2025年数据库期末试题(附答案)

2025年数据库期末试题(附答案)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下关于数据模型的描述中，正确的是（）。A.层次模型用二维表表示数据间联系B.关系模型的完整性约束仅包括实体完整性C.网状模型允许一个节点有多个父节点D.对象-关系模型不支持继承性2.关系代数中，σ（选择）操作的结果关系与原关系相比（）。A.元组数量可能减少，属性数量不变B.元组数量不变，属性数量减少C.元组和属性数量均减少D.元组和属性数量均不变3.以下SQL语句中，能正确查询“计算机学院”且年龄大于20岁学生的是（）。A.SELECTFROM学生WHERE学院=计算机学院AND年龄>20B.SELECTFROM学生WHERE学院='计算机学院'OR年龄>20C.SELECTFROM学生WHERE学院='计算机学院'AND年龄>20D.SELECTFROM学生WHERE学院=计算机学院OR年龄>204.事务的ACID特性中，“原子性”指的是（）。A.事务一旦提交，对数据库的修改是永久的B.事务执行过程中，数据库处于一致状态C.事务的操作要么全部完成，要么全部不完成D.多个事务并发执行时，互不干扰5.关于B+树索引的描述，错误的是（）。A.所有叶子节点通过指针链接，便于范围查询B.非叶子节点仅存储索引键，不存储数据记录C.适合随机查询和顺序查询D.树的高度随数据量增加而显著上升6.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.BCNF7.数据库并发控制中，“丢失修改”问题可以通过（）解决。A.共享锁（S锁）B.排他锁（X锁）C.乐观锁D.时间戳排序8.数据库设计的“逻辑设计阶段”主要任务是（）。A.构建ER图B.将ER图转换为关系模式C.确定存储结构和索引D.进行需求分析9.以下属于NoSQL数据库特点的是（）。A.严格遵循ACID特性B.支持复杂的关联查询C.灵活的模式（Schema-less）D.采用关系模型存储数据10.数据仓库与OLAP的关系是（）。A.数据仓库是OLAP的数据源B.OLAP是数据仓库的物理存储结构C.数据仓库仅用于事务处理，OLAP用于分析D.两者无直接关联二、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.SQL语言按功能可分为数据定义语言（DDL）、数据操纵语言（DML）和__________。3.事务的ACID特性中，“隔离性”通过__________机制实现。4.B+树索引的叶子节点存储__________或__________。5.第三范式（3NF）要求关系模式中不存在__________对码的传递函数依赖。6.视图是一个虚拟表，其数据并不实际存储，而是基于__________动态提供。7.数据库并发控制的主要技术包括封锁、时间戳排序和__________。8.ER图的基本元素包括实体、属性和__________。9.分布式数据库的“分布透明性”包括位置透明性、分片透明性和__________。10.数据挖掘的主要任务包括分类、聚类、关联规则挖掘和__________。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述关系数据库的三类完整性约束及其作用。2.说明SQL中视图的优点和潜在问题。3.列举事务的四种隔离级别，并分别说明其特点。4.对比B树与B+树的结构差异，并说明数据库中为何更倾向于使用B+树作为索引结构。5.简述数据库设计中“概念设计”到“逻辑设计”的转换步骤（以ER图转换为关系模式为例）。四、设计题（共20分）某高校拟开发学生管理系统，需求如下：-学生信息：学号（唯一）、姓名、性别、出生日期、所属学院（如“信息学院”）。-课程信息：课程号（唯一）、课程名、学分、课程类型（必修/选修）。-成绩信息：学生学号、课程号、成绩（0-100分）、考试时间（精确到分钟）。-约束：一个学生可选多门课程，一门课程可被多个学生选；成绩需记录具体考试时间。要求：（1）绘制该系统的ER图（需标注实体属性、联系类型及约束）。（8分）（2）将ER图转换为关系模式，并标注主码和外码。（6分）（3）判断“成绩”关系模式是否满足3NF，若不满足需说明原因；若满足需证明。（6分）五、综合题（共20分）某电商公司拟设计订单管理数据库，核心需求如下：-订单包含订单号（唯一）、下单时间、总金额、用户ID（关联用户表）、支付状态（未支付/已支付/已退款）、物流状态（未发货/运输中/已签收）。-用户表包含用户ID（唯一）、姓名、手机号、注册时间。-订单详情表记录每个订单中的商品信息：订单号、商品ID、商品名称、购买数量、单价。-性能要求：高频查询“某用户近30天内已支付且物流状态为‘已签收’的订单及对应商品详情”；需支持快速统计“月度销售金额top10的商品”。要求：（1）设计订单表、用户表、订单详情表的结构（字段名、类型、约束）。（8分）（2）为满足性能要求，建议在哪些字段上建立索引？说明理由。（6分）（3）若用户修改手机号，需保证订单表中该用户的历史订单仍能关联到正确用户信息，应如何设计数据库约束？（3分）（4）简述统计“月度销售金额top10商品”的查询优化思路。（3分）答案一、单项选择题1.C2.A3.C4.C5.D6.B7.B8.B9.C10.A二、填空题1.完整性约束2.数据控制语言（DCL）3.并发控制（或封锁）4.索引键；数据记录指针5.非主属性6.基本表7.乐观控制8.联系9.局部数据模型透明性10.预测三、简答题1.三类完整性约束：（1）实体完整性：主码取值非空且唯一，保证实体的唯一性。（2）参照完整性：外码取值要么为空，要么等于被参照关系主码的某个值，保证表间数据一致性。（3）用户定义完整性：针对具体应用的约束（如年龄>0），反映业务规则。2.视图的优点：简化复杂查询、提供数据安全（限制访问范围）、逻辑数据独立性（屏蔽表结构变化）。潜在问题：更新受限（复杂视图可能无法更新）、性能可能下降（需解析视图定义）、存储依赖（基表删除则视图失效）。3.隔离级别及特点：（1）读未提交（ReadUncommitted）：允许读取未提交的修改，可能出现脏读。（2）读已提交（ReadCommitted）：只读取已提交的修改，避免脏读，但可能出现不可重复读。（3）可重复读（RepeatableRead）：同一事务内多次读取结果一致，避免不可重复读，但可能出现幻读。（4）串行化（Serializable）：事务串行执行，避免所有并发问题，性能最低。4.结构差异：B树的非叶子节点存储索引键和数据指针，叶子节点无指针链；B+树的非叶子节点仅存储索引键，所有叶子节点通过指针链接成有序链表。数据库倾向B+树的原因：叶子节点的指针链支持高效范围查询；非叶子节点无数据指针，可存储更多索引键，降低树的高度；所有查询最终到叶子节点，路径长度一致，性能稳定。5.转换步骤：（1）实体转换：每个实体对应一个关系模式，属性为实体属性，主码为实体主码。（2）联系转换：-1:1联系：将任一实体的主码作为外码加入另一实体的关系模式。-1:n联系：将1端实体的主码作为外码加入n端实体的关系模式。-m:n联系：新建关系模式，包含两端实体的主码（作为联合主码）及联系的属性。四、设计题（1）ER图：-实体：学生（学号，姓名，性别，出生日期，学院）；课程（课程号，课程名，学分，课程类型）；成绩（隐含，由学生与课程的m:n联系提供）。-联系：选课（学生-课程，m:n），属性为成绩、考试时间。（2）关系模式：-学生（学号，姓名，性别，出生日期，学院）主码：学号-课程（课程号，课程名，学分，课程类型）主码：课程号-成绩（学号，课程号，成绩，考试时间）主码：（学号，课程号）；外码：学号→学生.学号；课程号→课程.课程号（3）成绩关系模式满足3NF。分析：主码是（学号，课程号），非主属性为成绩、考试时间。-不存在部分函数依赖：非主属性完全依赖于主码（成绩、考试时间由学号和课程号共同决定）。-不存在传递函数依赖：非主属性直接依赖于主码，无中间属性传递。因此满足3NF。五、综合题（1）表结构设计：-用户表（用户ID（CHAR(20)，主码），姓名（VARCHAR(50)），手机号（CHAR(11)），注册时间（DATETIME））-订单表（订单号（CHAR(32)，主码），用户ID（CHAR(20)，外码→用户表.用户ID），下单时间（DATETIME），总金额（DECIMAL(10,2)），支付状态（ENUM('未支付','已支付','已退款')），物流状态（ENUM('未发货','运输中','已签收')））-订单详情表（订单号（CHAR(32)，外码→订单表.订单号），商品ID（CHAR(20)，主码组成部分），商品名称（VARCHAR(100)），购买数量（INT），单价（DECIMAL(10,2)），主码：（订单号，商品ID））（2）索引建议：-订单表的用户ID+支付状态+物流状态+下单时间：覆盖高频查询条件（某用户、已支付、已签收、近30天），减少回表。-订单详情表的商品ID：统计月度销售金额时，按商品ID分组聚合，索引加速分组。-订单表的下单时间：用于快速筛选近30天的数据。（3）约束设计：用户表的用户ID为主码，订单表的用户ID设置为外码