2025年數(shù)據(jù)庫(kù)試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.下列關(guān)于關(guān)系代數(shù)中自然連接（NaturalJoin）的描述，正確的是（）。A.要求兩個(gè)關(guān)系有相同的屬性名，且僅保留一個(gè)公共屬性B.僅通過(guò)等值條件連接，不要求屬性名相同C.結(jié)果關(guān)系的屬性數(shù)等于兩個(gè)關(guān)系屬性數(shù)之和D.自然連接是笛卡爾積與選擇操作的組合答案：A2.在SQL中，若要統(tǒng)計(jì)某表中“成績(jī)”字段大于80分的記錄數(shù)，且忽略NULL值，應(yīng)使用（）。A.COUNT()B.COUNT(成績(jī))C.SUM(成績(jī))D.AVG(成績(jī))答案：B3.關(guān)于B+樹索引與哈希索引的對(duì)比，錯(cuò)誤的是（）。A.B+樹索引支持范圍查詢，哈希索引不支持B.哈希索引在等值查詢時(shí)性能更優(yōu)C.B+樹索引適合頻繁更新的場(chǎng)景，哈希索引不適合D.兩種索引均能加速排序操作答案：D4.事務(wù)的“原子性”（Atomicity）主要通過(guò)（）實(shí)現(xiàn)。A.鎖機(jī)制B.日志（Redo/Undo）C.版本控制D.并發(fā)調(diào)度答案：B5.關(guān)系模式R（A,B,C,D），函數(shù)依賴為A→B，B→C，C→D，則R的最高范式是（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF答案：B（解析：存在傳遞依賴A→C、A→D，不滿足3NF）6.某ER模型中，“學(xué)生”實(shí)體與“課程”實(shí)體存在“選修”聯(lián)系（多對(duì)多），轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式時(shí)，正確的處理方式是（）。A.將“選修”聯(lián)系合并到“學(xué)生”或“課程”表中B.創(chuàng)建獨(dú)立的“選修”表，包含學(xué)生ID、課程ID及聯(lián)系屬性C.將學(xué)生ID作為課程表的外鍵，課程ID作為學(xué)生表的外鍵D.無(wú)需額外處理，直接保留多對(duì)多關(guān)系答案：B7.數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)操作中，“丟失修改”（LostUpdate）是指（）。A.事務(wù)T1讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2修改數(shù)據(jù)，T1的后續(xù)修改覆蓋了T2的結(jié)果B.事務(wù)T1修改數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2讀取數(shù)據(jù)，T1回滾導(dǎo)致T2讀取無(wú)效數(shù)據(jù)C.事務(wù)T1讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2修改并提交數(shù)據(jù)，T1再次讀取得到不同結(jié)果D.事務(wù)T1和T2同時(shí)修改同一數(shù)據(jù)，最終只有一個(gè)修改生效答案：A8.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（DataWarehouse）的典型特征不包括（）。A.面向主題（Subject-Oriented）B.實(shí)時(shí)更新（Real-TimeUpdate）C.集成性（Integrated）D.時(shí)變性（Time-Variant）答案：B9.在數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)中，“檢查點(diǎn)”（Checkpoint）的主要作用是（）。A.減少日志文件的大小B.縮短故障恢復(fù)的時(shí)間C.防止數(shù)據(jù)被非法修改D.提高事務(wù)的并發(fā)度答案：B10.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，“分片透明性”（FragmentationTransparency）是指（）。A.用戶無(wú)需知道數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的物理位置B.用戶無(wú)需知道數(shù)據(jù)如何被分割成片段C.用戶無(wú)需知道不同片段的副本位置D.用戶無(wú)需知道數(shù)據(jù)在不同場(chǎng)地的邏輯結(jié)構(gòu)答案：B11.以下關(guān)于觸發(fā)器（Trigger）的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.可在INSERT、UPDATE、DELETE操作時(shí)自動(dòng)執(zhí)行B.可用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的業(yè)務(wù)規(guī)則校驗(yàn)C.會(huì)增加數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)開銷D.可以直接修改觸發(fā)它的表的數(shù)據(jù)答案：D（解析：部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)禁止觸發(fā)器修改觸發(fā)表，可能導(dǎo)致遞歸觸發(fā)）12.若數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)出現(xiàn)“死鎖”（Deadlock），最有效的解決方法是（）。A.增加鎖的粒度B.超時(shí)回滾機(jī)制C.手動(dòng)終止其中一個(gè)事務(wù)D.升級(jí)為排他鎖答案：B13.關(guān)于OLAP（聯(lián)機(jī)分析處理）與OLTP（聯(lián)機(jī)事務(wù)處理）的對(duì)比，正確的是（）。A.OLAP關(guān)注歷史數(shù)據(jù)的復(fù)雜查詢，OLTP關(guān)注實(shí)時(shí)事務(wù)處理B.OLAP使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，OLTP使用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)C.OLAP對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求更高D.OLAP的數(shù)據(jù)更新頻率更高答案：A14.數(shù)據(jù)清洗（DataCleaning）的主要任務(wù)是（）。A.提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率B.糾正數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤、缺失或冗余C.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的ETL流程D.優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)查詢性能答案：B15.NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)（如MongoDB）的適用場(chǎng)景不包括（）。A.高并發(fā)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)B.需要嚴(yán)格ACID事務(wù)的場(chǎng)景C.動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的分布式系統(tǒng)D.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析的海量數(shù)據(jù)答案：B二、填空題（每題2分，共20分）1.關(guān)系模型中，能夠唯一標(biāo)識(shí)元組的最小屬性集稱為__________。答案：候選鍵（候選碼）2.外鍵（ForeignKey）的作用是保證兩個(gè)表之間的__________完整性。答案：參照3.觸發(fā)器按觸發(fā)時(shí)機(jī)可分為__________觸發(fā)器和AFTER觸發(fā)器。答案：BEFORE4.若關(guān)系模式R滿足每一個(gè)決定因素都包含碼，則R屬于__________范式。答案：BCNF5.死鎖的解決方法主要有預(yù)防、檢測(cè)與__________。答案：解除6.OLAP的典型操作包括上卷（RollUp）、下鉆（DrillDown）、切片（Slice）和__________。答案：旋轉(zhuǎn)（Pivot）7.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的CAP定理指的是一致性（Consistency）、可用性（Availability）和__________三者不可兼得。答案：分區(qū)容忍性（PartitionTolerance）8.數(shù)據(jù)清洗中，處理缺失值的常見方法有刪除記錄、插補(bǔ)（如均值填充）和__________。答案：保留缺失值（或根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則處理）9.游標(biāo)（Cursor）的作用是在__________中逐條處理結(jié)果集。答案：存儲(chǔ)過(guò)程（或PL/SQL程序）10.NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的主要類型包括鍵值存儲(chǔ)、文檔存儲(chǔ)、列族存儲(chǔ)和__________。答案：圖存儲(chǔ)三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述關(guān)系模型的三要素及其含義。答案：關(guān)系模型的三要素包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束。（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：描述數(shù)據(jù)庫(kù)的組成，核心是關(guān)系（二維表），包括屬性、元組、域等概念；（2）數(shù)據(jù)操作：定義對(duì)關(guān)系的操作，如查詢（選擇、投影、連接等）和更新（插入、刪除、修改）；（3）完整性約束：保證數(shù)據(jù)的正確性和一致性，包括實(shí)體完整性（主碼非空唯一）、參照完整性（外碼匹配主碼）和用戶定義完整性（業(yè)務(wù)規(guī)則，如年齡>0）。2.視圖（View）的作用有哪些？簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)。答案：視圖的作用：（1）簡(jiǎn)化復(fù)雜查詢：將常用的多表連接或過(guò)濾條件封裝為視圖，用戶直接查詢視圖即可；（2）提高安全性：通過(guò)視圖限制用戶訪問(wèn)的列或行，隱藏敏感數(shù)據(jù)；（3）邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性：當(dāng)基表結(jié)構(gòu)變化時(shí)，只需調(diào)整視圖定義，不影響用戶查詢。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化操作、增強(qiáng)安全、提升獨(dú)立性；缺點(diǎn)：性能可能下降（視圖查詢需解析基表）、更新受限（復(fù)雜視圖可能無(wú)法直接更新）。3.索引的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？選擇索引時(shí)應(yīng)考慮哪些原則？答案：索引的優(yōu)點(diǎn)：加速數(shù)據(jù)查詢（尤其是范圍查詢和等值查詢）、減少全表掃描的I/O開銷；缺點(diǎn)：增加存儲(chǔ)開銷（索引需額外空間）、降低數(shù)據(jù)更新（插入/刪除/修改）效率（需維護(hù)索引結(jié)構(gòu)）。選擇原則：（1）對(duì)查詢頻繁、更新較少的字段建索引（如訂單表的“用戶ID”）；（2）對(duì)高基數(shù)（取值范圍大）的字段建索引（如身份證號(hào)比性別更適合）；（3）避免對(duì)小表或重復(fù)值多的字段建索引（全表掃描可能更快）；（4）聯(lián)合索引需符合最左匹配原則（如索引（A,B,C）支持A、A+B、A+B+C的查詢）。4.簡(jiǎn)述事務(wù)的ACID特性及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)。答案：ACID特性：（1）原子性（Atomicity）：事務(wù)的所有操作要么全部提交，要么全部回滾；（2）一致性（Consistency）：事務(wù)執(zhí)行前后數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)保持一致；（3）隔離性（Isolation）：多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)互不干擾；（4）持久性（Durability）：事務(wù)提交后修改永久保存。實(shí)現(xiàn)技術(shù)：原子性通過(guò)Undo日志（記錄事務(wù)修改前的值，回滾時(shí)恢復(fù)）實(shí)現(xiàn)；持久性通過(guò)Redo日志（記錄事務(wù)修改后的值，崩潰時(shí)重寫）實(shí)現(xiàn)；隔離性通過(guò)鎖機(jī)制（如共享鎖、排他鎖）或多版本并發(fā)控制（MVCC）實(shí)現(xiàn)；一致性由原子性、隔離性和應(yīng)用層業(yè)務(wù)規(guī)則共同保證。5.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的主要區(qū)別有哪些？答案：（1）目標(biāo)不同：數(shù)據(jù)庫(kù)支持OLTP（實(shí)時(shí)事務(wù)處理），數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)支持OLAP（歷史數(shù)據(jù)分析）；（2）數(shù)據(jù)特性：數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)當(dāng)前、細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)（如當(dāng)天訂單），數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)歷史、綜合數(shù)據(jù)（如年度銷售匯總）；（3）更新頻率：數(shù)據(jù)庫(kù)頻繁更新（增刪改），數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)極少更新（主要通過(guò)ETL加載）；（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫(kù)強(qiáng)調(diào)范式（減少冗余），數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)常用星型/雪花模型（優(yōu)化查詢）；（5）用戶群體：數(shù)據(jù)庫(kù)面向業(yè)務(wù)操作人員，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)面向分析人員（如管理層、數(shù)據(jù)科學(xué)家）。四、設(shè)計(jì)題（20分）某高校擬開發(fā)“學(xué)生社團(tuán)管理系統(tǒng)”，需求如下：學(xué)生信息：學(xué)號(hào)（唯一）、姓名、性別、入學(xué)時(shí)間；社團(tuán)信息：社團(tuán)ID（唯一）、名稱、成立時(shí)間、類別（如文藝、體育）；學(xué)生可加入多個(gè)社團(tuán)，社團(tuán)可包含多個(gè)學(xué)生，需記錄“加入時(shí)間”；社團(tuán)需記錄活動(dòng)信息：活動(dòng)ID（唯一）、活動(dòng)名稱、時(shí)間、地點(diǎn)、參與人數(shù)。要求：（1）繪制ER圖（實(shí)體用矩形，聯(lián)系用菱形，屬性用橢圓，標(biāo)出主碼）；（2）將ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，注明主碼和外碼；（3）判斷“學(xué)生-社團(tuán)”聯(lián)系對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式是否符合3NF，說(shuō)明理由；（4）編寫SQL語(yǔ)句：查詢2023年成立的“體育”類社團(tuán)中，2024年加入的學(xué)生姓名（要求使用JOIN）。答案：（1）ER圖（文字描述）：實(shí)體：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，入學(xué)時(shí)間），主碼：學(xué)號(hào)；社團(tuán)（社團(tuán)ID，名稱，成立時(shí)間，類別），主碼：社團(tuán)ID；活動(dòng)（活動(dòng)ID，活動(dòng)名稱，時(shí)間，地點(diǎn)，參與人數(shù)），主碼：活動(dòng)ID；聯(lián)系：加入（學(xué)生-社團(tuán)，多對(duì)多），屬性：加入時(shí)間；聯(lián)系：組織（社團(tuán)-活動(dòng)，一對(duì)多，社團(tuán)組織活動(dòng)）。（2）關(guān)系模式：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，入學(xué)時(shí)間）主碼：學(xué)號(hào)；社團(tuán)（社團(tuán)ID，名稱，成立時(shí)間，類別）主碼：社團(tuán)ID；活動(dòng)（活動(dòng)ID，活動(dòng)名稱，時(shí)間，地點(diǎn)，參與人數(shù)，社團(tuán)ID）主碼：活動(dòng)ID，外碼：社團(tuán)ID（引用社團(tuán).社團(tuán)ID）；學(xué)生_社團(tuán)（學(xué)號(hào)，社團(tuán)ID，加入時(shí)間）主碼：（學(xué)號(hào)，社團(tuán)ID），外碼：學(xué)號(hào)（引用學(xué)生.學(xué)號(hào)），社團(tuán)ID（引用社團(tuán).社團(tuán)ID）。（3）“學(xué)生_社團(tuán)”關(guān)系模式符合3NF。理由：主碼是（學(xué)號(hào)，社團(tuán)ID），非主屬性只有“加入時(shí)間”，不存在部分函數(shù)依賴（所有非主屬性完全依賴于主碼），也不存在傳遞函數(shù)依賴（非主屬性不依賴于其他非主屬性），因此滿足3NF。（4）SQL語(yǔ)句：SELECTs.姓名FROM學(xué)生sJOIN學(xué)生_社團(tuán)scONs.學(xué)號(hào)=sc.學(xué)號(hào)JOIN社團(tuán)cONsc.社團(tuán)ID=c.社團(tuán)IDWHEREc.成立時(shí)間>='2023-01-01'ANDc.成立時(shí)間<='2023-12-31'ANDc.類別='體育'ANDsc.加入時(shí)間>='2024-01-01'ANDsc.加入時(shí)間<='2024-12-31';五、綜合題（20分）某電商平臺(tái)的“訂單表”（order）包含以下字段：訂單ID（主鍵）、用戶ID、商品ID、下單時(shí)間、支付狀態(tài)（0未支付，1已支付）、數(shù)量、金額。近期發(fā)現(xiàn)“查詢某用戶近30天內(nèi)已支付訂單的總金額”的SQL語(yǔ)句執(zhí)行緩慢，需優(yōu)化。要求：（1）分析可能導(dǎo)致慢查詢的原因；（2）提出至少4種優(yōu)化策略，并說(shuō)明具體實(shí)現(xiàn)方法；（3）若需創(chuàng)建索引，設(shè)計(jì)索引結(jié)構(gòu)并說(shuō)明理由。答案：（1）慢查詢可能原因：表數(shù)據(jù)量過(guò)大，未使用索引導(dǎo)致全表掃描；過(guò)濾條件（用戶ID、支付狀態(tài)、下單時(shí)間）未建立索引，查詢效率低；訂單表未分區(qū)，查詢時(shí)掃描整個(gè)表；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器內(nèi)存不足，無(wú)法緩存常用數(shù)據(jù)；SQL語(yǔ)句寫法不合理（如使用函數(shù)處理字段，導(dǎo)致索引失效）。（2）優(yōu)化策略：①建立聯(lián)合索引：在（用戶ID，支付狀態(tài)，下單時(shí)間）上創(chuàng)建索引，覆蓋查詢條件，減少回表；②分區(qū)表：按“下單時(shí)間”做范圍分區(qū)（如按月分區(qū)），查詢近30天數(shù)據(jù)時(shí)僅掃描最近1個(gè)分區(qū)；③緩存常用結(jié)果：使用Redis緩存高頻用戶（如活躍用戶）的近30天總金額，定時(shí)更新；④查詢重寫：將“近30天”條件改為具體日期范圍（如BETWEEN'2024-10-0