数据库试题及答案2025年

数据库试题及答案2025年一、单项选择题（每题2分，共20分）1.关系模型中，关系的数学定义是（）A.元组的集合B.属性的集合C.笛卡尔积的子集D.域的集合答案：C2.以下SQL约束中，用于限制列值唯一性但允许NULL的是（）A.PRIMARYKEYB.UNIQUEC.CHECKD.FOREIGNKEY答案：B3.关于B+树索引的描述，错误的是（）A.叶子节点按顺序链接B.非叶子节点仅存储索引键C.适合范围查询D.每个索引对应表的物理存储顺序答案：D4.事务的ACID特性中，“一致性”主要由（）保证A.原子性B.隔离性C.持久性D.应用逻辑答案：D5.关系模式R（A,B,C,D），函数依赖为A→B，B→C，C→D，则R最高满足（）A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF答案：B（存在传递依赖A→C，A→D，未消除传递依赖，故最高2NF）6.并发事务中，若事务T1对数据X加共享锁（S锁），则事务T2（）A.可加S锁，不可加X锁B.不可加S锁，可加X锁C.既可加S锁，也可加X锁D.不可加任何锁答案：A7.分布式数据库中，“分片透明性”指（）A.用户无需知道数据存储的物理位置B.用户无需知道数据如何分片C.用户无需知道不同场地的数据库类型D.用户无需知道数据复制的份数答案：B8.以下触发器类型中，无法直接更新触发表的是（）A.AFTERINSERTB.BEFOREUPDATEC.INSTEADOFDELETED.AFTERDELETE答案：C（INSTEADOF触发器会替代原始操作，直接更新可能导致循环触发）9.数据库恢复技术中，日志文件的作用不包括（）A.事务回滚B.介质故障恢复C.并发控制D.重做事务答案：C10.数据仓库与OLTP系统的主要区别是（）A.支持实时事务处理B.面向分析型查询C.存储当前详细数据D.强调数据更新效率答案：B二、填空题（每空1分，共20分）1.关系数据库中，能唯一标识元组的最小属性集称为______。答案：候选码（或候选键）2.事务的隔离级别中，“读未提交”可能导致______问题。答案：脏读3.B+树索引的叶子节点通常存储______和对应的记录指针。答案：索引键值4.数据库设计的逻辑设计阶段，主要任务是将______转换为关系模式。答案：E-R模型5.触发器按触发时机分为BEFORE和______两类。答案：AFTER6.分布式数据库的CAP定理中，C代表______。答案：一致性7.关系代数中，σ（选择）操作是对______的筛选。答案：元组（或行）8.数据库三级模式结构中，______是用户与数据库系统的接口。答案：外模式（或用户模式）9.死锁的四个必要条件包括互斥、占有并等待、不可抢占和______。答案：循环等待10.聚集索引会改变表中数据的______存储顺序。答案：物理11.数据冗余可能导致的异常包括更新异常、插入异常和______。答案：删除异常12.SQL中，用于合并两个查询结果的关键字是______。答案：UNION13.数据库优化中，______分析工具可用于诊断慢查询的执行计划。答案：EXPLAIN14.事务日志的写入原则是______（填“先写日志后写数据”或“先写数据后写日志”）。答案：先写日志后写数据15.关系模式分解的两个重要准则是______和函数依赖保持性。答案：无损连接性16.分布式数据库的分片方式包括水平分片、垂直分片和______。答案：混合分片17.索引的缺点主要是增加了数据______的开销（插入/查询）。答案：插入（或更新、删除）18.数据仓库的典型应用是______（填“OLTP”或“OLAP”）。答案：OLAP19.数据库完整性约束包括实体完整性、参照完整性和______。答案：用户定义完整性20.并发控制的主要技术是______和时间戳排序。答案：锁机制三、简答题（每题8分，共40分）1.简述数据库三级模式结构及其作用。答案：数据库三级模式包括外模式、模式和内模式。外模式是用户可见的局部数据逻辑结构（如视图）；模式是全局数据逻辑结构（如基本表）；内模式是数据物理存储结构（如索引、文件组织）。外模式/模式映射保证逻辑独立性（模式变更不影响外模式），模式/内模式映射保证物理独立性（内模式变更不影响模式）。通过三级模式，实现了数据与程序的分离，提高了系统灵活性。2.比较死锁的检测与预防策略。答案：死锁检测允许事务运行，定期检查是否存在循环等待（如通过等待图），若存在则选择牺牲事务回滚。优点是资源利用率高，缺点是检测开销大。死锁预防通过破坏死锁必要条件实现，如有序分配资源（破坏循环等待）、一次性申请所有资源（破坏占有并等待）。优点是避免死锁发生，缺点是可能降低并发度或资源利用率。3.说明聚集索引与非聚集索引的区别。答案：①存储结构：聚集索引的叶子节点包含完整数据记录，数据按索引键物理排序；非聚集索引的叶子节点存储索引键和行指针（如RID），数据物理顺序与索引无关。②数量限制：一个表只能有一个聚集索引（因物理顺序唯一），可有多非聚集索引。③适用场景：聚集索引适合范围查询（如按时间排序的日志表）；非聚集索引适合等值查询（如按用户ID查询）。④更新影响：聚集索引的键值修改会导致数据物理移动，开销较大；非聚集索引的键值修改仅需更新索引条目。4.视图的作用及潜在问题有哪些？答案：作用：①简化复杂查询（封装多表连接）；②增强数据安全性（限制用户访问范围）；③提供逻辑独立性（表结构变更时只需修改视图定义）。潜在问题：①更新限制：包含聚合函数、多表连接或DISTINCT的视图通常不可更新；②性能问题：视图查询可能被优化器展开，若底层表复杂则效率降低；③维护成本：大量视图可能增加系统复杂度，影响可维护性。5.分布式数据库的分片透明性包括哪些层次？答案：分片透明性是分布式数据库透明性的核心之一，分为三个层次：①分片透明：用户无需知道数据如何分片（如水平分片或垂直分片）；②位置透明：用户无需知道分片存储的物理位置（如存储在哪个场地）；③局部数据模型透明：用户无需知道各场地使用的具体数据模型（如关系型或NoSQL）。分片透明性简化了用户操作，使分布式数据库表现得像集中式数据库。四、设计题（共25分）（一）E-R模型设计与关系模式转换（12分）某智能养老社区需设计数据库，需求如下：-老人信息：编号（唯一）、姓名、年龄、入住日期；-护理员信息：工号（唯一）、姓名、职称（护士/主管/主任）；-护理记录：每条记录关联一位老人和一位护理员，包含记录时间、护理类型（日常/康复/急救）、备注。要求：1.绘制E-R图（实体用矩形，联系用菱形，属性用椭圆，标注联系类型）；2.转换为关系模式，注明主码（PK）和外码（FK）。答案：1.E-R图：-实体“老人”属性：老人编号（PK）、姓名、年龄、入住日期；-实体“护理员”属性：工号（PK）、姓名、职称；-联系“护理”（1对多？不，护理记录是多对多：一位老人可被多个护理员护理，一位护理员可护理多位老人），联系类型为M:N，属性：记录时间、护理类型、备注。2.关系模式：老人（老人编号，姓名，年龄，入住日期）PK：老人编号；护理员（工号，姓名，职称）PK：工号；护理记录（记录时间，老人编号，工号，护理类型，备注）PK：记录时间（假设记录时间唯一），FK：老人编号→老人.老人编号，工号→护理员.工号。（注：若记录时间不唯一，可增加“记录ID”作为主码，调整后：护理记录（记录ID，记录时间，老人编号，工号，护理类型，备注）PK：记录ID）（二）SQL语句编写（13分）基于上述关系模式，完成以下操作：1.创建“护理员”表，要求职称只能是“护士”“主管”“主任”，工号非空且唯一（3分）；2.插入一条老人记录：编号“L001”，姓名“张建国”，年龄75，入住日期“2024-03-15”（2分）；3.查询2024年1月1日后入住的老人中，年龄超过70岁的姓名和年龄（3分）；4.统计每位护理员2024年护理“康复”类型的次数（3分）；5.为“老人”表的“入住日期”列创建聚集索引（2分）。答案：1.CREATETABLE护理员(工号VARCHAR(20)NOTNULLUNIQUE,姓名VARCHAR(50)NOTNULL,职称VARCHAR(10)CHECK(职称IN('护士','主管','主任')),PRIMARYKEY(工号));2.INSERTINTO老人(老人编号,姓名,年龄,入住日期)VALUES('L001','张建国',75,'2024-03-15');3.SELECT姓名,年龄FROM老人WHERE入住日期>'2024-01-01'AND年龄>70;4.SELECT工号,COUNT()AS康复次数FROM护理记录WHERE护理类型='康复'AND记录时间BETWEEN'2024-01-01'AND'2024-12-31'GROUPBY工号;5.CREATECLUSTEREDINDEXidx_入住日期ON老人(入住日期);五、综合题（15分）某电商订单系统中，存在如下并发场景：-事务T1：查询商品A库存（当前100）→扣除20→更新库存为80；-事务T2：查询商品A库存（当前100）→扣除30→更新库存为70；假设两个事务同时执行，未采取任何并发控制措施。问题：1.分析可能出现的并发问题及原因（5分）；2.提出两种解决方案（锁机制或隔离级别），并说明具体实现（10分）。答案：1.可能出现“丢失更新”问题。具体过程：T1和T2同时读取库存100，T1计算80并更新，T2计算70并覆盖T1的更新，最终库存为70而非正确的50（100-20-30）。原因是未对库存数据加锁，后提交的事务覆盖了先提交事务的修改。2.解决方案：方案一：使用排他锁（X锁）。-T1执行“查询库存”时对商品A加X锁（SELECT...FORUPDATE），阻止T2读取或修改；-T1完成扣除并更新后释放锁；-T2需等待T1释放锁后，读取更新后的库存（80），扣除30后更新为50，避免丢失更新。方案二：设置事务隔离级别为“可串行化”。-数据库自动将事务视为串行执行，T1和T2的操作按顺序处理；-T1执行时，T2的查询会被阻塞，直到T1提交；-T2读取到T1更新后的库存80，扣除30后更新为50，保证结果正确。方案三：使用乐观锁（版本号