數(shù)據(jù)庫試題及答案2025年一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.關(guān)系模型中，關(guān)系的數(shù)學(xué)定義是（）A.元組的集合B.屬性的集合C.笛卡爾積的子集D.域的集合答案：C2.以下SQL約束中，用于限制列值唯一性但允許NULL的是（）A.PRIMARYKEYB.UNIQUEC.CHECKD.FOREIGNKEY答案：B3.關(guān)于B+樹索引的描述，錯誤的是（）A.葉子節(jié)點(diǎn)按順序鏈接B.非葉子節(jié)點(diǎn)僅存儲索引鍵C.適合范圍查詢D.每個索引對應(yīng)表的物理存儲順序答案：D4.事務(wù)的ACID特性中，“一致性”主要由（）保證A.原子性B.隔離性C.持久性D.應(yīng)用邏輯答案：D5.關(guān)系模式R（A,B,C,D），函數(shù)依賴為A→B，B→C，C→D，則R最高滿足（）A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF答案：B（存在傳遞依賴A→C，A→D，未消除傳遞依賴，故最高2NF）6.并發(fā)事務(wù)中，若事務(wù)T1對數(shù)據(jù)X加共享鎖（S鎖），則事務(wù)T2（）A.可加S鎖，不可加X鎖B.不可加S鎖，可加X鎖C.既可加S鎖，也可加X鎖D.不可加任何鎖答案：A7.分布式數(shù)據(jù)庫中，“分片透明性”指（）A.用戶無需知道數(shù)據(jù)存儲的物理位置B.用戶無需知道數(shù)據(jù)如何分片C.用戶無需知道不同場地的數(shù)據(jù)庫類型D.用戶無需知道數(shù)據(jù)復(fù)制的份數(shù)答案：B8.以下觸發(fā)器類型中，無法直接更新觸發(fā)表的是（）A.AFTERINSERTB.BEFOREUPDATEC.INSTEADOFDELETED.AFTERDELETE答案：C（INSTEADOF觸發(fā)器會替代原始操作，直接更新可能導(dǎo)致循環(huán)觸發(fā)）9.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)中，日志文件的作用不包括（）A.事務(wù)回滾B.介質(zhì)故障恢復(fù)C.并發(fā)控制D.重做事務(wù)答案：C10.數(shù)據(jù)倉庫與OLTP系統(tǒng)的主要區(qū)別是（）A.支持實時事務(wù)處理B.面向分析型查詢C.存儲當(dāng)前詳細(xì)數(shù)據(jù)D.強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)更新效率答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，能唯一標(biāo)識元組的最小屬性集稱為______。答案：候選碼（或候選鍵）2.事務(wù)的隔離級別中，“讀未提交”可能導(dǎo)致______問題。答案：臟讀3.B+樹索引的葉子節(jié)點(diǎn)通常存儲______和對應(yīng)的記錄指針。答案：索引鍵值4.數(shù)據(jù)庫設(shè)計的邏輯設(shè)計階段，主要任務(wù)是將______轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。答案：E-R模型5.觸發(fā)器按觸發(fā)時機(jī)分為BEFORE和______兩類。答案：AFTER6.分布式數(shù)據(jù)庫的CAP定理中，C代表______。答案：一致性7.關(guān)系代數(shù)中，σ（選擇）操作是對______的篩選。答案：元組（或行）8.數(shù)據(jù)庫三級模式結(jié)構(gòu)中，______是用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口。答案：外模式（或用戶模式）9.死鎖的四個必要條件包括互斥、占有并等待、不可搶占和______。答案：循環(huán)等待10.聚集索引會改變表中數(shù)據(jù)的______存儲順序。答案：物理11.數(shù)據(jù)冗余可能導(dǎo)致的異常包括更新異常、插入異常和______。答案：刪除異常12.SQL中，用于合并兩個查詢結(jié)果的關(guān)鍵字是______。答案：UNION13.數(shù)據(jù)庫優(yōu)化中，______分析工具可用于診斷慢查詢的執(zhí)行計劃。答案：EXPLAIN14.事務(wù)日志的寫入原則是______（填“先寫日志后寫數(shù)據(jù)”或“先寫數(shù)據(jù)后寫日志”）。答案：先寫日志后寫數(shù)據(jù)15.關(guān)系模式分解的兩個重要準(zhǔn)則是______和函數(shù)依賴保持性。答案：無損連接性16.分布式數(shù)據(jù)庫的分片方式包括水平分片、垂直分片和______。答案：混合分片17.索引的缺點(diǎn)主要是增加了數(shù)據(jù)______的開銷（插入/查詢）。答案：插入（或更新、刪除）18.數(shù)據(jù)倉庫的典型應(yīng)用是______（填“OLTP”或“OLAP”）。答案：OLAP19.數(shù)據(jù)庫完整性約束包括實體完整性、參照完整性和______。答案：用戶定義完整性20.并發(fā)控制的主要技術(shù)是______和時間戳排序。答案：鎖機(jī)制三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述數(shù)據(jù)庫三級模式結(jié)構(gòu)及其作用。答案：數(shù)據(jù)庫三級模式包括外模式、模式和內(nèi)模式。外模式是用戶可見的局部數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)（如視圖）；模式是全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)（如基本表）；內(nèi)模式是數(shù)據(jù)物理存儲結(jié)構(gòu)（如索引、文件組織）。外模式/模式映射保證邏輯獨(dú)立性（模式變更不影響外模式），模式/內(nèi)模式映射保證物理獨(dú)立性（內(nèi)模式變更不影響模式）。通過三級模式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)與程序的分離，提高了系統(tǒng)靈活性。2.比較死鎖的檢測與預(yù)防策略。答案：死鎖檢測允許事務(wù)運(yùn)行，定期檢查是否存在循環(huán)等待（如通過等待圖），若存在則選擇犧牲事務(wù)回滾。優(yōu)點(diǎn)是資源利用率高，缺點(diǎn)是檢測開銷大。死鎖預(yù)防通過破壞死鎖必要條件實現(xiàn)，如有序分配資源（破壞循環(huán)等待）、一次性申請所有資源（破壞占有并等待）。優(yōu)點(diǎn)是避免死鎖發(fā)生，缺點(diǎn)是可能降低并發(fā)度或資源利用率。3.說明聚集索引與非聚集索引的區(qū)別。答案：①存儲結(jié)構(gòu)：聚集索引的葉子節(jié)點(diǎn)包含完整數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)按索引鍵物理排序；非聚集索引的葉子節(jié)點(diǎn)存儲索引鍵和行指針（如RID），數(shù)據(jù)物理順序與索引無關(guān)。②數(shù)量限制：一個表只能有一個聚集索引（因物理順序唯一），可有多非聚集索引。③適用場景：聚集索引適合范圍查詢（如按時間排序的日志表）；非聚集索引適合等值查詢（如按用戶ID查詢）。④更新影響：聚集索引的鍵值修改會導(dǎo)致數(shù)據(jù)物理移動，開銷較大；非聚集索引的鍵值修改僅需更新索引條目。4.視圖的作用及潛在問題有哪些？答案：作用：①簡化復(fù)雜查詢（封裝多表連接）；②增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性（限制用戶訪問范圍）；③提供邏輯獨(dú)立性（表結(jié)構(gòu)變更時只需修改視圖定義）。潛在問題：①更新限制：包含聚合函數(shù)、多表連接或DISTINCT的視圖通常不可更新；②性能問題：視圖查詢可能被優(yōu)化器展開，若底層表復(fù)雜則效率降低；③維護(hù)成本：大量視圖可能增加系統(tǒng)復(fù)雜度，影響可維護(hù)性。5.分布式數(shù)據(jù)庫的分片透明性包括哪些層次？答案：分片透明性是分布式數(shù)據(jù)庫透明性的核心之一，分為三個層次：①分片透明：用戶無需知道數(shù)據(jù)如何分片（如水平分片或垂直分片）；②位置透明：用戶無需知道分片存儲的物理位置（如存儲在哪個場地）；③局部數(shù)據(jù)模型透明：用戶無需知道各場地使用的具體數(shù)據(jù)模型（如關(guān)系型或NoSQL）。分片透明性簡化了用戶操作，使分布式數(shù)據(jù)庫表現(xiàn)得像集中式數(shù)據(jù)庫。四、設(shè)計題（共25分）（一）E-R模型設(shè)計與關(guān)系模式轉(zhuǎn)換（12分）某智能養(yǎng)老社區(qū)需設(shè)計數(shù)據(jù)庫，需求如下：-老人信息：編號（唯一）、姓名、年齡、入住日期；-護(hù)理員信息：工號（唯一）、姓名、職稱（護(hù)士/主管/主任）；-護(hù)理記錄：每條記錄關(guān)聯(lián)一位老人和一位護(hù)理員，包含記錄時間、護(hù)理類型（日常/康復(fù)/急救）、備注。要求：1.繪制E-R圖（實體用矩形，聯(lián)系用菱形，屬性用橢圓，標(biāo)注聯(lián)系類型）；2.轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，注明主碼（PK）和外碼（FK）。答案：1.E-R圖：-實體“老人”屬性：老人編號（PK）、姓名、年齡、入住日期；-實體“護(hù)理員”屬性：工號（PK）、姓名、職稱；-聯(lián)系“護(hù)理”（1對多？不，護(hù)理記錄是多對多：一位老人可被多個護(hù)理員護(hù)理，一位護(hù)理員可護(hù)理多位老人），聯(lián)系類型為M:N，屬性：記錄時間、護(hù)理類型、備注。2.關(guān)系模式：老人（老人編號，姓名，年齡，入住日期）PK：老人編號；護(hù)理員（工號，姓名，職稱）PK：工號；護(hù)理記錄（記錄時間，老人編號，工號，護(hù)理類型，備注）PK：記錄時間（假設(shè)記錄時間唯一），F(xiàn)K：老人編號→老人.老人編號，工號→護(hù)理員.工號。（注：若記錄時間不唯一，可增加“記錄ID”作為主碼，調(diào)整后：護(hù)理記錄（記錄ID，記錄時間，老人編號，工號，護(hù)理類型，備注）PK：記錄ID）（二）SQL語句編寫（13分）基于上述關(guān)系模式，完成以下操作：1.創(chuàng)建“護(hù)理員”表，要求職稱只能是“護(hù)士”“主管”“主任”，工號非空且唯一（3分）；2.插入一條老人記錄：編號“L001”，姓名“張建國”，年齡75，入住日期“2024-03-15”（2分）；3.查詢2024年1月1日后入住的老人中，年齡超過70歲的姓名和年齡（3分）；4.統(tǒng)計每位護(hù)理員2024年護(hù)理“康復(fù)”類型的次數(shù)（3分）；5.為“老人”表的“入住日期”列創(chuàng)建聚集索引（2分）。答案：1.CREATETABLE護(hù)理員(工號VARCHAR(20)NOTNULLUNIQUE,姓名VARCHAR(50)NOTNULL,職稱VARCHAR(10)CHECK(職稱IN('護(hù)士','主管','主任')),PRIMARYKEY(工號));2.INSERTINTO老人(老人編號,姓名,年齡,入住日期)VALUES('L001','張建國',75,'2024-03-15');3.SELECT姓名,年齡FROM老人WHERE入住日期>'2024-01-01'AND年齡>70;4.SELECT工號,COUNT()AS康復(fù)次數(shù)FROM護(hù)理記錄WHERE護(hù)理類型='康復(fù)'AND記錄時間BETWEEN'2024-01-01'AND'2024-12-31'GROUPBY工號;5.CREATECLUSTEREDINDEXidx_入住日期ON老人(入住日期);五、綜合題（15分）某電商訂單系統(tǒng)中，存在如下并發(fā)場景：-事務(wù)T1：查詢商品A庫存（當(dāng)前100）→扣除20→更新庫存為80；-事務(wù)T2：查詢商品A庫存（當(dāng)前100）→扣除30→更新庫存為70；假設(shè)兩個事務(wù)同時執(zhí)行，未采取任何并發(fā)控制措施。問題：1.分析可能出現(xiàn)的并發(fā)問題及原因（5分）；2.提出兩種解決方案（鎖機(jī)制或隔離級別），并說明具體實現(xiàn)（10分）。答案：1.可能出現(xiàn)“丟失更新”問題。具體過程：T1和T2同時讀取庫存100，T1計算80并更新，T2計算70并覆蓋T1的更新，最終庫存為70而非正確的50（100-20-30）。原因是未對庫存數(shù)據(jù)加鎖，后提交的事務(wù)覆蓋了先提交事務(wù)的修改。2.解決方案：方案一：使用排他鎖（X鎖）。-T1執(zhí)行“查詢庫存”時對商品A加X鎖（SELECT...FORUPDATE），阻止T2讀取或修改；-T1完成扣除并更新后釋放鎖；-T2需等待T1釋放鎖后，讀取更新后的庫存（80），扣除30后更新為50，避免丟失更新。方案二：設(shè)置事務(wù)隔離級別為“可串行化”。-數(shù)據(jù)庫自動將事務(wù)視為串行執(zhí)行，T1和T2的操作按順序處理；-T1執(zhí)行時，T2的查詢會被阻塞，直到T1提交；-T2讀取到T1更新后的庫存80，扣除30后更新為50，保證結(jié)果正確。方案三：使用樂觀鎖（版本號