2025年基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下關(guān)于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）、數(shù)據(jù)庫（DB）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）的關(guān)系描述中，正確的是（）。A.DBS包含DB和DBMS，DBMS是DBS的核心B.DB包含DBS和DBMS，DBS是DB的擴展C.DBMS包含DBS和DB，DB是DBMS的存儲載體D.DBS與DBMS相互獨立，DB是兩者的公共數(shù)據(jù)區(qū)答案：A2.關(guān)系代數(shù)中，從關(guān)系R中選取滿足條件σ的元組操作稱為（）。A.投影（π）B.選擇（σ）C.連接（?）D.除（÷）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，其對數(shù)據(jù)庫的修改是永久的B.事務(wù)執(zhí)行過程中，數(shù)據(jù)庫狀態(tài)保持一致性C.事務(wù)的所有操作要么全部完成，要么全部不完成D.多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時，互不干擾答案：C4.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.位圖索引D.全文索引答案：B5.關(guān)系模式R（A,B,C,D），函數(shù)依賴為A→B，B→C，C→D，則R的最高范式是（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF答案：B（解析：存在傳遞依賴A→C，A→D，不滿足3NF）6.數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制中，“丟失修改”問題可通過（）解決。A.讀鎖（S鎖）B.寫鎖（X鎖）C.時間戳排序D.多版本并發(fā)控制（MVCC）答案：B7.以下完整性約束中，用于保證數(shù)據(jù)邏輯合理性的是（）。A.主鍵約束B.外鍵約束C.檢查約束（CHECK）D.唯一約束答案：C8.執(zhí)行SQL語句“SELECTCOUNT(DISTINCTscore)FROMstudent;”的作用是（）。A.統(tǒng)計學生表中所有成績的數(shù)量B.統(tǒng)計學生表中不同成績值的數(shù)量C.統(tǒng)計學生表中成績非空的記錄數(shù)D.統(tǒng)計學生表中成績的平均值答案：B9.數(shù)據(jù)倉庫（DataWarehouse）的核心特點是（）。A.支持實時事務(wù)處理B.面向主題的、集成的、穩(wěn)定的、隨時間變化的數(shù)據(jù)集合C.存儲當前最新的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)D.支持OLTP（聯(lián)機事務(wù)處理）答案：B10.NoSQL數(shù)據(jù)庫中，MongoDB屬于（）類型。A.鍵值存儲B.列族存儲C.文檔存儲D.圖存儲答案：C二、填空題（每題2分，共20分）1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)包括外模式、______和內(nèi)模式。答案：模式（概念模式）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（或關(guān)系操作）3.事務(wù)的ACID特性中，“隔離性”通過______機制實現(xiàn)。答案：并發(fā)控制（或鎖機制/MVCC）4.B+樹索引中，所有數(shù)據(jù)記錄存儲在______節(jié)點。答案：葉子5.關(guān)系模式滿足2NF的條件是消除了______函數(shù)依賴。答案：非主屬性對候選鍵的部分6.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)中，______日志用于記錄事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的所有更新操作。答案：重做（REDO）7.SQL語言的組成包括數(shù)據(jù)定義語言（DDL）、數(shù)據(jù)操縱語言（DML）和______。答案：數(shù)據(jù)控制語言（DCL）8.數(shù)據(jù)倉庫的ETL過程指的是抽?。‥xtract）、______和加載（Load）。答案：轉(zhuǎn)換（Transform）9.ER圖中，實體之間的聯(lián)系類型包括一對一（1:1）、一對多（1:n）和______。答案：多對多（m:n）10.NoSQL數(shù)據(jù)庫的設(shè)計原則通常包括CAP定理中的______（一致性、可用性、分區(qū)容忍性）無法同時滿足。答案：三者三、簡答題（每題6分，共60分）1.簡述關(guān)系模型與層次模型的主要區(qū)別。答案：關(guān)系模型用二維表（關(guān)系）表示數(shù)據(jù)及聯(lián)系，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，用戶通過關(guān)系代數(shù)或SQL操作數(shù)據(jù)，支持復(fù)雜查詢；層次模型用樹形結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)，節(jié)點間為父子關(guān)系，只能通過父節(jié)點訪問子節(jié)點，數(shù)據(jù)聯(lián)系隱含在結(jié)構(gòu)中，查詢路徑固定，靈活性較低。2.事務(wù)回滾（Rollback）通常由哪些情況觸發(fā)？答案：事務(wù)執(zhí)行過程中遇到錯誤（如違反完整性約束、死鎖超時）、用戶顯式調(diào)用ROLLBACK語句、系統(tǒng)故障（如斷電導(dǎo)致事務(wù)未完成）?；貪L會撤銷事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的所有修改，恢復(fù)到事務(wù)開始前的狀態(tài)。3.說明B+樹索引相比B樹索引的優(yōu)點。答案：B+樹所有數(shù)據(jù)記錄集中在葉子節(jié)點，且葉子節(jié)點通過指針連接，支持范圍查詢時無需回表，效率更高；非葉子節(jié)點僅存儲索引鍵，可容納更多索引項，減少磁盤I/O次數(shù)；B+樹的高度更低，查詢時間更穩(wěn)定。4.第三范式（3NF）的要求是什么？請舉一個不滿足3NF的關(guān)系模式并說明如何分解。答案：3NF要求關(guān)系模式中不存在非主屬性對候選鍵的傳遞函數(shù)依賴。例如，關(guān)系模式R（學生ID，姓名，學院，學院地址），存在傳遞依賴：學生ID→學院→學院地址。分解為R1（學生ID，姓名，學院）和R2（學院，學院地址），消除傳遞依賴。5.樂觀鎖與悲觀鎖的核心差異是什么？各自適用場景。答案：悲觀鎖假設(shè)沖突可能發(fā)生，通過加鎖（如X鎖）強制阻塞其他事務(wù)的修改，適用于寫操作頻繁的場景；樂觀鎖假設(shè)沖突較少，通過版本號或時間戳驗證數(shù)據(jù)是否被修改，適用于讀多寫少的場景。6.觸發(fā)器（Trigger）的作用是什么？舉例說明其應(yīng)用場景。答案：觸發(fā)器是綁定到表的事件（INSERT/UPDATE/DELETE）的自動執(zhí)行程序，用于實現(xiàn)業(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)校驗或?qū)徲嫛＠?，在訂單表（order）插入新記錄時，觸發(fā)器自動檢查庫存表（inventory）的剩余數(shù)量，若不足則回滾插入操作。7.數(shù)據(jù)倉庫與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的主要區(qū)別有哪些？答案：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫面向OLTP（聯(lián)機事務(wù)處理），支持實時業(yè)務(wù)操作，數(shù)據(jù)是當前的、細節(jié)的、易變的；數(shù)據(jù)倉庫面向OLAP（聯(lián)機分析處理），支持決策分析，數(shù)據(jù)是集成的、歷史的、穩(wěn)定的，結(jié)構(gòu)常為星型或雪花型。8.簡述ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式的步驟。答案：（1）實體轉(zhuǎn)換為關(guān)系，屬性為關(guān)系的字段，實體的主鍵作為關(guān)系的主鍵；（2）1:1聯(lián)系可合并到任一實體的關(guān)系中，或單獨作為關(guān)系；（3）1:n聯(lián)系合并到n端實體的關(guān)系中，添加1端實體的主鍵作為外鍵；（4）m:n聯(lián)系單獨轉(zhuǎn)換為關(guān)系，主鍵為兩端實體主鍵的組合，外鍵分別指向兩端實體。9.SQL注入的原理是什么？如何防范？答案：原理是攻擊者通過在用戶輸入中插入惡意SQL代碼，欺騙數(shù)據(jù)庫執(zhí)行非預(yù)期操作（如刪除數(shù)據(jù)、獲取敏感信息）。防范措施包括：使用預(yù)編譯語句（PreparedStatement）綁定參數(shù)、對用戶輸入進行嚴格校驗和轉(zhuǎn)義、限制數(shù)據(jù)庫用戶權(quán)限、避免在前端暴露SQL錯誤信息。10.NoSQL中鍵值存儲（Key-ValueStore）的特點及適用場景。答案：特點是數(shù)據(jù)以鍵值對形式存儲，結(jié)構(gòu)簡單，讀寫性能極高，擴展性強；缺點是不支持復(fù)雜查詢。適用場景包括緩存（如Redis）、會話存儲、需要快速讀寫的簡單數(shù)據(jù)場景（如用戶配置信息）。四、應(yīng)用題（共30分）某公司需設(shè)計員工管理數(shù)據(jù)庫，包含以下需求：員工表（Employee）：員工ID（唯一標識）、姓名、性別、入職日期、部門ID（關(guān)聯(lián)部門表）。部門表（Department）：部門ID（唯一標識）、部門名稱、負責人ID（關(guān)聯(lián)員工表，可空）。項目表（Project）：項目ID（唯一標識）、項目名稱、起始日期、結(jié)束日期、負責人ID（關(guān)聯(lián)員工表）。員工參與項目表（Emp_Project）：記錄員工參與的項目，需包含員工ID、項目ID、參與角色（如“開發(fā)”“測試”）。要求：（1）根據(jù)需求設(shè)計各表的結(jié)構(gòu)，標注主鍵、外鍵及必要約束（8分）；（2）編寫SQL語句，查詢2023年1月1日以后入職，且所在部門負責人為“張三”的員工姓名、部門名稱（8分）；（3）編寫SQL語句，統(tǒng)計每個項目的參與員工數(shù)量（需顯示項目名稱和人數(shù)，人數(shù)為0的項目也要顯示）（8分）；（4）編寫SQL語句，為“研發(fā)部”（部門名稱）的所有員工增加1000元月薪（假設(shè)員工表包含“月薪”字段）（6分）。答案：（1）表結(jié)構(gòu)設(shè)計：```sqlCREATETABLEDepartment(dept_idINTPRIMARYKEY,dept_nameVARCHAR(50)UNIQUENOTNULL,manager_idINT,FOREIGNKEY(manager_id)REFERENCESEmployee(emp_id));CREATETABLEEmployee(emp_idINTPRIMARYKEY,emp_nameVARCHAR(50)NOTNULL,genderENUM('男','女')NOTNULL,hire_dateDATENOTNULL,dept_idINTNOTNULL,salaryDECIMAL(10,2),FOREIGNKEY(dept_id)REFERENCESDepartment(dept_id));CREATETABLEProject(proj_idINTPRIMARYKEY,proj_nameVARCHAR(100)NOTNULL,start_dateDATENOTNULL,end_dateDATE,leader_idINTNOTNULL,FOREIGNKEY(leader_id)REFERENCESEmployee(emp_id));CREATETABLEEmp_Project(emp_idINT,proj_idINT,roleVARCHAR(20)NOTNULL,PRIMARYKEY(emp_id,proj_id),FOREIGNKEY(emp_id)REFERENCESEmployee(emp_id),FOREIGNKEY(proj_id)REFERENCESProject(proj_id));```（2）查詢2023年1月1日以后入職且部門負責人為“張三”的員工：```sqlSELECTe.emp_name,d.dept_nameFROMEmployeeeJOINDepartmentdONe.dept_id=d.dept_idJOINEmployeemONd.manager_id=m.emp_idWHEREe.hire_date>'2023-01-01'ANDm.emp_name='張三';```（3）統(tǒng)計每個項目的參與員工數(shù)量（包括無員工的項目）：```sqlSELECTj_name,COUNT(ep.emp_id)ASemp_countFROMProjectpLEFTJOINEmp_ProjectepONj_id=j_idGROUPBYj_id,j_name;```（4）為“研發(fā)部”員工增加1000元月薪：```sqlUPDATEEmployeeeJOINDepartmentdONe.dept_id=d.dept_idSETe.salary=e.salary+1000WHEREd.dept_name='研發(fā)部';```五、綜合題（共20分）某高校需設(shè)計學生選課管理數(shù)據(jù)庫，需求如下：學生信息：學號（唯一）、姓名、性別、出生日期、所在學院。課程信息：課程號（唯一）、課程名、學分、所屬學院。選課關(guān)系：學生可選多門課，每門課可被多個學生選，需記錄選課時間（精確到天）和成績（0-100分，可空）。約束：學生所在學院與課程所屬學院需一致（即學生只能選本學院課程）。要求：（1）繪制ER圖（用文字描述實體、屬性及聯(lián)系）（6分）；（2）將ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，標注主鍵、外鍵及約束（8分）；（3）提出一條優(yōu)化數(shù)據(jù)庫性能的建議，并說明理由（6分）。答案：（1）ER圖描述：實體1：學生（Student），屬性：學號（Sno，主鍵）、姓名（Sname）、性別（Ssex）、出生日期（Sbirth）、學院（Sdept）。實體2：課程（Cou