(2025年)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)期末考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.設(shè)關(guān)系模式R（A,B,C,D），函數(shù)依賴集F={A→B,B→C,C→D}，則R的主碼是（）。A.AB.BC.ABD.AD2.在SQL中，若要限制用戶只能查詢表中特定列的數(shù)據(jù)，應(yīng)使用（）。A.GRANT語句B.CHECK約束C.視圖D.觸發(fā)器3.事務(wù)的原子性是指（）。A.事務(wù)一旦提交，對(duì)數(shù)據(jù)庫的改變是永久的B.事務(wù)執(zhí)行過程中不可被中斷，要么全做要么全不做C.多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)，其結(jié)果與某一次序串行執(zhí)行結(jié)果一致D.事務(wù)執(zhí)行時(shí)，不被其他事務(wù)干擾4.關(guān)于B+樹索引和B樹索引的區(qū)別，錯(cuò)誤的是（）。A.B+樹所有數(shù)據(jù)記錄都存儲(chǔ)在葉子節(jié)點(diǎn)，B樹非葉子節(jié)點(diǎn)也存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.B+樹葉子節(jié)點(diǎn)通過指針連接，支持范圍查詢C.B樹的查詢效率比B+樹更穩(wěn)定D.B+樹適合作為數(shù)據(jù)庫索引，因?yàn)楦阌诖疟P塊的管理5.關(guān)系模式R（X,Y,Z），若存在函數(shù)依賴X→Y和X→Z，則R屬于（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF6.在關(guān)系代數(shù)中，σ條件(R×S)等價(jià)于（）。A.σ條件(R)?σ條件(S)B.σ條件(R)×σ條件(S)C.R?S（條件涉及R和S的屬性）D.π屬性(σ條件(R×S))7.若數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用基于日志的恢復(fù)機(jī)制，當(dāng)發(fā)生介質(zhì)故障時(shí)，需要利用（）進(jìn)行恢復(fù)。A.事務(wù)日志B.動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)C.靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)D.歸檔日志和事務(wù)日志8.以下哪種并發(fā)控制問題不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致？（）A.丟失修改B.不可重復(fù)讀C.讀臟數(shù)據(jù)D.幻影讀9.設(shè)關(guān)系表T（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績），若要查詢“至少選修了課程號(hào)為C01和C02兩門課的學(xué)生學(xué)號(hào)”，正確的SQL語句是（）。A.SELECT學(xué)號(hào)FROMTWHERE課程號(hào)='C01'AND課程號(hào)='C02'B.SELECT學(xué)號(hào)FROMTWHERE課程號(hào)IN('C01','C02')GROUPBY學(xué)號(hào)HAVINGCOUNT()=2C.SELECT學(xué)號(hào)FROMTWHERE課程號(hào)='C01'INTERSECTSELECT學(xué)號(hào)FROMTWHERE課程號(hào)='C02'D.SELECT學(xué)號(hào)FROMTWHERE課程號(hào)='C01'UNIONSELECT學(xué)號(hào)FROMTWHERE課程號(hào)='C02'10.數(shù)據(jù)倉庫的核心特征是（）。A.面向事務(wù)處理B.數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新C.面向主題D.支持OLTP二、填空題（每空1分，共20分）1.關(guān)系模型的三要素包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、（）和（）。2.SQL中，用于限制列取值范圍的約束是（），用于保證實(shí)體完整性的約束是（）。3.事務(wù)的ACID特性中，（）由日志機(jī)制保證，（）由鎖機(jī)制保證。4.B+樹索引的高度主要取決于（）和（）。5.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的六個(gè)階段包括需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、（）、（）、數(shù)據(jù)庫實(shí)施、數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)。6.若關(guān)系模式R∈3NF，則其不存在（）的傳遞函數(shù)依賴；若R∈BCNF，則所有（）都包含碼。7.ER圖中，實(shí)體間的聯(lián)系類型包括（）、（）和多對(duì)多。8.查詢優(yōu)化可分為（）優(yōu)化和（）優(yōu)化，其中（）優(yōu)化是物理層優(yōu)化。9.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本原理是（），常用的技術(shù)包括（）和日志記錄。10.分布式數(shù)據(jù)庫的“分布透明性”包括（）透明性、（）透明性和局部數(shù)據(jù)模型透明性。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述關(guān)系模型中主碼和外碼的區(qū)別與聯(lián)系。2.事務(wù)的隔離級(jí)別有哪些？簡述“可重復(fù)讀”隔離級(jí)別解決了哪些并發(fā)問題，未解決哪些問題。3.說明B樹和B+樹在數(shù)據(jù)庫索引中的應(yīng)用場(chǎng)景，并分析B+樹更適合作為數(shù)據(jù)庫索引的原因。4.簡述第三范式（3NF）和BC范式（BCNF）的定義，并舉例說明一個(gè)屬于3NF但不屬于BCNF的關(guān)系模式。5.數(shù)據(jù)庫備份的主要方法有哪些？簡述完全備份、差異備份和日志備份的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景。四、設(shè)計(jì)題（共20分）某高?？蒲许?xiàng)目管理系統(tǒng)需要管理以下信息：-項(xiàng)目：項(xiàng)目編號(hào)（唯一）、項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人（教師）、起始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、預(yù)算金額。-教師：教師工號(hào)（唯一）、姓名、所屬院系、職稱。-參與人員：包括教師和學(xué)生，學(xué)生信息包括學(xué)號(hào)（唯一）、姓名、所屬專業(yè)、導(dǎo)師（教師）。-每個(gè)項(xiàng)目可由多名教師和學(xué)生參與，每個(gè)參與人員在項(xiàng)目中有具體的角色（如“負(fù)責(zé)人”“核心成員”“普通成員”）和貢獻(xiàn)分?jǐn)?shù)（1-10分）。要求：（1）設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的ER圖（需標(biāo)注實(shí)體屬性、聯(lián)系類型及約束）。（8分）（2）將ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，要求滿足3NF，并標(biāo)注主碼和外碼。（7分）（3）編寫SQL語句：查詢“計(jì)算機(jī)學(xué)院”中作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人且所負(fù)責(zé)項(xiàng)目預(yù)算超過50萬的教師姓名，以及其負(fù)責(zé)項(xiàng)目的名稱和預(yù)算金額。（5分）五、綜合題（共10分）已知關(guān)系表：-學(xué)生（Sno,Sname,Sdept），主碼Sno；-課程（Cno,Cname,Credit），主碼Cno；-選課（SC(Sno,Cno,Grade)），主碼(Sno,Cno)，外碼Sno→學(xué)生，Cno→課程?，F(xiàn)有SQL查詢：SELECTSname,Cname,GradeFROM學(xué)生S,課程C,選課SCWHERES.Sno=SC.SnoANDC.Cno=SC.CnoANDS.Sdept='信息學(xué)院'ANDGrade>80;（1）畫出該查詢的初始關(guān)系代數(shù)表達(dá)式，并將其轉(zhuǎn)換為優(yōu)化后的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式（要求利用選擇和投影的提前執(zhí)行進(jìn)行優(yōu)化）。（5分）（2）假設(shè)學(xué)生表有10000條記錄，信息學(xué)院學(xué)生占20%；課程表有200條記錄；選課表有500000條記錄，其中Grade>80的占30%。估算優(yōu)化前后的中間結(jié)果大?。僭O(shè)每條記錄大小為固定值，不考慮具體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)）。（5分）答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.C3.B4.C5.D6.C7.D8.B9.C10.C二、填空題1.數(shù)據(jù)操作；完整性約束2.CHECK；PRIMARYKEY3.持久性；一致性（或原子性，根據(jù)具體機(jī)制調(diào)整）4.每個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)數(shù)；數(shù)據(jù)庫記錄總數(shù)5.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.非主屬性對(duì)碼；決定因素7.一對(duì)一；一對(duì)多8.邏輯；物理；物理9.冗余；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)10.分片；位置三、簡答題1.區(qū)別：主碼是唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性或?qū)傩越M，外碼是另一關(guān)系的主碼，用于表示實(shí)體間的聯(lián)系。聯(lián)系：外碼的值必須是所引用關(guān)系主碼的有效值或?yàn)榭眨ㄔ试S空時(shí)），通過外碼實(shí)現(xiàn)關(guān)系間的關(guān)聯(lián)。2.隔離級(jí)別：讀未提交、讀已提交、可重復(fù)讀、可串行化?？芍貜?fù)讀解決了丟失修改、讀臟數(shù)據(jù)，未解決幻影讀（或部分教材認(rèn)為可重復(fù)讀可能仍存在幻影讀）。3.B樹適用于隨機(jī)查找，非葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；B+樹所有數(shù)據(jù)在葉子節(jié)點(diǎn)，適合范圍查詢和順序訪問。B+樹更適合數(shù)據(jù)庫索引的原因：葉子節(jié)點(diǎn)連續(xù)存儲(chǔ)（支持范圍查詢）、高度更低（減少I/O次數(shù)）、查詢效率穩(wěn)定（所有查詢必須到葉子節(jié)點(diǎn)）。4.3NF：關(guān)系模式R∈1NF，且每個(gè)非主屬性既不部分依賴于碼，也不傳遞依賴于碼。BCNF：關(guān)系模式R∈1NF，且每個(gè)決定因素都包含碼。例：R（倉庫，管理員，商品），函數(shù)依賴{倉庫→管理員，管理員→倉庫，倉庫→商品}，主碼為（倉庫,商品）或（管理員,商品），存在決定因素“管理員”不包含碼，故屬于3NF但不屬于BCNF。5.備份方法：完全備份、差異備份、日志備份。完全備份：備份所有數(shù)據(jù)，恢復(fù)快但時(shí)間空間開銷大，適合低頻全量備份。差異備份：備份上次完全備份后修改的數(shù)據(jù)，恢復(fù)需完全備份+最后一次差異備份，適合中頻增量備份。日志備份：備份事務(wù)日志，恢復(fù)需完全備份+所有日志，適合高頻實(shí)時(shí)恢復(fù)。四、設(shè)計(jì)題（1）ER圖：-實(shí)體：項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)，名稱，起始時(shí)間，結(jié)束時(shí)間，預(yù)算金額）；教師（工號(hào)，姓名，院系，職稱）；學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，專業(yè)）。-聯(lián)系：“負(fù)責(zé)”（項(xiàng)目-教師，1:1，項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人屬性對(duì)應(yīng)）；“參與”（項(xiàng)目-參與人員，多對(duì)多，角色、貢獻(xiàn)分?jǐn)?shù)）；“指導(dǎo)”（教師-學(xué)生，1:多，導(dǎo)師屬性對(duì)應(yīng)）。（2）關(guān)系模式：項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)，名稱，負(fù)責(zé)人工號(hào)，起始時(shí)間，結(jié)束時(shí)間，預(yù)算金額）主碼：項(xiàng)目編號(hào)；外碼：負(fù)責(zé)人工號(hào)→教師.工號(hào)。教師（工號(hào)，姓名，院系，職稱）主碼：工號(hào)。學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，專業(yè)，導(dǎo)師工號(hào)）主碼：學(xué)號(hào)；外碼：導(dǎo)師工號(hào)→教師.工號(hào)。參與（項(xiàng)目編號(hào)，人員標(biāo)識(shí)，角色，貢獻(xiàn)分?jǐn)?shù)）主碼：（項(xiàng)目編號(hào)，人員標(biāo)識(shí)）；外碼：項(xiàng)目編號(hào)→項(xiàng)目.項(xiàng)目編號(hào)；人員標(biāo)識(shí)需區(qū)分教師/學(xué)生（可擴(kuò)展為類型+編號(hào)，或用聯(lián)合外碼：若人員是教師，人員標(biāo)識(shí)=工號(hào)；若是學(xué)生，人員標(biāo)識(shí)=學(xué)號(hào)，需說明）。（3）SQL語句：SELECTT.姓名,P.項(xiàng)目名稱,P.預(yù)算金額FROM項(xiàng)目P,教師TWHEREP.負(fù)責(zé)人工號(hào)=T.工號(hào)ANDT.院系='計(jì)算機(jī)學(xué)院'ANDP.預(yù)算金額>500000;五、綜合題（1）初始關(guān)系代數(shù)：π(Sname,Cname,Grade)(σ(S.Sdept='信息學(xué)院'∧Grade>80)(學(xué)生?選課?課程))優(yōu)化后：π(Sname,Cname,Grade)((π(Sno,Sname)(σ(Sdept='信息學(xué)院')(學(xué)生)))?(π(Sno,Cno,Grade)(σ(Grade>80)(選課)))?課程)（2）優(yōu)化前中間結(jié)果：學(xué)生與選課連接：10000×500000=5×10^9（實(shí)際通過Sno連接，假設(shè)每個(gè)學(xué)生平均選5門課，實(shí)際為10000×5=50000）；再與課程連接：50000×200=10^7；最后選擇Sdept='信息學(xué)院'（20%）和Grade>80（30%），結(jié)果約10^7×0.2×0.3=6×10^5。優(yōu)化后：