(2025年)數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用測試題帶答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于關(guān)系模型的描述中，錯誤的是（）A.關(guān)系的每一列稱為屬性，屬性名唯一B.關(guān)系中允許存在完全相同的元組C.關(guān)系的行和列順序可以任意交換D.關(guān)系的主碼可以由多個屬性組成答案：B2.在SQL中，若要查詢“學(xué)生表”中年齡大于20歲且性別為“女”的學(xué)生，正確的WHERE子句是（）A.WHERE年齡>20OR性別='女'B.WHERE年齡>20AND性別='女'C.WHERE年齡>20,性別='女'D.WHERE年齡>20&性別='女'答案：B3.事務(wù)的ACID特性中，“一致性”指的是（）A.事務(wù)執(zhí)行后，數(shù)據(jù)庫狀態(tài)從一個一致狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€一致狀態(tài)B.事務(wù)一旦提交，其對數(shù)據(jù)庫的修改是永久的C.一個事務(wù)的執(zhí)行不被其他事務(wù)干擾D.事務(wù)中的操作要么全部完成，要么全部不完成答案：A4.某關(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：主碼為A，存在非主屬性C、D對主碼的傳遞依賴A→B→C→D，不滿足3NF）5.關(guān)于索引的描述，正確的是（）A.聚集索引會改變表中數(shù)據(jù)的物理存儲順序B.非聚集索引的查詢效率一定高于聚集索引C.索引越多，數(shù)據(jù)插入和更新的速度越快D.唯一索引允許表中存在重復(fù)值答案：A6.在ER模型中，“學(xué)生”與“課程”之間的“選課”關(guān)系屬于（）A.1:1B.1:nC.n:mD.不確定答案：C7.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基礎(chǔ)是（）A.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和日志文件B.并發(fā)控制C.完整性約束D.安全性控制答案：A8.下列SQL語句中，用于修改表結(jié)構(gòu)的是（）A.UPDATEB.ALTERC.INSERTD.DELETE答案：B9.分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)分片的方式不包括（）A.水平分片B.垂直分片C.混合分片D.全局分片答案：D10.在封鎖協(xié)議中，一級封鎖協(xié)議可以防止（）A.丟失修改B.不可重復(fù)讀C.讀臟數(shù)據(jù)D.幻讀答案：A二、填空題（每空1分，共20分）1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫的三種完整性約束是實(shí)體完整性、參照完整性和__________。答案：用戶定義的完整性2.SQL中，用于查詢結(jié)果去重的關(guān)鍵字是__________。答案：DISTINCT3.事務(wù)的四個特性是原子性、一致性、隔離性和__________。答案：持久性（或持續(xù)性）4.關(guān)系代數(shù)中，從關(guān)系中選取滿足條件的元組的操作稱為__________。答案：選擇（σ）5.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的六個階段包括需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、__________、數(shù)據(jù)庫實(shí)施和數(shù)據(jù)庫運(yùn)行維護(hù)。答案：物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.若關(guān)系模式R∈3NF，則其不存在非主屬性對主碼的__________依賴和傳遞依賴。答案：部分7.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本技術(shù)是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和__________。答案：日志文件8.并發(fā)控制的主要方法是__________機(jī)制。答案：封鎖9.在ER模型中，弱實(shí)體集的存在依賴于__________實(shí)體集。答案：強(qiáng)10.索引按存儲結(jié)構(gòu)可分為__________索引和非聚集索引。答案：聚集11.SQL中，用于定義視圖的語句是__________。答案：CREATEVIEW12.關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，外碼的取值必須為空或等于被參照關(guān)系中某個元組的__________。答案：主碼值13.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）的核心功能是__________。答案：數(shù)據(jù)管理（或數(shù)據(jù)存取）14.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__________透明。答案：局部數(shù)據(jù)模型15.關(guān)系模型的三類完整性約束中，__________由主碼保證。答案：實(shí)體完整性16.事務(wù)日志的作用是記錄事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的__________操作。答案：更新（或修改）17.關(guān)系代數(shù)中，連接操作的兩種特殊形式是等值連接和__________。答案：自然連接18.數(shù)據(jù)庫安全性控制的常用方法包括用戶標(biāo)識與鑒別、存取控制、__________和視圖機(jī)制等。答案：審計(jì)19.若關(guān)系模式R的所有屬性都是不可再分的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)，則R滿足__________。答案：第一范式（1NF）20.大數(shù)據(jù)場景下，NoSQL數(shù)據(jù)庫的典型模型包括鍵值存儲、列族存儲、文檔存儲和__________。答案：圖存儲三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述BCNF與3NF的區(qū)別。答案：BCNF（巴斯-科德范式）是3NF的改進(jìn)。3NF要求不存在非主屬性對主碼的部分依賴和傳遞依賴；而BCNF進(jìn)一步要求所有決定因素（即函數(shù)依賴的左部）都必須包含候選碼。因此，BCNF的關(guān)系模式中，主屬性之間也不能存在部分或傳遞依賴。例如，若關(guān)系模式R（A,B,C）存在函數(shù)依賴B→C，且B是候選碼，則R∈3NF；若B不是候選碼（如主碼為A），則R不滿足BCNF但可能滿足3NF。2.事務(wù)回滾（ROLLBACK）的機(jī)制是什么？答案：事務(wù)回滾是指當(dāng)事務(wù)執(zhí)行過程中發(fā)生故障（如系統(tǒng)崩潰、違反完整性約束）時，DBMS通過日志文件撤銷該事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的所有修改，使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到事務(wù)開始前的狀態(tài)。具體步驟：（1）反向掃描日志文件，查找該事務(wù)的更新操作；（2）對每個更新操作，執(zhí)行逆操作（如插入的元組刪除，刪除的元組重新插入，修改的屬性恢復(fù)舊值）；（3）直到日志中該事務(wù)的起始標(biāo)記（BEGINTRANSACTION），回滾完成。3.索引的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分別是什么？答案：優(yōu)點(diǎn)：（1）加速數(shù)據(jù)查詢，減少全表掃描的I/O開銷；（2）支持快速排序和分組操作；（3）提高連接操作的效率。缺點(diǎn)：（1）占用額外存儲空間；（2）數(shù)據(jù)插入、更新、刪除時需要維護(hù)索引，增加操作時間；（3）過多索引可能導(dǎo)致查詢優(yōu)化器選擇不當(dāng)，反而降低性能；（4）索引維護(hù)可能影響并發(fā)事務(wù)的隔離性。4.簡述ER模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的主要步驟。答案：（1）實(shí)體集轉(zhuǎn)換：每個實(shí)體集對應(yīng)一個關(guān)系模式，實(shí)體的屬性作為關(guān)系的屬性，實(shí)體的主碼作為關(guān)系的主碼。（2）聯(lián)系轉(zhuǎn)換：①1:1聯(lián)系：可將任一方的主碼加入另一方的關(guān)系模式；②1:n聯(lián)系：將“1”方的主碼加入“n”方的關(guān)系模式；③n:m聯(lián)系：單獨(dú)建立一個關(guān)系模式，包含雙方主碼和聯(lián)系的屬性，主碼為雙方主碼的組合。（3）處理弱實(shí)體集：弱實(shí)體集對應(yīng)的關(guān)系模式需包含其標(biāo)識屬性和所依賴強(qiáng)實(shí)體集的主碼，主碼為兩者的組合。5.并發(fā)控制中，一級封鎖協(xié)議和二級封鎖協(xié)議的區(qū)別是什么？答案：一級封鎖協(xié)議：事務(wù)在修改數(shù)據(jù)前必須對其加X鎖（排他鎖），直到事務(wù)結(jié)束（提交或回滾）時釋放?？煞乐埂皝G失修改”（如兩個事務(wù)同時修改同一數(shù)據(jù)，后提交的覆蓋先提交的）。二級封鎖協(xié)議：在一級封鎖協(xié)議基礎(chǔ)上，事務(wù)在讀取數(shù)據(jù)前必須對其加S鎖（共享鎖），讀取完成后即可釋放S鎖。二級封鎖協(xié)議除了防止丟失修改，還能防止“讀臟數(shù)據(jù)”（即讀取到未提交的中間數(shù)據(jù)）。但二級封鎖協(xié)議不能保證可重復(fù)讀（同一事務(wù)兩次讀取同一數(shù)據(jù)可能得到不同結(jié)果）。四、設(shè)計(jì)題（每題10分，共20分）1.某醫(yī)院需設(shè)計(jì)“患者就診管理”數(shù)據(jù)庫，需求如下：-患者信息：患者編號（唯一）、姓名、性別、出生日期、聯(lián)系方式；-醫(yī)生信息：醫(yī)生編號（唯一）、姓名、科室、職稱；-就診記錄：每次就診有就診時間、診斷結(jié)果、處方（可能包含多個藥品）；-藥品信息：藥品編號（唯一）、名稱、規(guī)格、單價；要求：（1）繪制ER圖（需標(biāo)注實(shí)體、屬性、聯(lián)系及聯(lián)系類型）；（2）將ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，并指出主碼和外碼。答案：（1）ER圖設(shè)計(jì)：實(shí)體：患者（患者編號，姓名，性別，出生日期，聯(lián)系方式）；醫(yī)生（醫(yī)生編號，姓名，科室，職稱）；藥品（藥品編號，名稱，規(guī)格，單價）；就診記錄（就診時間，診斷結(jié)果）。聯(lián)系：患者與醫(yī)生之間通過“就診”發(fā)生n:m聯(lián)系（一個患者可就診多個醫(yī)生，一個醫(yī)生可診治多個患者）；就診記錄與藥品之間通過“包含”發(fā)生n:m聯(lián)系（一次就診可能開多個藥品，一個藥品可被多次處方）。（2）關(guān)系模式轉(zhuǎn)換：患者（患者編號，姓名，性別，出生日期，聯(lián)系方式）主碼：患者編號醫(yī)生（醫(yī)生編號，姓名，科室，職稱）主碼：醫(yī)生編號藥品（藥品編號，名稱，規(guī)格，單價）主碼：藥品編號就診記錄（就診ID，患者編號，醫(yī)生編號，就診時間，診斷結(jié)果）主碼：就診ID；外碼：患者編號（參照患者），醫(yī)生編號（參照醫(yī)生）處方（就診ID，藥品編號，數(shù)量）主碼：（就診ID，藥品編號）；外碼：就診ID（參照就診記錄），藥品編號（參照藥品）2.基于“學(xué)生-課程”數(shù)據(jù)庫（關(guān)系模式如下），用SQL完成以下查詢：學(xué)生（Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept）課程（Cno,Cname,Cpno,Ccredit）選課（SC,Sno,Cno,Grade）（1）查詢計(jì)算機(jī)科學(xué)系（Sdept='CS'）中年齡小于20歲的女生姓名和年齡；（2）查詢選修了“數(shù)據(jù)庫原理”課程的學(xué)生學(xué)號和姓名（要求用子查詢）；（3）統(tǒng)計(jì)每門課程的選修人數(shù)和平均成績（結(jié)果包含課程號、課程名、選修人數(shù)、平均成績）；答案：（1）SELECTSname,SageFROM學(xué)生WHERESdept='CS'ANDSage<20ANDSsex='女';（2）SELECTS.Sno,S.SnameFROM學(xué)生SWHEREEXISTS(SELECTFROM選課SC,課程CWHERESC.Sno=S.SnoANDC.Cno=SC.CnoANDC.Cname='數(shù)據(jù)庫原理');（3）SELECTC.Cno,C.Cname,COUNT(SC.Sno)AS選修人數(shù),AVG(SC.Grade)AS平均成績FROM課程CLEFTJOIN選課SCONC.Cno=SC.CnoGROUPBYC.Cno,C.Cname;五、綜合題（10分）某電商平臺需設(shè)計(jì)“訂單管理”數(shù)據(jù)庫，要求支持以下業(yè)務(wù)：-用戶注冊（用戶ID、姓名、手機(jī)號、注冊時間）；-商品信息（商品ID、名稱、類別、單價、庫存）；-訂單提供（訂單ID、下單時間、總金額、狀態(tài)：待支付/已支付/已發(fā)貨/已完成）；-訂單包含多個商品，每個商品有購買數(shù)量；-需記錄用戶的歷史訂單；請?jiān)O(shè)計(jì)該數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)（關(guān)系模式），并說明：（1）主碼和外碼的選擇；（2）需要創(chuàng)建的索引（至少2個）；（3）針對“庫存扣減”操作的事務(wù)設(shè)計(jì)（需包含ACID特性的實(shí)現(xiàn)）。答案：（1）關(guān)系模式設(shè)計(jì)：用戶（UserID,Uname,Phone,RegTime）主碼：UserID商品（GoodsID,Gname,Category,Price,Stock）主碼：GoodsID訂單（OrderID,UserID,OrderTime,TotalAmount,Status）主碼：OrderID；外碼：UserID（參照用戶）訂單詳情（OrderID,GoodsID,Quantity）主碼：（OrderID,GoodsID）；外碼：OrderID（參照訂單），GoodsID（參照商品）（2）索引設(shè)計(jì)：①用戶表的Phone字段創(chuàng)建唯一索引（加速用戶登錄時的手機(jī)號查詢）；②商品表的Category字段創(chuàng)建普通索引（加速按商品類別篩選）；③訂單表的Status字段創(chuàng)建普通索引（加速查詢不同狀態(tài)的訂單）。（3）“庫存扣減”事務(wù)設(shè)計(jì)：事務(wù)流程：BEGINTRANSACTION;--步驟1：檢查商品庫存是否足夠SELECTStockFROM商品WHEREGoodsID=?FORUPDATE;（加X鎖，防止其他事務(wù)同時修改）--步驟2：若庫存≥購買數(shù)量，扣減庫存UPDATE商品SETStock=Stock-?WHEREGoodsID=?;--步驟3：提供訂單詳情記錄INSERTINTO訂單詳情(OrderID,GoodsID,Quantity)VALUES(?,?,?);--步驟4：更新訂單總金額（假設(shè)總金額由商品單價×數(shù)量計(jì)算）UPDATE訂單SETTotalAmount=TotalAmount+(SELECTP