国开电大2025年春季期末考试《数据库应用技术》试题及答案

国开电大2025年春季期末考试《数据库应用技术》试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在关系数据库中，用来唯一标识一条记录的属性或属性组合称为A.主键  B.外键  C.候选键  D.超键答案：A2.下列SQL语句中，能够删除“student”表中所有数据但保留表结构的是A.DROPTABLEstudent;B.DELETEFROMstudent;C.TRUNCATETABLEstudent;D.ALTERTABLEstudentDELETEALL;答案：C3.在MySQL中，事务的四大特性简称ACID，其中“D”指的是A.原子性  B.一致性  C.隔离性  D.持久性答案：D4.若关系模式R(A,B,C)满足函数依赖集F={A→B,B→C}，则该模式最高属于A.1NF  B.2NF  C.3NF  D.BCNF答案：B5.在并发控制中，解决“丢失更新”问题的最常用技术是A.时间戳  B.乐观锁  C.封锁协议  D.多版本并发控制答案：C6.下列关于索引的描述，错误的是A.唯一索引允许列中出现NULLB.聚集索引的叶节点就是数据页C.复合索引的顺序对查询效率无影响D.覆盖索引可避免回表操作答案：C7.在分布式数据库中，保证全局事务原子性的协议是A.两阶段提交  B.三阶段提交  C.Paxos  D.Raft答案：A8.使用EXPLAIN分析SQL时，type列出现“ALL”表示A.全表扫描  B.范围扫描  C.索引扫描  D.唯一索引扫描答案：A9.在MongoDB中，用于实现多表关联操作的运算符是A.$lookup  B.$match  C.$group  D.$project答案：A10.当数据库出现“死锁”时，最合理的处理策略是A.无限等待  B.立即重启数据库  C.回滚代价最小的事务  D.强制用户重试答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.下列哪些属于数据库系统的三级模式结构A.外模式  B.概念模式  C.内模式  D.存储模式答案：ABC12.关于视图的描述，正确的有A.视图可以基于多表创建B.视图可以更新，但受限制C.视图占用存储空间与基表相同D.视图可提高数据安全性答案：ABD13.在MySQL中，以下哪些存储引擎支持事务A.InnoDB  B.MyISAM  C.NDB  D.MEMORY答案：AC14.下列关于范式的说法，正确的有A.1NF要求属性原子性B.2NF消除部分函数依赖C.3NF消除传递函数依赖D.BCNF消除多值依赖答案：ABC15.以下哪些属于数据库完整性约束A.主键约束  B.检查约束  C.默认约束  D.触发器答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.在关系代数中，选择操作是对列进行筛选。  答案：×17.数据库系统的核心软件是DBMS。  答案：√18.在SQL中，NULL与空字符串完全等价。  答案：×19.分区表可以提高大表的查询效率。  答案：√20.触发器可以替代所有外键约束。  答案：×21.分布式数据库一定保证强一致性。  答案：×22.索引越多，更新操作越快。  答案：×23.日志文件用于数据库恢复。  答案：√24.在Redis中，字符串最大容量为512MB。  答案：√25.OLAP系统通常采用星型或雪花模型。  答案：√四、填空题（每空2分，共20分）26.在SQL中，用于统计不重复记录数量的聚合函数是________。答案：COUNT(DISTINCT列名)27.若关系模式R(A,B,C,D)的函数依赖集为{A→B,C→D}，则该模式的候选键为________。答案：AC28.在MySQL中，查看当前隔离级别的命令是SELECT@@________。答案：tx_isolation（8.0+版本为transaction_isolation）29.将E-R图转换为关系模型时，m:n联系需要单独生成________。答案：关系模式（或表）30.在MongoDB中，文档默认的主键字段名是________。答案：_id31.数据库运行过程中，系统突然断电，恢复时需要用到________文件。答案：重做日志（或redolog）32.在分布式数据库中，CAP理论中的“P”指________。答案：分区容错性33.在PostgreSQL中，用于实现行级安全的机制简称________。答案：RLS34.当索引键值重复率极高时，该索引的________度低，效果差。答案：选择35.在SQLServer中，全局临时表名以________开头。答案：五、简答题（每题8分，共24分）36.简述数据库事务的四大特性，并举例说明“一致性”的含义。答案：（1）原子性：事务要么全部执行，要么全部不执行。（2）一致性：事务执行前后，数据库必须处于一致状态。例如转账业务，A账户减少100元，B账户必须增加100元，总额不变。（3）隔离性：并发事务互不干扰。（4）持久性：一旦提交，结果永久保存。一致性示例：学生选课系统中，课程已选人数不能超过容量。事务提交前检查约束，若超限则回滚，保证数据一致。37.对比B+树与哈希索引的适用场景及优缺点。答案：B+树：适用：范围查询、排序、模糊查询。优点：有序、支持部分匹配、磁盘I/O少。缺点：维护成本高、占用空间大。哈希：适用：等值查询，如WHEREid=123。优点：查询复杂度O(1)，内存占用小。缺点：不支持范围、排序、模糊，碰撞时性能下降。结论：OLTP系统主键查询可用哈希；OLAP、二级索引用B+树。38.描述“幻读”现象，并说明在MySQL中如何通过Next-KeyLocking解决。答案：幻读：同一事务内两次范围查询返回不同行数，因其他事务插入新行导致。Next-KeyLocking：InnoDB将记录锁与间隙锁结合，锁定索引记录及其前驱间隙。例如SELECTFROMtWHEREid>10FORUPDATE会锁定(10,max]区间，阻止其他事务插入id>10的新行，从而避免幻读。该机制在可重复读隔离级别默认启用。六、综合应用题（共31分）39.某高校教务系统需设计数据库，需求如下：（1）学院：编号、名称、成立年份；（2）教师：工号、姓名、职称、所属学院；（3）课程：课程号、课程名、学分、开课学院；（4）学生：学号、姓名、性别、出生日期、所在学院；（5）选课：学号、课程号、成绩、选课时间。规定：①一个学院有多名教师、多名学生；②一门课程只能由一个学院开设；③一名学生可选多门课，一门课可被多名学生选；④教师与课程无直接关联，仅通过学院间接归属。（1）画出E-R图，标注实体、属性、联系类型。（6分）答案：实体：学院（编号,名称,成立年份）、教师（工号,姓名,职称）、课程（课程号,课程名,学分）、学生（学号,姓名,性别,出生日期）、选课（成绩,选课时间）。联系：学院1—n教师；学院1—n学生；学院1—n课程；学生m—n课程（选课）。（2）将E-R图转换为关系模式，并标注主键、外键。（8分）答案：学院(编号PK,名称,成立年份)教师(工号PK,姓名,职称,学院编号FK)学生(学号PK,姓名,性别,出生日期,学院编号FK)课程(课程号PK,课程名,学分,学院编号FK)选课(学号FK,课程号FK,成绩,选课时间,PRIMARYKEY(学号,课程号))（3）用SQL创建上述表，要求：①学院编号、教师工号、学号、课程号均为定长字符型，长度分别为2、6、10、8；②成绩为0—100整数，默认NULL；③选课时间为DATETIME，默认当前时间；④外键级联删除。（9分）答案：```sqlCREATETABLEdept(dnoCHAR(2)PRIMARYKEY,dnameVARCHAR(30)NOTNULL,estYEAR);CREATETABLEteacher(tnoCHAR(6)PRIMARYKEY,tnameVARCHAR(20)NOTNULL,titleVARCHAR(20),dnoCHAR(2),FOREIGNKEY(dno)REFERENCESdept(dno)ONDELETECASCADE);CREATETABLEstudent(snoCHAR(10)PRIMARYKEY,snameVARCHAR(20)NOTNULL,genderENUM('男','女'),birthDATE,dnoCHAR(2),FOREIGNKEY(dno)REFERENCESdept(dno)ONDELETECASCADE);CREATETABLEcourse(cnoCHAR(8)PRIMARYKEY,cnameVARCHAR(40)NOTNULL,creditTINYINTCHECK(creditBETWEEN1AND10),dnoCHAR(2),FOREIGNKEY(dno)REFERENCESdept(dno)ONDELETECASCADE);CREATETABLEsc(snoCHAR(10),cnoCHAR(8),scoreTINYINTCHECK(scoreBETWEEN0AND100),sel_timeDATETIMEDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,PRIMARYKEY(sno,cno),FOREIGNKEY(sno)REFERENCESstudent(sno)ONDELETECASCADE,FOREIGNKEY(cno)REFERENCEScourse(cno)ONDELETECASCADE);```（4）编写SQL完成以下查询：（8分）a.查询“计算机学院”开设的、被超过100名学生选修的课程号及选课人数；b.列出未选任何课的学生学号、姓名、学院名称；c.将“计算机学院”所有学生的“数据库概论”成绩提5分，最高不超过100；d.创建视图v_teacher_course，展示每位教师的工号、姓名及其学院开设的所有课程名。答案：a.```sqlSELECTo,COUNT()AScntFROMcoursecJOINscONo=oWHEREc.dno=(SELECTdnoFROMdeptWHEREdname='计算机学院')GROUPBYoHAVINGcnt>100;```b.```sqlSELECTs.sno,s.sname,d.dnameFROMstudentsJOINdeptdONs.dno=d.dnoWHERENOTEXISTS(SELECT1FROMscWHEREsc.sno=s.sno);```c.```sqlUPDATEscJOINstudentsONsc.sno=s.snoJOINdeptdONs.dno=d.dnoJOINcoursecONo=oSETsc.score=LEAST(sc.score+5,100)WHEREd.dname='计算机学院'ANDame='数据库概论';```d.```sqlCREATEVIEWv_teacher_courseASSELECTt.tno,t.tname,ameFROMteachertJOINdeptdONt.dno=d.dnoJOINcoursecONd.dno=c.dno;```七、设计优化题（共20分）40.某电商平台订单表orders结构如下：order_idBIGINTPK,user_idBIGINT,sku_idBIGINT,priceDECIMAL(10,2),amountINT,statusTINYINT,create_timeDATETIME,update_timeDATETIME。数据量已达5亿行，日均新增500万，80%查询集中在近3个月，常见查询：Q1：根据user_id查最近订单；Q2：根据sku_id查近7日销量；Q3：按天统计订单量与GMV。（1）给出分区方案，说明分区键、分区类型及理由。（6分）答案：采用RANGE分区，分区键create_time，按月分区；历史冷数据可压缩归档。理由：时间维度天然有序，便于批量删除与归档；近3个月热数据集中，减少扫描范围；支持快速按天聚合。（2）设计二级索引，使Q1、Q2、Q3均走索引，写出创建语句。（6分）答案：```sqlALTERTABLEordersADDINDEXidx_user_time(user_id,create_timeDESC),ADDINDEXidx_sku_time(sku_id,create_time),ADDINDEXidx_day(create_time);```（3）指出索引对写入性能的影响，并给出缓解措施。（4分）答案：影响：每次INSERT需维护3棵B+树，随机I/O增加，写入吞吐下降。缓解：①批量insert，减少fsync次数；②使用自增列作聚簇索引，避免随机主键；③调整innodb_change_buffer_max_size，合并二级索引更新；④业务低峰期导数。（4）若系统需支持按user_id+sku_id的联合维度实时去重统计，如何改造？（4分）答案：创建聚合表user_sku_stat(user_id,sku_id,first_order_id,order_cnt,PRIMARYKEY(user_id,sku_id))，使用Canal监听binlog，异步更新；或采用RedisHyperLogLog近似去重，满足实时大屏需求，误差<1%。八、编程实现题（共10分）41.使用Python+PyMySQL实现连接池，完成以下功能：（1）初始化大小10，最大50；（2）提供get_connection()与release_connection(conn)接口；（3）编写函数get_top_user(n)，返回近30天订单量最多的前n位用户ID及订单量。答案：```pythonimportpymysqlfromdbutils.pooled_dbimportPooledDBimportdatetimepool=PooledDB(creator=pymysql,maxconnections=50,mincached=10,host='',user='root',password='123456',database='shop',charset='utf8mb4')defget_connection():returnpool.connection()defrelease_connection(conn):conn.close()defget_top_user(n):conn=get_connection()try:withconn.cursor()ascur:sql="""SELECTuser_id,COUNT()AScntFROMordersWHEREcreate_time>=D