(2025年)數(shù)據(jù)庫設(shè)計試題及答案試題部分一、單項選擇題（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)系中的元組不可重復(fù)B.關(guān)系的屬性名必須唯一C.關(guān)系的行和列順序可以任意交換D.關(guān)系的屬性可以是復(fù)合數(shù)據(jù)類型2.給定關(guān)系模式R（A,B,C,D），函數(shù)依賴集F={AB→C,C→D,D→A}，則R的候選鍵是（）。A.ABB.BCC.CDD.BD3.下列索引類型中，最適合范圍查詢（如“查詢價格在100-200元之間的商品”）的是（）。A.哈希索引B.B+樹索引C.全文索引D.位圖索引4.事務(wù)的“隔離性”（Isolation）主要用于解決（）。A.事務(wù)執(zhí)行中途失敗導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致B.多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時相互干擾C.數(shù)據(jù)更新后未持久化到磁盤D.數(shù)據(jù)庫物理損壞后的恢復(fù)5.某關(guān)系模式R（X,Y,Z），若存在函數(shù)依賴X→Y，Y→Z，則R最高滿足（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF6.在ER模型中，若實體A與實體B存在“1:n”聯(lián)系，則轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式時，正確的處理方式是（）。A.將A的主鍵加入B的關(guān)系模式作為外鍵B.將B的主鍵加入A的關(guān)系模式作為外鍵C.為聯(lián)系單獨創(chuàng)建一個關(guān)系模式D.無需處理，直接保留兩個獨立關(guān)系模式7.數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制中，“臟讀”指的是（）。A.事務(wù)讀取了未提交的中間數(shù)據(jù)B.事務(wù)多次讀取同一數(shù)據(jù)結(jié)果不一致C.事務(wù)讀取了已被其他事務(wù)刪除的數(shù)據(jù)D.事務(wù)因資源競爭導(dǎo)致無限等待8.下列關(guān)于數(shù)據(jù)倉庫的描述中，錯誤的是（）。A.面向主題B.支持實時事務(wù)處理C.數(shù)據(jù)隨時間動態(tài)更新D.數(shù)據(jù)來源需經(jīng)過清洗和集成9.分布式數(shù)據(jù)庫中，CAP定理指的是（）三者不可兼得。A.一致性、可用性、分區(qū)容忍性B.完整性、安全性、可擴展性C.并發(fā)性、隔離性、持久性D.可靠性、性能、可維護性10.為優(yōu)化查詢性能，對訂單表（訂單ID，用戶ID，商品ID，下單時間）創(chuàng)建索引時，最合理的索引順序是（）。A.（用戶ID，下單時間）B.（商品ID，用戶ID）C.（訂單ID，用戶ID）D.（下單時間，商品ID）二、填空題（每空1分，共15分）1.ER模型的三要素是____、____、____。2.事務(wù)的ACID特性包括原子性、____、隔離性、____。3.關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化過程中，消除非主屬性對候選鍵的部分函數(shù)依賴是____范式的要求；消除非主屬性對候選鍵的傳遞函數(shù)依賴是____范式的要求。4.B+樹索引的葉子節(jié)點通常存儲____或____。5.數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制的主要方法包括____和____（如時間戳排序）。6.數(shù)據(jù)完整性約束包括實體完整性、____和____（如檢查約束）。7.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基礎(chǔ)是____，主要技術(shù)手段是____和日志記錄。三、簡答題（每題7分，共35分）1.簡述將ER模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的主要步驟，并舉例說明1:m聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法。2.說明第三范式（3NF）與BCNF的區(qū)別，并給出一個屬于3NF但不屬于BCNF的關(guān)系模式示例。3.索引的使用會對數(shù)據(jù)庫性能產(chǎn)生哪些影響？設(shè)計索引時需要考慮哪些關(guān)鍵因素？4.事務(wù)的隔離級別有哪些？分別解決了哪些并發(fā)問題？5.什么是數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計？其主要任務(wù)包括哪些？四、設(shè)計題（共30分）題目1（15分）：某社區(qū)醫(yī)療管理系統(tǒng)需要設(shè)計數(shù)據(jù)庫，管理患者、醫(yī)生、科室和診療記錄信息。需求如下：患者：唯一編號（HZID）、姓名（HZXM）、性別（XB）、出生日期（CSRQ）、聯(lián)系方式（LXSJ）。醫(yī)生：唯一工號（YSGH）、姓名（YSXM）、職稱（ZC）、所屬科室（KSDM）?？剖遥何ㄒ淮a（KSDM）、名稱（KSMC）、負責(zé)人工號（FZRGH，關(guān)聯(lián)醫(yī)生工號）。診療記錄：唯一編號（ZLID）、患者ID（HZID）、醫(yī)生工號（YSGH）、診療時間（ZLSJ）、診斷結(jié)果（ZDJG）、處方信息（CFXX）。業(yè)務(wù)規(guī)則：一個科室可包含多名醫(yī)生，一名醫(yī)生僅屬于一個科室；一名患者可由多名醫(yī)生診療，一名醫(yī)生可診療多名患者，每次診療提供一條記錄；科室負責(zé)人必須是該科室的醫(yī)生。要求：（1）繪制ER圖（標(biāo)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，注明主鍵和外鍵；（3）判斷診療記錄表是否滿足3NF，若不滿足請說明原因并分解至3NF。題目2（15分）：某電商平臺訂單數(shù)據(jù)庫存在性能問題，需優(yōu)化。當(dāng)前訂單表結(jié)構(gòu)為：DD（DDID,YHID,SPID,SL,DJ,XDSJ,ZT），其中：DDID：訂單ID（主鍵）；YHID：用戶ID；SPID：商品ID；SL：購買數(shù)量；DJ：商品單價；XDSJ：下單時間；ZT：訂單狀態(tài)（如“未支付”“已支付”“已發(fā)貨”）。常見查詢需求：a.查詢用戶YHID=‘U001’近30天的所有訂單（按XDSJ降序排列）；b.查詢商品SPID=‘P002’近90天的銷售總量（按周匯總）；c.查詢同時購買了SPID=‘P003’和SPID=‘P004’的用戶ID。要求：（1）分析現(xiàn)有索引設(shè)計是否合理（假設(shè)當(dāng)前僅主鍵索引），并針對查詢a、b提出索引優(yōu)化建議；（2）針對查詢c，設(shè)計合適的索引或表結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案；（3）簡述垂直分表和水平分表的適用場景，判斷訂單表是否適合分表并說明理由。答案部分一、單項選擇題1.D（關(guān)系模型要求屬性不可再分，不能是復(fù)合數(shù)據(jù)類型）2.A（AB能決定所有屬性，且無冗余）3.B（B+樹支持范圍查詢，哈希索引適合等值查詢）4.B（隔離性確保事務(wù)間互不干擾）5.B（存在傳遞依賴X→Z，不滿足3NF）6.A（1:n聯(lián)系中，n端實體表加入1端主鍵作為外鍵）7.A（臟讀是讀取未提交的中間數(shù)據(jù)）8.B（數(shù)據(jù)倉庫支持分析，不支持實時事務(wù)）9.A（CAP定理：一致性、可用性、分區(qū)容忍性）10.A（用戶ID和下單時間是查詢a的過濾和排序條件）二、填空題1.實體、屬性、聯(lián)系2.一致性、持久性3.第二（2NF）、第三（3NF）4.數(shù)據(jù)記錄指針、實際數(shù)據(jù)（取決于聚簇索引或非聚簇索引）5.封鎖機制、樂觀控制6.參照完整性、用戶定義完整性7.冗余數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲三、簡答題1.步驟：①將每個實體轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式，實體屬性作為關(guān)系屬性，實體標(biāo)識符作為主鍵；②處理實體間聯(lián)系：1:1聯(lián)系可將任一實體主鍵加入另一實體作為外鍵，或單獨建表；1:m聯(lián)系將1端主鍵加入m端實體作為外鍵；m:n聯(lián)系需單獨創(chuàng)建關(guān)系模式，包含兩端主鍵和聯(lián)系屬性。示例：若科室（KSDM）與醫(yī)生（YSGH）是1:m聯(lián)系，則醫(yī)生表中加入KSDM作為外鍵，關(guān)聯(lián)科室表的KSDM。2.區(qū)別：3NF要求非主屬性不傳遞依賴于候選鍵；BCNF要求所有屬性（包括主屬性）都不傳遞依賴于候選鍵。示例：關(guān)系模式R（A,B,C），函數(shù)依賴A→B，B→A，B→C。候選鍵為A或B。非主屬性C依賴于B（主屬性），滿足3NF但不滿足BCNF（B不是候選鍵）。3.影響：索引可加速查詢，但會減慢插入、更新、刪除操作（需維護索引結(jié)構(gòu)）；增加存儲開銷。設(shè)計因素：查詢頻率（高頻查詢優(yōu)先加索引）、過濾條件（常用WHERE字段）、排序字段（ORDERBY）、字段區(qū)分度（高區(qū)分度字段更適合索引）。4.隔離級別：讀未提交（ReadUncommitted）：允許臟讀；讀已提交（ReadCommitted）：避免臟讀，可能不可重復(fù)讀；可重復(fù)讀（RepeatableRead）：避免臟讀和不可重復(fù)讀，可能幻讀；串行化（Serializable）：最高隔離，避免所有并發(fā)問題（臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀），但性能低。5.邏輯設(shè)計：將概念模型（如ER圖）轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的邏輯模型（如關(guān)系模式），并優(yōu)化結(jié)構(gòu)。任務(wù)：①ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式；②確定主鍵和外鍵；③規(guī)范化處理（消除冗余）；④定義完整性約束（如CHECK約束）。四、設(shè)計題題目1答案（1）ER圖：實體：患者（HZID,HZXM,XB,CSRQ,LXSJ）、醫(yī)生（YSGH,YSXM,ZC,KSDM）、科室（KSDM,KSMC,FZRGH）、診療記錄（ZLID,ZLSJ,ZDJG,CFXX）。聯(lián)系：科室-醫(yī)生：1:m（一個科室有多個醫(yī)生，一個醫(yī)生屬于一個科室）；科室-負責(zé)人：1:1（科室負責(zé)人是醫(yī)生，F(xiàn)ZRGH關(guān)聯(lián)YSGH）；患者-醫(yī)生：m:n（通過診療記錄聯(lián)系）；診療記錄：患者（m）-醫(yī)生（n）的聯(lián)系，屬性為ZLID,ZLSJ,ZDJG,CFXX。（2）關(guān)系模式：科室（KSDM,KSMC,FZRGH），主鍵KSDM，外鍵FZRGH（參照醫(yī)生YSGH，且FZRGH所在醫(yī)生的KSDM=當(dāng)前科室KSDM）；醫(yī)生（YSGH,YSXM,ZC,KSDM），主鍵YSGH，外鍵KSDM（參照科室KSDM）；患者（HZID,HZXM,XB,CSRQ,LXSJ），主鍵HZID；診療記錄（ZLID,HZID,YSGH,ZLSJ,ZDJG,CFXX），主鍵ZLID，外鍵HZID（參照患者HZID），外鍵YSGH（參照醫(yī)生YSGH）。（3）范式判斷：診療記錄表滿足3NF。主鍵是ZLID，所有非主屬性（HZID,YSGH,ZLSJ,ZDJG,CFXX）完全依賴于ZLID（無部分依賴）；不存在非主屬性對主鍵的傳遞依賴（如HZID不依賴于YSGH，反之亦然），因此滿足3NF。題目2答案（1）索引優(yōu)化：當(dāng)前僅主鍵索引，無法滿足查詢a、b的需求。查詢a（用戶近30天訂單）：建議創(chuàng)建索引（YHID,XDSJDESC），覆蓋過濾（YHID=‘U001’）和排序（XDSJ降序）條件；查詢b（商品近90天銷售總量按周匯總）：建議創(chuàng)建索引（SPID,XDSJ），便于快速篩選SPID=‘P002’且XDSJ在近90天的記錄，按XDSJ提取周信息匯總。（2）查詢c優(yōu)化：查詢c需找到同時購買P003和P004的用戶，需統(tǒng)計用戶對商品的購買情況。建議創(chuàng)建輔助表“用戶-商品”（YHID,SPID），主鍵（YHID,SPID），并創(chuàng)建索引（SPID,YHID）。