2025年数据库试题标准答案

2025年数据库试题标准答案一、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特性答案：C2.关系代数中，σ（选择）操作的条件施加于（）。A.元组B.属性列C.关系模式D.索引结构答案：A3.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C.数据冗余D.完整性约束答案：B4.以下索引类型中，最适合范围查询的是（）。A.哈希索引B.B+树索引C.位图索引D.全文索引答案：B5.当多个事务并发执行时，可能导致“丢失修改”问题的原因是（）。A.事务未提交B.未加写锁C.只读事务D.可重复读隔离级别答案：B6.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（注：存在传递依赖A→C，A→D，故不满足3NF）7.执行SQL语句“SELECTCOUNT(DISTINCTage)FROMstudent;”的结果是（）。A.学生表的总记录数B.学生年龄的最大值C.不同年龄的数量D.年龄非空的记录数答案：C8.分布式数据库中，“CAP定理”指的是（）。A.一致性、可用性、分区容忍性B.完整性、原子性、持久性C.并发性、准确性、性能D.复制性、可扩展性、安全性答案：A9.MySQL中，InnoDB存储引擎支持的特性是（）。A.表级锁B.全文索引（5.6版本后）C.不支持事务D.非聚集索引答案：B（注：InnoDB支持行级锁、事务和聚集索引，5.6版本后支持全文索引）10.数据库备份中，“差异备份”的特点是（）。A.仅备份上次全备份后修改的数据B.备份所有数据C.备份上次差异备份后修改的数据D.仅备份日志文件答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1.数据库系统的三级模式结构包括外模式、______和内模式。（模式/概念模式）2.关系代数的五种基本操作是并、差、笛卡尔积、选择和______。（投影）3.事务的隔离级别中，“读未提交”可能导致______问题。（脏读）4.B+树索引中，所有数据记录存储在______节点。（叶子）5.SQL注入攻击的本质是______未经过滤直接拼接至SQL语句。（用户输入）6.数据仓库的星型模式由______表和维度表组成。（事实）7.RAID5采用______技术，允许一块磁盘故障。（分布式奇偶校验）8.OLAP（联机分析处理）侧重______，OLTP（联机事务处理）侧重事务处理。（决策分析）9.MongoDB中，文档的存储格式是______。（JSON/BJSON）10.主码约束要求字段值______且非空。（唯一）11.数据库恢复的基础是______和备份。（日志文件）12.视图是一个虚拟表，其数据______存储在数据库中。（不直接）13.触发器是一种特殊的存储过程，它在______发生时自动执行。（表事件/增删改操作）14.分布式数据库的分片方式包括水平分片、垂直分片和______。（混合分片）15.数据字典存储数据库的______信息（如表结构、索引定义）。（元）16.规范化设计中，消除非主属性对主码的部分依赖可达到______。（2NF）17.数据库镜像技术主要用于提高______。（可用性/容灾能力）18.存储过程的参数类型包括输入参数、输出参数和______。（输入输出参数）19.列存储数据库适合______查询（如聚合、统计）。（复杂分析）20.数据库性能调优的常用方法包括索引优化、______和查询语句优化。（模式优化/硬件升级）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述关系模型的三要素及其含义。关系模型的三要素包括数据结构、关系操作和完整性约束。数据结构定义了关系（二维表）的逻辑结构；关系操作包括查询（选择、投影、连接等）和更新（插入、删除、修改）操作，支持关系代数和关系演算；完整性约束包括实体完整性（主码非空唯一）、参照完整性（外码与主码匹配）和用户定义完整性（自定义业务规则）。2.事务的ACID特性分别指什么？A（原子性）：事务是不可分割的最小单位，要么全部执行，要么全部回滚；C（一致性）：事务执行前后数据库状态保持一致；I（隔离性）：多个事务并发执行时，彼此互不干扰，结果与串行执行一致；D（持久性）：事务提交后，修改永久保存，不受系统故障影响。3.索引的优点和缺点分别是什么？优点：加速数据查询（减少全表扫描）、提高连接操作效率、支持唯一约束（唯一索引）；缺点：增加存储开销（索引需额外空间）、降低数据更新（插入/删除/修改）效率（需同步更新索引）、维护索引需额外CPU资源。4.简述1NF、2NF、3NF的区别。1NF要求属性不可再分（原子性）；2NF在1NF基础上，消除非主属性对主码的部分依赖（所有非主属性完全依赖于主码）；3NF在2NF基础上，消除非主属性对主码的传递依赖（非主属性直接依赖于主码，而非通过其他非主属性）。5.数据库设计的主要步骤有哪些？主要步骤包括：需求分析（收集用户需求）、概念结构设计（构建E-R图）、逻辑结构设计（E-R图转换为关系模式，优化到适当范式）、物理结构设计（选择存储结构、索引策略等）、数据库实施（创建表、导入数据）、运行维护（监控性能、备份恢复、优化调整）。四、设计题（每题10分，共20分）1.某高校学生选课系统需管理以下信息：学生（学号、姓名、性别、年龄）、课程（课程号、课程名、学分）、选课（学号、课程号、成绩）。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）将E-R图转换为关系模式，注明主码和外码。答案：（1）E-R图：学生（学号，姓名，性别，年龄）与课程（课程号，课程名，学分）通过“选课”联系（多对多）连接，“选课”的属性为成绩。（2）关系模式：学生（学号，姓名，性别，年龄），主码：学号；课程（课程号，课程名，学分），主码：课程号；选课（学号，课程号，成绩），主码：（学号，课程号），外码：学号（参照学生）、课程号（参照课程）。2.针对上述选课系统，编写以下SQL语句：（1）创建“学生”表，要求“年龄”字段值在15-30之间；（2）插入一条学生记录（学号：2025001，姓名：张三，性别：男，年龄：20）；（3）查询“高等数学”课程的平均分；（4）将学号2025001的“高等数学”成绩更新为90分；（5）删除学号2025002在“大学英语”课程的退课记录；（6）查询所有选了“数据库原理”课程的学生姓名和成绩（多表连接）。答案：（1）CREATETABLE学生(学号CHAR(7)PRIMARYKEY,姓名VARCHAR(20)NOTNULL,性别CHAR(2)CHECK(性别IN('男','女')),年龄INTCHECK(年龄BETWEEN15AND30));（2）INSERTINTO学生VALUES('2025001','张三','男',20);（3）SELECTAVG(成绩)AS平均分FROM选课cJOIN课程kONc.课程号=k.课程号WHEREk.课程名='高等数学';（4）UPDATE选课SET成绩=90WHERE学号='2025001'AND课程号=(SELECT课程号FROM课程WHERE课程名='高等数学');（5）DELETEFROM选课WHERE学号='2025002'AND课程号=(SELECT课程号FROM课程WHERE课程名='大学英语');（6）SELECTs.姓名,c.成绩FROM学生sJOIN选课cONs.学号=c.学号JOIN课程kONc.课程号=k.课程号WHEREk.课程名='数据库原理';五、应用题（每题15分，共30分）1.某电商平台订单系统出现查询延迟问题，经分析发现“订单表”数据量达10亿条，且高频查询条件为“用户ID+下单时间范围+订单状态”。请设计优化方案，要求包含索引策略、分库分表策略和缓存机制。优化方案：（1）索引策略：创建复合索引（用户ID,下单时间,订单状态），覆盖高频查询条件，减少回表操作；对“订单ID”（主码）使用自增或雪花算法提供，确保索引有序，提升范围查询效率。（2）分库分表策略：①垂直分表：将大字段（如商品详情、备注）拆分到“订单扩展表”，减少主表数据量；②水平分库：按用户ID取模（如模16），将订单数据分散到16个数据库，降低单库压力；③水平分表：对每个数据库内的订单表，按“下单时间”按月分表（如order_202501），缩小查询范围。（3）缓存机制：使用Redis缓存高频查询结果（如用户近3个月的订单），设置合理过期时间（如1天）；对实时性要求高的查询（如未支付订单），缓存未命中时查询数据库并更新缓存。2.某企业计划将传统关系数据库（MySQL）迁移至分布式数据库（TiDB），需制定数据迁移方案。请说明迁移前准备、迁移步骤及迁移后验证内容。迁移方案：（1）迁移前准备：①评估数据量（如100GB）、表结构（如200张表）、业务峰值（如QPS5000）；②分析兼容性：TiDB兼容MySQL协议，但需检查存储过程、触发器是否使用TiDB不支持的特性（如某些函数）；③准备迁移工具：选择DataX（离线迁移）或Canal（实时同步）；④搭建测试环境：在TiDB测试库中还原MySQL数据，验证业务功能。（2）迁移步骤：①全量迁移：使用DataX从MySQL导出数据，导入TiDB，监控进度和错误（如字段类型不匹配）；②增量同步：通过Canal捕获MySQL的binlog，实时同步到TiDB，确保迁移期间数据一致；③切换准备：业务系统停机，完成最后一次增量同步，关闭MySQL写