(2025年)数据库期末考试题附答案

(2025年)数据库期末考试题附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列关于数据模型的描述中，错误的是（）A.层次模型用树形结构表示实体及联系B.关系模型的键可以是单个属性或属性组C.网状模型允许一个以上的节点无父节点D.对象-关系模型完全摒弃了关系模型的基本结构答案：D2.已知关系R(A,B,C)和S(C,D,E)，若执行R⋈S（自然连接），则结果关系的属性个数是（）A.3B.5C.6D.4答案：B（自然连接会去除重复的公共属性C，故属性为A,B,C,D,E共5个）3.事务的原子性是指（）A.事务一旦提交，其对数据库的修改是永久的B.事务执行时不可被中断，要么全做要么全不做C.多个事务并发执行时，结果与串行执行结果一致D.事务执行过程中，未提交的修改对其他事务不可见答案：B4.关于B+树索引的描述，正确的是（）A.所有叶子节点通过指针连接，便于范围查询B.非叶子节点存储数据记录的指针C.适合作为哈希索引的替代结构D.插入操作不会导致树的高度变化答案：A5.关系模式R(学号,姓名,课程号,成绩,教师号,教师姓名)，若存在函数依赖：学号→姓名，课程号→教师号，教师号→教师姓名，(学号,课程号)→成绩，则R的最高范式是（）A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF答案：B（存在部分函数依赖：(学号,课程号)→教师号，因为课程号→教师号，故不满足2NF？不，2NF要求消除非主属性对码的部分依赖。主码是(学号,课程号)，非主属性包括姓名、教师号、教师姓名、成绩。其中姓名仅依赖于学号（主码的一部分），教师号仅依赖于课程号（主码的一部分），因此存在部分依赖，故最高为1NF？此处需重新分析。正确分析：主码是(学号,课程号)，非主属性为姓名、教师号、教师姓名、成绩。姓名完全依赖于学号（主码的真子集），教师号完全依赖于课程号（主码的真子集），因此存在非主属性对主码的部分函数依赖，违反2NF条件，故R属于1NF。但原题选项中是否有1NF？题目选项A是1NF，所以正确答案应为A。之前分析错误，现纠正。）答案：A6.若数据库系统采用可重复读（RepeatableRead）隔离级别，可能出现的问题是（）A.脏读B.不可重复读C.幻读D.丢失修改答案：C（可重复读解决了脏读和不可重复读，但可能出现幻读）7.某ER图中存在“学生”实体（属性：学号,姓名）和“课程”实体（属性：课程号,名称），且学生与课程之间存在“选修”联系（属性：成绩），则转换为关系模型时，“选修”联系对应的关系模式主键是（）A.学号B.课程号C.学号,课程号D.学号,课程号,成绩答案：C8.下列SQL语句中，会隐式触发事务提交的是（）A.INSERTINTOusersVALUES(1,'张三')B.CREATETABLEtemp(idINT)C.UPDATEordersSETstatus='已支付'WHEREid=100D.SELECTFROMproductsWHEREprice>100答案：B（DDL语句执行后会自动提交事务）9.关于NoSQL数据库的描述，错误的是（）A.键值存储适合存储用户会话数据B.列族存储适合实时分析场景C.文档存储要求所有文档必须具有相同结构D.图数据库适合社交网络关系分析答案：C10.数据仓库的ETL过程不包括（）A.抽取（Extract）B.转换（Transform）C.加载（Load）D.查询（Query）答案：D二、填空题（每空1分，共15分）1.关系数据库的数学基础是__________。答案：关系代数2.事务的ACID特性中，“I”代表__________。答案：隔离性（Isolation）3.B+树索引中，所有数据记录均存储在__________节点。答案：叶子4.关系模式分解的两个重要原则是__________和__________。答案：无损连接性、函数依赖保持性5.SQL中，用于限制分组查询结果的子句是__________。答案：HAVING6.并发控制的主要技术是__________和__________。答案：封锁（锁机制）、时间戳排序7.ER图中，菱形框表示__________，椭圆框表示__________。答案：联系、属性8.数据冗余可能导致__________、__________和__________问题。答案：更新异常、插入异常、删除异常9.NoSQL数据库的典型类型包括键值存储、__________、__________和图数据库。答案：列族存储、文档存储10.数据仓库的维度建模中，最常用的模型是__________。答案：星型模型三、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。答案：关系模型的三要素包括数据结构、数据操作和数据完整性约束。（1）数据结构：用二维表（关系）表示数据及联系，是关系模型的核心；（2）数据操作：包括查询（选择、投影、连接等）和更新（插入、删除、修改），基于关系代数或SQL；（3）数据完整性约束：保证数据正确性和一致性，包括实体完整性（主码非空唯一）、参照完整性（外码与主码匹配）和用户定义完整性（自定义规则）。2.说明事务隔离级别“读未提交（ReadUncommitted）”和“读已提交（ReadCommitted）”的区别，并指出各自可能出现的问题。答案：读未提交允许事务读取其他事务未提交的修改，可能导致脏读（读取到后续被回滚的数据）；读已提交仅允许读取已提交的数据，避免了脏读，但可能出现不可重复读（同一事务两次读取同一数据得到不同结果）。3.比较聚集索引与非聚集索引的区别（至少列出3点）。答案：（1）存储方式：聚集索引的叶节点存储完整数据记录，非聚集索引的叶节点存储索引键和行指针；（2）数量限制：一个表只能有一个聚集索引，可有多非聚集索引；（3）性能影响：聚集索引适合范围查询，非聚集索引适合等值查询；（4）维护成本：聚集索引插入/删除可能导致页分裂，维护成本更高。4.分析关系模式R(学生ID,姓名,专业,课程ID,课程名,成绩)的函数依赖，指出其存在的冗余问题，并将其规范化到3NF。答案：假设函数依赖：学生ID→姓名,专业；课程ID→课程名；(学生ID,课程ID)→成绩。主码为(学生ID,课程ID)。存在的冗余：（1）姓名、专业重复存储（每个课程对应一次）；（2）课程名重复存储（每个选该课的学生对应一次）。规范化步骤：分解为R1(学生ID,姓名,专业)（主码学生ID，满足3NF）、R2(课程ID,课程名)（主码课程ID，满足3NF）、R3(学生ID,课程ID,成绩)（主码(学生ID,课程ID)，满足3NF）。5.描述数据库备份策略中“完全备份+差异备份+日志备份”的组合方式及其适用场景。答案：完全备份是对数据库的完整拷贝，恢复时需最新完全备份；差异备份是上次完全备份后所有修改的累积备份，恢复时需完全备份+最后一次差异备份；日志备份是事务日志的增量备份，恢复时需完全备份+差异备份+所有后续日志备份。该组合适用于需要快速备份（差异备份比完全备份小）且能精细恢复到任意时间点的场景（如生产环境）。四、设计题（第1题12分，第2题13分，共25分）1.某医院需设计门诊挂号系统数据库，需求如下：医生：工号（唯一）、姓名、科室、职称患者：病历号（唯一）、姓名、性别、年龄挂号记录：每次挂号由患者选择医生，提供挂号时间、就诊状态（待诊/已诊）要求：（1）绘制ER图（需标注实体、属性、联系及联系类型）；（2）将ER图转换为关系模式，标注主码和外码；（3）检查关系模式是否满足3NF，若不满足则调整。答案：（1）ER图：实体“医生”属性：工号（主属性）、姓名、科室、职称实体“患者”属性：病历号（主属性）、姓名、性别、年龄实体“挂号记录”属性：挂号ID（主属性）、挂号时间、就诊状态联系“挂号”：患者与挂号记录是1:多（一个患者可多次挂号），医生与挂号记录是1:多（一个医生可处理多次挂号），即患者←1:多→挂号记录←1:多→医生（2）关系模式：医生（工号，姓名，科室，职称）主码：工号患者（病历号，姓名，性别，年龄）主码：病历号挂号记录（挂号ID，病历号，工号，挂号时间，就诊状态）主码：挂号ID；外码：病历号（引用患者）、工号（引用医生）（3）检查3NF：各关系模式中，非主属性对主码均为完全函数依赖且不存在传递依赖（如医生关系中，姓名、科室、职称直接依赖工号；挂号记录中，挂号时间、就诊状态直接依赖挂号ID），因此满足3NF。2.针对某电商平台的“商品表”（结构：商品ID,名称,类别,价格,库存,上架时间），编写满足以下要求的SQL语句：（1）查询2025年1月1日后上架的“电子产品”类别中，价格在1000-5000元且库存大于0的商品，按价格降序排列；（2）统计每个类别商品的平均价格和最高库存，仅显示平均价格超过2000元的类别；（3）使用窗口函数，计算每个类别中价格排名前3的商品（需显示商品ID、名称、类别、价格、类别内排名）。答案：（1）SELECT商品ID,名称,价格,库存FROM商品表WHERE类别='电子产品'AND上架时间>'2025-01-01'AND价格BETWEEN1000AND5000AND库存>0ORDERBY价格DESC;（2）SELECT类别,AVG(价格)AS平均价格,MAX(库存)AS最高库存FROM商品表GROUPBY类别HAVINGAVG(价格)>2000;（3）SELECT商品ID,名称,类别,价格,ROW_NUMBER()OVER(PARTITIONBY类别ORDERBY价格DESC)AS类别内排名FROM商品表QUALIFY类别内排名<=3;五、综合题（10分）某社交平台需优化用户动态表（动态ID,用户ID,内容,发布时间,点赞数,评论数）的查询性能，当前主要查询场景包括：查询某用户最近30天内的所有动态（按发布时间降序）；统计热门动态（点赞数+评论数>1000）的数量；按用户ID快速定位某条动态。请设计索引策略（包括索引类型、列顺序），并说明理由。答案：（1）为“用户ID,发布时间”建立复合聚集索引（或B+树索引）：理由：第一个查询需按用户ID过滤并按发布时间排序，复合索引可覆盖WHERE和ORDERBY条件，避免全表扫描和临时排序。（2）为“点赞数+评论数”建立计算列