVOKE 语句。5一个关系模式如果满足了 BCNF ，那么在函数依赖范畴内,它已实现了彻底的分离。6关系数据库中有三种基本操作分别对应关系代数三种操作，从表中取出满足条件的属性成分操作称为 投影 ，从表中选出满足条件的元素操作称为 选择 ，将两个关系中具有共同属性值的元组连结到一起，构成新表的操作称为 连接 。三、 结构化查询语言SQL（共5小题，每题4分，共20分）对于如下关系模式：Student (sNo, sName
7、, sSex, sAge, sDept)Course (cNo, cName, cPNo, cCredit，teacher)（其中，cPNo为课程先修课号，teacher为授课教师）SC (sNo, cNo, score)使用SQL语句完成以下操作：（1）查询选修了课程号为“001”或者课程号为“002”的学生姓名；select sName from Student where sNo in (select sNo from SC where cNo=001 or cNo=002)（2）查询至少选修了课程号为“001”和课程号为“002”两门课程的学生姓名；select sName from
8、Student where sNo in (select sNo from SC where cNo=001) and sno in (select sNo from SC where cNo=002)（3）查询平均成绩小于等于60分的课程名称；select cName from Course where cNo in (select cNo from SC group by cNo Having AVG(score)=60)（4）查询先修课程名为“信息系统导论”的课程名称；select cName from Course where cPNo = (select cNo from Cours
9、e where cName = 信息系统导论)（5）将所有学生“数据库系统”课程成绩增加10分。update SC set score=score + 10 where cNo = (select cNo from Course where cName = 数据库系统)四、 设计题（20分）在一个教师信息管理系统中提供以下信息：系：系代号、系名、联系电话、联系地址。教师：教师号、姓名、性别、职称。课程：课程代号、课程名、课程简介。学科方向：学科代码、学科名称、研究内容。上述实体集中存在如下联系：（1）每个系有唯一代号，但可能有多个联系电话；（2）每个系可能拥有一个或者多个学科方向，某一学科方向
10、只能属于某一固定系；（3）每个系可能拥有多名教师，但至少拥有一名教师，一名教师只能属于某一固定系；（4）教师只能属于某一学科方向，但允许某些教师暂时不属于任何学科方向，也允许某一学科方向暂时没有教师；（5）一个教师可以讲授多门课程，一门课程可为多个教师讲授，教师只在某一固定学期讲授课程，学期用学期号表示，允许教师暂时不讲授课程；（6）每个学科方向只能有一名教师作为学科带头人，也可能暂时空缺；（7）某些课程有可能有先修课程，但最多只能有一门先修课程，一门课程可能为多门课程的先修课程。试完成如下设计：（1）构造满足需求的E/R图模型，并对模型图进行必要文档描述，必要时可以对需求做合理补充说明，但在
11、文档中应该描述清楚。（2）将第一步得到的E/R模型一步一步转换为等价的关系模式，要写出转换步骤和说明。答：（1）根据题意，得E-R图如下：E-R图描述：1、根据题意，在上述E-R图中有系、学科方向、教师、课程四个实体型。2、某个学科方向只能属于某一固定系，可以将系作为学科方向的属性，在系实体型中，系代号可以作为唯一区分系的属性，因此补充系代号为学科方向的属性。同理，可将学科代码和系代号作为教师的属性，先修课程代号作为课程的属性。故上述E-R图的四个实体型的属性可以作以下描述：1）系的属性有：系代号、系名、联系电话、联系地址；2）学科方向的属性有：学科代码、学科内容、研究内容、系代号；3）教师的
12、属性有：教师号、姓名、性别、职称、学科代码、系代号；4）课程的属性有：课程代号、课程名、课程简介、先修课程代号。3、四个实体型之间的联系为：1）系拥有一个或多个学科方向，某一学科方向只能属于某一固定系，系与学科方向为一对多的联系；2）系拥有一名或多名教师，某一教师只能属于某一固定系，系与教师之间为一对多的联系；3）教师只能属于某一学科方向，教师与学科方向为一对多的联系。4）一个教师可以讲授多门课程，一门课程可为多名教师讲授，教师与课程之间为多对多的联系。 4、因为教师只在某一固定学期讲授课程，学期用学期号表示，故学期号可以作为讲授的属性，同理可得学科负责人为从属的属性。（2）根据(1)的描述，
13、E-R图中实体型转换为等价的关系模式有： 系（系代号，系名，联系电话，联系地址） 主键：系代号学科方向（学科代码，学科内容，研究内容，系代号） 主键：学科代码教师（教师号，姓名，性别，职称，学科代码，系代号） 主键：教师号课程（课程代号，课程名，课程简介，先修课程代号） 主键：课程代号同理，根据(1)的描述，E-R图中联系转换为等价的关系模式有：从属（教师号，学科代码，学科负责人） 主键：教师号 讲授（教师号，课程代码，学期号） 主键：教师号+课程代码联系转换为等价的关系模式与M端合并，得E-R图中转换为等价的关系模式有： 系（系代号，系名，联系电话，联系地址） 主键：系代号学科方向（学科代码
14、，学科内容，研究内容，系代号） 主键：学科代码教师（教师号，姓名，性别，职称，学科代码，系代号，学科负责人否） 主键：教师号课程（课程代号，课程名，课程简介，先修课程代号） 主键：课程代号讲授（教师号，课程代码，学期号） 主键：教师号+课程代码五、规范化（10分）设有关系模式R(A，B，C，D，E，F，G)，R上的函数依赖集FAB，CD，AEF，FG。（1）求F的最小函数依赖集Fm；（2）求R的候选码；（3）将R逐步分解为满足BCNF范式要求的关系模式。（要求写出规范化过程）答：(1)F的最小函数依赖集Fm为Fm=AB，CD，AEF，FG(2)R的候选码(A，C，E)(3)由于候选码为ACE，F中存在不符合BCNF要求的函数依赖，所以R不是BCNF选FG，关系模式R分解为:R1=FG，R2=ABCDEF； 关系模式R1的函数依赖集为FG，已是BCNF；关系模式R2上的函数依赖集为CD，AEF，FG，存在函数依赖，不是BCNF；选AEF，关系模式R2进一步分解为：R21=AEF，R22=ABCDE； 关系模式R21上保持的函数依赖集为AEF，已是BCNF； 关系模式R22上保持的函数依赖集为AB，CD，已正则覆盖，且候选码为(A，C，E)，故是BCNF；综上，R逐步分解为满足BCNF范式要求的关系模式为ABCDE，AEF，FG
