(2025年)(完整)数据库系统概论期末试题及答案(重点知识)

(2025年)(完整)数据库系统概论期末试题及答案(重点知识)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下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.关系模型中，实体和联系均用二维表表示C.面向对象模型支持复杂对象和继承特性D.网状模型允许一个子节点有多个父节点，但不允许有复合链答案：D（网状模型允许复合链，即两个节点之间有多种联系）2.关系数据库中，若属性A是关系R的主码，属性B是关系S的主码，且A在S中作为外码存在，则以下约束中必须满足的是（）。A.实体完整性B.用户定义完整性C.参照完整性D.域完整性答案：C（外码必须与被参照关系的主码取值一致或为空）3.事务T1对数据X加S锁后，事务T2请求对X加X锁，此时（）。A.T2立即获得X锁B.T2需等待T1释放S锁后获得X锁C.T2与T1同时持有锁D.T2被回滚答案：B（S锁与X锁互斥，需等待S锁释放）4.以下关于B+树索引的描述中，正确的是（）。A.所有叶子节点通过指针连接，便于范围查询B.非叶子节点存储具体数据记录C.适合等值查询但不适合范围查询D.插入操作不会导致树的高度变化答案：A（B+树叶子节点含所有关键字，且有指针链，支持范围查询）5.某关系模式R（A,B,C,D），函数依赖为A→B，B→C，C→D，则R的候选码是（）。A.AB.BC.CD.D答案：A（A能唯一决定B、C、D，且无冗余属性）6.数据库三级模式结构中，描述物理存储结构的是（）。A.外模式B.模式C.内模式D.概念模式答案：C（内模式对应物理层，定义数据的存储方式）7.以下SQL语句中，用于修改表结构的是（）。A.UPDATEB.ALTERC.INSERTD.DELETE答案：B（ALTERTABLE用于修改表结构）8.事务的ACID特性中，“一致性”指的是（）。A.事务执行前后数据库状态保持一致B.事务一旦提交，其结果永久保存C.事务的操作不可分割D.多个事务执行结果与串行执行结果一致答案：A（一致性是指事务将数据库从一个一致状态转换到另一个一致状态）9.关系代数中，σ条件（R⋈S）等价于（）。A.σ条件（R）⋈σ条件（S）B.R⋈σ条件（S）C.σ条件（R×S）D.π属性（σ条件（R×S））答案：C（自然连接可视为笛卡尔积后选择满足条件的元组）10.以下不属于数据库恢复技术的是（）。A.日志文件B.数据转储C.死锁检测D.检查点答案：C（死锁检测属于并发控制，恢复技术包括日志、转储、检查点）二、填空题（每空1分，共15分）1.数据管理技术经历了人工管理、文件系统、________三个阶段。答案：数据库系统2.关系模型的三类完整性约束是实体完整性、参照完整性和________。答案：用户定义完整性3.事务的隔离级别中，允许读取未提交数据的是________。答案：读未提交（ReadUncommitted）4.关系代数中，πA,B（R）表示对关系R的________操作。答案：投影5.数据库设计的六个阶段包括需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、________、数据库实施、数据库运行和维护。答案：物理结构设计6.日志文件的两种类型是________和________。答案：以记录为单位的日志；以数据块为单位的日志7.并发控制的主要技术是________、时间戳排序、乐观控制等。答案：封锁（或锁机制）8.关系模式分解的两个重要准则是________和________。答案：无损连接性；保持函数依赖9.索引分为________索引和非聚集索引，其中________索引的叶节点存储具体数据记录。答案：聚集；聚集10.数据库系统的核心是________。答案：数据库管理系统（DBMS）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述关系模型中主码与候选码的区别与联系。答案：候选码是能唯一标识元组的最小属性集（无冗余属性），一个关系可能有多个候选码；主码是从候选码中选定的一个，用于唯一标识元组。主码一定是候选码，但候选码不一定是主码（未被选中的候选码称为备用码）。2.说明E-R模型向关系模型转换的主要规则。答案：（1）实体型转换为一个关系，属性为实体属性，主码为实体主码；（2）1:1联系可合并到任一实体关系中，添加另一实体主码作为外码；（3）1:n联系合并到n端实体关系中，添加1端主码作为外码；（4）m:n联系转换为独立关系，属性包括两实体主码和联系属性，主码为两主码的组合；（5）三元及以上联系同样转换为独立关系，主码为各实体主码的组合。3.简述事务故障的类型及恢复方法。答案：事务故障包括：（1）事务内部故障（如运算错误、数据错误），需通过日志文件执行UNDO操作，回滚事务；（2）系统故障（如CPU故障、操作系统崩溃），需重新启动DBMS，执行REDO（重做已提交但日志未写入磁盘的事务）和UNDO（撤销未提交的事务）；（3）介质故障（如磁盘损坏），需使用最近的备份数据和日志文件，先恢复备份，再通过日志重做已提交事务。4.比较B+树索引与哈希索引的优缺点。答案：B+树索引优点：支持范围查询（通过叶子节点指针链）、顺序访问效率高、适合动态插入删除；缺点：等值查询效率略低于哈希索引，结构复杂。哈希索引优点：等值查询速度快（O(1)时间复杂度）、结构简单；缺点：不支持范围查询、插入删除可能导致哈希冲突，需额外处理（如链表法）。5.说明数据库完整性控制的实现机制。答案：（1）约束定义：通过CHECK、UNIQUE、PRIMARYKEY、FOREIGNKEY等约束声明数据规则；（2）触发器：定义事件-条件-动作规则，在数据修改时自动执行检查或操作；（3）断言：针对更复杂的全局条件，定义全局约束；（4）应用程序检查：在前端代码中添加逻辑验证数据合法性。四、应用题（每题8分，共24分）1.已知关系模式：学生（学号Sno，姓名Sname，性别Ssex，年龄Sage，所在系Sdept）课程（课程号Cno，课程名Cname，学分Ccredit）选课（Sno，Cno，成绩Grade）用SQL语句完成以下查询：（1）查询“计算机系”（Sdept='计算机'）中年龄大于20岁的女生姓名和年龄；（2）查询选了课程号为'C01'的学生的学号和姓名（要求用子查询实现）；（3）统计每门课程的平均成绩，结果按平均成绩降序排列。答案：（1）SELECTSname,SageFROM学生WHERESdept='计算机'ANDSage>20ANDSsex='女';（2）SELECTSno,SnameFROM学生WHERESnoIN(SELECTSnoFROM选课WHERECno='C01');（3）SELECTCno,AVG(Grade)AS平均成绩FROM选课GROUPBYCnoORDERBY平均成绩DESC;2.设有关系R（A,B,C,D）和S（C,E,F），其中R的主码为A，S的主码为C，C是R的外码（参照S的C）。用关系代数表达式表示以下查询：（1）查询R中B属性值为'X'且S中E属性值为'Y'的元组，结果包含A,B,E；（2）查询R中未被S参照的元组（即R中C值在S中不存在的元组）。答案：（1）πA,B,E（σB='X'∧E='Y'（R⋈S））（2）RπR.A,R.B,R.C,R.D（R⋈S）3.某电商系统需要设计“订单”表，要求包含以下信息：订单号（唯一标识）、用户ID（关联用户表）、下单时间、总金额（非负）、支付状态（'未支付'/'已支付'/'已退款'）。请用SQL语句创建该表，并添加必要的完整性约束。答案：CREATETABLE订单(订单号CHAR(20)PRIMARYKEY,用户IDCHAR(10)NOTNULL,下单时间DATETIMENOTNULL,总金额DECIMAL(10,2)CHECK(总金额>=0),支付状态VARCHAR(10)CHECK(支付状态IN('未支付','已支付','已退款')),FOREIGNKEY(用户ID)REFERENCES用户(用户ID));五、综合题（11分）某医院拟开发“患者就诊管理系统”，需求如下：患者信息：患者ID（唯一）、姓名、性别、出生日期、联系方式；医生信息：医生ID（唯一）、姓名、科室、职称；就诊记录：每次就诊由一位患者和一位医生完成，记录就诊时间、诊断结果、处方（可能无）；处方包含药品名称、剂量、用法（如“每日3次，每次2片”）。要求：（1）绘制该系统的E-R图（需标注实体、属性、联系及联系类型）；（2）将E-R图转换为关系模式，注明主码和外码；（3）说明是否需要为“就诊记录”表设计索引，并给出理由。答案：（1）E-R图设计：实体：患者（患者ID，姓名，性别，出生日期，联系方式）；医生（医生ID，姓名，科室，职称）；处方（处方ID，药品名称，剂量，用法）；联系：就诊（患者-医生之间的m:n联系，属性：就诊时间、诊断结果）；就诊与处方为1:1或1:0..1联系（一次就诊可能有0或1个处方）。（2）关系模式转换：患者（患者ID，姓名，性别，出生日期，联系方式）主码：患者ID医生（医生ID，姓名，科室，职称）主码：医生ID就诊记录（就诊ID，