「深入掌握数据库」：数据库原理习题与解析(数据库原理习题与解析)

深入掌握数据库：数据库原理习题与解析

随着信息技术的迅速发展，数据库技术在各个领域大放异彩，成为了当今世界信息化建设的基石之一。作为数据库领域的从业者，我们应该更加深入地了解数据库原理，掌握基本的数据库操作技能，并熟练掌握数据库的设计、构建、维护和优化方法。本文将针对常见的数据库原理习题进行深入探讨，并提供相应的解析和经验分享，为读者提供有价值的学习帮助。

数据库原理习题与解析

一、基础概念部分

1.数据库的三级模式是指什么？

答：数据库的三级模式是指外模式、概念模式、内模式。

外模式是指用户界面与用户信息请求的语言之间的映射关系，也就是用户能够接触到的部分；概念模式是数据库的逻辑结构，而不是具体的物理结构，它提供了数据库整体的概念框架；内模式是数据库的物理结构，它是指数据在硬盘上存储的方式，从物理上保障了数据库的可靠性、高效性和稳定性。

2.关系代数中，“交”、“并”、“差”和“选择”操作分别代表什么含义？

答：关系代数中，“交”操作指的是求两个关系之间的交集；“并”操作指的是求两个关系之间的并集；“差”操作指的是求两个关系之间的差集；“选择”操作则是对某个关系中的若干行进行筛选，满足指定的条件。

3.数据库事务的四大特性是什么？

答：数据库事务的四大特性是原子性、一致性、隔离性、持久性。

原子性指的是事务应该被视作一条不可分割的整体，或者说是具有“不可分割性”，要么全部执行，要么全部不执行；一致性指的是事务执行前后，数据库应该始终处于合法的状态，即数据应该满足约束条件；隔离性指的是事务应该相互独立，不应该互相干扰；持久性指的是事务一旦提交，对数据的修改是永久性的，即使出现宕机等故障，数据也应该保持不变。

4.请简单说明关系型数据库与非关系型数据库的区别和优缺点。

答：关系型数据库采用的是基于关系模型的方式，通过表格（relation）的形式将数据存储在不同的列中，确保了数据的结构化。与之不同的，非关系型数据库则采用的是一种更加灵活的存储方式，其中包括文档型数据库、键值型数据库、图型数据库等。在数据存储和检索方面，非关系型数据库的效率更高，这种方式也更符合大数据的应用需求。

然而，关系型数据库的优势在于其提供了强一致性和个性化的事务支持，能够更好地保护数据的完整性和一致性。此外，关系型数据库的SQL语言相对较为标准化和统一化，开发者和用户的学习和使用成本较低。

二、 SQL操作部分

1.如何查询一个表中特定记录的行数？

答：可以使用 COUNT(*) 函数来查询一个表中特定记录的行数，如下：

SELECT COUNT(*) FROM table_name WHERE condition;

这里的 table_name 是要查询的表名，condition 是WHERE子句中的查询条件。

2.如何查询一个表中某个字段的平均值？

答：可以使用 AVG 函数来查询一个表中某个字段的平均值，如下：

SELECT AVG(column_name) FROM table_name WHERE condition;

这里的 column_name 是表示要查询的表中某个字段的名称，table_name 是要查询的表名，condition 是WHERE子句中的查询条件。

3. 如何查询一个表中某个字段的最小值和更大值？

答：可以使用 MIN 和 MAX 函数来查询一个表中某个字段的最小值和更大值，如下：

SELECT MIN(column_name), MAX(column_name) FROM table_name WHERE condition;

这里的 column_name 是表示要查询的表中某个字段的名称，table_name 是要查询的表名，condition 是WHERE子句中的查询条件。

三、数据库设计部分

1.什么是关系型数据库中的外键约束？

答：关系型数据库中的外键约束（Foreign Key Constrnt），表示两张表之间的联系，它保证了数据的一致性和完整性。这个约束会强迫关系被建立在它所属的表中已经存在的那个字段的基础上。

在MySQL中，可以通过在创建表时添加 FOREIGN KEY 关键字来实现外键约束，如下所示：

CREATE TABLE table1 (

table1_id INT NOT NULL,

data VARCHAR(100),

PRIMARY KEY (table1_id)

);

CREATE TABLE table2 (

table2_id INT NOT NULL,

table1_id INT,

data VARCHAR(100),

PRIMARY KEY (table2_id),

FOREIGN KEY (table1_id) REFERENCES table1(table1_id)

);

在上面的例子中，创建了两张表 table1 和 table2。其中，table2 包含一个外键，它指向 table1 表中的主键。

2.如何创建索引和优化查询？

答：在数据库设计中，索引被用于加速查询操作。我们可以通过 CREATE INDEX 命令在表中创建一个索引，来提高查询效率。例如，创建一个基于某个表中某个字段的索引可以通过下面这个语句实现：

CREATE INDEX index_name ON table_name (column_name);

此外，在查询语句中使用 EXPLN SELECT 可以帮助开发者分析查询的性能问题。这个命令会以表格的形式展示查询的执行计划、访问方式和具体的字段扫描情况等，开发者可以从中看到潜在的性能瓶颈，并优化查询语句。

结语

数据库是当前信息技术的基石之一，掌握数据库原理和操作技能对于从业人员至关重要。通过本文的介绍，我们可以更深入地了解数据库的三级模式、关系代数、事务的四大特性、SQL操作等基础概念以及数据库设计实践中的关键知识点，希望对读者有所帮助。

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数据库原理第四章简答题总结

第四章 关系数据库的模式设计

45. 什么是关系数据库：

关系数据库是以关系模型为基础的数据库，它利用关系来描述现实世界。一个关系既可以用来描述一个实体及其属性，也可以用来描述实体间的联系。关系实质上是一张二维表。

46. 一个关系模型有哪两个方面内容：

一个关系模型包括外延和内涵两个方面的内容。

外延就是通常所说的关系，或实例，或当前值。它与时间有关，随着时间的推移在不断变化。（由于元组的插入、删除、修改引起的）

内涵是与时间独立的，包括关系、属性、及域的一些定义和说明，还有各种数据完整性约束。

47. 数据完整性约束分为哪两类：

数据完整性约束分为静态约束和动态约束。

静态约束：包括各种数据之间的联系（数据依赖），主键的设计和关系值的各种限制枯轮等等。这一类约束是如何定义关系的有效数据问题。

动态约束：主要定义如插入、删除、和修改等各种操作的影响。

48. 关系数据库纤塌设计理论主要包括哪些内容：

关系数据库设计理论主要包括三个方面的内容：数据依赖、范式、模式设计方法。其中数据依赖起着核心的作用。

49. 数据库使用过程中存在的问题是什么：

数据冗余、更新异常、插入异常、删除异常。

50. 函数依赖（FD）的定义：

设有关系模式R（A1，A2，……，An）（即R（U）），X，Y是U的子集，r是R的任一具体关系，如果对r的任意两个元组t1，t2，由t1=t2导致t1=t2，则称X函数决定Y，或Y函数依赖于X，记为X→Y，X→Y为模式R的一个函数依赖。

或者说，对于X的每一个具体值，都有Y惟一的具体值与之对应，即Y值由X值决定，因而

这种数据依赖称为函数依赖。

51. 函数依毁败圆赖的逻辑蕴涵、FD的闭包F+：

52. 候选键、主属性、非主属性：

设有关系模式R（A1，A2，……，An），F是R的一个函数依赖集，X是{A1，A2，……，An}的一个子集。如果

① X→A1A2……An∈F+，且

② 不存在X真子集Y，使得Y→A1A2……An成立，则称X是R的候选键。

包含在任何一个候选键中的属性称为主属性，不包含在任何一个候选键中的属性称为非主属性。

53. 函数依赖的推理规则：

设有关系模式R（A1，A2，……，An）和属性集U= A1，A2，……，An，X，Y，Z，W是U的一个子集，F是R的一个函数依赖集，推理规则如下：

54. 什么是平凡的FD？平凡的FD可根据哪一条推理规则推出？

55. 关系模式的分解有几个不同的衡量标准：

分解具有无损联接;

分解要保持函数依赖;

分解既要保持依赖，又要具有无损联接。

57. 试叙保持函数依赖的定义：

58. 之一范式（1NF）：

如果关系模式R的所有属性的值域中每一个值都是不可再分解的值，则称R是属于之一范式模式。

59. 第二范式（2NF）：

如果关系模式R为之一范式，并且R中每一个非主属性完全函数依赖于R的候选键，则称R是第二范式模式。

60. 第三范式（3NF）：

如果关系模式R是之一范式，且每个非主属性都不传递依赖于R的候选键，则称R是第三范式的模式。

61. BCNF：

如果关系模式R是之一范式，且每个属性都不传递依赖于R的候选键，那么称R是BCNF的模式。从BCNF的定义可明显地得出如下结论：

（1） 所有非主属性对键是完全函数依赖。

（2） 所有主属性对不包含它的键是完全函数依赖。

（3） 没有属性完全函数依赖于非键的任何属性组。

如果模式R是BCNF，则它必定是第三范式，反之，则不一定。

62. 模式设计方法的原则：

关系模式R相对于函数依赖集F分解成数据库模式ρ＝｛R1，R2，……Rk｝，一般应具有下面三个特性：

（1） ρ中每个关系模式Ri是3NF或BCNF

（2） 保持无损联结

（3） 保持函数依赖集

（4） ρ中模式个数最少和属性总数最少。

63. 一个好的模式设计方法应符合哪三条原则：

表达性，分离性，最小冗余性。

表达性涉及到两个数据库模式的等价性问题，即数据等价和依赖等价，分别用无损联接和保持函数依赖性来衡量。

分离性是指属性间的“独立联系”应该用不同的关系模式表达。

最小冗余性要求在分解后的数据库能表达原来数据库的所有信息这个前提下实现。

关系模式设计方法基本上可以分为分解与合成两大类。

64. 多值依赖MVD：

设R（U）是属性集U上的一个关系模式，X，Y是U的子集，若对R（U）的任一关系r，对于X的一个给定的值存在着Y的一组值与其对应，同时Y的这组值又不以任何方式与U-X-Y中的属性相关，那么称Y多值依赖于X，记为X→→Y。

65. 平凡多值依赖：

66. 第四范式（4NF）：

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