2025年數(shù)據(jù)庫(kù)工程師《數(shù)據(jù)庫(kù)原理》真題解析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列關(guān)于關(guān)系模型中“元組”的描述，正確的是（）。A.關(guān)系中的記錄稱為元組B.關(guān)系中的屬性稱為元組C.元組是關(guān)系的一個(gè)實(shí)例D.元組包含關(guān)系的所有屬性2.SQL語(yǔ)句`CREATETABLE`用于（）。A.刪除表B.修改表結(jié)構(gòu)C.創(chuàng)建新表D.查詢表數(shù)據(jù)3.在關(guān)系代數(shù)中，`π_A(B)`表示（）。A.選擇滿足條件的元組B.對(duì)關(guān)系B進(jìn)行投影，選取屬性AC.對(duì)關(guān)系B進(jìn)行連接操作D.對(duì)關(guān)系B進(jìn)行除法操作4.下列哪個(gè)不是數(shù)據(jù)庫(kù)的ACID特性？（）A.原子性（Atomicity）B.封閉性（Closedness）C.一致性（Consistency）D.持久性（Durability）5.臟讀是指（）。A.一個(gè)事務(wù)讀取了另一個(gè)事務(wù)未提交的修改B.一個(gè)事務(wù)修改了另一個(gè)事務(wù)已提交的修改C.一個(gè)事務(wù)多次讀取到不同的結(jié)果D.一個(gè)事務(wù)讀取了不存在的數(shù)據(jù)6.下列關(guān)于B+樹索引的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.B+樹的所有數(shù)據(jù)記錄都存儲(chǔ)在葉子節(jié)點(diǎn)中B.B+樹的搜索路徑是從根節(jié)點(diǎn)到葉子節(jié)點(diǎn)C.B+樹的葉子節(jié)點(diǎn)之間通過指針相連D.B+樹只能用于聚集索引7.當(dāng)關(guān)系R(A,B)滿足BCNF范式時(shí)，它一定也滿足（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.4NF8.`SELECTDISTINCT`子句在SQL查詢中用于（）。A.對(duì)結(jié)果進(jìn)行排序B.限制查詢條件C.去除結(jié)果中的重復(fù)元組D.分組統(tǒng)計(jì)結(jié)果9.事務(wù)的隔離級(jí)別從低到高依次是（）。A.讀已提交、可重復(fù)讀、串行化、讀未提交B.讀未提交、讀已提交、可重復(fù)讀、串行化C.串行化、可重復(fù)讀、讀已提交、讀未提交D.讀已提交、串行化、讀未提交、可重復(fù)讀10.下列哪個(gè)SQL語(yǔ)句用于給用戶授權(quán)？（）A.`CREATEINDEX`B.`GRANT`C.`ALTERTABLE`D.`ROLLBACK`二、填空題1.關(guān)系模型中，將關(guān)系視為一個(gè)________的集合。2.SQL語(yǔ)言中，用于刪除表數(shù)據(jù)的語(yǔ)句是________。3.關(guān)系代數(shù)中的________運(yùn)算符用于選擇滿足特定條件的元組。4.保證事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)結(jié)果正確性的是數(shù)據(jù)庫(kù)的________特性。5.在數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)中，用于記錄事務(wù)操作以便恢復(fù)的是________。6.聚集索引是指索引中的數(shù)據(jù)記錄________存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中。7.根據(jù)函數(shù)依賴進(jìn)行模式分解時(shí)，為保持無損連接性，需要滿足________。8.將實(shí)體集之間的聯(lián)系表示為關(guān)系模型中的________。9.索引的主要目的是提高_(dá)_______的效率。10.SQL查詢中，使用________子句可以對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行排序。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述關(guān)系模型中的三種基本操作（選擇、投影、連接）的定義。2.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的范式？簡(jiǎn)述1NF、2NF、3NF的主要要求及它們之間的關(guān)系。3.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)的四個(gè)基本特性（ACID）及其含義。4.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)索引？簡(jiǎn)述聚集索引和非聚集索引的區(qū)別。5.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制？為什么需要并發(fā)控制？四、綜合應(yīng)用題1.假設(shè)有如下關(guān)系模式：學(xué)生（學(xué)號(hào)S，姓名N，專業(yè)P）課程（課號(hào)C，課程名M，學(xué)分H）選課（學(xué)號(hào)S，課號(hào)C，成績(jī)G）其中，學(xué)號(hào)和課號(hào)分別為學(xué)生和課程的主鍵，選課關(guān)系的主鍵為（學(xué)號(hào)，課號(hào)）。請(qǐng)用SQL語(yǔ)句完成以下查詢：a.查詢選修了“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”課程（假設(shè)課程名包含“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”）的學(xué)生姓名和成績(jī)，要求成績(jī)高于80分，結(jié)果按成績(jī)降序排列。b.查詢每門課程的平均成績(jī)，結(jié)果只顯示平均成績(jī)大于等于60分的課程號(hào)和課程名。c.查詢沒有選修任何課程的學(xué)生姓名。2.假設(shè)存在關(guān)系模式R(A,B,C)，其中A為主鍵，存在函數(shù)依賴A->B和C->B。請(qǐng)將關(guān)系模式R轉(zhuǎn)換為3NF，并給出轉(zhuǎn)換后的關(guān)系模式（寫出表名和屬性列表）。3.假設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中有以下兩個(gè)并發(fā)事務(wù)T1和T2，它們的操作序列如下：T1:R1(X),T1:W1(X),T1:R1(Y),T1:W1(Y)T2:R2(Y),T2:W2(Y),T2:R2(X),T2:W2(X)其中，R(X)表示讀取數(shù)據(jù)項(xiàng)X，W(X)表示寫入數(shù)據(jù)項(xiàng)X。假設(shè)系統(tǒng)采用可重復(fù)讀隔離級(jí)別，且使用兩階段鎖協(xié)議（2PL）。請(qǐng)分析在上述操作序列下，是否存在死鎖？如果不存在死鎖，請(qǐng)簡(jiǎn)述執(zhí)行過程中可能發(fā)生的讀臟數(shù)據(jù)的情況（如有）。4.設(shè)有關(guān)系模式部門（部門號(hào)D，部門名N，地點(diǎn)L），主鍵為部門號(hào)。另設(shè)有關(guān)系模式員工（員工號(hào)E，姓名S，部門號(hào)D，工資W），主鍵為員工號(hào)?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)索引，使得能夠根據(jù)部門名快速查詢出該部門所有員工的平均工資。請(qǐng)說明選擇哪種類型的索引（聚集索引或非聚集索引）以及選擇哪些屬性作為索引鍵，并簡(jiǎn)要說明理由。試卷答案一、選擇題1.A2.C3.B4.B5.A6.D7.C8.C9.B10.B二、填空題1.元組2.DELETE3.選擇（或σ）4.一致性5.日志6.直接7.函數(shù)依賴保持和無損連接8.關(guān)系9.查詢（或DML操作）10.ORDERBY三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：分別定義選擇（σ）運(yùn)算符，投影（π）運(yùn)算符，連接（×或θ×）運(yùn)算符。選擇根據(jù)條件篩選元組，投影選取特定屬性，連接將兩個(gè)關(guān)系根據(jù)連接條件合并。答案要點(diǎn)：選擇運(yùn)算是根據(jù)給定的條件從關(guān)系中選擇滿足條件的元組。投影運(yùn)算是從關(guān)系中選擇指定的屬性，形成一個(gè)新的關(guān)系。連接運(yùn)算是將兩個(gè)關(guān)系根據(jù)給定的連接條件合并成一個(gè)新的關(guān)系。2.解析思路：解釋范式的基本概念，即滿足一定要求的模式。依次說明1NF、2NF、3NF的定義和要求，強(qiáng)調(diào)它們之間的遞進(jìn)關(guān)系，特別是2NF基于1NF，3NF基于2NF。答案要點(diǎn)：范式是將關(guān)系模式分解成滿足特定要求的多個(gè)關(guān)系模式，以減少數(shù)據(jù)冗余和避免數(shù)據(jù)異常。1NF要求關(guān)系中的每個(gè)屬性都是原子值。2NF要求關(guān)系滿足1NF，并且所有非主屬性都完全函數(shù)依賴于所有主鍵。3NF要求關(guān)系滿足2NF，并且所有非主屬性都不傳遞依賴于所有主鍵。3.解析思路：解釋ACID分別代表原子性、一致性、隔離性、持久性。逐一說明每個(gè)特性的含義和在事務(wù)處理中的重要性。答案要點(diǎn)：原子性是指事務(wù)是一個(gè)不可分割的工作單元，事務(wù)中的所有操作要么都執(zhí)行，要么都不執(zhí)行。一致性是指事務(wù)必須使數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個(gè)一致性狀態(tài)。隔離性是指一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。持久性是指一個(gè)事務(wù)一旦提交，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的改變就是永久性的。4.解析思路：定義索引是幫助快速查找數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。區(qū)分聚集索引和非聚集索引的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)記錄的存儲(chǔ)方式：聚集索引直接按鍵值排序存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，非聚集索引數(shù)據(jù)存儲(chǔ)順序與索引鍵值無關(guān)。答案要點(diǎn)：索引是幫助數(shù)據(jù)庫(kù)快速查找數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。聚集索引是指索引中的數(shù)據(jù)記錄直接存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中，并且數(shù)據(jù)文件中的記錄順序與索引鍵值順序相同。非聚集索引是指索引中的數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中，但數(shù)據(jù)文件中的記錄順序與索引鍵值順序可以不同。5.解析思路：解釋并發(fā)控制是為了解決多事務(wù)同時(shí)執(zhí)行時(shí)可能出現(xiàn)的問題。說明并發(fā)執(zhí)行可能導(dǎo)致的問題（如臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀），強(qiáng)調(diào)并發(fā)控制的目的就是防止這些問題，保證數(shù)據(jù)正確性。答案要點(diǎn)：并發(fā)控制是指對(duì)并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)進(jìn)行管理和控制，以保證數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性和正確性。并發(fā)執(zhí)行可能導(dǎo)致臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀等問題，因此需要并發(fā)控制機(jī)制來防止這些問題發(fā)生。四、綜合應(yīng)用題1.解析思路：a.思路：使用`INNERJOIN`連接學(xué)生、選課、課程表。使用`WHERE`子句過濾課程名包含“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”且成績(jī)>80的學(xué)生。使用`ORDERBY`子句按成績(jī)降序排列。b.思路：使用`GROUPBY`子句按課程號(hào)和課程名分組。使用`HAVING`子句過濾平均成績(jī)>=60的組。使用`AVG()`函數(shù)計(jì)算平均成績(jī)。c.思路：使用`LEFTJOIN`連接學(xué)生和選課表。使用`WHERE`子句過濾出選課表左連接后在選課關(guān)系中沒有對(duì)應(yīng)元組的學(xué)生。答案要點(diǎn)：a.`SELECTDISTINCT學(xué)生.姓名,選課.成績(jī)FROM學(xué)生INNERJOIN選課ON學(xué)生.學(xué)號(hào)=選課.學(xué)號(hào)INNERJOIN課程ON選課.課號(hào)=課程.課號(hào)WHERE課程.課程名LIKE'%數(shù)據(jù)庫(kù)原理%'AND選課.成績(jī)>80ORDERBY選課.成績(jī)DESC;`b.`SELECT課程.課號(hào),課程.課程名FROM課程INNERJOIN選課ON課程.課號(hào)=選課.課號(hào)GROUPBY課程.課號(hào),課程.課程名HAVINGAVG(選課.成績(jī))>=60;`c.`SELECT學(xué)生.姓名FROM學(xué)生LEFTJOIN選課ON學(xué)生.學(xué)號(hào)=選課.學(xué)號(hào)WHERE選課.課號(hào)ISNULL;`2.解析思路：思路：首先判斷是否滿足1NF，滿足。然后檢查是否存在非主屬性對(duì)部分主鍵的函數(shù)依賴，A->B是，需要將B分離出去形成新屬性。檢查分離后的新關(guān)系是否滿足2NF，即所有非主屬性是否都完全函數(shù)依賴于主鍵。C->B，需要將B分離。分解為（A,B），（A,C），檢查是否滿足3NF，即不存在非主屬性傳遞依賴于主鍵。A->C，不存在傳遞依賴。答案要點(diǎn)：分解為關(guān)系模式R1(A,B)，R2(A,C)。3.解析思路：思路：分析操作序列，識(shí)別鎖的請(qǐng)求和釋放。根據(jù)2PL協(xié)議，T1開始時(shí)獲得X鎖，T1讀取X。T2開始時(shí)請(qǐng)求Y鎖，獲得Y鎖，讀取Y。T1請(qǐng)求Y鎖，等待。T2請(qǐng)求X鎖，等待T1釋放X鎖。T1請(qǐng)求X鎖已持有，T2請(qǐng)求Y鎖已持有，發(fā)生死鎖。或思路：分析隔離級(jí)別可重復(fù)讀。T1讀取X，T1讀取Y。T2讀取Y，T2寫入Y。T1再次讀取Y。此時(shí)T1看到的Y值從T1讀到的值變?yōu)榱薚2寫入的值，發(fā)生了不可重復(fù)讀。T2讀取Y，T2寫入X。T1再次讀取X。此時(shí)T1看到的X值從T1讀到的值變?yōu)榱薚2寫入的值，也發(fā)生了臟讀。答案要點(diǎn)（選擇其一）：采用2PL協(xié)議，T1和T2互相持有對(duì)方需要的鎖，等待對(duì)方釋放，發(fā)生死鎖?；蛘撸诳芍貜?fù)讀隔離級(jí)別下，T1兩次讀取Y值不同，發(fā)生不可重復(fù)讀；T1讀取了T2未提交的修改X的值，發(fā)生臟讀。4.解析思路：思路：分析查詢需求，目標(biāo)是根據(jù)部門名快速查詢，結(jié)果涉及部門名和平均工資。部門名用于查詢條件，平均工資用于計(jì)算和顯示。數(shù)據(jù)文件中存儲(chǔ)的是員工記錄，員工記錄不是按部門名組織的。如果使用聚集索引，數(shù)據(jù)記錄將按部門名排序，查詢效率高。但如果使用非聚集索引，查詢部門名時(shí)需要通過索引找到數(shù)據(jù)記錄，再計(jì)算平均工資。由于