数据库期末考试题及答案2025年

数据库期末考试题及答案2025年一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列关于数据模型的描述中，错误的是（）。A.关系模型用二维表结构表示数据及联系B.层次模型的数据结构是树状，支持多对多联系C.面向对象模型可支持复杂数据类型的存储D.键值模型（Key-Value）通常用于高速读写场景2.若关系R和S的结构分别为R(A,B,C)和S(C,D,E)，则R与S的自然连接结果中属性个数为（）。A.3B.5C.6D.43.以下索引类型中，最适合范围查询（如查询年龄在20-30岁之间的记录）的是（）。A.哈希索引B.B+树索引C.全文索引D.位图索引4.事务的ACID特性中，“隔离性”主要通过（）实现。A.日志记录B.锁机制或时间戳排序C.数据备份D.约束检查5.关系模式R(A,B,C,D)，函数依赖为A→B，B→C，C→D，则R的最高范式是（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF6.数据库并发操作可能导致的问题不包括（）。A.丢失修改B.脏读C.死锁D.不可重复读7.执行SQL语句“SELECTCOUNT(DISTINCT学号)FROM选课表”的作用是（）。A.统计选课表的总记录数B.统计选不同课程的学生人数C.统计有多少不同的学号被记录D.统计每个学生选的课程数8.大数据场景下，以下不属于分布式存储系统典型特征的是（）。A.横向扩展（ScaleOut）B.强一致性（StrongConsistency）C.高容错性D.海量数据处理9.关于NoSQL数据库的描述，正确的是（）。A.严格遵循ACID特性B.仅支持键值存储模型C.适用于非结构化或半结构化数据D.必须使用SQL作为查询语言10.数据库恢复技术中，“基于日志的前向恢复（Redo）”主要用于处理（）。A.事务未提交但已写入磁盘的情况B.事务已提交但未写入磁盘的情况C.硬件故障导致的物理损坏D.误删除数据的逻辑错误二、填空题（每空1分，共10分）1.关系模型的三要素包括数据结构、数据操作和__________。2.若关系表中某属性组的值能唯一标识一条记录，且不含冗余属性，则该属性组称为__________。3.事务的隔离级别中，“可重复读”允许的并发问题是__________。4.B+树索引中，所有数据记录均存储在__________节点。5.索引的优点是加速查询，缺点是增加存储空间和减慢__________操作。6.ER图中，菱形框表示__________，椭圆框表示__________。7.SQL中，“CHECK(年龄>18)”属于__________约束。8.数据仓库的主要特点包括面向主题、__________、集成性和时变性。9.HBase数据库采用__________存储模型，数据按行键（RowKey）排序。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述关系数据库与NoSQL数据库的适用场景差异。2.说明事务ACID特性的具体含义及实现机制。3.索引的作用是什么？使用索引可能带来哪些负面影响？4.简述将ER模型转换为关系模型的主要规则（至少4条）。5.分布式数据库面临的主要挑战有哪些？（至少列出4点）四、设计题（每题15分，共30分）题目1：学生选课系统设计某高校需设计学生选课数据库，涉及以下需求：-学生信息：学号（唯一）、姓名、性别、年龄；-课程信息：课程号（唯一）、课程名、学分；-教师信息：工号（唯一）、姓名、职称；-学生可选择多门课程，每门课程有成绩；-教师可讲授多门课程，每门课程在特定学期由一位教师讲授。（1）绘制该系统的ER图（需标注实体、属性、联系及联系类型）；（2）将ER图转换为关系模型，注明主键和外键。题目2：SQL语句编写基于题目1的关系模型，写出满足以下需求的SQL语句：（1）查询选修了“数据库原理”课程的学生姓名和成绩，按成绩降序排列；（2）统计每门课程的平均分，筛选出平均分超过80分的课程；（3）将学号为“2025001”的学生在“数据库原理”课程的成绩更新为90分；（4）删除学号为“2025002”的学生的所有选课记录。五、综合应用题（20分）电商订单数据库设计某电商平台需设计高并发订单数据库，要求支持快速下单、库存扣减及订单查询，同时需考虑数据一致性和故障恢复。（1）设计核心实体及属性（至少包含用户、商品、订单、订单详情、支付记录5类实体）；（2）为订单表和订单详情表设计合理的索引（至少各2个），并说明理由；（3）描述用户下单时“提供订单+扣减库存”的事务处理流程（需包含异常处理逻辑）；（4）若系统采用分布式部署（分库分表），需考虑哪些关键问题？---答案一、单项选择题1.B2.B3.B4.B5.B6.C7.C8.B9.C10.B二、填空题1.数据完整性约束2.候选键（候选码）3.幻读4.叶子5.写入（插入/更新/删除）6.联系；属性7.检查（CHECK）8.非易失性（稳定性）9.列族三、简答题1.关系数据库适用场景：需要强一致性（ACID）、结构化数据、复杂关联查询（如银行交易、财务系统）；NoSQL适用场景：高并发读写、非结构化/半结构化数据（如社交动态、日志记录）、扩展性要求高（如电商大促期间的用户行为数据）。2.ACID特性：-原子性（Atomicity）：事务的所有操作要么全做，要么全不做，通过日志（UndoLog）实现回滚；-一致性（Consistency）：事务执行前后数据符合约束，通过约束检查和应用逻辑保证；-隔离性（Isolation）：事务间互不干扰，通过锁（共享锁/排他锁）或时间戳排序实现；-持久性（Durability）：事务提交后数据永久保存，通过日志（RedoLog）和数据备份实现。3.索引作用：加速数据查询（尤其是范围查询、排序），减少全表扫描。负面影响：增加存储开销；减慢写入操作（插入/更新/删除需同步更新索引）；可能导致索引失效（如对函数或表达式使用索引列）。4.ER模型转关系模型规则：-实体转换为关系表，实体属性转为表字段，实体主键转为表主键；-1:1联系：可将任一实体的主键作为外键加入另一实体表；-1:n联系：将“1”端实体的主键作为外键加入“n”端实体表；-m:n联系：转换为独立关系表，包含两端实体的主键（作为外键）及联系属性，联合主键为两端主键的组合；-弱实体（依赖于其他实体存在）：需将所依赖实体的主键作为外键，并与自身属性共同构成主键。5.分布式数据库挑战：-数据分布：如何合理划分数据（如哈希分片、范围分片）以平衡负载；-一致性：跨节点事务需满足ACID，需解决网络延迟导致的不一致问题（如CAP理论中的权衡）；-故障恢复：节点故障时如何快速重建数据（如副本同步、日志复制）；-跨节点查询：关联查询需跨节点协作，可能降低性能；-事务管理：分布式事务需协调多个节点（如2PC协议的复杂性）。四、设计题题目1答案：（1）ER图：-实体：学生（学号，姓名，性别，年龄）、课程（课程号，课程名，学分）、教师（工号，姓名，职称）；-联系：-选课（学生-课程）：多对多（m:n），属性为成绩；-授课（教师-课程）：多对多（m:n），属性为学期。（2）关系模型：-学生（学号，姓名，性别，年龄）主键：学号；-课程（课程号，课程名，学分）主键：课程号；-教师（工号，姓名，职称）主键：工号；-选课（学号，课程号，成绩）主键：（学号，课程号），外键：学号→学生.学号，课程号→课程.课程号；-授课（工号，课程号，学期）主键：（工号，课程号，学期），外键：工号→教师.工号，课程号→课程.课程号。题目2答案：（1）```sqlSELECT学生.姓名,选课.成绩FROM学生JOIN选课ON学生.学号=选课.学号JOIN课程ON选课.课程号=课程.课程号WHERE课程.课程名='数据库原理'ORDERBY选课.成绩DESC;```（2）```sqlSELECT课程.课程号,课程.课程名,AVG(选课.成绩)AS平均分FROM课程JOIN选课ON课程.课程号=选课.课程号GROUPBY课程.课程号,课程.课程名HAVINGAVG(选课.成绩)>80;```（3）```sqlUPDATE选课SET成绩=90WHERE学号='2025001'AND课程号=(SELECT课程号FROM课程WHERE课程名='数据库原理');```（4）```sqlDELETEFROM选课WHERE学号='2025002';```五、综合应用题（1）核心实体及属性：-用户（用户ID，姓名，手机号，注册时间）主键：用户ID；-商品（商品ID，名称，价格，库存，类目）主键：商品ID；-订单（订单ID，用户ID，下单时间，总金额，状态）主键：订单ID；-订单详情（订单ID，商品ID，数量，单价）主键：（订单ID，商品ID）；-支付记录（支付ID，订单ID，支付金额，支付时间，支付方式，状态）主键：支付ID。（2）索引设计：-订单表索引：-索引1：用户ID（B+树），理由：高频查询“某用户的所有订单”；-索引2：下单时间（B+树），理由：按时间范围查询订单（如“近30天订单”）。-订单详情表索引：-索引1：商品ID（B+树），理由：统计某商品的销售情况（需关联订单详情）；-索引2：订单ID（B+树），理由：根据订单ID快速查询所有商品详情（下单后展示订单内容）。（3）事务处理流程：```BEGINTRANSACTION;--检查库存是否足够SELECT库存FROM商品WHERE商品ID='XXX'FORUPDATE;--行锁IF库存>=购买数量THEN--扣减库存UPDATE商品SET库存=库存-购买数量WHERE商品ID='XXX';--提供订单INSERTINTO订单(订单ID,用户ID,下单时间,总金额,状态)VALUES(...);--提供订单详情INSERTINTO订单详情(订单ID,商品ID,数量,单价)VALUES(...);COMMIT;ELSEROLLBACK;--库存不足，回滚返回“库存不足”提示;ENDIF;``