2025年數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)試題及答案(全文)一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列關于關系代數(shù)中自然連接（NaturalJoin）的描述，正確的是（）。A.自然連接要求兩個關系有相同的屬性名，但不要求屬性類型一致B.自然連接的結果屬性包含兩個關系的所有屬性，重復屬性保留一個C.自然連接等價于在等值連接（EquiJoin）后去除重復的屬性列D.自然連接的結果元組數(shù)量一定小于等于兩個關系元組數(shù)量的乘積2.若要在SQL中查詢“選修了課程號為C01且成績高于該課程平均分”的學生信息，最優(yōu)的實現(xiàn)方式是（）。A.使用GROUPBY和HAVING子句B.使用標量子查詢計算課程平均分C.使用窗口函數(shù)（WindowFunction）計算課程平均分D.使用JOIN連接學生表、選課表和課程表3.關于B+樹索引與B樹索引的區(qū)別，下列說法錯誤的是（）。A.B+樹所有關鍵字都出現(xiàn)在葉子節(jié)點，B樹非葉子節(jié)點也存儲關鍵字B.B+樹葉子節(jié)點通過指針連接成有序鏈表，B樹無此結構C.B+樹適合范圍查詢，B樹更適合單點查詢D.B+樹的高度通常比同規(guī)模的B樹更高4.事務T1對數(shù)據(jù)項A加X鎖（排他鎖），事務T2對數(shù)據(jù)項A加S鎖（共享鎖），根據(jù)兩階段鎖協(xié)議（2PL），以下描述正確的是（）。A.T2的加鎖請求會被立即批準，因為S鎖與X鎖兼容B.T2的加鎖請求會被阻塞，直到T1釋放X鎖C.T1必須在釋放X鎖后才能繼續(xù)獲取其他鎖D.兩階段鎖協(xié)議能保證事務的原子性，但不能保證隔離性5.關系模式R（A,B,C,D），函數(shù)依賴為A→B，B→C，C→D，D→A，則R的最高范式是（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF6.以下哪種并發(fā)控制機制通過維護每個數(shù)據(jù)項的多個版本來實現(xiàn)高并發(fā)讀？（）A.時間戳排序（TimestampOrdering）B.多版本并發(fā)控制（MVCC）C.樂觀并發(fā)控制（OptimisticCC）D.兩階段鎖協(xié)議（2PL）7.某數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用基于日志的恢復機制，當發(fā)生介質(zhì)故障（如磁盤損壞）時，需要執(zhí)行的恢復操作是（）。A.利用重做日志（RedoLog）重新執(zhí)行已提交事務B.利用撤銷日志（UndoLog）回滾未提交事務C.從最近的備份中恢復數(shù)據(jù)庫，再重做之后的所有日志D.僅需檢查活動事務表（ActiveTransactionList）8.下列關于數(shù)據(jù)模型的描述，錯誤的是（）。A.層次模型用樹結構表示數(shù)據(jù)間的聯(lián)系，支持多對多關系B.網(wǎng)狀模型允許節(jié)點有多個父節(jié)點，更靈活但結構復雜C.關系模型用二維表表示數(shù)據(jù)，基于集合論和謂詞邏輯D.對象-關系模型結合了面向?qū)ο筇匦院完P系模型的優(yōu)勢9.為了保證數(shù)據(jù)庫的實體完整性，通常需要（）。A.定義外鍵約束（ForeignKey）B.定義主鍵約束（PrimaryKey）或唯一約束（Unique）C.定義檢查約束（Check）D.定義默認值約束（Default）10.在分布式數(shù)據(jù)庫中，“分片透明性”指的是（）。A.用戶無需知道數(shù)據(jù)存儲在哪個場地B.用戶無需知道數(shù)據(jù)如何被分割成多個片段C.用戶無需知道片段的復制情況D.用戶無需知道數(shù)據(jù)的邏輯結構二、填空題（每題2分，共10分）1.關系數(shù)據(jù)庫中，候選鍵（CandidateKey）是指能夠唯一標識一個元組的______屬性集。2.事務的隔離級別中，“可重復讀”（RepeatableRead）允許的異常是______。3.B+樹索引的葉子節(jié)點通常存儲______和對應的記錄指針。4.觸發(fā)器（Trigger）是一種特殊的存儲過程，其執(zhí)行由______事件（如INSERT、UPDATE、DELETE）觸發(fā)。5.分布式數(shù)據(jù)庫的“分布透明性”包括分片透明、位置透明和______。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述關系模型的三個組成部分及其作用。2.視圖（View）在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中有哪些主要作用？舉例說明。3.死鎖檢測（DeadlockDetection）與死鎖預防（DeadlockPrevention）的主要區(qū)別是什么？各舉一種實現(xiàn)方法。4.聚集索引（ClusteredIndex）與非聚集索引（Non-ClusteredIndex）的核心區(qū)別是什么？分別適用于什么場景？5.NoSQL數(shù)據(jù)庫（如MongoDB、Redis）與關系數(shù)據(jù)庫相比，有哪些典型特點？適用于哪些應用場景？四、設計題（共20分）某高校需設計“學生-課程-教師”管理數(shù)據(jù)庫，需求如下：-學生信息：學號（唯一）、姓名、性別、入學時間；-課程信息：課程號（唯一）、課程名、學分、所屬學院；-教師信息：教師號（唯一）、姓名、職稱、所屬學院；-選課關系：學生選某門課程，記錄成績；-授課關系：教師為某門課程授課（一門課可由多位教師授課）。要求：（1）繪制E-R圖（需標注實體屬性、聯(lián)系類型及cardinality）；（8分）（2）將E-R圖轉(zhuǎn)換為關系模式，標注主鍵和外鍵；（6分）（3）編寫SQL語句查詢“2023級計算機學院學生中，選修了教師號為T001的教師所授課程且成績高于80分”的學生姓名、課程名及成績。（6分）五、綜合題（共10分）某數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中有兩個事務T1和T2，操作序列如下（R表示讀，W表示寫）：T1:R(A);R(B);W(A);W(B);T2:R(B);R(A);W(B);W(A);假設系統(tǒng)采用基于時間戳的并發(fā)控制機制（TimestampOrdering,TO），且T1的時間戳為TS(T1)=100，T2的時間戳為TS(T2)=200。（1）判斷該調(diào)度是否可串行化，并說明理由；（5分）（2）若系統(tǒng)采用兩階段鎖協(xié)議（2PL），且T1和T2均遵循嚴格兩階段鎖（Strict2PL），分析可能的加鎖/解鎖順序及是否會發(fā)生死鎖。（5分）答案一、單項選擇題1.C（自然連接是等值連接的特例，要求同名屬性值相等，并去除重復屬性列）2.C（窗口函數(shù)可在不分組的情況下計算課程平均分，更高效）3.D（B+樹的高度通常比B樹更低，因為葉子節(jié)點存儲全部關鍵字且層級更緊湊）4.B（X鎖與S鎖不兼容，T2需等待T1釋放X鎖）5.D（所有決定因素都是候選鍵，滿足BCNF）6.B（MVCC通過維護多版本數(shù)據(jù)實現(xiàn)讀不阻塞寫）7.C（介質(zhì)故障需恢復備份，再重做日志）8.A（層次模型不支持多對多關系，需通過冗余或虛擬節(jié)點間接表示）9.B（實體完整性通過主鍵或唯一約束保證）10.B（分片透明性指用戶無需知道數(shù)據(jù)如何被分割）二、填空題1.最?。ɑ颉皹O小”）2.幻讀（PhantomRead）3.關鍵字（或“鍵值”）4.數(shù)據(jù)庫（或“表”）5.復制透明（或“冗余透明”）三、簡答題1.關系模型由三部分組成：（1）數(shù)據(jù)結構：用關系（二維表）表示數(shù)據(jù)，是關系模型的基礎；（2）數(shù)據(jù)操作：包括查詢（如選擇、投影、連接）和更新（插入、刪除、修改），基于關系代數(shù)或SQL；（3）完整性約束：包括實體完整性（主鍵唯一非空）、參照完整性（外鍵匹配主鍵）和用戶定義完整性（如Check約束），保證數(shù)據(jù)正確性和一致性。2.視圖的作用：（1）簡化查詢：將復雜查詢封裝為視圖，用戶直接訪問視圖即可（如“學提供績匯總視圖”）；（2）數(shù)據(jù)安全：通過視圖限制用戶訪問范圍（如僅暴露學生姓名和成績，隱藏學號）；（3）邏輯數(shù)據(jù)獨立性：當基表結構變化時，只需調(diào)整視圖定義，不影響用戶查詢（如基表增加“入學年份”列，視圖仍保留原屬性）。3.區(qū)別：死鎖預防通過限制事務加鎖順序或資源分配，避免死鎖發(fā)生；死鎖檢測則允許死鎖可能發(fā)生，通過定期檢查發(fā)現(xiàn)后解除（如回滾某個事務）。實現(xiàn)方法：預防可采用“按序加鎖”（所有事務按固定順序申請鎖）；檢測可使用“等待圖法”（構建事務等待關系圖，檢測是否存在環(huán)）。4.核心區(qū)別：聚集索引決定了表中記錄的物理存儲順序（一個表只能有一個聚集索引）；非聚集索引不影響物理順序（一個表可多個）。場景：聚集索引適用于經(jīng)常按某字段范圍查詢的表（如按“入學時間”查詢學生）；非聚集索引適用于頻繁單點查詢的字段（如按“學號”查找學生）。5.NoSQL特點：（1）非關系模型（如鍵值、文檔、列族、圖模型）；（2）支持水平擴展（分布式架構）；（3）弱化事務（支持最終一致性）；（4）高讀寫性能（簡化約束）。適用場景：海量數(shù)據(jù)存儲（如社交平臺用戶動態(tài)）、高并發(fā)讀寫（如電商秒殺）、非結構化數(shù)據(jù)（如JSON格式日志）。四、設計題（1）E-R圖（文字描述）：-實體：學生（學號，姓名，性別，入學時間）、課程（課程號，課程名，學分，所屬學院）、教師（教師號，姓名，職稱，所屬學院）；-聯(lián)系：-選課（學生-課程）：多對多（N:M），屬性為成績；-授課（教師-課程）：多對多（N:M），無額外屬性。（2）關系模式：-學生（學號，姓名，性別，入學時間）主鍵：學號；-課程（課程號，課程名，學分，所屬學院）主鍵：課程號；-教師（教師號，姓名，職稱，所屬學院）主鍵：教師號；-選課（學號，課程號，成績）主鍵：（學號，課程號），外鍵：學號→學生.學號，課程號→課程.課程號；-授課（教師號，課程號）主鍵：（教師號，課程號），外鍵：教師號→教師.教師號，課程號→課程.課程號。（3）SQL語句：```sqlSELECTs.姓名,c.課程名,sc.成績FROM學生sJOIN選課scONs.學號=sc.學號JOIN課程cONsc.課程號=c.課程號JOIN授課tONc.課程號=t.課程號WHEREs.入學時間='2023'ANDc.所屬學院='計算機學院'ANDt.教師號='T001'ANDsc.成績>80;```五、綜合題（1）不可串行化。時間戳協(xié)議要求：若事務Ti讀數(shù)據(jù)項Q，Q的寫時間戳（WTS(Q)）必須≤TS(Ti)；若Ti寫Q，Q的讀時間戳（RTS(Q)）和WTS(Q)必須≤TS(Ti)。初始時各數(shù)據(jù)項時間戳為0：-T1讀A（RTS(A)=100），讀B（RTS(B)=100）；-T2讀B（RTS(B)=max(100,200)=200），讀A（RTS(A)=max(100,200)=200）；-T1寫A：需檢查WTS(A)≤100（當前WTS(A)=0，允許），更新WTS(A)=100；-T1寫B(tài)：WTS(B)=0≤100，允許，更新WTS(B)=100；-T2寫B(tài)：需檢查RTS(B)=200≤TS(T2)=200（允許），但WTS(B)=100≤200，允許，更新WTS(B)=200；-T2寫A：RTS(A)=200≤200（允許），WTS(A)=100≤200，允許，更新WTS(A)=200。最終調(diào)度結果等價于T1→T2，但時間戳協(xié)議要求按時間戳順序執(zhí)行，而T2的寫操作覆蓋了T1的寫，導致結果與串行執(zhí)行（T1先，T2后）不同，因此不可串行化