2025年數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)期末試題及參考答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.關(guān)系模型中，若一個關(guān)系R的所有屬性都是原子的，則R至少滿足（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF2.關(guān)于數(shù)據(jù)庫索引，以下說法正確的是（）。A.聚集索引只能有一個，非聚集索引可以有多個B.覆蓋索引一定是聚集索引C.唯一索引可以保證查詢結(jié)果的唯一性，但無法提高查詢效率D.哈希索引適合范圍查詢3.事務(wù)T1執(zhí)行“讀X→寫X→提交”，事務(wù)T2執(zhí)行“讀X→寫X→提交”，若數(shù)據(jù)庫采用讀已提交（ReadCommitted）隔離級別，則可能出現(xiàn)（）。A.丟失修改B.不可重復(fù)讀C.臟讀D.幻讀4.某電商數(shù)據(jù)庫中，訂單表包含字段（訂單ID，用戶ID，商品ID，數(shù)量，下單時間），若頻繁查詢“某用戶最近30天內(nèi)購買過的商品種類數(shù)”，最適合建立的索引是（）。A.（用戶ID）B.（用戶ID，下單時間）C.（用戶ID，商品ID，下單時間）D.（商品ID，下單時間）5.關(guān)于ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換，以下描述錯誤的是（）。A.一個1:1聯(lián)系可轉(zhuǎn)換為獨立關(guān)系表，或合并到任意一端實體表中B.一個1:n聯(lián)系必須轉(zhuǎn)換為獨立關(guān)系表C.一個m:n聯(lián)系必須轉(zhuǎn)換為獨立關(guān)系表，主碼為兩端實體主碼的組合D.弱實體集必須依賴強實體集的主碼作為外碼6.以下SQL語句中，能正確查詢“選修了所有課程的學(xué)生姓名”的是（）。A.SELECTSnameFROMStudentWHERENOTEXISTS(SELECTFROMCourseWHERENOTEXISTS(SELECTFROMSCWHERESC.Sno=Student.SnoANDSC.Cno=Course.Cno))B.SELECTSnameFROMStudentWHEREEXISTS(SELECTFROMCourseWHEREEXISTS(SELECTFROMSCWHERESC.Sno=Student.SnoANDSC.Cno=Course.Cno))C.SELECTSnameFROMStudent,SCWHEREStudent.Sno=SC.SnoGROUPBYSnameHAVINGCOUNT()=(SELECTCOUNT()FROMCourse)D.SELECTSnameFROMStudentWHERESnoIN(SELECTSnoFROMSCGROUPBYSnoHAVINGCOUNT(Cno)=(SELECTCOUNT()FROMCourse))7.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)中，日志文件的作用是（）。A.記錄用戶操作行為，用于審計B.記錄事務(wù)對數(shù)據(jù)的修改，用于故障恢復(fù)C.存儲索引信息，提高查詢效率D.存儲元數(shù)據(jù)，描述數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)8.關(guān)于多版本并發(fā)控制（MVCC），以下說法錯誤的是（）。A.讀操作不阻塞寫操作，寫操作不阻塞讀操作B.通過維護數(shù)據(jù)的多個版本實現(xiàn)隔離C.適用于讀多寫少的場景D.會增加存儲空間的消耗，但不會影響寫操作的性能9.某數(shù)據(jù)庫表R(A,B,C,D)，其中A是主碼，函數(shù)依賴集為{A→B,B→C,C→D}，則R的最高范式是（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF10.分布式數(shù)據(jù)庫中，“數(shù)據(jù)分片”的主要目的是（）。A.提高數(shù)據(jù)冗余度，增強可靠性B.將數(shù)據(jù)分布到不同節(jié)點，優(yōu)化訪問效率C.簡化事務(wù)管理D.降低數(shù)據(jù)一致性要求二、填空題（每空2分，共10分）1.關(guān)系代數(shù)中，σ條件(R)表示對關(guān)系R進行______操作。2.事務(wù)的ACID特性中，“A”代表______（英文縮寫）。3.B+樹索引中，所有數(shù)據(jù)記錄均存儲在______節(jié)點。4.數(shù)據(jù)庫設(shè)計的階段包括需求分析、概念設(shè)計、______、物理設(shè)計、實施與維護。5.觸發(fā)器是一種特殊的存儲過程，其執(zhí)行由______事件觸發(fā)。三、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述三級模式-兩級映射如何保證數(shù)據(jù)庫的邏輯獨立性和物理獨立性。2.比較B樹與B+樹在數(shù)據(jù)庫索引中的優(yōu)缺點，說明為何B+樹更常用。3.說明數(shù)據(jù)庫中“死鎖”的產(chǎn)生條件及解決策略。4.解釋“視圖”的作用，并舉例說明其在數(shù)據(jù)安全和簡化查詢中的應(yīng)用。四、設(shè)計題（共20分）某社區(qū)醫(yī)院擬開發(fā)“居民健康管理系統(tǒng)”，需求如下：居民信息：身份證號（主碼）、姓名、性別、出生日期、聯(lián)系電話；醫(yī)生信息：工號（主碼）、姓名、科室、職稱；診療記錄：記錄ID（主碼）、就診日期、診斷結(jié)果、處方信息；業(yè)務(wù)規(guī)則：一個居民可就診多次，每次就診由一名醫(yī)生負責(zé)；一名醫(yī)生可診治多名居民。（1）根據(jù)需求繪制ER圖（需標(biāo)注實體、屬性、聯(lián)系及聯(lián)系類型）；（8分）（2）將ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，標(biāo)注主碼（PK）和外碼（FK）；（6分）（3）編寫SQL語句：查詢2025年1月1日至2025年6月30日期間，每個科室的就診次數(shù)（包括無就診記錄的科室），結(jié)果按就診次數(shù)降序排列。（6分）五、綜合題（共18分）1.（8分）現(xiàn)有事務(wù)調(diào)度序列如下：T1:R(X),T2:R(Y),T1:W(X),T3:R(X),T2:W(Y),T1:Commit,T3:W(X),T2:Commit,T3:Commit其中，R表示讀操作，W表示寫操作。（1）判斷該調(diào)度是否可串行化，要求畫出優(yōu)先圖并說明理由；（2）若數(shù)據(jù)庫采用兩階段鎖協(xié)議（2PL），分析該調(diào)度中是否會發(fā)生死鎖，若可能發(fā)生，說明原因。2.（10分）某高校數(shù)據(jù)庫中有學(xué)生表S（Sno,Sname,Sage）和成績表SC（Sno,Cno,Score），其中Sno是學(xué)生主碼，Cno是課程主碼。（1）編寫SQL語句：查詢平均成績大于85分的學(xué)生姓名（要求用子查詢和JOIN兩種方式實現(xiàn)）；（2）假設(shè)S表有10萬條記錄，SC表有500萬條記錄，分析上述查詢的執(zhí)行效率，并設(shè)計索引優(yōu)化策略。參考答案一、單項選擇題1.A2.A3.B4.C5.B6.A7.B8.D9.B10.B二、填空題1.選擇2.Atomicity3.葉子4.邏輯設(shè)計5.數(shù)據(jù)修改（或INSERT/UPDATE/DELETE）三、簡答題1.三級模式包括外模式、模式、內(nèi)模式；兩級映射是外模式/模式映射、模式/內(nèi)模式映射。邏輯獨立性由外模式/模式映射保證：當(dāng)模式修改時，只需調(diào)整映射，外模式和應(yīng)用程序無需改變；物理獨立性由模式/內(nèi)模式映射保證：當(dāng)內(nèi)模式（存儲結(jié)構(gòu)）修改時，調(diào)整映射即可，模式和外模式保持不變。2.B樹所有節(jié)點都存儲數(shù)據(jù)，B+樹僅葉子節(jié)點存儲數(shù)據(jù)且通過指針連接。B+樹優(yōu)點：（1）葉子節(jié)點有序，支持范圍查詢；（2）所有查詢路徑長度相同，效率穩(wěn)定；（3）葉子節(jié)點可緩存，減少I/O。B樹缺點：非葉子節(jié)點存儲數(shù)據(jù)，導(dǎo)致樹高增加，I/O次數(shù)多；范圍查詢需遍歷多個分支。因此B+樹更適合數(shù)據(jù)庫索引。3.死鎖產(chǎn)生條件：互斥、持有并等待、不可搶占、循環(huán)等待。解決策略：（1）預(yù)防：破壞任一條件（如一次性申請所有鎖）；（2）檢測：通過等待圖檢測循環(huán)，回滾事務(wù)；（3）避免：使用超時機制或優(yōu)先級策略。4.視圖是虛擬表，基于基表或其他視圖的查詢結(jié)果。作用：（1）數(shù)據(jù)安全：通過視圖限制用戶訪問范圍（如僅暴露學(xué)生姓名和成績，隱藏身份證號）；（2）簡化查詢：將復(fù)雜查詢定義為視圖，后續(xù)直接調(diào)用（如“各班級平均分視圖”）。四、設(shè)計題（1）ER圖：實體：居民（身份證號,姓名,性別,出生日期,聯(lián)系電話）；醫(yī)生（工號,姓名,科室,職稱）；診療記錄（記錄ID,就診日期,診斷結(jié)果,處方信息）。聯(lián)系：居民與診療記錄是1:n（一個居民對應(yīng)多次診療）；醫(yī)生與診療記錄是1:n（一個醫(yī)生對應(yīng)多次診療）；居民與醫(yī)生通過診療記錄建立m:n聯(lián)系。（2）關(guān)系模式：居民（身份證號PK,姓名,性別,出生日期,聯(lián)系電話）醫(yī)生（工號PK,姓名,科室,職稱）診療記錄（記錄IDPK,就診日期,診斷結(jié)果,處方信息,身份證號FKREFERENCES居民(身份證號),工號FKREFERENCES醫(yī)生(工號)）（3）SQL語句：SELECTd.科室,COUNT(t.記錄ID)AS就診次數(shù)FROM醫(yī)生dLEFTJOIN診療記錄tONd.工號=t.工號ANDt.就診日期BETWEEN'2025-01-01'AND'2025-06-30'GROUPBYd.科室ORDERBY就診次數(shù)DESC;五、綜合題1.（1）優(yōu)先圖：T1→T3（T1寫X，T3讀X）；T1→無其他；T2無沖突；T3無后續(xù)。優(yōu)先圖無環(huán)，調(diào)度可串行化（等價于T1→T2→T3或T1→T3→T2）。（2）2PL要求事務(wù)分階段（加鎖階段和解鎖階段）。假設(shè)T1加鎖X（寫鎖），T3讀X需加讀鎖，但T1未解鎖，T3等待；T2操作Y無沖突。若T1解鎖X后T3加鎖，無死鎖。但若T3在T1寫X前已加讀鎖，T1需寫鎖需等待，可能形成循環(huán)等待（如T3鎖X，T1等T3，T2鎖Y，無沖突），但本題調(diào)度中無此情況，故不發(fā)生死鎖。2.（1）子查詢方式：SELECTSnameFROMSWHERESnoIN(SELECTSnoFROMSCGROUPBYSnoHAVINGAVG(Score)>85);JOIN方式：SELECTS.SnameFROMSJOIN(SELECTSno,AVG(S