(2025年)《MySQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計》【附答案】考試試題(A卷)一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.在MySQL8.0中，以下關(guān)于存儲引擎的描述錯誤的是（）A.InnoDB支持行級鎖和外鍵約束B.MyISAM不支持事務(wù)，但查詢速度通常較快C.Memory引擎數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中，默認(rèn)使用哈希索引D.CSV引擎支持事務(wù)和索引2.若需設(shè)計一個高并發(fā)的用戶登錄系統(tǒng)，要求快速驗證用戶名和密碼（字段為username和password），最優(yōu)的索引策略是（）A.為username字段創(chuàng)建普通索引B.為password字段創(chuàng)建普通索引C.為(username,password)創(chuàng)建聯(lián)合索引D.為username創(chuàng)建哈希索引3.以下關(guān)于事務(wù)隔離級別的描述，正確的是（）A.讀未提交（READUNCOMMITTED）會導(dǎo)致臟讀，但不會出現(xiàn)不可重復(fù)讀B.可重復(fù)讀（REPEATABLEREAD）是InnoDB的默認(rèn)隔離級別，能避免幻讀C.串行化（SERIALIZABLE）會通過鎖表完全避免并發(fā)問題，但性能最差D.讀已提交（READCOMMITTED）會導(dǎo)致同一事務(wù)內(nèi)多次讀取結(jié)果不一致，稱為“臟讀”4.某電商訂單表（order）包含字段：order_id（主鍵）、user_id、total_amount（總金額）、create_time（創(chuàng)建時間）、status（狀態(tài)，如“未支付”“已發(fā)貨”）。若頻繁查詢“某用戶最近30天內(nèi)未支付的訂單”，最合理的索引設(shè)計是（）A.為user_id創(chuàng)建索引B.為(user_id,status)創(chuàng)建聯(lián)合索引C.為(user_id,create_time,status)創(chuàng)建聯(lián)合索引D.為(create_time,status)創(chuàng)建聯(lián)合索引5.關(guān)于MySQL分區(qū)的說法，錯誤的是（）A.范圍分區(qū)（RANGE）適用于按時間或連續(xù)數(shù)值劃分?jǐn)?shù)據(jù)B.列表分區(qū)（LIST）要求分區(qū)鍵為離散值，且需明確指定每個分區(qū)包含的值C.哈希分區(qū)（HASH）通過哈希函數(shù)將數(shù)據(jù)均勻分布到分區(qū)，適合等值查詢D.鍵分區(qū)（KEY）與哈希分區(qū)類似，但僅支持整數(shù)類型作為分區(qū)鍵6.執(zhí)行SQL語句“EXPLAINSELECTFROMuserWHEREage>25ANDgender='M'”后，輸出的“type”列值為“range”，說明（）A.查詢使用了全表掃描B.查詢使用了索引范圍掃描C.查詢使用了覆蓋索引D.查詢存在文件排序（filesort）7.以下關(guān)于InnoDB緩沖池（BufferPool）的描述，錯誤的是（）A.緩沖池用于緩存數(shù)據(jù)頁和索引頁，減少磁盤I/OB.可通過參數(shù)innodb_buffer_pool_size調(diào)整緩沖池大小，建議設(shè)置為物理內(nèi)存的50%-70%C.緩沖池中的臟頁（DirtyPage）會在事務(wù)提交時立即刷新到磁盤D.緩沖池使用LRU算法管理緩存，但會優(yōu)先保留最近訪問的頁8.設(shè)計學(xué)生課程成績表（student_course）時，字段包括student_id（學(xué)生ID）、course_id（課程ID）、score（成績）。若需保證“同一學(xué)生不能重復(fù)選修同一課程”，應(yīng)使用的約束是（）A.主鍵約束（PRIMARYKEY）B.唯一約束（UNIQUE）C.外鍵約束（FOREIGNKEY）D.檢查約束（CHECK）9.某日志表（log）每天產(chǎn)生約100萬條記錄，僅保留最近30天的數(shù)據(jù)。為優(yōu)化存儲和查詢性能，最合理的分區(qū)策略是（）A.按log_id范圍分區(qū)B.按create_time（日期類型）做范圍分區(qū)，每月一個分區(qū)C.按user_id做哈希分區(qū)，分為10個分區(qū)D.按create_time做范圍分區(qū)，每天一個分區(qū)10.在MySQL中，以下關(guān)于索引失效的場景，錯誤的是（）A.對索引字段使用函數(shù)（如WHEREYEAR(create_time)=2025）B.聯(lián)合索引中，查詢條件跳過了索引的前導(dǎo)列（如聯(lián)合索引(a,b,c)，查詢條件為WHEREb=1）C.查詢條件使用“=”匹配聯(lián)合索引的所有列（如聯(lián)合索引(a,b,c)，查詢WHEREa=1ANDb=2ANDc=3）D.索引字段使用ISNULL或ISNOTNULL條件（若索引支持NULL值）11.關(guān)于MySQL主從復(fù)制（Master-SlaveReplication），以下描述正確的是（）A.主庫將二進(jìn)制日志（Binlog）發(fā)送到從庫，從庫直接應(yīng)用日志完成數(shù)據(jù)同步B.主從復(fù)制支持實時同步，不存在延遲C.從庫可以開啟讀操作，分擔(dān)主庫的讀壓力D.主從復(fù)制僅支持一主一從架構(gòu)，無法擴(kuò)展為多從庫12.設(shè)計一個論壇系統(tǒng)的用戶表（user），字段包括user_id（主鍵）、username（用戶名）、email（郵箱）、reg_time（注冊時間）。若需快速根據(jù)郵箱查詢用戶信息，且保證郵箱唯一，應(yīng)創(chuàng)建的索引是（）A.為email字段創(chuàng)建普通索引B.為email字段創(chuàng)建唯一索引C.為(username,email)創(chuàng)建聯(lián)合索引D.為reg_time創(chuàng)建索引13.以下關(guān)于事務(wù)日志（RedoLog）和回滾日志（UndoLog）的描述，錯誤的是（）A.RedoLog用于崩潰恢復(fù)，記錄數(shù)據(jù)修改后的新值B.UndoLog用于事務(wù)回滾，記錄數(shù)據(jù)修改前的舊值C.RedoLog是物理日志，記錄具體數(shù)據(jù)頁的修改D.UndoLog是邏輯日志，記錄的是SQL語句的反向操作14.某表有1000萬條記錄，執(zhí)行“SELECTCOUNT()FROMtable”時，以下優(yōu)化方法最有效的是（）A.為任意字段添加索引B.使用近似計數(shù)（如InnoDB的快速計數(shù)）C.定期維護(hù)一個統(tǒng)計行數(shù)的緩存表D.將存儲引擎改為MyISAM（MyISAM會緩存表行數(shù)）15.在MySQL8.0中，以下關(guān)于窗口函數(shù)（WindowFunction）的說法，錯誤的是（）A.窗口函數(shù)可以在不分組的情況下對數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合計算B.常用窗口函數(shù)包括ROW_NUMBER()、RANK()、AVG()等C.窗口函數(shù)必須配合OVER()子句使用D.窗口函數(shù)會修改表中的實際數(shù)據(jù)二、填空題（每空1分，共20分）1.MySQL中，InnoDB存儲引擎的默認(rèn)事務(wù)隔離級別是__________；MyISAM存儲引擎不支持__________。2.索引的本質(zhì)是__________結(jié)構(gòu)，InnoDB使用__________索引，而Memory引擎默認(rèn)使用__________索引。3.事務(wù)的ACID特性指__________、__________、__________、__________。4.若需限制用戶表（user）中username字段長度不超過20且非空，應(yīng)使用的約束是__________和__________。5.慢查詢?nèi)罩居糜谟涗泩?zhí)行時間超過__________秒（默認(rèn)值）或未使用索引的查詢，可通過參數(shù)__________開啟。6.分區(qū)表的優(yōu)點包括__________、__________、__________（至少寫三點）。7.在MySQL8.0中，默認(rèn)字符集是__________，支持存儲__________（如emoji）。8.執(zhí)行計劃（EXPLAIN）中的“key”列表示__________，“rows”列表示__________。9.為避免索引失效，聯(lián)合索引的查詢條件應(yīng)遵循__________原則；對字符串字段使用前綴索引時，可通過__________函數(shù)確定合適的前綴長度。10.InnoDB的行鎖分為__________和__________，其中__________會阻止其他事務(wù)獲取相同記錄的寫鎖。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述InnoDB和MyISAM存儲引擎的主要區(qū)別（至少列出5點）。2.索引的作用是什么？使用索引可能帶來哪些負(fù)面影響？3.什么是覆蓋索引（CoveringIndex）？舉例說明其應(yīng)用場景。4.如何優(yōu)化MySQL中的慢查詢？請結(jié)合具體步驟說明。5.設(shè)計數(shù)據(jù)庫時，為何需要進(jìn)行范式化（Normalization）？范式化可能帶來哪些問題？四、設(shè)計題（15分）某高校需設(shè)計學(xué)生管理系統(tǒng)，涉及以下實體：-學(xué)生（屬性：學(xué)號、姓名、性別、出生日期、所在班級）-班級（屬性：班級編號、班級名稱、所屬專業(yè)、入學(xué)年份）-課程（屬性：課程編號、課程名稱、學(xué)分、授課教師）-成績（學(xué)生與課程的關(guān)聯(lián)，屬性：成績）要求：（1）繪制簡化的E-R圖（無需詳細(xì)標(biāo)注屬性，只需標(biāo)注實體、聯(lián)系及聯(lián)系類型）；（2）將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，注明主鍵和外鍵；（3）為成績表設(shè)計合理的索引，并說明理由。五、綜合應(yīng)用題（15分）某電商平臺訂單量快速增長，當(dāng)前訂單表（order）已達(dá)5億條記錄，查詢和寫入性能下降。請設(shè)計優(yōu)化方案，要求：（1）提出分庫分表策略（需說明分庫鍵、分表鍵及具體規(guī)則）；（2）分析分庫分表后可能出現(xiàn)的事務(wù)一致性問題，并提出解決方案；（3）針對“查詢某用戶近6個月內(nèi)狀態(tài)為‘已完成’的訂單”場景，設(shè)計索引優(yōu)化策略；（4）若出現(xiàn)慢查詢（如執(zhí)行時間超過5秒），請說明排查和優(yōu)化步驟。答案一、單項選擇題1.D2.C3.C4.C5.D6.B7.C8.A9.D10.C11.C12.B13.D14.D15.D二、填空題1.可重復(fù)讀（REPEATABLEREAD）；事務(wù)2.數(shù)據(jù)檢索；B+樹；哈希3.原子性（Atomicity）；一致性（Consistency）；隔離性（Isolation）；持久性（Durability）4.VARCHAR(20)；NOTNULL5.10；slow_query_log6.提升查詢性能；簡化數(shù)據(jù)管理（如刪除舊分區(qū)）；均衡I/O負(fù)載7.utf8mb4；4字節(jié)字符8.實際使用的索引；MySQL估計要掃描的行數(shù)9.最左匹配；SUBSTRING或前綴統(tǒng)計（如COUNT(DISTINCTLEFT(col,n))）10.共享鎖（S鎖）；排他鎖（X鎖）；排他鎖三、簡答題1.主要區(qū)別：-事務(wù)支持：InnoDB支持，MyISAM不支持；-鎖機制：InnoDB行級鎖，MyISAM表級鎖；-外鍵：InnoDB支持，MyISAM不支持；-崩潰恢復(fù)：InnoDB通過RedoLog自動恢復(fù)，MyISAM需手動修復(fù)；-索引類型：InnoDB聚簇索引，MyISAM非聚簇索引；-統(tǒng)計行數(shù)：InnoDB需掃描或近似計數(shù)，MyISAM直接緩存行數(shù)。2.索引的作用：加速數(shù)據(jù)查詢，減少全表掃描的I/O消耗。負(fù)面影響：增加插入、更新、刪除的時間（需維護(hù)索引）；占用額外存儲空間；可能導(dǎo)致索引失效（如查詢條件不當(dāng)）。3.覆蓋索引：索引包含查詢所需的所有字段，無需回表查詢數(shù)據(jù)行。示例：用戶表有索引（username,email），若查詢“SELECTusername,emailFROMuserWHEREusername='admin'”，可直接通過索引獲取結(jié)果，無需訪問數(shù)據(jù)頁。4.優(yōu)化步驟：（1）開啟慢查詢?nèi)罩荆涗浡樵?；?）使用EXPLAIN分析執(zhí)行計劃，查看是否全表掃描（type=ALL）、是否使用索引（key是否為NULL）、是否有文件排序（filesort）或臨時表（Usingtemporary）；（3）檢查查詢條件，確保索引字段未被函數(shù)或表達(dá)式處理；（4）添加合適的索引（如聯(lián)合索引），遵循最左匹配原則；（5）優(yōu)化SQL語句（如避免SELECT，拆分復(fù)雜查詢）；（6）調(diào)整數(shù)據(jù)庫配置（如增大緩沖池、優(yōu)化連接數(shù)）。5.范式化目的：減少數(shù)據(jù)冗余，避免插入、更新、刪除異常（如修改某屬性需更新多條記錄），提高數(shù)據(jù)一致性。問題：可能導(dǎo)致表數(shù)量增加，查詢時需多表連接，降低查詢性能；過度范式化可能使SQL語句復(fù)雜，維護(hù)成本上升。四、設(shè)計題（1）E-R圖：學(xué)生（實體）與班級（實體）是“屬于”聯(lián)系（1:M，一個班級多個學(xué)生）；學(xué)生與課程（實體）通過成績（聯(lián)系）關(guān)聯(lián)（M:N，多對多）；班級與課程無直接聯(lián)系（或根據(jù)需求可添加“開設(shè)”聯(lián)系，此處假設(shè)無）。（2）關(guān)系模式：學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，出生日期，班級編號）主鍵：學(xué)號；外鍵：班級編號（引用班級.班級編號）班級（班級編號，班級名稱，所屬專業(yè)，入學(xué)年份）主鍵：班級編號課程（課程編號，課程名稱，學(xué)分，授課教師）主鍵：課程編號成績（學(xué)號，課程編號，成績）主鍵：（學(xué)號，課程編號）；外鍵：學(xué)號（引用學(xué)生.學(xué)號），課程編號（引用課程.課程編號）（3）索引設(shè)計：-主鍵索引（學(xué)號，課程編號）：自動創(chuàng)建，保證唯一性；-為學(xué)號添加普通索引：加速按學(xué)生查詢成績；-為課程編號添加普通索引：加速按課程查詢成績；-若頻繁按成績范圍查詢（如“查詢某課程成績≥80分的學(xué)生”），可為（課程編號，成績）添加聯(lián)合索引。五、綜合應(yīng)用題（1）分庫分表策略：-分庫鍵：user_id（用戶ID），采用哈希分庫（如user_id%1