2025年数据库期末考试试题及答案

2025年数据库期末考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列关于关系模型中候选键的描述，正确的是（）A.候选键只能由单个属性构成B.候选键是能唯一标识元组的最小属性集C.候选键在关系中可以有多个，但主码只能有一个D.候选键的值可以为空2.在SQL中，若要查询"学生"表中年龄在18到22岁之间（包含边界）的学生，正确的WHERE子句是（）A.WHERE年龄BETWEEN18OR22B.WHERE年龄BETWEEN18AND22C.WHERE年龄IN(18,22)D.WHERE年龄>=18OR年龄<=223.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效率更高C.B+树索引适合频繁更新的场景，哈希索引不适合D.两种索引都能避免全表扫描4.事务的ACID特性中，"隔离性"指的是（）A.事务一旦提交，其结果永久保存B.事务执行过程中不受其他事务干扰C.事务中的操作要么全做，要么全不做D.事务的执行结果与串行执行结果一致5.某关系模式R(A,B,C,D)，函数依赖为A→B，B→C，C→D，则R的最高范式是（）A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF6.在数据库设计中，概念结构设计的主要工具是（）A.关系模式B.ER图C.数据字典D.数据流图7.下列关于数据库并发控制的描述，错误的是（）A.共享锁（S锁）与排他锁（X锁）兼容B.两阶段锁协议（2PL）可以保证可串行化C.死锁的检测通常通过超时机制或等待图实现D.多版本并发控制（MVCC）通过维护数据历史版本避免锁冲突8.若要在SQLServer中创建一个存储过程，实现向"订单"表插入数据并返回新提供的订单ID，应使用的语句是（）A.CREATEFUNCTION...B.CREATEPROCEDURE...OUTPUTC.CREATETRIGGER...D.CREATEVIEW...9.关于分布式数据库的特点，错误的是（）A.数据分布透明性B.局部自治性C.全局事务管理比集中式简单D.可能存在数据冗余10.在HBase中，数据的存储模型是（）A.关系模型B.键值对模型（RowKey+列族）C.文档模型D.图模型11.对"员工"表按部门分组统计平均工资，且只显示平均工资高于8000的部门，正确的SQL语句是（）A.SELECT部门,AVG(工资)FROM员工GROUPBY部门WHEREAVG(工资)>8000B.SELECT部门,AVG(工资)FROM员工GROUPBY部门HAVINGAVG(工资)>8000C.SELECT部门,AVG(工资)FROM员工WHERE工资>8000GROUPBY部门D.SELECT部门,AVG(工资)FROM员工GROUPBY部门HAVING工资>800012.下列属于数据库物理设计阶段任务的是（）A.确定数据的存储结构和索引策略B.绘制ER图C.进行需求分析D.定义视图13.关于数据库恢复技术，错误的是（）A.日志文件用于记录事务对数据库的修改操作B.检查点机制可以减少故障恢复时需要重新处理的日志量C.静态转储需要在数据库静止状态下进行，动态转储可在运行中进行D.介质故障的恢复不需要DBA参与14.在MySQL中，若要将"学生"表中"性别"字段的默认值设置为"男"，正确的ALTER语句是（）A.ALTERTABLE学生MODIFY性别VARCHAR(2)DEFAULT'男'B.ALTERTABLE学生SET性别DEFAULT'男'C.ALTERTABLE学生CHANGE性别VARCHAR(2)DEFAULT'男'D.ALTERTABLE学生UPDATE性别SETDEFAULT'男'15.关于JSON数据类型在现代数据库中的应用，错误的是（）A.PostgreSQL支持JSON和JSONB类型，后者支持索引B.适合存储结构不固定的半结构化数据C.所有SQL操作都能直接作用于JSON字段D.可以与关系型数据混合存储二、填空题（每空1分，共15分）1.关系模型的三要素包括数据结构、数据操作和__________。2.SQL中，用于撤销事务的语句是__________。3.数据库设计的六个阶段包括需求分析、概念结构设计、__________、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护。4.事务的隔离级别从低到高依次为：读未提交、读已提交、__________、可串行化。5.索引按存储结构可分为B+树索引、哈希索引、__________等。6.关系代数中，从关系中选取满足条件的元组的操作称为__________。7.在ER图中，实体用矩形表示，属性用椭圆表示，__________用菱形表示。8.数据库的完整性约束包括实体完整性、参照完整性和__________。9.分布式数据库的数据分配策略包括集中式、分割式、全复制式和__________。10.日志文件的写入必须遵循__________原则（先写日志后写数据库）。11.在Hive中，数据存储在HDFS上，其计算引擎基于__________框架。12.若关系模式R∈3NF，则其不存在非主属性对候选键的__________函数依赖和传递函数依赖。13.数据库镜像技术属于__________（物理/逻辑）备份方法。14.窗口函数OVER()子句中，用于定义窗口范围的关键字是__________。15.NoSQL数据库通常分为键值存储、列族存储、文档存储和__________四类。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述外键的作用，并举例说明其在数据库中的应用场景。2.比较B树与B+树在数据库索引中的差异，说明为何B+树更适合作为数据库索引结构。3.解释"脏读"与"不可重复读"的区别，并举出一个"不可重复读"的具体场景。4.简述数据库规范化的目的，并说明1NF到3NF的逐步优化过程。5.什么是HTAP（混合事务分析处理）数据库？与传统OLTP和OLAP数据库相比，其核心优势是什么？四、设计题（第1题8分，第2题12分，共20分）1.某社区医疗管理系统需要管理以下信息：医生：医生ID（主键）、姓名、科室、职称患者：患者ID（主键）、姓名、年龄、联系方式就诊记录：记录ID（主键）、医生ID（外键，关联医生）、患者ID（外键，关联患者）、就诊时间、诊断结果要求：（1）绘制该系统的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，并注明主码和外码。2.某电商平台的"订单"表结构如下：订单ID（主键）、用户ID、下单时间、总金额、支付状态（0未支付，1已支付）"订单详情"表结构：详情ID（主键）、订单ID（外键）、商品ID、数量、单价要求：（1）编写SQL语句，查询2024年1月1日以后下单、总金额超过1000元且已支付的订单，结果按总金额降序排列；（2）编写SQL语句，统计每个用户的订单总数量和总金额（包括未支付订单）；（3）编写SQL语句，查询订单详情中单价高于对应商品平均单价的记录（需使用子查询）。五、综合题（15分）某银行数据库需要处理转账事务，事务流程如下：（1）从转出账户扣除金额；（2）向转入账户增加金额；（3）记录转账日志。要求：（1）设计该事务的SQL语句（假设账户表包含账户ID、余额，日志表包含日志ID、转出账户、转入账户、金额、时间）；（2）说明该事务需要满足的ACID特性，并分析如何通过数据库机制保障这些特性；（3）若在事务执行过程中发生系统故障（如断电），数据库如何恢复？答案一、单项选择题1.C2.B3.C4.B5.B6.B7.A8.B9.C10.B11.B12.A13.D14.A15.C二、填空题1.数据完整性约束2.ROLLBACK3.逻辑结构设计4.可重复读5.位图索引（或全文索引）6.选择7.联系8.用户定义的完整性9.混合式10.先写日志（WAL）11.MapReduce12.部分13.物理14.ROWS/RANGE15.图存储三、简答题1.外键的作用是保证参照完整性，确保子表中的外键值要么为空，要么匹配主表中某个主键值。例如：在"学生"表（主表，主键学号）和"选课"表（子表，外键学号）中，选课表的学号必须是学生表中存在的学号，否则无法插入，避免无效的选课记录。2.B树所有节点都存储数据，B+树仅叶子节点存储数据且通过指针连接。差异：B+树的叶子节点形成有序链表，支持范围查询；非叶子节点仅存储索引键，相同大小的节点可存储更多键，减少I/O次数。因此B+树更适合索引，尤其是需要范围查询的场景（如按时间排序的订单查询）。3.脏读：一个事务读取了另一个未提交事务修改的数据；不可重复读：同一事务内两次读取同一数据，结果不一致（因另一事务已提交修改）。场景：用户A在事务中第一次查询账户余额为1000元，此时用户B转账500元并提交，用户A再次查询余额变为1500元，导致不可重复读。4.规范化目的：消除数据冗余，避免插入、删除、更新异常。优化过程：1NF要求属性不可再分；2NF消除非主属性对候选键的部分依赖；3NF消除非主属性对候选键的传递依赖。例如，关系模式（学号，姓名，课程号，成绩），若主键为（学号，课程号），姓名部分依赖于学号（非主属性部分依赖），需分解为（学号，姓名）和（学号，课程号，成绩）达到2NF；若存在（学号→系别，系别→系主任），则系主任传递依赖于学号，需分解为（学号，系别）和（系别，系主任）达到3NF。5.HTAP数据库支持事务处理（OLTP）和分析处理（OLAP）在同一系统中运行。优势：避免传统架构中OLTP与OLAP分离导致的数据同步延迟；实时分析业务数据（如电商实时统计订单和库存）；简化架构，降低维护成本。四、设计题1.（1）ER图：医生（医生ID，姓名，科室，职称）、患者（患者ID，姓名，年龄，联系方式）为实体，就诊记录为联系（1对多：1医生可看多个患者，1患者可看多个医生，联系类型为多对多）。联系属性：记录ID、就诊时间、诊断结果。（2）关系模式：医生（医生ID，姓名，科室，职称）主码：医生ID患者（患者ID，姓名，年龄，联系方式）主码：患者ID就诊记录（记录ID，医生ID，患者ID，就诊时间，诊断结果）主码：记录ID；外码：医生ID（→医生.医生ID），患者ID（→患者.患者ID）2.（1）SELECTFROM订单WHERE下单时间>'2024-01-01'AND总金额>1000AND支付状态=1ORDERBY总金额DESC;（2）SELECT用户ID,COUNT(订单ID)AS总数量,SUM(总金额)AS总金额FROM订单GROUPBY用户ID;（3）SELECTFROM订单详情dWHEREd.单价>(SELECTAVG(单价)FROM订单详情WHERE商品ID=d.商品ID);五、综合题（1）SQL语句（以MySQL为例）：STARTTRANSACTION;UPDATE账户SET余额=余额转账金额WHERE账户ID=转出账户ID;UPDATE账户SET余额=余额+转账金额WHERE账户ID=转入账户ID;INSERTINTO日志表（转出账户,转入账户,金额,时间）VALUES(转出账户ID,转入账户ID,转账金额,NOW