數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程師考試2025數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)試題解析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)要求：根據(jù)以下給出的實(shí)體和關(guān)系，設(shè)計(jì)一個(gè)符合第三范式（3NF）的數(shù)據(jù)庫模式。1.實(shí)體：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，班級(jí)編號(hào)）2.實(shí)體：班級(jí)（班級(jí)編號(hào)，班級(jí)名稱，專業(yè)，班主任）3.實(shí)體：課程（課程編號(hào)，課程名稱，學(xué)分，教師編號(hào)）4.實(shí)體：教師（教師編號(hào)，姓名，職稱，出生日期）5.實(shí)體：選課（學(xué)號(hào)，課程編號(hào)，成績(jī)）二、SQL語句編寫要求：根據(jù)以下要求，編寫相應(yīng)的SQL語句。1.查詢所有姓“王”的學(xué)生姓名和班級(jí)名稱。2.查詢所有課程名稱為“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”的課程編號(hào)、學(xué)分和教師姓名。3.查詢所有在“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)且成績(jī)?cè)?0分以上的學(xué)生姓名。4.查詢所有沒有選過“張三”任教的課程的學(xué)生的學(xué)號(hào)和姓名。5.查詢所有班級(jí)人數(shù)超過30人的班級(jí)名稱和專業(yè)。6.查詢所有選了“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”課程的學(xué)生姓名和成績(jī)。7.查詢所有教師所教課程的平均學(xué)分。8.查詢所有選課成績(jī)?cè)?0分以上的學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名和課程名稱。9.查詢所有性別為“女”的學(xué)生的班級(jí)編號(hào)和班主任姓名。10.查詢所有班級(jí)人數(shù)少于20人的班級(jí)名稱和專業(yè)。四、事務(wù)處理要求：假設(shè)有以下事務(wù)T，請(qǐng)根據(jù)以下情況分析事務(wù)T是否能夠滿足ACID特性，并解釋原因。事務(wù)T：1.查詢學(xué)生表中的所有記錄，并更新學(xué)生的性別字段為“女”。2.查詢教師表中的所有記錄，并更新教師的職稱字段為“教授”。3.查詢班級(jí)表中的所有記錄，并更新班級(jí)的班主任字段為“李四”。4.插入一條新的記錄到課程表，課程編號(hào)為“CS001”，課程名稱為“操作系統(tǒng)”，學(xué)分設(shè)置為“4”。五、數(shù)據(jù)庫安全要求：根據(jù)以下要求，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的安全策略。1.實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶登錄數(shù)據(jù)庫的權(quán)限控制，只有管理員賬號(hào)“admin”和教師賬號(hào)“teacher”有權(quán)登錄數(shù)據(jù)庫。2.對(duì)學(xué)生表中的成績(jī)字段進(jìn)行加密存儲(chǔ)，加密算法采用AES。3.對(duì)教師表中的個(gè)人信息進(jìn)行敏感信息隱藏，如隱藏教師身份證號(hào)的后四位。4.實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的審計(jì)功能，記錄所有對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問操作，包括操作類型、操作時(shí)間和操作者。5.設(shè)置數(shù)據(jù)庫備份策略，每天自動(dòng)備份數(shù)據(jù)庫，并將備份文件存儲(chǔ)在安全的服務(wù)器上。六、性能優(yōu)化要求：以下是一個(gè)包含大量記錄的數(shù)據(jù)庫表，請(qǐng)?zhí)岢鲋辽偃龡l優(yōu)化該表性能的建議。1.表結(jié)構(gòu)：學(xué)生表（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，班級(jí)編號(hào)，入學(xué)年份）2.描述：學(xué)生表目前包含100萬條記錄，且每天有約1萬條新記錄的插入操作。建議：1.對(duì)學(xué)生表的“班級(jí)編號(hào)”和“入學(xué)年份”字段建立索引。建議：2.定期對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行碎片整理，優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。建議：3.對(duì)學(xué)生表的插入操作進(jìn)行批處理，減少單條記錄插入的時(shí)間。本次試卷答案如下：一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)答案：1.學(xué)生（學(xué)號(hào)（主鍵），姓名，性別，出生日期，班級(jí)編號(hào)（外鍵））2.班級(jí)（班級(jí)編號(hào)（主鍵），班級(jí)名稱，專業(yè)，班主任）3.課程（課程編號(hào)（主鍵），課程名稱，學(xué)分，教師編號(hào)（外鍵））4.教師（教師編號(hào)（主鍵），姓名，職稱，出生日期）5.選課（學(xué)號(hào)（外鍵），課程編號(hào)（外鍵），成績(jī)）解析思路：-確保每個(gè)實(shí)體都有一個(gè)主鍵，以唯一標(biāo)識(shí)每條記錄。-使用外鍵來建立實(shí)體之間的關(guān)系，確保數(shù)據(jù)的完整性。-避免冗余數(shù)據(jù)，例如班主任姓名可以在班級(jí)表中直接存儲(chǔ)，而不是在每個(gè)學(xué)生的記錄中重復(fù)。二、SQL語句編寫答案：1.SELECT姓名,班級(jí)名稱FROM學(xué)生WHERE姓名LIKE'王%';2.SELECT課程編號(hào),學(xué)分,姓名FROM課程WHERE課程名稱='數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)';3.SELECT姓名FROM學(xué)生WHERE專業(yè)='計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)'AND成績(jī)>80;4.SELECT學(xué)號(hào),姓名FROM學(xué)生WHERE學(xué)號(hào)NOTIN(SELECT學(xué)號(hào)FROM選課WHERE教師編號(hào)=(SELECT教師編號(hào)FROM教師WHERE姓名='張三'));5.SELECT班級(jí)名稱,專業(yè)FROM班級(jí)WHERE(SELECTCOUNT(*)FROM學(xué)生WHERE班級(jí)編號(hào)=班級(jí).班級(jí)編號(hào))>30;6.SELECT姓名,成績(jī)FROM學(xué)生JOIN選課ON學(xué)生.學(xué)號(hào)=選課.學(xué)號(hào)WHERE課程編號(hào)=(SELECT課程編號(hào)FROM課程WHERE課程名稱='數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)');7.SELECT教師編號(hào),AVG(學(xué)分)FROM課程GROUPBY教師編號(hào);8.SELECT學(xué)號(hào),姓名,課程名稱FROM學(xué)生JOIN選課ON學(xué)生.學(xué)號(hào)=選課.學(xué)號(hào)WHERE成績(jī)>=90;9.SELECT學(xué)號(hào),姓名FROM學(xué)生WHERE性別='女'JOIN班級(jí)ON學(xué)生.班級(jí)編號(hào)=班級(jí).班級(jí)編號(hào)JOIN教師ON班級(jí).班主任=教師.姓名;10.SELECT班級(jí)名稱,專業(yè)FROM班級(jí)WHERE(SELECTCOUNT(*)FROM學(xué)生WHERE班級(jí)編號(hào)=班級(jí).班級(jí)編號(hào))<20;解析思路：-使用SELECT語句來查詢數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。-使用WHERE子句來過濾結(jié)果。-使用JOIN操作來連接多個(gè)表以獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。-使用聚合函數(shù)如COUNT和AVG來計(jì)算數(shù)據(jù)。四、事務(wù)處理答案：事務(wù)T無法滿足ACID特性，因?yàn)榈?步插入操作可能會(huì)違反參照完整性約束。解析思路：-事務(wù)需要滿足原子性（Atomicity），即所有操作要么全部完成，要么全部不做。-在事務(wù)T中，插入課程記錄之前，需要確保教師編號(hào)存在，但事務(wù)中沒有這樣的檢查，可能導(dǎo)致違反參照完整性。五、數(shù)據(jù)庫安全答案：1.創(chuàng)建用戶并設(shè)置權(quán)限：CREATEUSER'admin'IDENTIFIEDBY'password';GRANTALLPRIVILEGESON*.*TO'admin'@'localhost';2.加密成績(jī)字段：ALTERTABLE學(xué)生MODIFY成績(jī)VARBINARY(256);3.隱藏敏感信息：ALTERTABLE教師MODIFY身份證號(hào)VARCHAR(18)AS(SUBSTRING(身份證號(hào)FROM1FOR12)||'XXXX');4.實(shí)現(xiàn)審計(jì)功能：CREATETABLE審計(jì)日志(操作類型VARCHAR(50),操作時(shí)間DATETIME,操作者VARCHAR(50));5.設(shè)置備份策略：BACKUPDATABASETODISK='path_to_backup_file';解析思路：-使用SQL語句創(chuàng)建用戶并授予相應(yīng)的權(quán)限。-使用ALTERTABLE語句修改表結(jié)構(gòu)，將敏感數(shù)據(jù)加密。-使用觸發(fā)器或存儲(chǔ)過程來記錄所有數(shù)據(jù)庫操作。-使用BACKUPDATABASE語句來備份數(shù)據(jù)庫。六、性能優(yōu)化答案：1.對(duì)學(xué)生表的“班級(jí)編號(hào)”和“入