2025年数据库试卷及答案

2025年数据库试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列关于关系代数中自然连接（NaturalJoin）的描述，正确的是（）。A.要求两个关系有相同的属性名，且仅保留一个公共属性B.仅通过等值条件连接，不要求属性名相同C.结果关系的属性数等于两个关系属性数之和D.自然连接是笛卡尔积与选择操作的组合答案：A2.在SQL中，若要统计某表中“成绩”字段大于80分的记录数，且忽略NULL值，应使用（）。A.COUNT()B.COUNT(成绩)C.SUM(成绩)D.AVG(成绩)答案：B3.关于B+树索引与哈希索引的对比，错误的是（）。A.B+树索引支持范围查询，哈希索引不支持B.哈希索引在等值查询时性能更优C.B+树索引适合频繁更新的场景，哈希索引不适合D.两种索引均能加速排序操作答案：D4.事务的“原子性”（Atomicity）主要通过（）实现。A.锁机制B.日志（Redo/Undo）C.版本控制D.并发调度答案：B5.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.BCNF答案：B（解析：存在传递依赖A→C、A→D，不满足3NF）6.某ER模型中，“学生”实体与“课程”实体存在“选修”联系（多对多），转换为关系模式时，正确的处理方式是（）。A.将“选修”联系合并到“学生”或“课程”表中B.创建独立的“选修”表，包含学生ID、课程ID及联系属性C.将学生ID作为课程表的外键，课程ID作为学生表的外键D.无需额外处理，直接保留多对多关系答案：B7.数据库并发操作中，“丢失修改”（LostUpdate）是指（）。A.事务T1读取数据后，事务T2修改数据，T1的后续修改覆盖了T2的结果B.事务T1修改数据后，事务T2读取数据，T1回滚导致T2读取无效数据C.事务T1读取数据后，事务T2修改并提交数据，T1再次读取得到不同结果D.事务T1和T2同时修改同一数据，最终只有一个修改生效答案：A8.数据仓库（DataWarehouse）的典型特征不包括（）。A.面向主题（Subject-Oriented）B.实时更新（Real-TimeUpdate）C.集成性（Integrated）D.时变性（Time-Variant）答案：B9.在数据库恢复技术中，“检查点”（Checkpoint）的主要作用是（）。A.减少日志文件的大小B.缩短故障恢复的时间C.防止数据被非法修改D.提高事务的并发度答案：B10.分布式数据库中，“分片透明性”（FragmentationTransparency）是指（）。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被分割成片段C.用户无需知道不同片段的副本位置D.用户无需知道数据在不同场地的逻辑结构答案：B11.以下关于触发器（Trigger）的描述，错误的是（）。A.可在INSERT、UPDATE、DELETE操作时自动执行B.可用于实现复杂的业务规则校验C.会增加数据库的维护开销D.可以直接修改触发它的表的数据答案：D（解析：部分数据库禁止触发器修改触发表，可能导致递归触发）12.若数据库系统出现“死锁”（Deadlock），最有效的解决方法是（）。A.增加锁的粒度B.超时回滚机制C.手动终止其中一个事务D.升级为排他锁答案：B13.关于OLAP（联机分析处理）与OLTP（联机事务处理）的对比，正确的是（）。A.OLAP关注历史数据的复杂查询，OLTP关注实时事务处理B.OLAP使用关系型数据库，OLTP使用数据仓库C.OLAP对响应时间要求更高D.OLAP的数据更新频率更高答案：A14.数据清洗（DataCleaning）的主要任务是（）。A.提高数据存储效率B.纠正数据中的错误、缺失或冗余C.设计数据仓库的ETL流程D.优化数据库查询性能答案：B15.NoSQL数据库（如MongoDB）的适用场景不包括（）。A.高并发的非结构化数据存储B.需要严格ACID事务的场景C.动态扩展的分布式系统D.实时数据分析的海量数据答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1.关系模型中，能够唯一标识元组的最小属性集称为__________。答案：候选键（候选码）2.外键（ForeignKey）的作用是保证两个表之间的__________完整性。答案：参照3.触发器按触发时机可分为__________触发器和AFTER触发器。答案：BEFORE4.若关系模式R满足每一个决定因素都包含码，则R属于__________范式。答案：BCNF5.死锁的解决方法主要有预防、检测与__________。答案：解除6.OLAP的典型操作包括上卷（RollUp）、下钻（DrillDown）、切片（Slice）和__________。答案：旋转（Pivot）7.分布式数据库的CAP定理指的是一致性（Consistency）、可用性（Availability）和__________三者不可兼得。答案：分区容忍性（PartitionTolerance）8.数据清洗中，处理缺失值的常见方法有删除记录、插补（如均值填充）和__________。答案：保留缺失值（或根据业务规则处理）9.游标（Cursor）的作用是在__________中逐条处理结果集。答案：存储过程（或PL/SQL程序）10.NoSQL数据库的主要类型包括键值存储、文档存储、列族存储和__________。答案：图存储三、简答题（每题8分，共40分）1.简述关系模型的三要素及其含义。答案：关系模型的三要素包括数据结构、数据操作和完整性约束。（1）数据结构：描述数据库的组成，核心是关系（二维表），包括属性、元组、域等概念；（2）数据操作：定义对关系的操作，如查询（选择、投影、连接等）和更新（插入、删除、修改）；（3）完整性约束：保证数据的正确性和一致性，包括实体完整性（主码非空唯一）、参照完整性（外码匹配主码）和用户定义完整性（业务规则，如年龄>0）。2.视图（View）的作用有哪些？简述其优缺点。答案：视图的作用：（1）简化复杂查询：将常用的多表连接或过滤条件封装为视图，用户直接查询视图即可；（2）提高安全性：通过视图限制用户访问的列或行，隐藏敏感数据；（3）逻辑数据独立性：当基表结构变化时，只需调整视图定义，不影响用户查询。优点：简化操作、增强安全、提升独立性；缺点：性能可能下降（视图查询需解析基表）、更新受限（复杂视图可能无法直接更新）。3.索引的优缺点是什么？选择索引时应考虑哪些原则？答案：索引的优点：加速数据查询（尤其是范围查询和等值查询）、减少全表扫描的I/O开销；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（需维护索引结构）。选择原则：（1）对查询频繁、更新较少的字段建索引（如订单表的“用户ID”）；（2）对高基数（取值范围大）的字段建索引（如身份证号比性别更适合）；（3）避免对小表或重复值多的字段建索引（全表扫描可能更快）；（4）联合索引需符合最左匹配原则（如索引（A,B,C）支持A、A+B、A+B+C的查询）。4.简述事务的ACID特性及其实现技术。答案：ACID特性：（1）原子性（Atomicity）：事务的所有操作要么全部提交，要么全部回滚；（2）一致性（Consistency）：事务执行前后数据库状态保持一致；（3）隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时互不干扰；（4）持久性（Durability）：事务提交后修改永久保存。实现技术：原子性通过Undo日志（记录事务修改前的值，回滚时恢复）实现；持久性通过Redo日志（记录事务修改后的值，崩溃时重写）实现；隔离性通过锁机制（如共享锁、排他锁）或多版本并发控制（MVCC）实现；一致性由原子性、隔离性和应用层业务规则共同保证。5.数据仓库与传统数据库的主要区别有哪些？答案：（1）目标不同：数据库支持OLTP（实时事务处理），数据仓库支持OLAP（历史数据分析）；（2）数据特性：数据库存储当前、细节数据（如当天订单），数据仓库存储历史、综合数据（如年度销售汇总）；（3）更新频率：数据库频繁更新（增删改），数据仓库极少更新（主要通过ETL加载）；（4）结构设计：数据库强调范式（减少冗余），数据仓库常用星型/雪花模型（优化查询）；（5）用户群体：数据库面向业务操作人员，数据仓库面向分析人员（如管理层、数据科学家）。四、设计题（20分）某高校拟开发“学生社团管理系统”，需求如下：学生信息：学号（唯一）、姓名、性别、入学时间；社团信息：社团ID（唯一）、名称、成立时间、类别（如文艺、体育）；学生可加入多个社团，社团可包含多个学生，需记录“加入时间”；社团需记录活动信息：活动ID（唯一）、活动名称、时间、地点、参与人数。要求：（1）绘制ER图（实体用矩形，联系用菱形，属性用椭圆，标出主码）；（2）将ER图转换为关系模式，注明主码和外码；（3）判断“学生-社团”联系对应的关系模式是否符合3NF，说明理由；（4）编写SQL语句：查询2023年成立的“体育”类社团中，2024年加入的学生姓名（要求使用JOIN）。答案：（1）ER图（文字描述）：实体：学生（学号，姓名，性别，入学时间），主码：学号；社团（社团ID，名称，成立时间，类别），主码：社团ID；活动（活动ID，活动名称，时间，地点，参与人数），主码：活动ID；联系：加入（学生-社团，多对多），属性：加入时间；联系：组织（社团-活动，一对多，社团组织活动）。（2）关系模式：学生（学号，姓名，性别，入学时间）主码：学号；社团（社团ID，名称，成立时间，类别）主码：社团ID；活动（活动ID，活动名称，时间，地点，参与人数，社团ID）主码：活动ID，外码：社团ID（引用社团.社团ID）；学生_社团（学号，社团ID，加入时间）主码：（学号，社团ID），外码：学号（引用学生.学号），社团ID（引用社团.社团ID）。（3）“学生_社团”关系模式符合3NF。理由：主码是（学号，社团ID），非主属性只有“加入时间”，不存在部分函数依赖（所有非主属性完全依赖于主码），也不存在传递函数依赖（非主属性不依赖于其他非主属性），因此满足3NF。（4）SQL语句：SELECTs.姓名FROM学生sJOIN学生_社团scONs.学号=sc.学号JOIN社团cONsc.社团ID=c.社团IDWHEREc.成立时间>='2023-01-01'ANDc.成立时间<='2023-12-31'ANDc.类别='体育'ANDsc.加入时间>='2024-01-01'ANDsc.加入时间<='2024-12-31';五、综合题（20分）某电商平台的“订单表”（order）包含以下字段：订单ID（主键）、用户ID、商品ID、下单时间、支付状态（0未支付，1已支付）、数量、金额。近期发现“查询某用户近30天内已支付订单的总金额”的SQL语句执行缓慢，需优化。要求：（1）分析可能导致慢查询的原因；（2）提出至少4种优化策略，并说明具体实现方法；（3）若需创建索引，设计索引结构并说明理由。答案：（1）慢查询可能原因：表数据量过大，未使用索引导致全表扫描；过滤条件（用户ID、支付状态、下单时间）未建立索引，查询效率低；订单表未分区，查询时扫描整个表；数据库服务器内存不足，无法缓存常用数据；SQL语句写法不合理（如使用函数处理字段，导致索引失效）。（2）优化策略：①建立联合索引：在（用户ID，支付状态，下单时间）上创建索引，覆盖查询条件，减少回表；②分区表：按“下单时间”做范围分区（如按月分区），查询近30天数据时仅扫描最近1个分区；③缓存常用结果：使用Redis缓存高频用户（如活跃用户）的近30天总金额，定时更新；④查询重写：将“近30天”条件改为具体日期范围（如BETWEEN'2024-10-0