(2025年)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理考試題庫(kù)及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，描述全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的是（）。A.外模式B.模式C.內(nèi)模式D.物理模式答案：B2.關(guān)系代數(shù)中，σ條件表達(dá)式（R）表示對(duì)關(guān)系R進(jìn)行（）。A.投影B.選擇C.連接D.除運(yùn)算答案：B3.事務(wù)的ACID特性中，“原子性”指的是（）。A.事務(wù)一旦提交，其結(jié)果永久保存B.事務(wù)執(zhí)行過程中不受其他事務(wù)干擾C.事務(wù)中的操作要么全做，要么全不做D.事務(wù)處理的數(shù)據(jù)滿足完整性約束答案：C4.若關(guān)系模式R的所有非主屬性都完全函數(shù)依賴于候選鍵，則R至少滿足（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF答案：B5.以下索引類型中，適合范圍查詢的是（）。A.哈希索引B.B+樹索引C.聚集索引D.非聚集索引答案：B6.在SQL中，用于限制分組后結(jié)果的子句是（）。A.WHEREB.GROUPBYC.HAVINGD.ORDERBY答案：C7.數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的基礎(chǔ)是（）。A.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)B.日志文件C.數(shù)據(jù)加密D.并發(fā)控制答案：B8.兩個(gè)事務(wù)同時(shí)對(duì)同一數(shù)據(jù)進(jìn)行讀-寫操作，可能導(dǎo)致的問題是（）。A.丟失修改B.不可重復(fù)讀C.讀臟數(shù)據(jù)D.以上都是答案：D9.以下關(guān)于E-R模型的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.實(shí)體用矩形表示B.聯(lián)系用菱形表示C.屬性用橢圓表示D.弱實(shí)體不需要依賴其他實(shí)體存在答案：D10.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的“分布透明性”不包括（）。A.分片透明B.位置透明C.局部數(shù)據(jù)模型透明D.事務(wù)透明答案：D二、填空題（每空1分，共20分）1.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)包括外模式、______和內(nèi)模式。答案：模式2.關(guān)系模型的三要素是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、______和完整性約束。答案：數(shù)據(jù)操作3.事務(wù)的隔離級(jí)別由低到高依次為：讀未提交、讀已提交、______、可串行化。答案：可重復(fù)讀4.數(shù)據(jù)依賴主要包括函數(shù)依賴、______和連接依賴。答案：多值依賴5.在SQL中，創(chuàng)建視圖的語句是______。答案：CREATEVIEW6.B+樹的所有葉子節(jié)點(diǎn)通過______指針連接，便于范圍查詢。答案：雙向7.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的六個(gè)階段包括需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、______、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)施階段和運(yùn)行維護(hù)階段。答案：邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.并發(fā)控制的主要技術(shù)是______和時(shí)間戳排序。答案：封鎖9.數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的基本策略是利用______和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)來重建數(shù)據(jù)庫(kù)。答案：日志文件10.若關(guān)系R和S的笛卡爾積結(jié)果有m×n行，則R有m行，S有______行。答案：n11.外鍵約束用于保證______完整性。答案：參照12.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）的主要功能包括數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操作、______、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)。答案：數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行管理13.在關(guān)系代數(shù)中，πA,B（R）表示從關(guān)系R中選取屬性A和B的______操作。答案：投影14.死鎖的預(yù)防方法包括一次封鎖法和______。答案：順序封鎖法15.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的四個(gè)基本特征是面向主題、______、集成性、時(shí)變性。答案：非易失性16.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，候選鍵的最小屬性子集稱為______。答案：主屬性17.觸發(fā)器是一種特殊的存儲(chǔ)過程，它在特定的______（如INSERT、UPDATE、DELETE）發(fā)生時(shí)自動(dòng)執(zhí)行。答案：數(shù)據(jù)操作18.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的“分布透明性”最高級(jí)別是______。答案：分片透明19.數(shù)據(jù)字典的主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、______和處理過程。答案：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)20.關(guān)系模式分解的兩個(gè)重要準(zhǔn)則是______和保持函數(shù)依賴。答案：無損連接性三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)三級(jí)模式-兩層映射的作用。答案：三級(jí)模式（外模式、模式、內(nèi)模式）分別描述用戶級(jí)、概念級(jí)、物理級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。兩層映射（外模式/模式映射、模式/內(nèi)模式映射）實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。外模式/模式映射保證當(dāng)模式改變時(shí)，只需修改映射即可保持外模式不變（邏輯獨(dú)立性）；模式/內(nèi)模式映射保證當(dāng)物理存儲(chǔ)改變時(shí)，只需修改映射即可保持模式不變（物理獨(dú)立性）。2.說明視圖的優(yōu)點(diǎn)及潛在問題。答案：優(yōu)點(diǎn)：①簡(jiǎn)化用戶操作，隱藏復(fù)雜查詢；②提供邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性，屏蔽模式變化；③增強(qiáng)安全性，限制用戶訪問范圍；④便于數(shù)據(jù)共享，同一模式的不同視圖滿足不同用戶需求。潛在問題：①更新受限，復(fù)雜視圖（如多表連接視圖）可能無法直接更新；②性能開銷，視圖查詢需轉(zhuǎn)換為基表查詢，可能影響效率；③維護(hù)成本，模式變更時(shí)需重新定義相關(guān)視圖。3.比較B樹與B+樹在數(shù)據(jù)庫(kù)索引中的應(yīng)用差異。答案：①結(jié)構(gòu)差異：B樹的非葉子節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)都存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；B+樹僅葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，非葉子節(jié)點(diǎn)僅存儲(chǔ)索引鍵。②查詢效率：B+樹的葉子節(jié)點(diǎn)通過雙向指針連接，支持范圍查詢（如“>50”）的效率更高；B樹需遍歷多個(gè)節(jié)點(diǎn)，范圍查詢性能較低。③插入/刪除：B+樹的非葉子節(jié)點(diǎn)不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，插入刪除時(shí)樹結(jié)構(gòu)調(diào)整更穩(wěn)定；B樹的非葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，調(diào)整可能更復(fù)雜。④空間利用：B+樹的非葉子節(jié)點(diǎn)更小，可存儲(chǔ)更多索引鍵，減少I/O次數(shù)，更適合數(shù)據(jù)庫(kù)索引。4.簡(jiǎn)述事務(wù)死鎖的檢測(cè)與處理策略。答案：檢測(cè)方法：①超時(shí)法（設(shè)定時(shí)間閾值，超時(shí)則認(rèn)為死鎖）；②等待圖法（構(gòu)建事務(wù)等待圖，檢測(cè)是否存在環(huán)）。處理策略：①選擇一個(gè)或多個(gè)事務(wù)作為犧牲品，回滾其部分或全部操作，釋放資源；②調(diào)整事務(wù)優(yōu)先級(jí)（如回滾代價(jià)小的事務(wù)）；③重啟被回滾的事務(wù)，避免無限循環(huán)。實(shí)際系統(tǒng)中常結(jié)合等待圖法和優(yōu)先級(jí)策略，平衡效率與公平性。5.說明關(guān)系模式規(guī)范化的目的及主要步驟。答案：目的：消除數(shù)據(jù)冗余、避免插入異常、刪除異常和更新異常，提高數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)效率和數(shù)據(jù)一致性。主要步驟：①檢查是否滿足1NF（屬性不可再分）；②消除非主屬性對(duì)候選鍵的部分函數(shù)依賴，達(dá)到2NF；③消除非主屬性對(duì)候選鍵的傳遞函數(shù)依賴，達(dá)到3NF；④消除主屬性對(duì)候選鍵的部分/傳遞依賴，達(dá)到BCNF；⑤進(jìn)一步處理多值依賴，達(dá)到4NF等更高范式。四、應(yīng)用題（每題8分，共24分）1.已知學(xué)生表（Sno,Sname,Sdept,Sage），課程表（Cno,Cname,Credit），選課表（Sno,Cno,Grade），其中Sno是學(xué)生學(xué)號(hào)（主鍵），Cno是課程號(hào)（主鍵），Sno和Cno共同構(gòu)成選課表的主鍵。用SQL完成以下操作：（1）查詢“計(jì)算機(jī)系”（Sdept='計(jì)算機(jī)'）中年齡小于20歲的學(xué)生姓名和年齡；（2）查詢選修了“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”（Cname='數(shù)據(jù)庫(kù)原理'）課程的學(xué)生學(xué)號(hào)和成績(jī)（要求用子查詢實(shí)現(xiàn)）；（3）創(chuàng)建視圖V_CompStu，包含計(jì)算機(jī)系學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名和所選課程的成績(jī)。答案：（1）SELECTSname,SageFROMSWHERESdept='計(jì)算機(jī)'ANDSage<20;（2）SELECTSno,GradeFROMSCWHERECno=(SELECTCnoFROMCWHERECname='數(shù)據(jù)庫(kù)原理');（3）CREATEVIEWV_CompStuASSELECTS.Sno,S.Sname,SC.GradeFROMS,SCWHERES.Sdept='計(jì)算機(jī)'ANDS.Sno=SC.Sno;2.某公司數(shù)據(jù)庫(kù)中有訂單表（OrderID,CustomerID,OrderDate,TotalAmount），其中OrderID是主鍵，CustomerID是客戶編號(hào)（外鍵，引用客戶表的CustomerID）。要求：（1）為訂單表添加“備注”字段（類型為VARCHAR(200)）；（2）為TotalAmount字段創(chuàng)建降序索引Idx_TotalAmount；（3）刪除2023年1月1日之前的所有訂單記錄（事務(wù)方式，要求回滾段保留）。答案：（1）ALTERTABLEOrderADDRemarkVARCHAR(200);（2）CREATEINDEXIdx_TotalAmountONOrder(TotalAmountDESC);（3）BEGINTRANSACTION;DELETEFROMOrderWHEREOrderDate<'2023-01-01';COMMIT;（或若需顯式回滾，可使用ROLLBACK，但題目要求保留回滾段，故提交事務(wù)）3.假設(shè)事務(wù)T1和T2同時(shí)操作數(shù)據(jù)庫(kù)，操作序列如下：T1：讀A→A=A+10→寫回AT2：讀A→A=A×2→寫回A若初始A=100，分析未加鎖時(shí)可能的結(jié)果及加共享鎖（S鎖）和排他鎖（X鎖）后的正確結(jié)果。答案：未加鎖時(shí)可能出現(xiàn)丟失修改：-若T1先讀A=100，T2隨后讀A=100，T1寫回A=110，T2寫回A=200（覆蓋T1的修改），最終A=200（丟失T1的+10操作）；-或T2先寫回A=200，T1寫回A=110（丟失T2的×2操作），最終A=110。加鎖后（正確流程）：T1申請(qǐng)X鎖（寫操作需X鎖），讀取A=100，計(jì)算A=110，寫回A=110，釋放X鎖；T2申請(qǐng)X鎖，讀取A=110，計(jì)算A=220，寫回A=220，釋放X鎖；最終A=220（正確結(jié)果）。五、綜合題（共16分）某高校圖書館需要設(shè)計(jì)圖書管理數(shù)據(jù)庫(kù)，需求如下：-讀者信息：讀者編號(hào)（唯一）、姓名、性別、聯(lián)系方式；-圖書信息：ISBN（唯一）、書名、作者、出版社、出版時(shí)間；-借閱記錄：讀者編號(hào)、ISBN、借閱日期、應(yīng)還日期、實(shí)際還書日期（允許NULL）。要求：（1）繪制E-R圖（需標(biāo)注實(shí)體、屬性、聯(lián)系及聯(lián)系類型）；（2）將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，標(biāo)注主鍵和外鍵；（3）分析借閱記錄表的函數(shù)依賴，判斷其滿足的最高范式（假設(shè)無傳遞依賴）；（4）提出一條數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化建議。答案：（1）E-R圖：-實(shí)體：讀者（讀者編號(hào)，姓名，性別，聯(lián)系方式）；圖書（ISBN，書名，作者，出版社，出版時(shí)間）；-聯(lián)系：借閱（讀者-圖書之間的多對(duì)多聯(lián)系），屬性：借閱日期、應(yīng)還日期、實(shí)際還書日期；-聯(lián)系類型：讀者與借閱（1:M），圖書與借閱（1:M），即讀者可借閱多本圖書，每本圖書可被多個(gè)讀者借閱。（2）關(guān)系模式：-讀者（讀者編號(hào)，姓名，性別，聯(lián)系方式）主鍵：讀者編號(hào)；-圖書（ISBN，書名，作者，出版社，出版時(shí)間）主鍵：ISBN；-借閱記錄（讀者編號(hào)，ISBN，借閱日期，應(yīng)還日期，實(shí)際還書日期）主鍵：（讀者編號(hào)，ISBN，借閱日期）；外鍵：讀者編號(hào)→讀者.讀者編號(hào)，ISBN→圖書.ISBN。（3）函數(shù)依賴分析：主鍵為（讀者編號(hào)，ISBN，借閱日期），假設(shè)：-讀者編號(hào)→姓名、性別、聯(lián)系方式（但姓名等屬性在讀者表中，借閱記錄表中無這些屬性）；-ISBN→書名、作者、出版社、出版時(shí)間（同理，這些屬性在圖書表中）；-