2025年数据库系统期末试题及参考答案

2025年数据库系统期末试题及参考答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.关系模型中，若一个关系R的所有属性都是原子的，则R至少满足（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF2.关于数据库索引，以下说法正确的是（）。A.聚集索引只能有一个，非聚集索引可以有多个B.覆盖索引一定是聚集索引C.唯一索引可以保证查询结果的唯一性，但无法提高查询效率D.哈希索引适合范围查询3.事务T1执行“读X→写X→提交”，事务T2执行“读X→写X→提交”，若数据库采用读已提交（ReadCommitted）隔离级别，则可能出现（）。A.丢失修改B.不可重复读C.脏读D.幻读4.某电商数据库中，订单表包含字段（订单ID，用户ID，商品ID，数量，下单时间），若频繁查询“某用户最近30天内购买过的商品种类数”，最适合建立的索引是（）。A.（用户ID）B.（用户ID，下单时间）C.（用户ID，商品ID，下单时间）D.（商品ID，下单时间）5.关于ER模型向关系模型的转换，以下描述错误的是（）。A.一个1:1联系可转换为独立关系表，或合并到任意一端实体表中B.一个1:n联系必须转换为独立关系表C.一个m:n联系必须转换为独立关系表，主码为两端实体主码的组合D.弱实体集必须依赖强实体集的主码作为外码6.以下SQL语句中，能正确查询“选修了所有课程的学生姓名”的是（）。A.SELECTSnameFROMStudentWHERENOTEXISTS(SELECTFROMCourseWHERENOTEXISTS(SELECTFROMSCWHERESC.Sno=Student.SnoANDSC.Cno=Course.Cno))B.SELECTSnameFROMStudentWHEREEXISTS(SELECTFROMCourseWHEREEXISTS(SELECTFROMSCWHERESC.Sno=Student.SnoANDSC.Cno=Course.Cno))C.SELECTSnameFROMStudent,SCWHEREStudent.Sno=SC.SnoGROUPBYSnameHAVINGCOUNT()=(SELECTCOUNT()FROMCourse)D.SELECTSnameFROMStudentWHERESnoIN(SELECTSnoFROMSCGROUPBYSnoHAVINGCOUNT(Cno)=(SELECTCOUNT()FROMCourse))7.数据库恢复技术中，日志文件的作用是（）。A.记录用户操作行为，用于审计B.记录事务对数据的修改，用于故障恢复C.存储索引信息，提高查询效率D.存储元数据，描述数据库结构8.关于多版本并发控制（MVCC），以下说法错误的是（）。A.读操作不阻塞写操作，写操作不阻塞读操作B.通过维护数据的多个版本实现隔离C.适用于读多写少的场景D.会增加存储空间的消耗，但不会影响写操作的性能9.某数据库表R(A,B,C,D)，其中A是主码，函数依赖集为{A→B,B→C,C→D}，则R的最高范式是（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF10.分布式数据库中，“数据分片”的主要目的是（）。A.提高数据冗余度，增强可靠性B.将数据分布到不同节点，优化访问效率C.简化事务管理D.降低数据一致性要求二、填空题（每空2分，共10分）1.关系代数中，σ条件(R)表示对关系R进行______操作。2.事务的ACID特性中，“A”代表______（英文缩写）。3.B+树索引中，所有数据记录均存储在______节点。4.数据库设计的阶段包括需求分析、概念设计、______、物理设计、实施与维护。5.触发器是一种特殊的存储过程，其执行由______事件触发。三、简答题（每题8分，共32分）1.简述三级模式-两级映射如何保证数据库的逻辑独立性和物理独立性。2.比较B树与B+树在数据库索引中的优缺点，说明为何B+树更常用。3.说明数据库中“死锁”的产生条件及解决策略。4.解释“视图”的作用，并举例说明其在数据安全和简化查询中的应用。四、设计题（共20分）某社区医院拟开发“居民健康管理系统”，需求如下：居民信息：身份证号（主码）、姓名、性别、出生日期、联系电话；医生信息：工号（主码）、姓名、科室、职称；诊疗记录：记录ID（主码）、就诊日期、诊断结果、处方信息；业务规则：一个居民可就诊多次，每次就诊由一名医生负责；一名医生可诊治多名居民。（1）根据需求绘制ER图（需标注实体、属性、联系及联系类型）；（8分）（2）将ER图转换为关系模式，标注主码（PK）和外码（FK）；（6分）（3）编写SQL语句：查询2025年1月1日至2025年6月30日期间，每个科室的就诊次数（包括无就诊记录的科室），结果按就诊次数降序排列。（6分）五、综合题（共18分）1.（8分）现有事务调度序列如下：T1:R(X),T2:R(Y),T1:W(X),T3:R(X),T2:W(Y),T1:Commit,T3:W(X),T2:Commit,T3:Commit其中，R表示读操作，W表示写操作。（1）判断该调度是否可串行化，要求画出优先图并说明理由；（2）若数据库采用两阶段锁协议（2PL），分析该调度中是否会发生死锁，若可能发生，说明原因。2.（10分）某高校数据库中有学生表S（Sno,Sname,Sage）和成绩表SC（Sno,Cno,Score），其中Sno是学生主码，Cno是课程主码。（1）编写SQL语句：查询平均成绩大于85分的学生姓名（要求用子查询和JOIN两种方式实现）；（2）假设S表有10万条记录，SC表有500万条记录，分析上述查询的执行效率，并设计索引优化策略。参考答案一、单项选择题1.A2.A3.B4.C5.B6.A7.B8.D9.B10.B二、填空题1.选择2.Atomicity3.叶子4.逻辑设计5.数据修改（或INSERT/UPDATE/DELETE）三、简答题1.三级模式包括外模式、模式、内模式；两级映射是外模式/模式映射、模式/内模式映射。逻辑独立性由外模式/模式映射保证：当模式修改时，只需调整映射，外模式和应用程序无需改变；物理独立性由模式/内模式映射保证：当内模式（存储结构）修改时，调整映射即可，模式和外模式保持不变。2.B树所有节点都存储数据，B+树仅叶子节点存储数据且通过指针连接。B+树优点：（1）叶子节点有序，支持范围查询；（2）所有查询路径长度相同，效率稳定；（3）叶子节点可缓存，减少I/O。B树缺点：非叶子节点存储数据，导致树高增加，I/O次数多；范围查询需遍历多个分支。因此B+树更适合数据库索引。3.死锁产生条件：互斥、持有并等待、不可抢占、循环等待。解决策略：（1）预防：破坏任一条件（如一次性申请所有锁）；（2）检测：通过等待图检测循环，回滚事务；（3）避免：使用超时机制或优先级策略。4.视图是虚拟表，基于基表或其他视图的查询结果。作用：（1）数据安全：通过视图限制用户访问范围（如仅暴露学生姓名和成绩，隐藏身份证号）；（2）简化查询：将复杂查询定义为视图，后续直接调用（如“各班级平均分视图”）。四、设计题（1）ER图：实体：居民（身份证号,姓名,性别,出生日期,联系电话）；医生（工号,姓名,科室,职称）；诊疗记录（记录ID,就诊日期,诊断结果,处方信息）。联系：居民与诊疗记录是1:n（一个居民对应多次诊疗）；医生与诊疗记录是1:n（一个医生对应多次诊疗）；居民与医生通过诊疗记录建立m:n联系。（2）关系模式：居民（身份证号PK,姓名,性别,出生日期,联系电话）医生（工号PK,姓名,科室,职称）诊疗记录（记录IDPK,就诊日期,诊断结果,处方信息,身份证号FKREFERENCES居民(身份证号),工号FKREFERENCES医生(工号)）（3）SQL语句：SELECTd.科室,COUNT(t.记录ID)AS就诊次数FROM医生dLEFTJOIN诊疗记录tONd.工号=t.工号ANDt.就诊日期BETWEEN'2025-01-01'AND'2025-06-30'GROUPBYd.科室ORDERBY就诊次数DESC;五、综合题1.（1）优先图：T1→T3（T1写X，T3读X）；T1→无其他；T2无冲突；T3无后续。优先图无环，调度可串行化（等价于T1→T2→T3或T1→T3→T2）。（2）2PL要求事务分阶段（加锁阶段和解锁阶段）。假设T1加锁X（写锁），T3读X需加读锁，但T1未解锁，T3等待；T2操作Y无冲突。若T1解锁X后T3加锁，无死锁。但若T3在T1写X前已加读锁，T1需写锁需等待，可能形成循环等待（如T3锁X，T1等T3，T2锁Y，无冲突），但本题调度中无此情况，故不发生死锁。2.（1）子查询方式：SELECTSnameFROMSWHERESnoIN(SELECTSnoFROMSCGROUPBYSnoHAVINGAVG(Score)>85);JOIN方式：SELECTS.SnameFROMSJOIN(SELECTSno,AVG(S