数据库系统概论期末试卷解析：从三级模式到BCNF分解

简介：《数据库系统概论》期末复习试题及答案，面向计算机相关专业本专科学生、期末备考者及考研基础复习人群。这份PDF完整收录一套数据库系统概论期末试卷，含20道单选题、填空题、简答题及数据库设计题，覆盖数据库管理系统与三级模式、数据独立性、E-R模型转换、关系代数与外连接、主码与唯一索引、函数依赖与范式、视图作用、事务隔离性、日志恢复、S锁/X锁、两段锁协议及死锁等核心考点，题目类型与常见期末考法高度契合，且每道题均配有标准答案，便于考前自测、逐题对照和查漏补缺。资源包共1个PDF文件，大小约421KB，内容精炼，适合打印或移动端随时翻阅。已有288人学习下载，可作为数据库系统概论课程期末复习的实用参考资料。

1. 数据库系统概论期末试卷：这份 PDF 到底值不值得花时间刷

先说结论：如果你正在备考《数据库系统概论》期末考，或者在找工作前想快速捡起关系数据库的核心概念，这份试卷 PDF 是少见的「一套题覆盖整本书」的资料。它不像很多网上流传的题库那样只有选择题或者只有简答题，而是完整的一套卷子——20 道单选、9 道填空、3 道简答、5 道设计题、1 道综合题，而且每道题都带参考答案和评分标准。我拆完这套题的感觉是：它实际上把三级模式、关系代数、SQL 设计、范式分解、事务并发控制这些数据库系统概论的必修考点全部串了一遍，连 E-R 图转关系模型的细节都没放过。

这套题适合两类人。一类是考前想自测的在校生，按两个小时限时做一遍，再对答案，基本能定位自己哪块知识是黑匣子；另一类是像我们这样工作几年后想复习数据库基础的人，不需要从头翻教材，直接拿这套题当索引，看到哪个题卡住了，再回去翻那一章。下面我按试卷的结构拆开讲，哪些题是送分题、哪些题藏着坑、设计题的标准写法是什么样。

2. 选择题背后的考点地图：三级模式、关系代数与锁机制

2.1 三级模式与两级映象：四道题其实在考同一张图

试卷选择题第 4、5、16、20 题看起来分散，实际上都在考同一个东西：数据库三级模式结构和两级映象。第 4 题问物理独立性，正确答案是「用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的」，这句话的关键在于物理独立性指的是内模式改变时应用程序不用改，改的是模式与内模式之间的映象。第 5 题问逻辑数据独立性要修改什么，答案是「模式与外模式之间的映象」——外模式不变，模式变了，只要调整映象就能让应用程序感知不到变化。

这两题是典型的「背了就会、不背就懵」的题，但很多人会搞混。我的记忆技巧是：逻辑独立性靠外层映象撑，物理独立性靠内层映象撑。你可以想象成三层楼，模式和内模式之间是地基和楼层的关系，外模式和模式之间是用户视角和实际表结构的关系。改地基不动楼层，改楼层不动用户看到的窗户，这就是两级映象存在的意义。

第 16 题考事务隔离性，原话是「一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的」。很多人会把隔离性和持久性混淆，其实隔离性对应的是并发控制中的锁和隔离级别，而持久性对应的是日志和恢复机制。第 20 题考两段锁协议，选项 D 是「Slock A …Unlock A ……Slock B …Xlock C」，这个顺序违反了「先封锁后释放、所有封锁在释放之前」的两段锁原则——两段锁要求任何事务的加锁段必须在解锁段之前，一旦开始解锁就不能再加锁。

2.2 关系代数与外连接：第 8、9 题的等价变换逻辑

第 8 题问 R∩S 等价于什么，答案是 S-(S-R)。这题考的是关系代数的基本等价变换，很多人会用集合论的直觉去推，但关系代数的减法和集合减法一致，S-(S-R) 的语义是：先算出 S 中不在 R 里的部分，再用 S 减去这部分，剩下的就是 S 和 R 的交集。这题不难，但和后面 SQL 中的 NOT EXISTS 写法有直接关联——你会发现 NOT EXISTS 双嵌套本质上就是在做这种集合差运算。

第 9 题是学生和宿舍的左外连接问题。题目说有的学生不住宿、床位可能空闲，要列出所有住宿情况和空闲床位，答案是左外连接。这里的坑在于：全外连接会同时保留没有学生的床位和没有床位的学生，但题目只要求列出"住宿和宿舍分配的情况"，没有学生的宿舍算空闲床位吗？不算，因为学生关系在左边，要以学生表为保留端。判断用左连接还是右连接的标准很简单：谁的信息不能丢，谁就是保留端。

2.3 SQL 建表与授权：第 10、11 题的语法细节

第 10 题给了建表语句，问哪个元组能插入。表结构是 Sno CHAR(4) 主键、Sname CHAR(8) NOT NULL、Sex 和 Age 允许为空。正确答案是 D：'5021'，'刘祥'，NULL，NULL。这题的坑在选项 C——Sname 是 NOT NULL，传 NULL 会被拒绝；选项 B 的主键是 NULL，直接违反实体完整性；选项 A 的男没有加引号，SQL 里字符串必须用单引号包裹。看起来是语法题，实际上考的是主键非空加 NOT NULL 约束的综合判定。

第 11 题考 GRANT 授权语句的语法，正确答案是GRANT UPDATE(QTY) ON SPJ TO 李勇。两个易错点：列名要写在 UPDATE 后面的括号里，用户名前不能加引号——这是很多教材的写法差异，SQL Server 的 T-SQL 里用户标识符不加引号，加了反而当成字符串字面量。

3. 填空与简答：把散碎知识点焊成答题框架

3.1 填空题的九个采分点：从完整性约束到死锁

填空题第一题问关系数据模型由关系数据结构、关系操作和什么组成，答案是关系完整性约束。这题如果丢分，说明教材第一章的整体框架没建立起来——关系模型的三要素是结构、操作、完整性约束，它们是并列关系，不是包含关系。第二题问自然连接的前提，答案是共有的属性，这属于送分题。

第三题是个考点密集的地方：在 Sname 列上建立唯一索引，答案是CREATE UNIQUE INDEX 索引名 ON student(Sname)。注意题目原文写的是 CREATE 后面缺了 UNIQUE，而参考答案里补全了。这个细节提醒我们：唯一索引和普通索引的区别必须靠 UNIQUE 关键字体现。我在工作中确实遇到过这种问题，业务上要求手机号唯一，结果开发建了普通索引，数据照样录入了重号，后来靠排查才发现索引语义错了。

第四题问!=ALL等价于什么运算符，答案是 NOT IN。这在面试里也常考，!=ALL是「不等于所有」，NOT IN 也是「不在集合中」，两者语义等价。但要注意 NULL 的坑：如果子查询结果里包含 NULL，NOT IN 的查询会返回空结果集，因为 NULL 参与比较的结果是 UNKNOWN。这个问题在后面的避坑章节我会重点讲。

第五题给函数依赖求候选码，R(A，B，C，D)，F={A→B，A→C，A→D，（B，C）→A}，候选码是 A 和（B，C），R 属于 BCNF。这题比设计题里的分解简单，但原理一样：候选码的判断要看哪些属性不落在任何函数依赖的右边，A 和 B、C 的组合都能推导出全部属性。第六题填 E-R 图冲突类型，答案是命名冲突，三种冲突是属性冲突、命名冲突、结构冲突，这题背下来即可。

第七、八、九题分别是事务是 DBMS 的基本单位、死锁的定义、可串行性是并发事务正确性的准则。这三题属于数据库系统概论的核心术语，考的就是你知不知道事务的定义和并发控制的终极目标。可串行性这个概念特别重要，它意味着并发执行的调度结果等于某个串行调度的结果，这是判断并发正确性的黄金标准。

3.2 简答题的标准答法：参照完整性、视图作用与日志原则

简答题三道题的参考答案值得仔细品。第一题问参照完整性规则，参考答案说的是：若属性 F 是基本关系 R 的外码，它与基本关系 S 的主码 Ks 相对应，则 R 中每个元组在 F 上的值必须取空值或等于 S 中某个元组的主码值。注意采分点：指明 F 是外码、与 S 的主码对应、取空值或等于主码值——三句话各一分，少一句都要扣分。这告诉我一个备考经验：简答题别写长句，把采分点拆成独立的短句，阅卷老师扫一眼就能给分。

第二题问视图的作用，参考答案列了四条：简化用户操作、多角度看待同一数据、对重构数据库提供一定程度的逻辑独立性、对机密数据提供安全保护。这四条里最容易被忽略的是「逻辑独立性」——当数据库重构时，通过视图层可以屏蔽底层表结构变化对应用程序的影响，这和选择题第 5 题是同一个知识点的不同考法。

第三题问登记日志文件必须遵循的原则，有两层：一是登记次序严格按并发事务执行的时间次序，二是必须先写日志文件、后写数据库。第二层特别关键，这对应的是数据库恢复里的 Write-Ahead Logging 策略——如果先写数据库再写日志，数据库崩溃时日志里缺失了本次修改，恢复过程就无法还原，导致数据不一致。我当时复习到这里专门去翻了教材的恢复章节，把日志和后备副本的区别彻底搞清才放心。

4. 设计题实战：从 SQL 写出到范式分解的完整推演

4.1 把 SQL 查询翻译成汉语和关系代数：第 1 题的两种答案

设计题第一大题给了一个教学库的场景，有三个表 S、C、SC，SQL 语句问的是「张三同学没有选修的课程的课程号」，要求用汉语阐述含义，并写成等价的关系代数。汉语翻译不说了，关键是关系代数的写法：

πCNO(C) - πCNO(σSNAME='张三'(S) ⋈ SC)

这个表达式的逻辑是：先查出张三选修过的课程号，在 C 表里求出所有课程号，两者做差，剩下的就是没选修的。这里注意一个细节：σSNAME='张三'(S) 和 SC 做自然连接会先过滤出张三的选课记录，再投影课程号。如果先做 S 和 SC 的全连接再选择，效率差很多，语义上也可能出错。评分标准说得很清楚：两个关系的差 1 分，σ 选择和连接 1 分，任意一个错误不给分。

等价的关系代数还有一个写法 πCNO(C) - πCNO(σSNAME='张三'(S ⋈ SC))，这个也允许。两种写法本质上都是「全集减去子集」，和选择题第 8 题的 S-(S-R) 是同一个思想。我在实际写查询时经常用这个套路：要查「不在某个集合里的数据」，优先想 NOT IN 或差运算，但要警惕 NOT IN 遇到 NULL 的坑，后文专门讲。

4.2 UPDATE、CREATE VIEW 和双层 NOT EXISTS：三个典型 SQL 场景

第二、三、四题分别考 UPDATE、CREATE VIEW 和 NOT EXISTS 双重否定查询。先看 UPDATE 加薪题：

UPDATE EMP SET SALARY = SALARY + 200 WHERE SALARY < 1000 AND SEX = '女';

这题有三个得分点：UPDATE EMP 表名正确、SET 子句里的加薪表达式正确、WHERE 里的两个条件都齐全。参考答案特别注明：少 SET 不给分，条件少任何一个不得分，把 1000 写成 '1000' 也不得分——因为 SALARY 是数值型，写成字符串会触发隐式转换，虽然有些数据库会宽容处理，但严格评分时算错。这个「数值不写引号」的细节，在工作中写 SQL 也要养成习惯。

再看视图题：

CREATE VIEW VIEW6 AS SELECT ENO, ENAME FROM EMP WHERE SEX = '女' AND ENO IN ( SELECT MGR_ENO FROM DEPT );

这个视图查的是女车间主任的职工号和姓名。参考答案给了第二种写法——用 DEPT 和 EMP 做连接：

CREATE VIEW VIEW6 AS SELECT ENO, ENAME FROM DEPT, EMP WHERE MGR_ENO = ENO AND SEX = '女';

两种写法都可得满分。注意评分标准里强调「少 VIEW 或将 VIEW6 写成其它名称不给分」，这是提醒你视图的关键字是 CREATE VIEW，不是 CREATE TABLE。视图本质上是虚拟表，但创建语法必须用 VIEW，我在面试别人时也常拿这个点考察基础牢固程度。

第二题的子查询比较难，要求找出至少供应了代号为 '256' 的商店所供应的全部商品的其它商店。经典的解法是双重 NOT EXISTS——先找出 256 商店供应的全部商品集合，再查其它商店中不存在「某个 256 供应的商品而该商店没供应」的情况：

SELECT ANAME, CITY FROM A WHERE NOT EXISTS ( SELECT * FROM B WHERE EXISTS ( SELECT * FROM AB AB1 WHERE A# = '256' AND B# = B.B# ) AND NOT EXISTS ( SELECT * FROM AB AB2 WHERE A# != '256' AND A# = A.A# AND B# = B.B# ) );

这段 SQL 是整套卷子里最考验逻辑的语句。内层的 EXISTS 限定 B 是 256 商店供应的商品，第二个 NOT EXISTS 检查当前商店 A 是否缺了某个商品，如果缺了就说明不是「至少供应了全部商品」。外层 NOT EXISTS 再取反，找出不缺任何这些商品的其它商店。我在项目里写「找出买了全部商品品类」的客户时也用同样的双层 NOT EXISTS 结构，这个模式值得反复手写直到熟练。

4.3 五步 BCNF 分解：从候选码到每一级范式的操作清单

设计题第五题是整卷的压轴题：R（A，B，C，D，E），F = { ABC→DE，BC→D，D→E }，要求求候选码、判断范式、分解到 BCNF。参考答案我一直认为是整套卷里写得最好的部分，因为它把分解过程按步骤拆开了。

第一步求候选码。观察函数依赖右边出现的属性：D 和 E 都出现在右边，左边有 A、B、C。由 BC→D，D→E，可知 BC 能推出 D、E，加上 ABC→DE，可以推导出 A、B、C 能推出所有属性。进一步看，A 不出现在任何依赖的右边，必须包含在候选码里，而 ABC 的闭包是全部属性，所以候选码是（A，B，C）。

第二步判断范式。因为存在非主属性 D 对候选码的部分函数依赖——D 可以由 BC 单独推出，而 BC 是候选码的真子集——所以 R 属于 1NF，不是 2NF。这一步的判据要背熟：主属性是候选码包含的属性，非主属性对候选码的部分函数依赖导致 1NF 到 2NF 的差距。

第三步开始分解。首先消除部分函数依赖，把 R 分成 R1(A，B，C) 和 R2(B，C，D，E)。R1 中（A，B，C）是候选码，没有非平凡函数依赖；R2 中还保留着（B，C）→D 和 D→E 两个依赖，其中 E 通过 D 传递依赖于（B，C），所以 R2 是 2NF，不是 3NF。

第四步消除 R2 中的传递依赖，把 R2 分解成 R21(B，C，D) 和 R22(D，E)。R21 的候选码是（B，C），唯一依赖是（B，C）→D，决定因素是候选码；R22 的候选码是 D，唯一依赖 D→E，决定因素也是候选码。

第五步检查 BCNF。这三个关系模式中所有函数依赖的决定因素都是候选码，所以都是 BCNF。判断 BCNF 的标准就一句话：每个非平凡函数依赖 X→Y，X 必须是超码。这比 3NF 的「非主属性对码没有传递依赖」更严格——3NF 允许决定因素不是码但被依赖属性是主属性，BCNF 彻底不允许任何属性被非码属性决定。

我整理成一张表方便对照：

这张表是我复习范式时常用的自查模板，每次遇到分解题都先把候选码求出来，再逐个依赖判断决定因素是否超码，最后动手拆。

5. 范式分解与 SQL 查询避坑指南：五个实测翻车现场

5.1 NOT IN 遇上 NULL：查询结果莫名为空

去年我在一个统计报表需求里写了 NOT IN 子查询，本地测试数据少，结果正常，上了生产环境后某些门店的数据对不上。排查了半天发现是子查询结果集里包含了 NULL。这里的现象是：一条简单的WHERE id NOT IN (SELECT ... FROM ...)返回空结果集，但去掉 NULL 数据后就正常。

原因是 SQL 的三值逻辑：NULL 参与 NOT IN 比较时，结果永远是 UNKNOWN，不是 TRUE，因此所有行都被过滤掉了。解决方法是改写为 NOT EXISTS，或者先对子查询结果做 IS NOT NULL 过滤。从那以后，凡是要用 NOT IN 的查询，我都会先确认子查询的字段是否有 NOT NULL 约束。这套试卷第 4 题填空考了!=ALL等价 NOT IN，就是这个知识点的信号，如果你做错了，说明三值逻辑这块是盲区。

5.2 候选码判断漏了 L 类属性：规范化方向全错

一道函数依赖题，F = { ABC→DE，BC→D，D→E }，很多人第一步求候选码就出错。现象是有人写了（A，B，C，D），理由是 D 也是决定因素左边的属性；有人写（A，B），理由是 BC 和 ABC 都能推出 D。原因在于他们没有先找出「不出现在函数依赖右边的属性」——A、B、C 里只有 A 完全不出现在右边，B 和 C 出现在 ABC 和 BC 的左边，所以候选码必须包含 A、B、C。解决方法是：先找存在于函数依赖左边但绝不出现在右边的属性，这些属性必然属于候选码；再验证它们的闭包能否覆盖全部属性，不能覆盖再加属性。

5.3 视图创建少了 VIEW 关键字：语法报错还是语义错误

做设计题第四题时，有人写成CREATE VIEW6 AS SELECT ...，少了 VIEW 关键字。现象是语法检查直接报错，但有些数据库会误以为是 CREATE TABLE，导致表结构建错。原因是 SQL 语法中 CREATE VIEW 是固定搭配，不能省略。解法很简单：先在草稿纸上写完整句CREATE VIEW 视图名 AS 查询语句，再逐词对照检查。这是白送分的题，丢分实在可惜。

5.4 外连接方向选反：该保留的行被过滤掉

选择题第 9 题考外连接，实际项目里这个坑比想象中多。现象是：统计所有学生的住宿情况时用了右外连接，结果没有住宿的学生记录全部消失。原因是右外连接以右表为保留端，题目里学生表是左表，应该用左外连接。解决的方法是先确定「哪张表的信息必须全部保留」，再决定连接方向。如果两张表的记录都需要保留，才用全外连接。

5.5 INSERT 违反约束：报错信息看了但不理解

选择题第 10 题给了四种元组，正确答案只有一个。实际写代码时，违反主键或 NOT NULL 约束的 INSERT 会直接抛异常。很多初学者看到Duplicate entry或Column 'Sname' cannot be null的报错就慌了，原因是没有把表约束和报错信息对应起来。解决方法是：建表时把每个字段的约束写在注释里，INSERT 之前先检查主键是否重复、NOT NULL 字段是否有值。这套试卷的建表题就是训练这个能力的最佳素材。

6. 综合题里的 E-R 图：一张能直接套用的检查清单

综合题考的是工厂-产品-职工的 E-R 图设计，要求画实体、联系、属性，再转关系模型，标注主码外码。参考答案的评分标准特别细：三个实体各 1 分，属性漏写错写不给分；两个联系各 1 分，联系类型错误不给分。我平时画 E-R 图容易犯的毛病是只画实体和联系，忘记写联系属性，或者把 1:n 联系错误判断成 m:n。这里有一个把「规范答案」变成操作习惯的检查清单，每次画完照着过一遍基本不会丢分。

第一步检查实体。工厂有工厂编号、厂名、地址；产品有产品编号、产品名、规格；职工有职工号、姓名、聘期、工资。注意聘期和工资是职工和工厂联系的属性，因为职工在工厂工作才有了聘期和工资，所以它们在关系模式转换时落在职工关系里，而不是工厂关系里。

第二步检查联系。工厂和产品之间是 m:n 联系，语义是「每个工厂生产多种产品，每种产品可以在多个工厂生产」，联系属性是计划数量。工厂和职工之间是 1:n 联系，语义是「每名职工只能在一个工厂工作」，但注意工厂聘用职工有聘期和工资，这两个属性属于联系。

第三步检查关系模式转换。m:n 联系单独拆成一张关系表，属性包含两端实体主码加联系属性；1:n 联系把联系属性并入 n 端实体。参考答案给出四个关系模式：工厂（工厂编号，厂名，地址）、产品（产品编号，产品名，规格）、职工（职工号，姓名，工厂编号，聘期，工资）、生产（工厂编号，产品编号，计划数量）。职工表里并入的工厂编号就是外码。

第四步标注主码外码。工厂主码是工厂编号，无外码；产品主码是产品编号，无外码；职工主码职工号，外码工厂编号；生产主码是（工厂编号，产品编号），外码是工厂编号和产品编号。

这四步是我面试中级开发时必考的一道现场题，因为 E-R 图设计能力直接反映一个人对业务实体的抽象水平。我自己以前画 E-R 图也翻过车——把「计划数量」当成产品属性而不是生产联系属性，导致转关系模式时字段放错位置。后来我每次画图都先确定「这个属性是描述单个实体的，还是描述实体之间关系的」，再动手画，基本不会再犯同类错误。

这套试卷刷到最后，我最深的体会是：数据库系统概论期末考试其实是在考「你能不能把概念模型、逻辑模型、物理模型三层串起来」。选择题考概念，设计题考逻辑模型落地，综合题考最前面的概念模型设计。我建议你至少把设计题的四道 SQL 题和一道范式分解题按参考答案重新默写一遍，不要只看。默写时注意每个得分点，这才是这套 PDF 最有价值的地方——它把阅卷标准都写在答案里了，照着标准练习，考场上就不会有「觉得自己写对了但被扣分」的玄学。希望帮到你。

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