(2025年)數(shù)據(jù)庫期末考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，若表R的主碼是A，表S的主碼是B，且S中有屬性C參照R的主碼A，則C被稱為（）。A.候選碼B.外碼C.超碼D.主屬性2.事務(wù)的ACID特性中，“原子性”指的是（）。A.事務(wù)一旦提交，對數(shù)據(jù)庫的修改是永久的B.事務(wù)執(zhí)行過程中，所有操作要么全部完成，要么全部不完成C.多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時，每個事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果不受其他事務(wù)干擾D.事務(wù)處理的數(shù)據(jù)必須滿足數(shù)據(jù)庫的完整性約束3.以下關(guān)于索引的描述，錯誤的是（）。A.唯一索引可以保證列值的唯一性B.聚集索引會改變表中數(shù)據(jù)的物理存儲順序C.在頻繁更新的列上建立索引會提高性能D.復(fù)合索引的順序會影響查詢效率4.若關(guān)系模式R∈1NF，且所有非主屬性都完全函數(shù)依賴于主碼，則R至少滿足（）。A.2NFB.3NFC.BCNFD.4NF5.執(zhí)行SQL語句“SELECTCOUNT(DISTINCT學(xué)號)FROM選課表”的作用是（）。A.統(tǒng)計選課表中所有學(xué)生的人數(shù)B.統(tǒng)計選課表中不同學(xué)號的數(shù)量C.統(tǒng)計選課表中課程的數(shù)量D.統(tǒng)計選課表中記錄的總條數(shù)6.以下哪種操作會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)發(fā)生變化？（）A.插入一條新記錄B.修改某條記錄的字段值C.刪除一個表D.對表進行全表掃描7.在MySQL中，InnoDB存儲引擎支持的事務(wù)隔離級別不包括（）。A.讀未提交（READUNCOMMITTED）B.讀已提交（READCOMMITTED）C.可重復(fù)讀（REPEATABLEREAD）D.順序讀（SEQUENTIALREAD）8.以下關(guān)于視圖的描述，正確的是（）。A.視圖可以像基本表一樣存儲數(shù)據(jù)B.對視圖的更新操作不會影響基本表C.視圖可以簡化復(fù)雜查詢的編寫D.所有視圖都可以被直接更新9.并發(fā)事務(wù)中，若事務(wù)T1讀取了事務(wù)T2未提交的修改，隨后T2回滾，導(dǎo)致T1讀取的數(shù)據(jù)無效，這種現(xiàn)象稱為（）。A.臟讀B.不可重復(fù)讀C.幻讀D.丟失修改10.數(shù)據(jù)倉庫的主要特點不包括（）。A.面向主題B.實時性C.集成性D.非易失性二、填空題（每空1分，共20分）1.關(guān)系代數(shù)中，選擇操作的符號是______，投影操作的符號是______。2.SQL中，用于修改表結(jié)構(gòu)的語句是______，用于刪除表的語句是______。3.事務(wù)的隔離級別由低到高依次為：讀未提交、______、可重復(fù)讀、______。4.索引按存儲結(jié)構(gòu)可分為______索引（如B+樹索引）和______索引（如哈希索引）。5.第三范式（3NF）要求關(guān)系模式中不存在非主屬性對主碼的______函數(shù)依賴和______函數(shù)依賴。6.ER模型中，實體之間的聯(lián)系類型包括______、______和多對多。7.數(shù)據(jù)庫設(shè)計的主要步驟包括：需求分析、______、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、______、數(shù)據(jù)庫實施和運行維護。8.數(shù)據(jù)冗余可能導(dǎo)致的問題包括______、______和更新異常。9.觸發(fā)器是一種特殊的存儲過程，它在______、更新或刪除操作時自動執(zhí)行。10.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的主要技術(shù)是______和日志文件。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述第三范式（3NF）與BC范式（BCNF）的區(qū)別，并舉例說明。2.事務(wù)的ACID特性分別指什么？數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）如何實現(xiàn)這些特性？3.索引的作用是什么？簡述聚集索引與非聚集索引的區(qū)別及適用場景。4.什么是SQL注入攻擊？請結(jié)合具體示例說明其原理，并提出至少兩種防范措施。5.簡述ER模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的基本規(guī)則（至少列出4條）。四、設(shè)計題（共20分）題目1（10分）：某社區(qū)服務(wù)管理系統(tǒng)需要管理以下信息：-居民（居民ID、姓名、性別、年齡、聯(lián)系方式）-志愿者（志愿者ID、姓名、所屬社區(qū)、服務(wù)時長）-活動（活動ID、活動名稱、活動類型、舉辦時間、負責人）其中，一名志愿者可以參與多個活動，一個活動可以有多名志愿者參與；一名居民可以報名參加活動，一個活動可被多名居民報名。要求：（1）繪制該系統(tǒng)的ER圖（需標注實體、屬性、聯(lián)系及聯(lián)系類型）；（2）將ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，指出每個關(guān)系的主碼和外碼（若存在）。題目2（10分）：某圖書管理數(shù)據(jù)庫包含以下表結(jié)構(gòu)：-圖書表（書號，書名，作者，出版社，出版時間，庫存數(shù)量）-讀者表（讀者ID，姓名，類型（學(xué)生/教師），注冊時間）-借閱表（借閱ID，書號，讀者ID，借閱時間，應(yīng)還時間，實際歸還時間）要求編寫SQL語句實現(xiàn)以下功能：（1）查詢2024年1月1日以后注冊的教師讀者，按注冊時間升序排列；（2）統(tǒng)計每本圖書的總借閱次數(shù)（包括未歸還的記錄），結(jié)果按總次數(shù)降序排列；（3）查詢當前逾期未還（實際歸還時間NULL且當前日期>應(yīng)還時間）的圖書書名及讀者姓名；（4）將庫存數(shù)量小于10的圖書的庫存數(shù)量增加5（要求使用UPDATE語句）。五、綜合題（共20分）某銀行數(shù)據(jù)庫需要支持轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)，事務(wù)流程為：從賬戶A轉(zhuǎn)出金額X到賬戶B，具體操作包括：（1）查詢賬戶A的余額；（2）若余額≥X，則扣除A的余額（余額=余額-X）；（3）增加B的余額（余額=余額+X）；（4）提交事務(wù)。問題：（1）請用SQL語句寫出該事務(wù)的基本實現(xiàn)（假設(shè)賬戶表為account，包含賬號id、余額balance）；（2）分析該事務(wù)可能面臨的并發(fā)問題（至少列出2種），并說明如何通過調(diào)整事務(wù)隔離級別解決；（3）若轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)頻繁，且需要快速查詢某賬戶的余額，應(yīng)如何優(yōu)化數(shù)據(jù)庫設(shè)計？請?zhí)岢鲋辽?條優(yōu)化建議。答案一、單項選擇題1.B2.B3.C4.A5.B6.C7.D8.C9.A10.B二、填空題1.σ；π2.ALTERTABLE；DROPTABLE3.讀已提交；可串行化4.樹型；哈希5.部分；傳遞6.一對一；一對多7.概念結(jié)構(gòu)設(shè)計；物理結(jié)構(gòu)設(shè)計8.插入異常；刪除異常9.插入10.數(shù)據(jù)備份三、簡答題1.區(qū)別：3NF要求非主屬性不傳遞依賴于主碼，而BCNF要求所有屬性（包括主屬性）都不傳遞依賴于任何候選碼。示例：關(guān)系模式R(倉庫號，設(shè)備號，數(shù)量，倉庫地址)，主碼為（倉庫號，設(shè)備號）。若倉庫號→倉庫地址，則非主屬性“倉庫地址”傳遞依賴于主碼，違反3NF。若調(diào)整后R1(倉庫號，倉庫地址)和R2(倉庫號，設(shè)備號，數(shù)量)，則R1和R2均滿足3NF。若R存在倉庫號→設(shè)備號（即一個倉庫只存放一種設(shè)備），則主屬性“設(shè)備號”傳遞依賴于候選碼“倉庫號”，此時R不滿足BCNF，需進一步分解。2.ACID特性：-原子性（Atomicity）：事務(wù)的所有操作要么全做，要么全不做；-一致性（Consistency）：事務(wù)執(zhí)行前后數(shù)據(jù)庫狀態(tài)保持一致；-隔離性（Isolation）：并發(fā)事務(wù)互不干擾；-持久性（Durability）：事務(wù)提交后修改永久保存。實現(xiàn)技術(shù)：原子性通過日志（undolog）實現(xiàn)回滾；一致性通過約束檢查和應(yīng)用邏輯保證；隔離性通過鎖機制或多版本并發(fā)控制（MVCC）實現(xiàn)；持久性通過redolog寫入磁盤。3.索引作用：加速數(shù)據(jù)查詢，減少全表掃描。聚集索引：數(shù)據(jù)物理存儲順序與索引順序一致，一個表只能有一個聚集索引，適用于經(jīng)常按順序查詢的列（如日期）。非聚集索引：數(shù)據(jù)存儲順序與索引順序無關(guān)，一個表可有多條非聚集索引，適用于頻繁查詢但不常更新的列（如姓名）。4.SQL注入：通過將惡意SQL代碼插入用戶輸入，欺騙數(shù)據(jù)庫執(zhí)行非授權(quán)操作。示例：登錄界面輸入用戶名“'OR'1'='1”，密碼任意，可能導(dǎo)致SQL語句變?yōu)椤癝ELECTFROMuserWHEREusername=''OR'1'='1'ANDpassword='xxx'”，從而繞過密碼驗證。防范措施：使用預(yù)編譯語句（PreparedStatement）；對用戶輸入進行嚴格校驗（如正則表達式過濾特殊字符）；最小化數(shù)據(jù)庫用戶權(quán)限。5.轉(zhuǎn)換規(guī)則：-實體轉(zhuǎn)換為關(guān)系，屬性為關(guān)系的字段，主碼為實體的主碼；-一對一聯(lián)系：可將任一實體的主碼加入另一實體；-一對多聯(lián)系：將“一”方的主碼加入“多”方作為外碼；-多對多聯(lián)系：轉(zhuǎn)換為獨立關(guān)系，包含雙方主碼及聯(lián)系屬性，主碼為雙方主碼的組合；-復(fù)合屬性分解為簡單屬性；-多值屬性轉(zhuǎn)換為獨立關(guān)系。四、設(shè)計題題目1（1）ER圖：-實體：居民（居民ID，姓名，性別，年齡，聯(lián)系方式）；志愿者（志愿者ID，姓名，所屬社區(qū)，服務(wù)時長）；活動（活動ID，活動名稱，活動類型，舉辦時間，負責人）。-聯(lián)系：志愿者-活動（參與，多對多）；居民-活動（報名，多對多）。（2）關(guān)系模式：-居民（居民ID，姓名，性別，年齡，聯(lián)系方式）主碼：居民ID-志愿者（志愿者ID，姓名，所屬社區(qū)，服務(wù)時長）主碼：志愿者ID-活動（活動ID，活動名稱，活動類型，舉辦時間，負責人）主碼：活動ID-參與（志愿者ID，活動ID）主碼：（志愿者ID，活動ID）外碼：志愿者ID→志愿者.志愿者ID；活動ID→活動.活動ID-報名（居民ID，活動ID）主碼：（居民ID，活動ID）外碼：居民ID→居民.居民ID；活動ID→活動.活動ID題目2（1）SELECTFROM讀者表WHERE類型='教師'AND注冊時間>'2024-01-01'ORDERBY注冊時間ASC;（2）SELECT書號,書名,COUNT()AS總借閱次數(shù)FROM圖書表JOIN借閱表ON圖書表.書號=借閱表.書號GROUPBY書號,書名ORDERBY總借閱次數(shù)DESC;（3）SELECT圖書表.書名,讀者表.姓名FROM借閱表JOIN圖書表ON借閱表.書號=圖書表.書號JOIN讀者表ON借閱表.讀者ID=讀者表.讀者IDWHERE實際歸還時間ISNULLANDCURDATE()>應(yīng)還時間;（4）UPDATE圖書表SET庫存數(shù)量=庫存數(shù)量+5WHERE庫存數(shù)量<10;五、綜合題（1）事務(wù)實現(xiàn)：STARTTRANSACTION;SELECTbalanceFROMaccountWHEREid=AFORUPDATE;--加行鎖防止并發(fā)修改UPDATEaccountSETbalance=balance-XWHEREid=A;UPDATEaccountSETbalance=balance+XWHEREid=B;COMMIT;（2）并發(fā)問題及解決：-