2025年數(shù)據(jù)庫綜合練習(xí)題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10分）1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)中，描述數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的是（）。A.外模式B.模式C.內(nèi)模式D.概念模式2.關(guān)系模型中，候選碼的屬性可以有（）。A.0個(gè)B.1個(gè)或多個(gè)C.必須多個(gè)D.至多1個(gè)3.事務(wù)的ACID特性中，“一致性”指的是（）。A.事務(wù)執(zhí)行后數(shù)據(jù)庫處于合法狀態(tài)B.事務(wù)一旦提交不可撤銷C.多個(gè)事務(wù)互不干擾D.事務(wù)在執(zhí)行過程中不可中斷4.以下哪種索引類型最適合范圍查詢（如查詢年齡在20-30歲之間的用戶）？（）A.哈希索引B.B+樹索引C.全文索引D.空間索引5.MongoDB屬于哪種類型的NoSQL數(shù)據(jù)庫？（）A.鍵值存儲B.文檔存儲C.列族存儲D.圖存儲二、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述關(guān)系數(shù)據(jù)庫中“實(shí)體完整性”和“參照完整性”的區(qū)別，并各舉一例說明。2.事務(wù)的隔離級別有哪些？分別說明每種隔離級別可能引發(fā)的并發(fā)問題。3.索引優(yōu)化是數(shù)據(jù)庫性能調(diào)優(yōu)的重要手段，簡述創(chuàng)建索引的基本原則（至少列出4條）。4.對比關(guān)系數(shù)據(jù)庫與NoSQL數(shù)據(jù)庫的適用場景，各舉2個(gè)典型應(yīng)用場景。三、關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)題（每題10分，共20分）題目1：某高校需設(shè)計(jì)學(xué)生選課管理系統(tǒng)，涉及的實(shí)體有：-學(xué)生（屬性：學(xué)號Sno，姓名Sname，性別Ssex，年齡Sage，所在系Sdept）-課程（屬性：課程號Cno，課程名Cname，先修課號Cpno，學(xué)分Ccredit）-教師（屬性：教師號Tno，姓名Tname，職稱Title，所屬系Tdept）-授課（教師為學(xué)生授課，屬性：授課時(shí)間Time，地點(diǎn)Location）要求：（1）繪制該系統(tǒng)的ER圖（需標(biāo)注實(shí)體、屬性、聯(lián)系及聯(lián)系類型）；（2）將ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，并指出每個(gè)關(guān)系模式的主碼和外碼（若存在）。題目2：現(xiàn)有關(guān)系模式R（A,B,C,D,E），函數(shù)依賴集F={AB→C,C→D,D→E,E→A}。（1）求R的候選碼；（2）判斷R是否屬于3NF，若不屬于，分解R為3NF。四、SQL編程題（每題8分，共40分）題目1：基于以下數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，完成查詢：-學(xué)生表S（SnoCHAR(8),SnameVARCHAR(20),SsexCHAR(2),SageINT,SdeptVARCHAR(20)）-課程表C（CnoCHAR(4),CnameVARCHAR(30),CpnoCHAR(4),CcreditINT）-成績表SC（SnoCHAR(8),CnoCHAR(4),GradeINT）（1）查詢“計(jì)算機(jī)系”（Sdept='計(jì)算機(jī)系'）所有學(xué)生的學(xué)號、姓名及年齡，按年齡降序排列；（2）查詢選修了課程號為“C001”且成績高于85分的學(xué)生姓名（要求用子查詢實(shí)現(xiàn)）；（3）統(tǒng)計(jì)每門課程的選修人數(shù)及平均成績（結(jié)果包含課程號、課程名、選修人數(shù)、平均成績）；（4）查詢所有學(xué)生的學(xué)號、姓名、課程名及成績（未選修課程的學(xué)生也需顯示）；（5）使用窗口函數(shù)查詢每個(gè)學(xué)生的成績排名（按課程分組，成績降序）。題目2：某公司員工表EMP（EnoCHAR(6),EnameVARCHAR(20),SalaryINT,DnoCHAR(2)），部門表DEPT（DnoCHAR(2),DnameVARCHAR(20),ManagerCHAR(6)）。（1）為EMP表添加“入職時(shí)間”字段（HireDateDATE）；（2）將“研發(fā)部”（Dname='研發(fā)部'）所有員工的工資增加10%；（3）創(chuàng)建視圖V_DeptAvg，顯示各部門的部門號、部門名及平均工資；（4）刪除部門號為“D05”的部門（需處理外鍵約束）；（5）使用CTE（公共表表達(dá)式）查詢工資高于所在部門平均工資的員工信息。五、綜合應(yīng)用題（每題15分，共30分）題目1：某電商平臺訂單數(shù)據(jù)庫存在性能問題，慢查詢?nèi)罩撅@示以下SQL語句執(zhí)行時(shí)間過長：```sqlSELECTu.user_name,o.order_id,o.order_time,SUM(oi.quantityp.price)AStotal_amountFROMusersuLEFTJOINordersoONu.user_id=o.user_idLEFTJOINorder_itemsoiONo.order_id=oi.order_idLEFTJOINproductspONduct_id=duct_idWHEREo.order_timeBETWEEN'2024-01-01'AND'2024-12-31'GROUPBYu.user_id,o.order_id,o.order_timeHAVINGtotal_amount>1000;```（1）分析該查詢可能存在的性能瓶頸；（2）提出優(yōu)化方案（至少3條），并說明理由。題目2：某銀行核心系統(tǒng)需設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫安全方案，要求：（1）實(shí)現(xiàn)不同角色（柜員、主管、系統(tǒng)管理員）的權(quán)限控制；（2）保護(hù)客戶敏感信息（如身份證號、銀行卡號）的存儲安全；（3）制定數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)策略，確保數(shù)據(jù)可恢復(fù)性。請針對以上需求設(shè)計(jì)具體實(shí)現(xiàn)方案。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.B3.A4.B5.B二、簡答題1.區(qū)別：實(shí)體完整性要求主碼的屬性值非空且唯一（如學(xué)生表中學(xué)號Sno為主碼，不能重復(fù)或?yàn)榭眨?；參照完整性要求外碼的值要么為空，要么等于被參照關(guān)系主碼的值（如成績表SC的Sno是外碼，必須存在于學(xué)生表S的Sno中）。2.隔離級別：-讀未提交（ReadUncommitted）：可能引發(fā)臟讀（讀取未提交的修改）；-讀已提交（ReadCommitted）：解決臟讀，但可能引發(fā)不可重復(fù)讀（同一事務(wù)內(nèi)兩次讀取結(jié)果不同）；-可重復(fù)讀（RepeatableRead）：解決不可重復(fù)讀，但可能引發(fā)幻讀（同一事務(wù)內(nèi)新增數(shù)據(jù)導(dǎo)致結(jié)果集變化）；-串行化（Serializable）：最高隔離級別，無并發(fā)問題，但性能最差。3.索引創(chuàng)建原則：-為高頻查詢的字段（如WHERE、JOIN、ORDERBY中的字段）創(chuàng)建索引；-避免為低基數(shù)列（如性別字段，僅“男”“女”）創(chuàng)建索引；-索引字段長度越短越好（減少存儲和查詢開銷）；-組合索引遵循“最左匹配”原則（如索引（A,B,C）可用于A、A+B、A+B+C的查詢）；-避免在頻繁更新的表上創(chuàng)建過多索引（索引會(huì)影響寫操作性能）。4.適用場景對比：-關(guān)系數(shù)據(jù)庫：需要強(qiáng)事務(wù)一致性（如銀行轉(zhuǎn)賬）、復(fù)雜關(guān)聯(lián)查詢（如訂單-用戶-商品多表連接）；-NoSQL數(shù)據(jù)庫：高并發(fā)讀寫（如電商秒殺活動(dòng)的緩存）、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲（如用戶評論的JSON數(shù)據(jù)）。三、關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)題題目1：（1）ER圖設(shè)計(jì)：-實(shí)體：學(xué)生（Sno為主碼）、課程（Cno為主碼）、教師（Tno為主碼）；-聯(lián)系：學(xué)生與課程之間是“選修”（多對多，M:N）；教師與課程之間是“授課”（多對多，M:N）；教師與學(xué)生之間通過“授課”聯(lián)系（多對多，M:N）。（2）關(guān)系模式轉(zhuǎn)換：-學(xué)生S（Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept），主碼Sno；-課程C（Cno,Cname,Cpno,Ccredit），主碼Cno，外碼Cpno（參照C.Cno）；-教師T（Tno,Tname,Title,Tdept），主碼Tno；-選修SC（Sno,Cno），主碼（Sno,Cno），外碼Sno（參照S.Sno），外碼Cno（參照C.Cno）；-授課TC（Tno,Cno,Time,Location），主碼（Tno,Cno,Time），外碼Tno（參照T.Tno），外碼Cno（參照C.Cno）。題目2：（1）候選碼推導(dǎo)：-函數(shù)依賴F={AB→C,C→D,D→E,E→A}；-AB的閉包：AB+=AB→C→D→E→A→AB（閉包包含所有屬性），因此AB是候選碼。（2）3NF判斷與分解：-R中存在傳遞依賴（AB→C→D→E→A），因此不滿足3NF；-分解為：R1(AB,C)（AB→C），R2(C,D)（C→D），R3(D,E)（D→E），R4(E,A)（E→A）。四、SQL編程題題目1：（1）```sqlSELECTSno,Sname,SageFROMSWHERESdept='計(jì)算機(jī)系'ORDERBYSageDESC;```（2）```sqlSELECTSnameFROMSWHERESnoIN(SELECTSnoFROMSCWHERECno='C001'ANDGrade>85);```（3）```sqlSELECTC.Cno,C.Cname,COUNT(SC.Sno)AS選修人數(shù),AVG(SC.Grade)AS平均成績FROMCLEFTJOINSCONC.Cno=SC.CnoGROUPBYC.Cno,C.Cname;```（4）```sqlSELECTS.Sno,S.Sname,C.Cname,SC.GradeFROMSLEFTJOINSCONS.Sno=SC.SnoLEFTJOINCONSC.Cno=C.Cno;```（5）```sqlSELECTSno,Cno,Grade,ROW_NUMBER()OVER(PARTITIONBYCnoORDERBYGradeDESC)AS排名FROMSC;```題目2：（1）```sqlALTERTABLEEMPADDHireDateDATE;```（2）```sqlUPDATEEMPSETSalary=Salary1.1WHEREDno=(SELECTDnoFROMDEPTWHEREDname='研發(fā)部');```（3）```sqlCREATEVIEWV_DeptAvgASSELECTD.Dno,D.Dname,AVG(E.Salary)ASAvgSalaryFROMDEPTDLEFTJOINEMPEOND.Dno=E.DnoGROUPBYD.Dno,D.Dname;```（4）```sql--先刪除EMP表中Dno='D05'的記錄（或設(shè)置外鍵為級聯(lián)刪除）DELETEFROMEMPWHEREDno='D05';DELETEFROMDEPTWHEREDno='D05';```（5）```sqlWITHDeptAvgAS(SELECTDno,AVG(Salary)ASAvgSalaryFROMEMPGROUPBYDno)SELECTE.FROMEMPEJOINDeptAvgDAONE.Dno=DA.DnoWHEREE.Salary>DA.AvgSalary;```五、綜合應(yīng)用題題目1：（1）性能瓶頸分析：-多表JOIN（users-orders-order_items-products）導(dǎo)致連接開銷大；-WHERE子句對order_time的范圍查詢可能未使用索引；-GROUPBY包含多個(gè)字段（u.user_id,o.order_id,o.order_time），聚合計(jì)算復(fù)雜；-HAVING子句引用別名total_amount，可能導(dǎo)致額外掃描。（2）優(yōu)化方案：-為orders表的order_time字段創(chuàng)建索引（B+樹索引），加速時(shí)間范圍查詢；-為order_items表的order_id和product_id字段創(chuàng)建復(fù)合索引，優(yōu)化與orders、products的連接；-簡化GROUPBY字段（僅保留o.order_id，因order_id唯一標(biāo)識訂單）；-將HAVING子句改為