正确答案:

题目：某高校管理信息系统的数据库设计过程中，（1）阶段是在需求分析的基础上，对用户信息加以分类、聚集和概括，建立信息模型，并依照选定的数据库管理系统软件，转换成为数据的（2），再依照软硬件环境，最终实现数据的合理存储。

解析：通常将数据库设计分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和数据库物理设计4个阶段。需求分析是指收集和分析用户对系统的信息需求和处理需求，得到设计系统所必需的需求信息，建立系统说明文档。其目标是通过调查研究，了解用户的数据要求和处理要求，并按一定格式整理形成需求说明书。概念结构设计阶段的目标是对需求说明书提供的所有数据和处理要求进行抽象与综合处理，按一定的方法构造反映用户环境的数据及其相互联系的概念模型，即用户的数据模型或企业数据模型。这种概念数据模型与DBMS无关，是面向现实世界的、极易为用户所理解的数据模型。为保证所设计的概念数据模型能正确、完全地反映用户的数据及其相互关系，便于进行所要求的各种处理，在本阶段设计中可吸收用户参与和评议设计。在进行概念结构设计时，可先设计各个应用的视图，即各个应用所看到的数据及其结构，然后再进行视图集成，以形成一个单一的概念数据模型。这样形成的初步数据模型还要经过数据库设计者和用户的审查与修改，最后形成所需的概念数据模型。逻辑结构设计阶段的设计目标是把上一阶段得到的与DBMS无关的概念数据模型转换成等价的，并为某个特定的DBMS所接受的逻辑模型所表示的概念模式，同时将概念设计阶段得到的应用视图转换成外部模式，即特定DBMS下的应用视图。在转换过程中要进一步落实需求说明，并满足DBMS的各种限制。该阶段的结果是用DBMS所提供的数据定义语言（DDL）写成的数据模式。逻辑设计的具体方法与DBMS的逻辑数据模型有关。逻辑模型应满足数据库存取、一致性及运行等各方面的用户需求。物理设计阶段的任务是把逻辑设计阶段得到的满足用户需求的已确定的逻辑模型在物理上加以实现，其主要的内容是根据DBMS提供的各种手段，设计数据的存储形式和存取路径，如文件结构、索引的设计等，即设计数据库的内模式或存储模式。数据库的内模式对数据库的性能影响很大，应根据处理需求及DBMS、操作系统和硬件的性能进行精心设计。

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学习资料的答案和解析：

[单选题]在数据库设计的需求分析阶段应完成包括（）在内的文档。

数据字典和数据流图

解析：本题考查数据库设计方面的相关知识。数据库的设计主要分为：需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段。需求分析阶段的任务是对现实世界要处理的对象（组织、部门和企业等）进行详细调查，在了解现行系统的概况、确定新系统功能的过程中收集支持系统目标的基础数据及处理方法。需求分析是在用户调查的基础上，通过分析，逐步明确用户对系统的需求。在需求分析阶段应完成的文档是数据字典和数据流图。概念设计阶段的任务是完成用户的数据模型，这种模型是与DBMS无关的概念模型，常见的有E-R模型。逻辑设计阶段的任务是将概念模型转换成具体的关系模式。物理设计阶段的任务是将关系模式加入DBMS的特性，成为具体某个DBMS的数据库。

[单选题]若关系模式中存在非主属性对码的部分依赖，则该关系模式属于（）

1NF

解析：若关系模式R的每一个分量是不可再分的数据项，则关系模式R属于第一范式（1NF）；若关系模式属于1NF，且每一个非主属性完全依赖于码，则关系模式R属于2NF。换句话说，当1NF消除了非主属性对码的部分依赖，则该关系模式属于1NF。

[单选题]在数据库设计的（）阶段进行关系规范化。

逻辑设计

解析：本题考查数据库设计基础知识。数据库设计通常分为4个阶段：需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计。需求分析阶段的主要工作是分析当前和未来应用的数据要求。概念设计阶段将完成E-R建模。逻辑设计阶段将E-R模型转换成关系模式，并使用规范化理论对模式进行优化处理。物理设计阶段通常是完成将逻辑设计产生的关系模式结合DBMS的特性，形成能操作的数据库的过程。

[单选题]在数据库系统中，“事务”是访问数据库并可能更新各种数据项的一个程序执行单元。为了保证数据完整性，要求数据库系统维护事务的原子性、一致性、隔离性和持久性。针对事务的这4种特性，考虑以下的架构设计场景。假设在某一个时刻只有一个活动的事务，为了保证事务的原子性，对于要执行写操作的数据项，数据库系统在磁盘上维护数据库的一个副本，所有的写操作都在数据库副本上执行，而保持原始数据库不变，如果在任一时刻操作不得不中止，系统仅需要删除副本，原数据库没有受到任何影响。这种设计策略称为（1）。事务的一致性要求在没有其他事务并发执行的情况下，事务的执行应该保证数据库的一致性。数据库系统通常采用（2）机制保证单个事务的一致性。事务的隔离性保证操作并发执行后的系统状态与这些操作以某种次序顺序执行（即可串行化执行）后的状态是等价的。两阶段锁协议是实现隔离性的常见方案，该协议（3）。持久性保证一旦事务完成，该事务对数据库所做的所有更新都是永久的，如果事务完成后系统出现故障，则需要通过恢复机制保证事务的持久性。假设在日志中记录所有对数据库的修改操作，将一个事务的所有写操作延迟到事务提交后才执行，则在日志中（4）。当系统发生故障时，如果某个事务已经开始，但没有提交，则该事务应该（5）。

解析：本题主要考查数据库系统架构设计知识。在数据库系统中，“事务”是访问并可能更新各种数据项的一个程序执行单元。为了保证数据完整性，要求数据库系统维护事务的原子性、一致性、隔离性和持久性。题干中第1个架构设计场景描述了数据库设计中为了实现原子性和持久性的最为简单的策略：“影子拷贝”。该策略假设在某一个时刻只有一个活动的事务，首先对数据库做副本（称为影子副本），并在磁盘上维护一个dp_pointer指针，指向数据库的当前副本。对于要执行写操作的数据项，数据库系统在磁盘上维护数据库的一个副本，所有的写操作都在数据库副本上执行，而保持原始数据库不变，如果在任一时刻操作不得不中止，系统仅需要删除新副本，原数据库副本没有受到任何影响。题干中的第2个架构设计场景主要考查考生对事务一致性实现机制的理解。事务的一致性要求在没有其他事务并发执行的情况下，事务的执行应该保证数据库的一致性。数据库系统通常采用完整性约束检查机制保证单个事务的一致性。题干中的第3个架构设计场景主要考查数据库的锁协议。两阶段锁协议是实现事务隔离性的常见方案，该协议通过定义锁的增长和收缩两个阶段约束事务的加锁和解锁过程，能够保证事务的串行化执行，但由于事务不能一次得到所有需要的锁，因此该协议可能会导致死锁。题干中的第4个架构设计场景主要考查数据库的恢复机制，主要描述了基于日志的延迟修改技术（Deferred-ModificationTechruque）的设计与恢复过程。该技术通过在日志中记录所有对数据库的修改操作，将一个事务的所有写操作延迟到事务提交后才执行，日志中需要记录“事务开始”和“事务提交”时间，还需要记录数据项被事务修改后的新值，无须记录数据项被事务修改前的原始值。当系统发生故障时，如果某个事务已经开始，但没有提交，则该事务对数据项的修改尚未体现在数据库中，因此无须做任何恢复动作。

[单选题]关系R（A，B，C，D）和S（B，C，D）进行笛卡儿运算，其结果集为（1）元关系。3个实体及它们之间的多对多联系至少应转换成（2）个关系模式。

解析：关系R为4元关系，关系S为3元关系，因此，其笛卡儿积为7元关系。3个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个独立的关系模式，与该联系相连的各实体的码和联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码的组合。因此，3个实体及它们之间的多对多联系至少应转换成4个关系模式。