(2025年)数据库系统期末考试题及答案

(2025年)数据库系统期末考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.设关系模式R（A,B,C,D），函数依赖集F={A→B,B→C,C→D}，则R的主码是（）。A.AB.BC.ABD.AD2.在SQL中，若要限制用户只能查询表中特定列的数据，应使用（）。A.GRANT语句B.CHECK约束C.视图D.触发器3.事务的原子性是指（）。A.事务一旦提交，对数据库的改变是永久的B.事务执行过程中不可被中断，要么全做要么全不做C.多个事务并发执行时，其结果与某一次序串行执行结果一致D.事务执行时，不被其他事务干扰4.关于B+树索引和B树索引的区别，错误的是（）。A.B+树所有数据记录都存储在叶子节点，B树非叶子节点也存储数据B.B+树叶子节点通过指针连接，支持范围查询C.B树的查询效率比B+树更稳定D.B+树适合作为数据库索引，因为更便于磁盘块的管理5.关系模式R（X,Y,Z），若存在函数依赖X→Y和X→Z，则R属于（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF6.在关系代数中，σ条件(R×S)等价于（）。A.σ条件(R)⋈σ条件(S)B.σ条件(R)×σ条件(S)C.R⋈S（条件涉及R和S的属性）D.π属性(σ条件(R×S))7.若数据库系统采用基于日志的恢复机制，当发生介质故障时，需要利用（）进行恢复。A.事务日志B.动态转储C.静态转储D.归档日志和事务日志8.以下哪种并发控制问题不会导致数据不一致？（）A.丢失修改B.不可重复读C.读脏数据D.幻影读9.设关系表T（学号，课程号，成绩），若要查询“至少选修了课程号为C01和C02两门课的学生学号”，正确的SQL语句是（）。A.SELECT学号FROMTWHERE课程号='C01'AND课程号='C02'B.SELECT学号FROMTWHERE课程号IN('C01','C02')GROUPBY学号HAVINGCOUNT()=2C.SELECT学号FROMTWHERE课程号='C01'INTERSECTSELECT学号FROMTWHERE课程号='C02'D.SELECT学号FROMTWHERE课程号='C01'UNIONSELECT学号FROMTWHERE课程号='C02'10.数据仓库的核心特征是（）。A.面向事务处理B.数据实时更新C.面向主题D.支持OLTP二、填空题（每空1分，共20分）1.关系模型的三要素包括数据结构、（）和（）。2.SQL中，用于限制列取值范围的约束是（），用于保证实体完整性的约束是（）。3.事务的ACID特性中，（）由日志机制保证，（）由锁机制保证。4.B+树索引的高度主要取决于（）和（）。5.数据库设计的六个阶段包括需求分析、概念结构设计、（）、（）、数据库实施、数据库运行与维护。6.若关系模式R∈3NF，则其不存在（）的传递函数依赖；若R∈BCNF，则所有（）都包含码。7.ER图中，实体间的联系类型包括（）、（）和多对多。8.查询优化可分为（）优化和（）优化，其中（）优化是物理层优化。9.数据库恢复的基本原理是（），常用的技术包括（）和日志记录。10.分布式数据库的“分布透明性”包括（）透明性、（）透明性和局部数据模型透明性。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述关系模型中主码和外码的区别与联系。2.事务的隔离级别有哪些？简述“可重复读”隔离级别解决了哪些并发问题，未解决哪些问题。3.说明B树和B+树在数据库索引中的应用场景，并分析B+树更适合作为数据库索引的原因。4.简述第三范式（3NF）和BC范式（BCNF）的定义，并举例说明一个属于3NF但不属于BCNF的关系模式。5.数据库备份的主要方法有哪些？简述完全备份、差异备份和日志备份的优缺点及适用场景。四、设计题（共20分）某高校科研项目管理系统需要管理以下信息：-项目：项目编号（唯一）、项目名称、负责人（教师）、起始时间、结束时间、预算金额。-教师：教师工号（唯一）、姓名、所属院系、职称。-参与人员：包括教师和学生，学生信息包括学号（唯一）、姓名、所属专业、导师（教师）。-每个项目可由多名教师和学生参与，每个参与人员在项目中有具体的角色（如“负责人”“核心成员”“普通成员”）和贡献分数（1-10分）。要求：（1）设计该系统的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，要求满足3NF，并标注主码和外码。（7分）（3）编写SQL语句：查询“计算机学院”中作为项目负责人且所负责项目预算超过50万的教师姓名，以及其负责项目的名称和预算金额。（5分）五、综合题（共10分）已知关系表：-学生（Sno,Sname,Sdept），主码Sno；-课程（Cno,Cname,Credit），主码Cno；-选课（SC(Sno,Cno,Grade)），主码(Sno,Cno)，外码Sno→学生，Cno→课程。现有SQL查询：SELECTSname,Cname,GradeFROM学生S,课程C,选课SCWHERES.Sno=SC.SnoANDC.Cno=SC.CnoANDS.Sdept='信息学院'ANDGrade>80;（1）画出该查询的初始关系代数表达式，并将其转换为优化后的关系代数表达式（要求利用选择和投影的提前执行进行优化）。（5分）（2）假设学生表有10000条记录，信息学院学生占20%；课程表有200条记录；选课表有500000条记录，其中Grade>80的占30%。估算优化前后的中间结果大小（假设每条记录大小为固定值，不考虑具体存储结构）。（5分）答案一、单项选择题1.A2.C3.B4.C5.D6.C7.D8.B9.C10.C二、填空题1.数据操作；完整性约束2.CHECK；PRIMARYKEY3.持久性；一致性（或原子性，根据具体机制调整）4.每个节点的子节点数；数据库记录总数5.逻辑结构设计；物理结构设计6.非主属性对码；决定因素7.一对一；一对多8.逻辑；物理；物理9.冗余；数据转储10.分片；位置三、简答题1.区别：主码是唯一标识实体的属性或属性组，外码是另一关系的主码，用于表示实体间的联系。联系：外码的值必须是所引用关系主码的有效值或为空（允许空时），通过外码实现关系间的关联。2.隔离级别：读未提交、读已提交、可重复读、可串行化。可重复读解决了丢失修改、读脏数据，未解决幻影读（或部分教材认为可重复读可能仍存在幻影读）。3.B树适用于随机查找，非叶子节点存储数据；B+树所有数据在叶子节点，适合范围查询和顺序访问。B+树更适合数据库索引的原因：叶子节点连续存储（支持范围查询）、高度更低（减少I/O次数）、查询效率稳定（所有查询必须到叶子节点）。4.3NF：关系模式R∈1NF，且每个非主属性既不部分依赖于码，也不传递依赖于码。BCNF：关系模式R∈1NF，且每个决定因素都包含码。例：R（仓库，管理员，商品），函数依赖{仓库→管理员，管理员→仓库，仓库→商品}，主码为（仓库,商品）或（管理员,商品），存在决定因素“管理员”不包含码，故属于3NF但不属于BCNF。5.备份方法：完全备份、差异备份、日志备份。完全备份：备份所有数据，恢复快但时间空间开销大，适合低频全量备份。差异备份：备份上次完全备份后修改的数据，恢复需完全备份+最后一次差异备份，适合中频增量备份。日志备份：备份事务日志，恢复需完全备份+所有日志，适合高频实时恢复。四、设计题（1）ER图：-实体：项目（项目编号，名称，起始时间，结束时间，预算金额）；教师（工号，姓名，院系，职称）；学生（学号，姓名，专业）。-联系：“负责”（项目-教师，1:1，项目的负责人属性对应）；“参与”（项目-参与人员，多对多，角色、贡献分数）；“指导”（教师-学生，1:多，导师属性对应）。（2）关系模式：项目（项目编号，名称，负责人工号，起始时间，结束时间，预算金额）主码：项目编号；外码：负责人工号→教师.工号。教师（工号，姓名，院系，职称）主码：工号。学生（学号，姓名，专业，导师工号）主码：学号；外码：导师工号→教师.工号。参与（项目编号，人员标识，角色，贡献分数）主码：（项目编号，人员标识）；外码：项目编号→项目.项目编号；人员标识需区分教师/学生（可扩展为类型+编号，或用联合外码：若人员是教师，人员标识=工号；若是学生，人员标识=学号，需说明）。（3）SQL语句：SELECTT.姓名,P.项目名称,P.预算金额FROM项目P,教师TWHEREP.负责人工号=T.工号ANDT.院系='计算机学院'ANDP.预算金额>500000;五、综合题（1）初始关系代数：π(Sname,Cname,Grade)(σ(S.Sdept='信息学院'∧Grade>80)(学生⋈选课⋈课程))优化后：π(Sname,Cname,Grade)((π(Sno,Sname)(σ(Sdept='信息学院')(学生)))⋈(π(Sno,Cno,Grade)(σ(Grade>80)(选课)))⋈课程)（2）优化前中间结果：学生与选课连接：10000×500000=5×10^9（实际通过Sno连接，假设每个学生平均选5门课，实际为10000×5=50000）；再与课程连接：50000×200=10^7；最后选择Sdept='信息学院'（20%）和Grade>80（30%），结果约10^7×0.2×0.3=6×10^5。优化后：