2026年数据库系统原理与数据库设计应用题库

2026年数据库系统原理与数据库设计应用题库一、简答题（每题5分，共5题）1.简述数据库三级模式结构的含义及其作用。2.解释数据库事务的ACID特性，并说明其在实际应用中的重要性。3.简述关系数据库的规范化理论及其目的。4.说明数据库索引的作用及其常见类型。5.简述数据库安全性与完整性控制的基本方法。二、设计题（每题10分，共3题）1.设计一个图书管理系统的数据库模型，要求包括图书、读者、借阅三个实体，并说明各实体的属性及关系。2.设计一个医院管理系统的数据库模型，要求包括患者、医生、科室三个实体，并说明各实体的属性及关系。3.设计一个在线购物系统的数据库模型，要求包括商品、用户、订单三个实体，并说明各实体的属性及关系。三、应用题（每题15分，共2题）1.假设某高校需要一个学生管理系统，要求设计数据库模型，包括学生、课程、选课三个实体，并说明各实体的属性及关系。请进一步设计SQL语句实现以下功能：-查询选修了“数据库原理”课程的学生名单。-查询每门课程的平均成绩。-查询成绩最高的学生名单。2.假设某公司需要一个员工管理系统，要求设计数据库模型，包括员工、部门、项目三个实体，并说明各实体的属性及关系。请进一步设计SQL语句实现以下功能：-查询每个部门的员工人数。-查询参与了“项目A”的员工名单。-查询每个员工的工资总和。答案与解析一、简答题1.简述数据库三级模式结构的含义及其作用。-答案：数据库三级模式结构包括外模式、概念模式和内模式。-外模式：是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户与数据库系统的接口。外模式是概念模式的一个子集。-概念模式：是数据库的整体逻辑结构，是所有用户公共数据视图。概念模式描述了数据库中所有的逻辑数据，包括实体、属性和实体之间的联系。-内模式：是数据库的物理结构和存储方式，是数据库内部的表示方法。内模式描述了数据在物理存储器上的存储方式和物理结构。-作用：三级模式结构的作用是将数据的具体组织细节与用户界面分离，提高了数据库的逻辑独立性和物理独立性，便于数据的管理和维护。2.解释数据库事务的ACID特性，并说明其在实际应用中的重要性。-答案：数据库事务的ACID特性包括原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。-原子性：事务是数据库操作的基本单位，事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不做，不会处于中间状态。-一致性：事务必须保证数据库从一个一致性状态转变到另一个一致性状态，即事务执行前后，数据库的完整性约束必须得到满足。-隔离性：一个事务的执行不能被其他事务干扰，即一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的，并发执行的事务之间不会相互影响。-持久性：一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的，即使系统发生故障也不会丢失。-重要性：在实际应用中，ACID特性保证了数据库事务的可靠性和一致性，是数据库系统可靠性的重要基础。例如，在金融系统中，转账操作必须满足ACID特性，以确保资金转移的准确性和安全性。3.简述关系数据库的规范化理论及其目的。-答案：关系数据库的规范化理论是数据库设计的重要理论，其目的是通过将关系模式分解为多个更小的关系模式，以减少数据冗余、避免数据不一致性，并提高数据库的查询效率和更新效率。-规范化理论的基本思想：通过将关系模式分解为多个满足特定范式的关系模式，以消除冗余数据和异常情况。-常见范式：第一范式（1NF）要求关系中的每个属性都是不可分割的原子值；第二范式（2NF）要求关系满足1NF，且每个非主属性完全依赖于主键；第三范式（3NF）要求关系满足2NF，且每个非主属性都不传递依赖于主键。-目的：规范化理论的目的在于提高数据库的设计质量，减少数据冗余，避免数据不一致性，并提高数据库的查询效率和更新效率。4.说明数据库索引的作用及其常见类型。-答案：数据库索引的作用是加快数据库表的查询速度，通过建立索引可以快速定位到表中特定数据，从而提高查询效率。-常见类型：-B树索引：最常用的索引类型，适用于范围查询和精确查询。-哈希索引：适用于精确查询，通过哈希函数快速定位数据，但不适用于范围查询。-全文本索引：适用于文本搜索，通过分词和倒排索引实现快速文本查询。-位图索引：适用于小表或维度较低的表，通过位图操作实现快速查询。5.简述数据库安全性与完整性控制的基本方法。-答案：数据库安全性与完整性控制的基本方法包括：-安全性控制：-用户认证：通过用户名和密码验证用户身份。-权限控制：通过授予和撤销用户权限，限制用户对数据库的操作。-加密：对敏感数据进行加密存储，防止数据泄露。-完整性控制：-实体完整性：通过主键约束保证每个实体的唯一性。-参照完整性：通过外键约束保证实体之间的引用关系的一致性。-域完整性：通过数据类型、约束等保证数据的合法性。二、设计题1.设计一个图书管理系统的数据库模型，要求包括图书、读者、借阅三个实体，并说明各实体的属性及关系。-答案：-图书（Book）：-属性：图书编号（BookID，主键）、书名（Title）、作者（Author）、出版社（Publisher）、出版日期（PublishDate）、价格（Price）。-读者（Reader）：-属性：读者编号（ReaderID，主键）、姓名（Name）、性别（Gender）、年龄（Age）、电话（Phone）。-借阅（Borrow）：-属性：借阅编号（BorrowID，主键）、图书编号（BookID，外键）、读者编号（ReaderID，外键）、借阅日期（BorrowDate）、归还日期（ReturnDate）。-关系：-图书与借阅：一对多关系（一本图书可以被多读者借阅）。-读者与借阅：一对多关系（一个读者可以借阅多本图书）。2.设计一个医院管理系统的数据库模型，要求包括患者、医生、科室三个实体，并说明各实体的属性及关系。-答案：-患者（Patient）：-属性：患者编号（PatientID，主键）、姓名（Name）、性别（Gender）、年龄（Age）、电话（Phone）、地址（Address）。-医生（Doctor）：-属性：医生编号（DoctorID，主键）、姓名（Name）、性别（Gender）、年龄（Age）、职称（Title）、电话（Phone）。-科室（Department）：-属性：科室编号（DepartmentID，主键）、科室名称（Name）、科室主任（Director）。-关系：-医生与科室：多对多关系（一个医生可以属于多个科室，一个科室可以有多个医生）。-患者与医生：多对多关系（一个患者可以看多个医生，一个医生可以看多个患者）。3.设计一个在线购物系统的数据库模型，要求包括商品、用户、订单三个实体，并说明各实体的属性及关系。-答案：-商品（Product）：-属性：商品编号（ProductID，主键）、商品名称（Name）、价格（Price）、库存（Stock）、描述（Description）。-用户（User）：-属性：用户编号（UserID，主键）、姓名（Name）、性别（Gender）、年龄（Age）、电话（Phone）、地址（Address）。-订单（Order）：-属性：订单编号（OrderID，主键）、用户编号（UserID，外键）、订单日期（OrderDate）、总金额（TotalAmount）。-订单明细（OrderDetail）：-属性：订单明细编号（OrderDetailID，主键）、订单编号（OrderID，外键）、商品编号（ProductID，外键）、数量（Quantity）、单价（UnitPrice）。-关系：-用户与订单：一对多关系（一个用户可以下多个订单）。-订单与订单明细：一对多关系（一个订单可以包含多个订单明细）。-商品与订单明细：一对多关系（一个商品可以出现在多个订单明细中）。三、应用题1.假设某高校需要一个学生管理系统，要求设计数据库模型，包括学生、课程、选课三个实体，并说明各实体的属性及关系。请进一步设计SQL语句实现以下功能：-查询选修了“数据库原理”课程的学生名单。-查询每门课程的平均成绩。-查询成绩最高的学生名单。-答案：-数据库模型：-学生（Student）：-属性：学生编号（StudentID，主键）、姓名（Name）、性别（Gender）、年龄（Age）。-课程（Course）：-属性：课程编号（CourseID，主键）、课程名称（Name）、学分（Credit）。-选课（Enrollment）：-属性：选课编号（EnrollmentID，主键）、学生编号（StudentID，外键）、课程编号（CourseID，外键）、成绩（Grade）。-关系：-学生与选课：一对多关系（一个学生可以选多个课程）。-课程与选课：一对多关系（一个课程可以被多个学生选）。-SQL语句：-查询选修了“数据库原理”课程的学生名单：sqlSELECTStudent.NameFROMStudentJOINEnrollmentONStudent.StudentID=Enrollment.StudentIDJOINCourseONEnrollment.CourseID=Course.CourseIDWHERECourse.Name='数据库原理';-查询每门课程的平均成绩：sqlSELECTCourse.Name,AVG(Enrollment.Grade)ASAverageGradeFROMCourseJOINEnrollmentONCourse.CourseID=Enrollment.CourseIDGROUPBYCourse.Name;-查询成绩最高的学生名单：sqlSELECTStudent.Name,MAX(Enrollment.Grade)ASHighestGradeFROMStudentJOINEnrollmentONStudent.StudentID=Enrollment.StudentIDGROUPBYStudent.NameORDERBYHighestGradeDESCLIMIT1;2.假设某公司需要一个员工管理系统，要求设计数据库模型，包括员工、部门、项目三个实体，并说明各实体的属性及关系。请进一步设计SQL语句实现以下功能：-查询每个部门的员工人数。-查询参与了“项目A”的员工名单。-查询每个员工的工资总和。-答案：-数据库模型：-员工（Employee）：-属性：员工编号（EmployeeID，主键）、姓名（Name）、性别（Gender）、年龄（Age）、工资（Salary）。-部门（Department）：-属性：部门编号（DepartmentID，主键）、部门名称（Name）、部门经理（Manager）。-项目（Project）：-属性：项目编号（ProjectID，主键）、项目名称（Name）、开始日期（StartDate）、结束日期（EndDate）。-员工项目（EmployeeProject）：-属性：员工项目编号（EmployeeProjectID，主键）、员工编号（EmployeeID，外键）、项目编号（ProjectID，外键）。-关系：-员工与部门：多对一关系（一个员工属于一个部门，一个部门可以有多个员工）。-员工与项目：多对多关系（一个员工可以参与多个项目，一个项目可以有多个员工）。-SQL语句：-查询每个部门的员工人数：sqlSELECTDepartment.Name,COUNT(Employee.EmployeeID)ASEmployeeCountFROMDepartmentLEFTJOINEmployeeONDepartment.DepartmentID=Employee.DepartmentIDGROUPBYDepartment.Name;-查询参与了“项目A”的员工名单：sqlSELECTEmployee.NameFROMEmployeeJOINEmployeeProjectONEmplo