2025年Java數(shù)據(jù)庫設(shè)計與應(yīng)用測試試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于數(shù)據(jù)庫三級模式的說法中，錯誤的是？A.內(nèi)模式是數(shù)據(jù)庫的物理存儲結(jié)構(gòu)描述B.外模式是數(shù)據(jù)庫用戶可見和使用的局部數(shù)據(jù)模式C.概念模式是數(shù)據(jù)庫的整體邏輯結(jié)構(gòu)描述D.內(nèi)模式和外模式之間可以有多個概念模式2.關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論中，消除部分函數(shù)依賴，達到2NF，需要滿足的條件是？A.關(guān)系中的每一個非主屬性都完全函數(shù)依賴于所有主屬性B.關(guān)系中的每一個非主屬性都不函數(shù)依賴于任何部分候選鍵C.關(guān)系中不存在非主屬性函數(shù)依賴于部分候選鍵D.關(guān)系中不存在非主屬性函數(shù)依賴于全候選鍵3.以下SQL語句中，用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的是？A.CREATETABLEB.CREATEINDEXC.CREATEVIEWD.CREATEDATABASE4.下列JavaJDBCAPI中，用于執(zhí)行參數(shù)化SQL語句的對象是？A.StatementB.ConnectionC.ResultSetD.PreparedStatement5.在數(shù)據(jù)庫事務(wù)中，保證并發(fā)事務(wù)正確執(zhí)行的四個基本特性（ACID）不包括？A.原子性（Atomicity）B.一致性（Consistency）C.隔離性（Isolation）D.永久性（Durability）6.下列關(guān)于ER圖（實體-關(guān)系圖）的描述中，錯誤的是？A.實體（Entity）通常用矩形表示B.屬性（Attribute）通常用橢圓形表示C.關(guān)系（Relationship）通常用菱形表示D.實體之間的聯(lián)系只能用一條線表示7.以下SQL語句中，用于對查詢結(jié)果進行排序的是？A.GROUPBYB.HAVINGC.ORDERBYD.WHERE8.下列關(guān)于索引的說法中，錯誤的是？A.索引可以加快數(shù)據(jù)的檢索速度B.索引會占用額外的存儲空間C.索引可以提高INSERT、UPDATE、DELETE操作的速度D.越多的索引越好9.在JavaJDBC編程中，處理數(shù)據(jù)庫操作過程中可能出現(xiàn)的異常，通常使用哪個類或接口？A.ExceptionB.RuntimeExceptionC.SQLExceptionD.Error10.下列數(shù)據(jù)庫設(shè)計階段中，主要目標是建立數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)的是？A.需求分析階段B.概念設(shè)計階段C.邏輯設(shè)計階段D.物理設(shè)計階段二、填空題（每空2分，共20分）1.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是位于______與______之間的一層系統(tǒng)軟件，負責(zé)管理數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、使用和維護。2.SQL語言中的數(shù)據(jù)定義語言（DDL）主要用于定義和修改數(shù)據(jù)庫的______結(jié)構(gòu)。3.在Java中，使用`Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver")`語句的作用是______。4.JDBC連接字符串通常格式為`jdbc:數(shù)據(jù)庫類型://主機名:端口號/數(shù)據(jù)庫名`，其中`數(shù)據(jù)庫類型`例如`mysql`、`oracle`等。5.事務(wù)的______是指一個事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是原子性的，即整個事務(wù)要么全部完成，要么全部不做。6.連接池技術(shù)的主要目的是為了提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的______，通過復(fù)用數(shù)據(jù)庫連接來減少連接創(chuàng)建和銷毀的開銷。7.關(guān)系代數(shù)中的并運算（∪）操作符用于合并兩個______的結(jié)果集，并去除重復(fù)的元組。8.在ER圖中，實體之間的聯(lián)系類型主要有三類：一對一、一對多和多對多。9.SQL語句中使用`LIMIT`子句可以用于______查詢結(jié)果的記錄數(shù)量。10.規(guī)范化理論中，1NF要求關(guān)系中的每一個______都必須是原子值。三、判斷題（每題2分，共20分，請在括號內(nèi)打√或×）1.()視圖（View）是數(shù)據(jù)庫中實際存儲數(shù)據(jù)的物理文件。2.()涉及多個表連接的查詢，其性能主要取決于表的大小和連接條件中涉及的索引。3.()在使用`PreparedStatement`執(zhí)行帶參數(shù)的SQL語句時，可以使用`?`作為占位符。4.()數(shù)據(jù)庫的隔離性（Isolation）確保事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時，一個事務(wù)的中間結(jié)果不會對其他事務(wù)可見。5.()主鍵（PrimaryKey）和候選鍵（CandidateKey）都可以唯一標識關(guān)系中的元組。6.()外鍵（ForeignKey）是用來建立和加強兩個關(guān)系之間聯(lián)系的屬性或?qū)傩越M。7.()`INSERTINTOtable_name(column1,column2)VALUES(value1,value2);`這條SQL語句可以向表中插入一行數(shù)據(jù)。8.()使用`Statement`對象執(zhí)行動態(tài)SQL語句比使用`PreparedStatement`更高效。9.()數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計主要關(guān)注數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲結(jié)構(gòu)和存取路徑。10.()數(shù)據(jù)庫范式理論只能提高數(shù)據(jù)的一致性，不能提高數(shù)據(jù)庫的性能。四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述數(shù)據(jù)庫事務(wù)的四個基本特性（ACID）及其含義。2.說明`Statement`、`PreparedStatement`和`CallableStatement`三者之間的主要區(qū)別。3.什么是數(shù)據(jù)庫索引？簡述索引的作用和潛在缺點。4.簡述數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的主要步驟。五、綜合應(yīng)用題（共20分）假設(shè)你需要設(shè)計一個簡單的學(xué)生選課系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模型。請完成以下任務(wù)：1.（8分）根據(jù)系統(tǒng)需求，列出該系統(tǒng)需要管理的主要實體（至少三個），并為每個實體定義至少三個核心屬性（屬性名和屬性類型，例如：學(xué)生ID-整數(shù)，姓名-字符串，班級-字符串）。2.（7分）假設(shè)存在“學(xué)生”實體（S：Sno,Sname,Sclass）和“課程”實體（C：Cno,Cname,Ccredit），請用文字描述如何表示學(xué)生“一對多”選課程的關(guān)系，并寫出對應(yīng)的ER圖實體間聯(lián)系表示（例如：聯(lián)系名、基數(shù)）。3.（5分）請編寫一段JavaJDBC代碼片段，實現(xiàn)連接到名為`studentdb`的MySQL數(shù)據(jù)庫（假設(shè)驅(qū)動已加載，數(shù)據(jù)庫URL、用戶名、密碼已知），并創(chuàng)建一個名為`courses`的表，表結(jié)構(gòu)包含：課程號（Cno,字符串,主鍵）、課程名（Cname,字符串,非空）、學(xué)分（Ccredit,整數(shù)）。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.D4.D5.D6.D7.C8.D9.C10.C二、填空題1.應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫2.概念3.加載指定的JDBC驅(qū)動程序類4.驅(qū)動程序5.原子性6.性能7.關(guān)系8.實體集9.限制10.屬性三、判斷題1.×2.√3.√4.√5.√6.√7.√8.×9.√10.×四、簡答題1.解析思路：回答ACID的四個字母及其含義。*原子性（Atomicity）：事務(wù)是不可分割的最小工作單元，事務(wù)中的所有操作要么全部完成，要么全部不做，不會結(jié)束在中間某個環(huán)節(jié)。*一致性（Consistency）：事務(wù)必須保證數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個一致性狀態(tài)。事務(wù)執(zhí)行前后，數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)必須符合預(yù)定義的規(guī)則（例如完整性約束）。*隔離性（Isolation）：并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)之間互不干擾。一個事務(wù)的中間結(jié)果對其他并發(fā)事務(wù)是不可見的，直到該事務(wù)提交。*持久性（Durability）：一旦事務(wù)提交，其對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就是永久性的。即使系統(tǒng)發(fā)生故障，已提交的事務(wù)結(jié)果也不會丟失。2.解析思路：區(qū)分三種Statement對象的核心功能和特點。*Statement：用于執(zhí)行靜態(tài)的、已編譯的SQL語句。它不能預(yù)編譯SQL語句，每次執(zhí)行都會進行SQL解析。適用于SQL語句不經(jīng)常變化的情況?？梢詧?zhí)行DDL、DML、DQL語句。*PreparedStatement：用于執(zhí)行預(yù)編譯的、帶參數(shù)的SQL語句。通過使用`?`占位符定義參數(shù)，可以多次、高效地執(zhí)行相同的SQL語句，只需傳入不同的參數(shù)值。它提高了SQL執(zhí)行的安全性和性能。通常用于執(zhí)行DML語句。支持預(yù)編譯，避免每次執(zhí)行都解析SQL。*CallableStatement：用于執(zhí)行存儲過程。它繼承自`PreparedStatement`，除了可以執(zhí)行SQL語句外，還可以調(diào)用數(shù)據(jù)庫中定義的存儲過程，并傳遞輸入?yún)?shù)和獲取輸出參數(shù)。3.解析思路：解釋索引的定義、作用和缺點。*定義：數(shù)據(jù)庫索引是一種幫助快速檢索數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（通常是B樹或其變種），它根據(jù)表中一個或多個列的值進行組織。*作用：*加快查詢速度：通過索引可以快速定位到包含特定值的行，大大減少需要掃描的數(shù)據(jù)量，從而提高查詢效率。*加速排序和分組操作：如果對表進行排序或分組操作的列上有索引，可以避免進行全表掃描排序，提高效率。*保證查詢的唯一性：主鍵索引和唯一索引可以保證表中記錄的唯一性。*缺點：*占用額外空間：索引需要占用額外的磁盤空間來存儲索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。*降低寫操作性能：插入、刪除、更新操作時，需要同時修改索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這會增加寫操作的負擔(dān)，降低性能。*維護成本：數(shù)據(jù)庫需要定期對索引進行維護（如重建或重新組織索引），以保持其高效性。4.解析思路：描述邏輯設(shè)計的主要步驟。*1.消除冗余，建立聯(lián)系：在概念模型（ER圖）的基礎(chǔ)上，根據(jù)規(guī)范化理論（通常達到3NF），消除數(shù)據(jù)冗余，確保數(shù)據(jù)依賴關(guān)系的合理性，并通過添加聯(lián)系（通常是外鍵）來建立實體之間的邏輯聯(lián)系。*2.轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式：將ER圖中的實體、屬性和聯(lián)系轉(zhuǎn)換為等價的關(guān)系模式（二維表）。每個實體轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系，實體的屬性成為關(guān)系的屬性，實體間的聯(lián)系根據(jù)基數(shù)轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式（可能需要添加關(guān)系或使用冗余屬性/外鍵）。*3.優(yōu)化關(guān)系模式：對轉(zhuǎn)換得到的關(guān)系模式進行評估和優(yōu)化，可能需要調(diào)整屬性定義、選擇主鍵、添加索引等，以適應(yīng)具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和應(yīng)用需求，同時保持數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化水平。*4.定義關(guān)系模式：使用DDL語句（如`CREATETABLE`）精確地定義每個關(guān)系（表）的結(jié)構(gòu)，包括列名、數(shù)據(jù)類型、約束（主鍵、外鍵、非空等）。五、綜合應(yīng)用題1.解析思路：根據(jù)選課系統(tǒng)需求，確定核心實體及其屬性。學(xué)生需要學(xué)號、姓名、班級等信息；課程需要編號、名稱、學(xué)分等信息。*實體1：學(xué)生(Student)*Sno(StudentNo.)-整數(shù)(主鍵)*Sname(StudentName)-字符串*Sclass(StudentClass)-字符串*實體2：課程(Course)*Cno(CourseNo.)-字符串(主鍵)*Cname(CourseName)-字符串*Ccredit(CourseCredit)-整數(shù)*實體3：選課(Selection)/選修關(guān)系(可選，更清晰地表示關(guān)系)（如果需要更詳細地表示選課行為和成績）*Sno(StudentNo.)-字符串(外鍵，參照學(xué)生)*Cno(CourseNo.)-字符串(外鍵，參照課程)*Grade(成績)-浮點數(shù)(可選屬性)2.解析思路：分析學(xué)生和課程之間的關(guān)系，確定聯(lián)系及基數(shù)。一個學(xué)生可以選擇多門課程，一門課程可以被多個學(xué)生選擇，這是典型的“一對多”關(guān)系（從課程到學(xué)生）。描述關(guān)系并說明基數(shù)。*關(guān)系描述：學(xué)生（Student）與課程（Course）之間存在“選修”（Selects）的聯(lián)系。*基數(shù)：*一個學(xué)生（Student）可以選修零門或多門（N）課程（Course）。*一門課程（Course）可以被零個或多個（N）學(xué)生（Student）選修。*ER圖實體間聯(lián)系表示：*聯(lián)系名：選修(Selects)*基數(shù)：學(xué)生端(0,N)/課程端(0,N)（或用ER圖標準符號表示，如菱形連接學(xué)生和課程，學(xué)生端標0..N，課程端標0..N）3.解析思路：編寫JDBC連接和創(chuàng)建表的代碼。使用`Connection`對象執(zhí)行`CREATETABLE`語句。注意SQL語句的格式和引號使用。```javaimportjava.sql.Connection;importjava.sql.DriverManager;importjava.sql.SQLException;importjava.sql.Statement;//...(假設(shè)驅(qū)動已加載，例如：Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");)publicclassCreateTableExample{publicstaticvoidmain(String[]args){Stringurl="jdbc:mysql://localhost:3306/studentdb?useSSL=false&serverTimezone=UTC";//修改為實際數(shù)據(jù)庫URLStringuser="root";//修改為實際用戶名Stringpassword="password";//修改為實際密碼Connectionconn=null;Statementstmt=null;try{conn=DriverManager.getConnection(url,user,password);stmt=conn.createStatement();Stringsql="CREATETABLEIFNOTEXISTScourses("+