2025年软考上半年数据库系统工程师考试真题及答案(下午题)

2025年软考上半年数据库系统工程师考试真题及答案(下午题)试题一（共15分）某省住建厅为提升城市停车资源利用效率，开发智慧停车运营管理系统，实现停车泊位动态调度、收费溯源、违停上报、对账清分全流程数字化。系统核心业务描述如下：车主通过微信小程序提交车牌号、车辆类型信息完成实名认证，系统校验车管所同步的车辆登记信息后为用户生成电子停车账号。路侧地磁传感器实时上报泊位占用状态数据至系统，系统将泊位状态同步至全域停车导航平台，为车主推送空闲泊位引导信息。车辆离场时地磁传感器触发离场信号，系统根据车辆入场时长、对应泊位收费标准计算停车费用，生成电子缴费单推送至车主端，车主完成缴费后系统更新泊位空闲状态。停车运营服务商按月提交泊位运维记录，系统统计当月泊位利用率、营收数据，生成清分账单后自动划转对应运营分成至服务商对公账户，同步将对账报表上传至省财政监管系统。现采用结构化方法对系统进行分析与设计，绘制得到系统顶层数据流图、0层数据流图和1层数据流图（图中省略部分未标注的元素标识），结合上述业务描述完成如下问题：1.1问题1（4分）请指出顶层数据流图中缺失的4个外部实体。1.2问题2（3分）请指出0层数据流图中缺失的3个核心数据存储。1.3问题3（6分）请指出1层数据流图“停车计费管理”加工子图中缺失的3条完整数据流，要求明确标注数据流的起点、终点和数据流名称。1.4问题4（2分）请简述分层数据流图父图与子图的平衡原则，说明在什么特殊场景下允许父图和子图的输入输出数据流数量不一致。试题一参考答案1.1问题1参考答案：缺失的外部实体分别为：车管所、路侧地磁传感器、全域停车导航平台、省财政监管系统。每个外部实体1分，共4分，车主、停车运营服务商属于通用标注实体，已在常规顶层图中默认配置，不属于缺失项。1.2问题2参考答案：缺失的数据存储分别为：车主电子停车账号表、泊位收费标准表、缴费清分台账表。每个数据存储1分，共3分，泊位状态临时缓存表不属于持久化核心数据存储，不计入得分点。1.3问题3参考答案：缺失的数据流分别为：（1）起点：路侧地磁传感器，终点：停车计费管理加工，数据流名称：泊位离场触发信号；（2）起点：泊位收费标准表，终点：停车计费管理加工，数据流名称：对应泊位收费费率规则；（3）起点：停车计费管理加工，终点：车主用户端，数据流名称：车辆离场电子缴费单。每条数据流2分，准确标注起点、终点、名称才可得分，共6分。1.4问题4参考答案：父图与子图的平衡原则指任意子图的所有输入数据流、输出数据流必须和子图对应父图中加工的输入、输出数据流语义完全一致，名称和关联关系均需匹配（1分）。当子图中某一个聚合类数据流是由父图中若干个更细化的子业务数据流合并封装形成时，允许父图单条聚合数据流对应子图多条同类型细分数据流，此时校验数据流的内容集合完全重合即可，无需数量保持一致（1分）。试题二（共15分）某市民政局搭建社区老年健康服务管理平台，覆盖全市127个街道社区的23万老年常住人口，实现健康档案动态管理、上门陪护服务调度、慢病干预随访全流程线上化。系统概念结构设计阶段梳理出核心业务规则如下：每个社区有唯一的社区编号，记录社区名称、地址、负责人手机号信息；每位老年用户绑定唯一身份证号，记录姓名、年龄、既往病史、联系电话信息，每位老人仅归属一个社区，一个社区包含多位老年用户。平台注册签约的陪护服务商有唯一的服务商编号，记录服务商名称、资质等级、对公账户信息，每个服务商下的陪护人员有唯一的员工工号，记录陪护人员姓名、持证类型、服务评分，每位陪护人员仅归属一个服务商。老人可通过平台预约陪护人员提供上门服务，系统自动生成陪护服务记录，记录每次服务的开始时间、结束时间、服务内容、老人评价星级，同一老人同一陪护人员在不同时间可生成多条独立服务记录，服务记录依赖于老年用户和陪护人员实体存在，无独立全局标识符。社区医护人员按季度为老年用户上传健康体检指标，生成健康体检记录，记录体检时间、收缩压、空腹血糖、血氧饱和度、体检结论，同一老人不同体检周期生成多条体检记录，每条体检记录关联对应体检医护人员的工号信息。结合上述业务规则，绘制完成初始ER图后完成如下问题：2.1问题1（5分）请补充ER图中缺失的实体类型，以及实体之间的联系类型（标注联系的基数）。2.2问题2（7分）系统生成如下核心关系模式，补充空缺的属性，标注每个关系模式的主键和外键：社区（社区编号，社区名称，地址，负责人手机号）老年用户（身份证号，____，年龄，既往病史，联系电话）陪护服务商（服务商编号，服务商名称，资质等级，对公账户）陪护人员（员工工号，姓名，持证类型，服务评分，____）陪护服务记录（____，服务开始时间，服务结束时间，服务内容，评价星级）健康体检记录（体检流水号，体检时间，收缩压，空腹血糖，血氧饱和度，体检结论，老年用户身份证号，医护人员工号）2.3问题3（3分）请指出上述关系模式中的弱实体，说明弱实体的核心特征以及其在关系模式设计时的主键生成规则。试题二参考答案2.1问题1参考答案：缺失的实体类型为医护人员实体（1分）。缺失的联系分别为：（1）社区与老年用户之间的归属联系，基数为1对多，1端为社区，多端为老年用户（1分）；（2）陪护服务商和陪护人员之间的所属联系，基数为1对多，1端为服务商，多端为陪护人员（1分）；（3）老年用户、陪护人员与陪护服务记录之间的预约联系，为多元联系，基数为多对多对多（1分）；（4）老年用户和健康体检记录之间的生成联系，基数为1对多（1分）。2.2问题2参考答案：老年用户空缺属性为：所属社区编号（1分），该关系主键为身份证号，外键为所属社区编号（1分）；陪护人员空缺属性为：所属服务商编号（1分），该关系主键为员工工号，外键为所属服务商编号（1分）；陪护服务记录空缺属性为：老年用户身份证号、陪护人员员工工号（2分），该关系主键为（老年用户身份证号、陪护人员员工工号、服务开始时间），外键为老年用户身份证号、陪护人员员工工号（1分）。健康体检记录主键为体检流水号，外键为老年用户身份证号、医护人员工号。2.3问题3参考答案：弱实体为陪护服务记录（1分）。弱实体核心特征是自身不存在独立的全局唯一标识主键，其语义依赖于其他强实体的存在而存在，当其所依赖的所有强实体被删除时，该弱实体也必须同步级联删除，不存在脱离强实体独立留存的业务意义（1分）。弱实体关系模式的主键由其所依赖的所有强实体的主键属性，加上弱实体自身的局部区分属性联合组成，本题中即老年用户身份证号、陪护人员员工工号两个强实体主键，加上服务开始时间这个局部区分属性共同作为联合主键，可唯一区分不同的服务记录（1分）。试题三（共20分）基于试题二的老年健康服务管理平台核心关系模式，完成如下数据库查询、优化相关问题：3.1问题1（8分）请完成如下查询操作：（1）用关系代数表达式实现查询近30天内健康指标中收缩压大于等于140的老年用户姓名、所属社区编号（4分）。（2）用SQL语句实现分组统计各社区年龄大于60岁的老年高血压患者（收缩压≥140）的总人数，过滤出患者人数大于等于50人的社区，输出社区编号、患者总人数，按患者总人数降序排列（4分）。3.2问题2（8分）平台需要建立“高危老年用户视图”，用于社区医护人员权限范围内直接查询本社区近7天健康指标异常的老人信息，补全下述SQL语句的空缺部分：

CREATEVIEW高危老年用户视图(老年身份证号,姓名,社区编号,异常指标,体检时间)

____

SELECTA.身份证号,A.姓名,A.所属社区编号,'高血压',B.体检时间

FROM老年用户A,健康体检记录B

WHEREA.身份证号=B.老年用户身份证号ANDB.收缩压>=140ANDDATEDIFF(CURDATE(),B.体检时间)<=7

UNIONALL

SELECTA.身份证号,A.姓名,A.所属社区编号,'高血糖',B.体检时间

FROM老年用户A,健康体检记录B

WHEREA.身份证号=B.老年用户身份证号ANDB.空腹血糖>=7ANDDATEDIFF(CURDATE(),B.体检时间)<=7

____（要求视图新增、修改操作必须满足体检时间为近7天的约束）同时创建存储过程，根据输入的社区编号参数返回对应社区的高危用户总数，补全下述存储过程代码：

DELIMITER//

CREATEPROCEDURE统计高危用户总数(INin_社区编号VARCHAR(20),OUTout_人数INT)

BEGIN

SELECT____FROM高危老年用户视图WHERE社区编号=in_社区编号;

END//

DELIMITER;3.3问题3（4分）平台当前健康体检记录表数据量超过1200万条，现有两类查询场景：第一类是根据输入的体检流水号精准查询单条体检记录的全量字段；第二类是根据输入的老年用户身份证号范围查询某一批老人近3年的所有体检记录。请分别说明两类场景下最优的索引选型以及对应的索引结构类型，说明选型依据。试题三参考答案3.1问题1参考答案：（1）关系代数表达式：π姓名,

SELECTA.所属社区编号,COUNT(DISTINCTA.身份证号)AS患者总人数

FROM老年用户AJOIN健康体检记录BONA.身份证号=B.老年用户身份证号

WHEREA.年龄>=60ANDB.收缩压>=140

GROUPBYA.所属社区编号

HAVINGCOUNT(DISTINCTA.身份证号)>=50

ORDERBY患者总人数DESC;逻辑正确得4分，未加DISTINCT导致重复统计多次体检的同一老人、人数计算错误扣2分，HAVING分组过滤条件写在WHERE子句后扣1分。3.2问题2参考答案：第一处空缺为AS（1分），第二处空缺为WITHCHECKOPTION（2分），第三处空缺为COUNT(*)INTOout_人数（2分）。剩余3分为场景适配说明：该视图实现了访问权限的最小粒度控制，WITHCHECKOPTION约束可避免前端通过视图篡改历史体检数据，完全符合等保2.0三级对医疗健康数据的访问合规要求。3.3问题3参考答案：第一类精准查询场景最优索引为基于体检流水号字段建立哈希索引（1分），哈希索引采用等值哈希直接映射存储页地址，单条数据查询时间复杂度为O(1)，无B+树的多层路径查找开销，完全适配点查询场景（1分）；第二类范围查询场景最优索引为基于老年用户身份证号+体检时间字段建立联合B+树索引（1分），B+树的叶节点天然按索引字段有序存储，支持范围区间的连续遍历，适配批量范围查询场景，可直接通过索引顺序获取全部所需数据，无需回表访问主表，查询性能较普通主键索引提升70%以上（1分）。试题四（共20分）老年健康服务平台的陪护预约扣费服务涉及两个核心并发事务：事务T1为用户预约陪护服务成功后，扣除老人电子钱包账户的对应服务余额；事务T2为后台异步任务同步更新该笔预约订单的服务状态为“已支付待服务”。两个事务的核心操作序列如下：T1：读取账户余额A→计算新余额A=A-服务费用→写回新余额A→提交事务T2：读取订单状态B→修改订单状态B为“已支付待服务”→写回新状态B→提交事务平台初始状态下某老人账户余额A为1200元，某笔陪护服务费用为200元，初始订单状态B为“待支付”。4.1问题1（9分）现有三个并发调度序列：调度1：T1读取A→T1计算写回A=1000→T1提交→T2读取B→T2修改写回B→T2提交调度2：T1读取A→T2读取B→T1计算写回A=1000→T2修改写回B→T1提交→T2提交调度3：T1读取A→T1计算A=1000→T2读取A→T2读取B→T1写回A→T2计算A=A-300→T2写回A→T1提交→T2提交请分别指出三个调度是否正确，若存在问题说明属于哪类并发异常现象，给出最终A和B的结果值。4.2问题2（6分）请基于两段锁协议给出可串行化的调度实现流程，简述两段锁协议中“扩展阶段”和“收缩阶段”的核心定义，同时说明两类常见的死锁预防工程实现方案。4.3问题3（5分）请补全意向锁的相容矩阵（Y代表相容，N代表不相容），说明意向共享锁（IS）的核心适用场景。试题四参考答案4.1问题1参考答案：调度1为完全串行调度，无并发异常，最终A=1000元，订单状态B为已支付待服务，数据完全一致（3分）。调度2存在不可重复读异常，两个事务对共享资源的读写无锁隔离，最终A和B的结果依赖于随机操作时序，可能出现订单状态已更新但余额扣减失败的分布式数据不一致场景（3分）。调度3存在典型的丢失修改异常，T1的余额写回结果被T2的后续写操作直接覆盖，最终A的结果为900元，和预期的1200-200-300=700元不符，直接丢失了T1提交的200元扣减操作结果，引发资损风险（3分）。

4.2问题2参考答案：两段锁协议调度流程为两个事务在执行任何读操作前先申请获得对应数据的共享锁，执行写操作前申请获得对应数据的排他锁，在事务整个执行过程中只能持续加锁，直到第一阶段结束后才可以开始释放锁，进入解锁阶段，一旦事务开始释放任意一个锁，后续不能再申请任何新的锁（2分）。扩展阶段指事务可以持续获取新的锁、不能释放任何锁的阶段，收缩阶段指事务可以持续释放持有的锁、不能申请任何新锁的阶段（2分）。死锁预防方案包括：第一类所有事务预先一次性申请所有需要的锁，要么全部申请成功，要么全部不持有锁，破坏循环等待条件；第二类约定所有事务对数据项的加锁顺序全局统一，所有事务必须按相同的升序依次申请资源锁，避免出现循环等待资源的场景（2分）。4.3问题3参考答案：意向锁完整相容关系如下：已持有S锁时，新申请S锁相容、X锁不相容、IS锁相容、IX锁不相容；已持有X锁时，所有新申请的锁全部不相容；已持有IS锁时，新申请S锁相容、X锁不相容、IS锁相容、IX锁相容；已持有IX锁时，新申请S锁不相容、X锁不相容、IS锁相容、IX锁相容。意向共享锁IS适用于事务需要读取整个数据页的所有共享数据、但不需要修改页内数据的场景，数据库系统先给事务加页级IS锁，后续操作页内数据行时再加行级S锁，无需对整个页加S锁，大幅降低锁冲突概率，适配海量数据下的高并发查询场景，整体系统吞吐能力可提升4倍以上（5分）。试题五（共15分）为进一步提升老年健康服务平台的慢病辅助诊断能力，平台引入开源向量数据库存储所有老人的历年健康指标embedding向量，对接医疗大模型实现相似病例毫秒级检索，同时搭建异地容灾集群满足等保2.0三级要求。完成如下问题：5.1问题1（6分）对比传统行存储关系型数据库，简述向量数据库在处理高维向量相似度检索场景下的核心性能优势。5.2问题2（5分）列出FLAT全量索引、IVF倒排文件索引、HNSW层次化小世界向量索引三类常用向量索引的核心特征，分别说明其最优适用场景。5.3问题3（4分）平台当前采用同步半同步容灾方案，生产中心写入数据后同步写副本到同城灾备中心，完成一半事务提交，后台异步批量同步增量数据到1500公里外的异地灾备中心，数据同步延迟为5秒，生产中心故障后切换到同城灾备中心的操作时长为30秒。请计算该容灾架构下的RPO和RTO数值，说明是否符合政务系统等保2.0三级对核心业务RPO≤5分钟、RTO≤30秒的要求。试题五参考答案5.1问题1参考答案：传统关系型数据库处理高维向量检索时需要逐行遍历全量表计算向量余弦距离，时间复杂度为O(n)，千万级向量规模下检索耗时超过10秒，无法满足实时业务要求（2分）。向量数