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隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展，大量的數(shù)據(jù)被各種應(yīng)用程序所產(chǎn)生和處理，數(shù)據(jù)庫已成為現(xiàn)代計算機技術(shù)中不可或缺的一部分。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)從單機數(shù)據(jù)庫拓展至分布式、云數(shù)據(jù)庫、NoSQL等諸多領(lǐng)域。
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考試中的數(shù)據(jù)庫原理及其應(yīng)用題，不僅需要對這一技術(shù)的基本理論有充分的理解，還要掌握數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的實際操作技巧和方法。因此，通過練習(xí)題，提高對數(shù)據(jù)庫原理及其應(yīng)用的掌握和理解是非常必要的。
下面介紹一些練習(xí)題：
1. 數(shù)據(jù)庫中存儲數(shù)據(jù)的方式一般有哪幾種，各自有哪些特點？
2. 班級成績單的數(shù)據(jù)表設(shè)計如何？
3. 數(shù)據(jù)庫中的事務(wù)是什么？為什么需要事務(wù)？
4. SQL查詢語句中的distinct和group by有什么區(qū)別？
5. SQL中常見的連接方式是哪些？它們之間有什么區(qū)別？
以上五道題目，涉及到數(shù)據(jù)庫的基本概念、表的設(shè)計、事務(wù)處理以及SQL語句中的關(guān)鍵字等等，考慮到原理和應(yīng)用都涉及到，且實際操作中也經(jīng)常使用，做這些練習(xí)題能有效幫助我們深化對數(shù)據(jù)庫的理解和操作技巧。
1. 數(shù)據(jù)庫中存儲數(shù)據(jù)的方式一般有哪幾種，各自有哪些特點？
答：一般來說，數(shù)據(jù)庫中存儲數(shù)據(jù)的方式有以下幾種：
1）關(guān)系型數(shù)據(jù)庫：以表格的形式存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間可以通過主鍵、外鍵等聯(lián)系起來。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫更大的特點就是具有事務(wù)的ACID特性，具有非常高的穩(wěn)定性和安全性。
2）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫：將數(shù)據(jù)抽象成對象，對象之間可以繼承、組合等方式關(guān)聯(lián)起來。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫適合存儲復(fù)雜結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，但對于處理大量簡單數(shù)據(jù)，效率略遜于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。
3）XML數(shù)據(jù)庫：XML是結(jié)構(gòu)化的文檔格式，XML數(shù)據(jù)庫就是以XML文檔的形式來存儲或處理數(shù)據(jù)。XML數(shù)據(jù)庫可以處理半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、具有良好的靈活性。“文本化”的存儲格式不利于索引和查詢，處理效率相對較低。
4）NoSQL數(shù)據(jù)庫：不確定或不固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，支持?jǐn)?shù)據(jù)的動態(tài)迭代和記錄，具有橫向擴展能力，利用分布式技術(shù)實現(xiàn)高可用性和可擴展性。但這種非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的ACID一般是通過保證最終一致性來實現(xiàn)的。
2. 班級成績單的數(shù)據(jù)表設(shè)計如何？
答：班級成績單的數(shù)據(jù)表設(shè)計一般需要在進(jìn)行目標(biāo)分析和需求分析后，明確班級成績單包含的數(shù)據(jù)項，并通過數(shù)據(jù)建模等過程來設(shè)計數(shù)據(jù)表的字段名、數(shù)據(jù)類型、大小、約束等屬性。
一個班級成績單的數(shù)據(jù)表，應(yīng)該至少包含成績單編號、學(xué)生編號、學(xué)生姓名、科目名稱、科目編號、考試成績、平均分等數(shù)據(jù)項。
具體的數(shù)據(jù)項設(shè)計如下：
成績單編號：一般為自增長的數(shù)字。
學(xué)生編號：學(xué)生編號是學(xué)生的唯一標(biāo)識。
學(xué)生姓名：學(xué)生的姓名信息。
科目名稱：科目的名稱信息。
科目編號：科目編碼是科目的唯一標(biāo)識。
考試成績：成績單中的具體考試成績數(shù)據(jù)。
平均分：統(tǒng)計整個班級的均分，一般以科目為分組進(jìn)行求平均的方式進(jìn)行統(tǒng)計。
3. 數(shù)據(jù)庫中的事務(wù)是什么？為什么需要事務(wù)？
答：事務(wù)指的是一個或多個數(shù)據(jù)庫操作的，它們組成了一個最小的工作單元，并且這個工作單元要么完全成功地執(zhí)行，要么完全地回滾（如果出現(xiàn)任何錯誤或崩潰，）事務(wù)是數(shù)據(jù)庫中的一種機制，用來確保數(shù)據(jù)庫操作的一致性和完整性，防止在數(shù)據(jù)操作中出現(xiàn)意外的錯誤導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞或丟失。
事務(wù)按照ACID特性保證數(shù)據(jù)庫操作的一致性和完整性：
1）原子性（Atomicity）：事務(wù)的操作是一個不可割裂的整體，事務(wù)中的所有操作要么全部完成，要么全部放棄，不允許出現(xiàn)部分操作完成、部分操作不完成的情況。
2）一致性（Consistency）：事務(wù)執(zhí)行前后，數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足某些規(guī)則、約束，不會破壞數(shù)據(jù)的完整性、一致性、正確性。
3）隔離性（Isolation）：事務(wù)之間是相互隔離的，一個事務(wù)的操作不應(yīng)該影響另一個事務(wù)的操作。
4）持久性（Durability）：事務(wù)處理完成后，數(shù)據(jù)的修改應(yīng)該永久保存在系統(tǒng)中。
為什么需要事務(wù)？事務(wù)是數(shù)據(jù)庫管理和操作中最重要和最基本的概念之一。它在一個復(fù)雜的操作中允許多個任務(wù)同時進(jìn)行，成功后對所有的操作任務(wù)應(yīng)用提交操作。所有的操作都是同時發(fā)生的，所以成為了一致性數(shù)據(jù)庫引擎的必須組成部分。當(dāng)操作失敗時，所有在該次事務(wù)中的操作都被回滾，不會對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)造成損害。
4. SQL查詢語句中的distinct和group by有什么區(qū)別？
答：在 SQL 查詢語句中，DISTINCT 和 GROUP BY 都是用來去除重復(fù)的數(shù)據(jù)，但在處理方式上是有區(qū)別的：
DISTINCT:
DISTINCT 關(guān)鍵字是用于去除結(jié)果集中重復(fù)的行，以得到唯一結(jié)果集。DISTINCT 可以用于單個字段或多個字段，例如：
SELECT DISTINCT field1, field2 FROM table1;
GROUP BY:
GROUP BY 關(guān)鍵字是用于將結(jié)果集中所需的行根據(jù)一個或多個字段進(jìn)行分組，以便用聚合函數(shù)執(zhí)行計算。GROUP BY 只能用于單個或多個字段，例如：
SELECT field1, AVG(field2) FROM table1 GROUP BY field1;
5. SQL中常見的連接方式是哪些？它們之間有什么區(qū)別？
答：SQL 中最常見的連接方式有三種：INNER JOIN（內(nèi)連接）、LEFT JOIN（左連接）和RIGHT JOIN（右連接）。
INNER JOIN（內(nèi)連接）：
INNER JOIN 又稱為等值連接，它只返回匹配的行，該匹配必須基于表中的某些鍵的完全匹配。在執(zhí)行 INNER JOIN 時，只有那些相互匹配的數(shù)據(jù)才會被連接，這是連接中最常見的方式。語法如下：
SELECT * FROM table1 INNER JOIN table2 ON table1.column1=table2.column2;
LEFT JOIN（左連接）：
LEFT JOIN 用于從左表中返回所有行和右表中匹配的行。如果右表中沒有匹配的行，則該行將以 NULL 值顯示。在 LEFT JOIN 下，WHERE 子句可以搜索包括 NULL 值的結(jié)果，因為所有左表行都將顯示在結(jié)果中。語法如下：
SELECT * FROM table1 LEFT JOIN table2 ON table1.column1=table2.column2;
RIGHT JOIN（右連接）：
右連接返回右表中的所有行及那些與左表匹配的行。如果左表中沒有匹配的行，則該行將以 NULL 值顯示。右連接是 LEFT JOIN 的反向操作，因此其語法可以通過將關(guān)鍵字反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。語法如下：
SELECT * FROM table1 RIGHT JOIN table2 ON table1.column1=table2.column2;
總體而言，這三種連接方式的區(qū)別，可以通過看它們能否返回了左表、右表的所有值，以及它們在相互不匹配時的處理方式來進(jìn)行區(qū)分。
如果僅需要與兩個表之間的公共列求交，使用 INNER JOIN；如果左表的行不能在右表中找到匹配，則使用 LEFT JOIN；和相反，如果右表的行不能匹配左表，則使用 RIGHT JOIN。
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【數(shù)據(jù)庫歷年期末考試題】數(shù)據(jù)庫原理期末考試題
（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理試題(A)參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)
一、填空題（每空1分，共14分）
1、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2、 元組
3、 實體完整性 參照完整性
4、 1NF
5、 數(shù)據(jù)字典
6、 B R +BR B S B S +BR B S
7、 可串行的
8、 RAID
9、 動態(tài)Hash 方法 可擴展Hash 方法
10、 并發(fā)控制技術(shù) 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)
二、選擇題（每題1分，共10分）
1、 D 2、A 3、A 4、B 5、C 6、C 7、C 8、C 9、C 10、A
三、簡答題（每題4分，共16分）
1． 可以表示任何關(guān)系代數(shù)操作的5種基本代數(shù)操作是什么？
答: ? , – , ? , σ , π
注：1個1分，寫對4個即可得4分
2． 關(guān)系數(shù)據(jù)庫中常用的連接操作的實現(xiàn)算法有哪些？
答：循環(huán)嵌套連接算法（1分）、排序合并連接算法（1分）、hash 連接算法（1分）、索引連接算法（1分）。
3． 簡述B 樹和B+樹的區(qū)別。
答：（1）B+樹的葉子節(jié)點鏈在一起（2分）。（2）B+樹的內(nèi)節(jié)點不存放數(shù)據(jù)指針（2分）。
4． 什么是數(shù)據(jù)庫事務(wù)？什么是數(shù)據(jù)庫事務(wù)的原子性？
答：一個存取或更改數(shù)據(jù)庫的程序的運行稱為數(shù)據(jù)庫事務(wù)（2分）。事務(wù)中的所有操作要么全部被成功的完成且這些操作的結(jié)果被永久地存儲到數(shù)據(jù)庫中，要么這
個事務(wù)對數(shù)據(jù)庫和其它事務(wù)沒有任何影響。這種性質(zhì)稱為事務(wù)的原子性（2分）。
四、綜合題（每題12分，共60分）
（一）已知關(guān)系S ，P ，J ，SPJ 的關(guān)系模式為：
S （SNO ，SN ，CITY ）
P （PNO ，PN ，COLOR ）
J （JNO ，JN ，CITY ）
SPJ （SNO ，JNO ，PNO ，QTY ）
其中：SNO 為供應(yīng)商號，SN 為供應(yīng)商姓名，CITY 為所在城市；PNO 為零件號，PN 為 零件名稱，COLOR 為顏色；JNO 為工程項目號，JN 為工程項目名稱；QTY 為數(shù)量。
1、 試用
∏JN （（∏JNO ，PNO （SPJ ）÷ ∏PNO （P ∏JNO ，JN （J ））（4分）
2、試用完成下列查詢：把零件號為P2的零件重量增加5，顏色改為黃色。
UPDATE P
SET WEIGHT=WEIGHT+5,COLOR=’黃色’
WHERE PNO=’P2’; （4分）
3、試用完成下列查詢：取出1個以上供應(yīng)商提供的零件號。
SELECT PNO
FROM SPJ
GROUP BY PNO
HA VING COUNT （SNO ）≥1 （4分）
(二) 設(shè)某商業(yè)集團數(shù)據(jù)庫有三個實體集。一是“商店”實體集，屬性有商店編號、商店名、地址等；二是“商品” 實體集，屬性有商品編號、商品名、規(guī)格、單價等；三是“供應(yīng)商” 實體集，屬性有供應(yīng)商編號、供應(yīng)商名、地址等。
商店與商品間存在“銷售”聯(lián)系，每個商店可銷售多種商品，每個商品也可放在多個商店檔信胡銷售，每個商店行攔銷售一種商品，有月銷售量；供應(yīng)商與商品間存在著“供應(yīng)” 聯(lián)系，每個供應(yīng)商供應(yīng)多種商品，每種商品可以向多個供應(yīng)商訂購。供應(yīng)商供應(yīng)商品給每個商店有月供應(yīng)量。
（1）試畫出E-R 圖，并在圖上注明屬性。
（2） 將E–R 圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，并指明主鍵和外鍵。
（1）E-R 圖如圖所示。
（6分，其中實體2分、聯(lián)系2分、屬性2分）
（2）此E–R 圖轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模型如下
商店（商店編號，商店名，地址） 主碼為商店編號
供應(yīng)商（供應(yīng)商編號，供應(yīng)商名，地址） 主碼為供應(yīng)商編號
商品（商品編號，商品名，規(guī)格，單價）
銷售（商店編號，商品號，月銷售量）
主碼為（商店編號，商品號），外碼為商店編號和商品號
供應(yīng)（供應(yīng)商編號，商店編號，月供應(yīng)量）
主碼為（供應(yīng)商編號，商店編號），外碼為供應(yīng)商編號，商店編號
共6分，由于學(xué)生的寫法多樣，教師根據(jù)具體情況給分。
(三)1．設(shè)關(guān)系模式R 其中： U={A, B, C, D, E, P}
F={A→B,C→P,E→A,CE→D}
求出R 的所有候選關(guān)鍵字。
解：由計算可知： (CE)的閉包 = {ABCDEP}
而 C 的閉包={CP}
E 的閉包={ABE} （2分）
所以：R 的候選鍵為坦配 ： CE 。 （2分）
2．判斷下面的關(guān)系模式更高屬于第幾范式) ，并說明理由。
R({A,B,C},{AC→B,AB→C,B→C})
答：是1NF ,（2分） 因為該關(guān)系的候選鍵之一為AB, 又因為有B→C,存在部分函數(shù)依賴（2分）, 所以, 該關(guān)系為1NF.
3． 設(shè)關(guān)系R 具有屬性{O, I, S, A, B}，函數(shù)依賴{I->B, IS->A, A->O}。把R 分解成
3NF ，并使其具有無損連接性和函數(shù)依賴保持性。
答：{IB,ISA,AO}（4分）
(四) 設(shè)文件F 具有10000個記錄，每個記錄50字節(jié)，其中10字節(jié)用來表示文件的鍵值。每個磁盤塊大小1000字節(jié)，指向磁盤塊的指針占5字節(jié)，不允許記錄跨兩個塊。
（1） 如果為文件F 建立簡單hash 索引，使用100個hash 桶，則桶目錄需要多
少磁盤塊？平均每個桶需要多少磁盤塊？
答：（1）1 （2）10000個記錄/100個桶＝100個記錄每桶，（2分）100個記
錄×50字節(jié)每記錄/1000字節(jié)每塊＝5塊（2分）
（2） 如果為文件F 建立B +樹索引，各磁盤塊盡量裝滿，需要多少磁盤塊存儲索
引？
答：求秩D ：5D+10(D+1) D=67 （2分）
即每個葉節(jié)點能保存D-1=66個鍵值。所以葉節(jié)點數(shù)為?10000/66?
＝152個。（2分）
上一層的內(nèi)節(jié)點同樣有67個指針，是一個67叉的節(jié)點，
?10000/67?＝3，?3/67?＝1（2分）
因此B+樹的節(jié)點總數(shù)為152+3+1=156個。即需要156個磁盤塊
存儲B+樹索引。（2分）
(五) 對于教學(xué)數(shù)據(jù)庫S(S#，SNAME ，AGE ，SEX) ，SC(S#，C#，GRADE) ，C(C#，CNAME ，TEACHER) ?，F(xiàn)有一個查詢：檢索至少學(xué)習(xí)W ANG 老師所授一門課程的男學(xué)生學(xué)號和姓名。
1. 給出該查詢的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式，并畫出該表達(dá)式構(gòu)成的語法樹。
2. 使用啟發(fā)式優(yōu)化算法對語法樹進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化的語法樹。
解：(1) 關(guān)系代數(shù)表達(dá)式：
∏ S#,SNAME (σS.S#=SC.S#∧SC.C#=C.C#∧S.SEX=’男’ ∧teacher=’wang’（S×SC×C ）) （3分）
∏ S#,SNAME
S.S#=SC.S#∧SC.C#=C.C#∧S.SEX=’男’ ∧teacher=’wang’
（3分）
∏ S#,SNAME σSC.C#=C.C#
σteacher=’wang’
∏ S#,C# S.SEX=’男’
s
結(jié)果樹（3分） c sc （3分）
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