2026年數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與數(shù)據(jù)庫設(shè)計應用題庫一、簡答題（每題5分，共5題）1.簡述數(shù)據(jù)庫三級模式結(jié)構(gòu)的含義及其作用。2.解釋數(shù)據(jù)庫事務的ACID特性，并說明其在實際應用中的重要性。3.簡述關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論及其目的。4.說明數(shù)據(jù)庫索引的作用及其常見類型。5.簡述數(shù)據(jù)庫安全性與完整性控制的基本方法。二、設(shè)計題（每題10分，共3題）1.設(shè)計一個圖書管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模型，要求包括圖書、讀者、借閱三個實體，并說明各實體的屬性及關(guān)系。2.設(shè)計一個醫(yī)院管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模型，要求包括患者、醫(yī)生、科室三個實體，并說明各實體的屬性及關(guān)系。3.設(shè)計一個在線購物系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模型，要求包括商品、用戶、訂單三個實體，并說明各實體的屬性及關(guān)系。三、應用題（每題15分，共2題）1.假設(shè)某高校需要一個學生管理系統(tǒng)，要求設(shè)計數(shù)據(jù)庫模型，包括學生、課程、選課三個實體，并說明各實體的屬性及關(guān)系。請進一步設(shè)計SQL語句實現(xiàn)以下功能：-查詢選修了“數(shù)據(jù)庫原理”課程的學生名單。-查詢每門課程的平均成績。-查詢成績最高的學生名單。2.假設(shè)某公司需要一個員工管理系統(tǒng)，要求設(shè)計數(shù)據(jù)庫模型，包括員工、部門、項目三個實體，并說明各實體的屬性及關(guān)系。請進一步設(shè)計SQL語句實現(xiàn)以下功能：-查詢每個部門的員工人數(shù)。-查詢參與了“項目A”的員工名單。-查詢每個員工的工資總和。答案與解析一、簡答題1.簡述數(shù)據(jù)庫三級模式結(jié)構(gòu)的含義及其作用。-答案：數(shù)據(jù)庫三級模式結(jié)構(gòu)包括外模式、概念模式和內(nèi)模式。-外模式：是數(shù)據(jù)庫用戶（包括應用程序員和最終用戶）能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口。外模式是概念模式的一個子集。-概念模式：是數(shù)據(jù)庫的整體邏輯結(jié)構(gòu)，是所有用戶公共數(shù)據(jù)視圖。概念模式描述了數(shù)據(jù)庫中所有的邏輯數(shù)據(jù)，包括實體、屬性和實體之間的聯(lián)系。-內(nèi)模式：是數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)和存儲方式，是數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方法。內(nèi)模式描述了數(shù)據(jù)在物理存儲器上的存儲方式和物理結(jié)構(gòu)。-作用：三級模式結(jié)構(gòu)的作用是將數(shù)據(jù)的具體組織細節(jié)與用戶界面分離，提高了數(shù)據(jù)庫的邏輯獨立性和物理獨立性，便于數(shù)據(jù)的管理和維護。2.解釋數(shù)據(jù)庫事務的ACID特性，并說明其在實際應用中的重要性。-答案：數(shù)據(jù)庫事務的ACID特性包括原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）和持久性（Durability）。-原子性：事務是數(shù)據(jù)庫操作的基本單位，事務中的所有操作要么全部完成，要么全部不做，不會處于中間狀態(tài)。-一致性：事務必須保證數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個一致性狀態(tài)，即事務執(zhí)行前后，數(shù)據(jù)庫的完整性約束必須得到滿足。-隔離性：一個事務的執(zhí)行不能被其他事務干擾，即一個事務內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對并發(fā)的其他事務是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的事務之間不會相互影響。-持久性：一個事務一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就是永久性的，即使系統(tǒng)發(fā)生故障也不會丟失。-重要性：在實際應用中，ACID特性保證了數(shù)據(jù)庫事務的可靠性和一致性，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可靠性的重要基礎(chǔ)。例如，在金融系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)賬操作必須滿足ACID特性，以確保資金轉(zhuǎn)移的準確性和安全性。3.簡述關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論及其目的。-答案：關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的重要理論，其目的是通過將關(guān)系模式分解為多個更小的關(guān)系模式，以減少數(shù)據(jù)冗余、避免數(shù)據(jù)不一致性，并提高數(shù)據(jù)庫的查詢效率和更新效率。-規(guī)范化理論的基本思想：通過將關(guān)系模式分解為多個滿足特定范式的關(guān)系模式，以消除冗余數(shù)據(jù)和異常情況。-常見范式：第一范式（1NF）要求關(guān)系中的每個屬性都是不可分割的原子值；第二范式（2NF）要求關(guān)系滿足1NF，且每個非主屬性完全依賴于主鍵；第三范式（3NF）要求關(guān)系滿足2NF，且每個非主屬性都不傳遞依賴于主鍵。-目的：規(guī)范化理論的目的在于提高數(shù)據(jù)庫的設(shè)計質(zhì)量，減少數(shù)據(jù)冗余，避免數(shù)據(jù)不一致性，并提高數(shù)據(jù)庫的查詢效率和更新效率。4.說明數(shù)據(jù)庫索引的作用及其常見類型。-答案：數(shù)據(jù)庫索引的作用是加快數(shù)據(jù)庫表的查詢速度，通過建立索引可以快速定位到表中特定數(shù)據(jù)，從而提高查詢效率。-常見類型：-B樹索引：最常用的索引類型，適用于范圍查詢和精確查詢。-哈希索引：適用于精確查詢，通過哈希函數(shù)快速定位數(shù)據(jù)，但不適用于范圍查詢。-全文本索引：適用于文本搜索，通過分詞和倒排索引實現(xiàn)快速文本查詢。-位圖索引：適用于小表或維度較低的表，通過位圖操作實現(xiàn)快速查詢。5.簡述數(shù)據(jù)庫安全性與完整性控制的基本方法。-答案：數(shù)據(jù)庫安全性與完整性控制的基本方法包括：-安全性控制：-用戶認證：通過用戶名和密碼驗證用戶身份。-權(quán)限控制：通過授予和撤銷用戶權(quán)限，限制用戶對數(shù)據(jù)庫的操作。-加密：對敏感數(shù)據(jù)進行加密存儲，防止數(shù)據(jù)泄露。-完整性控制：-實體完整性：通過主鍵約束保證每個實體的唯一性。-參照完整性：通過外鍵約束保證實體之間的引用關(guān)系的一致性。-域完整性：通過數(shù)據(jù)類型、約束等保證數(shù)據(jù)的合法性。二、設(shè)計題1.設(shè)計一個圖書管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模型，要求包括圖書、讀者、借閱三個實體，并說明各實體的屬性及關(guān)系。-答案：-圖書（Book）：-屬性：圖書編號（BookID，主鍵）、書名（Title）、作者（Author）、出版社（Publisher）、出版日期（PublishDate）、價格（Price）。-讀者（Reader）：-屬性：讀者編號（ReaderID，主鍵）、姓名（Name）、性別（Gender）、年齡（Age）、電話（Phone）。-借閱（Borrow）：-屬性：借閱編號（BorrowID，主鍵）、圖書編號（BookID，外鍵）、讀者編號（ReaderID，外鍵）、借閱日期（BorrowDate）、歸還日期（ReturnDate）。-關(guān)系：-圖書與借閱：一對多關(guān)系（一本圖書可以被多讀者借閱）。-讀者與借閱：一對多關(guān)系（一個讀者可以借閱多本圖書）。2.設(shè)計一個醫(yī)院管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模型，要求包括患者、醫(yī)生、科室三個實體，并說明各實體的屬性及關(guān)系。-答案：-患者（Patient）：-屬性：患者編號（PatientID，主鍵）、姓名（Name）、性別（Gender）、年齡（Age）、電話（Phone）、地址（Address）。-醫(yī)生（Doctor）：-屬性：醫(yī)生編號（DoctorID，主鍵）、姓名（Name）、性別（Gender）、年齡（Age）、職稱（Title）、電話（Phone）。-科室（Department）：-屬性：科室編號（DepartmentID，主鍵）、科室名稱（Name）、科室主任（Director）。-關(guān)系：-醫(yī)生與科室：多對多關(guān)系（一個醫(yī)生可以屬于多個科室，一個科室可以有多個醫(yī)生）。-患者與醫(yī)生：多對多關(guān)系（一個患者可以看多個醫(yī)生，一個醫(yī)生可以看多個患者）。3.設(shè)計一個在線購物系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模型，要求包括商品、用戶、訂單三個實體，并說明各實體的屬性及關(guān)系。-答案：-商品（Product）：-屬性：商品編號（ProductID，主鍵）、商品名稱（Name）、價格（Price）、庫存（Stock）、描述（Description）。-用戶（User）：-屬性：用戶編號（UserID，主鍵）、姓名（Name）、性別（Gender）、年齡（Age）、電話（Phone）、地址（Address）。-訂單（Order）：-屬性：訂單編號（OrderID，主鍵）、用戶編號（UserID，外鍵）、訂單日期（OrderDate）、總金額（TotalAmount）。-訂單明細（OrderDetail）：-屬性：訂單明細編號（OrderDetailID，主鍵）、訂單編號（OrderID，外鍵）、商品編號（ProductID，外鍵）、數(shù)量（Quantity）、單價（UnitPrice）。-關(guān)系：-用戶與訂單：一對多關(guān)系（一個用戶可以下多個訂單）。-訂單與訂單明細：一對多關(guān)系（一個訂單可以包含多個訂單明細）。-商品與訂單明細：一對多關(guān)系（一個商品可以出現(xiàn)在多個訂單明細中）。三、應用題1.假設(shè)某高校需要一個學生管理系統(tǒng)，要求設(shè)計數(shù)據(jù)庫模型，包括學生、課程、選課三個實體，并說明各實體的屬性及關(guān)系。請進一步設(shè)計SQL語句實現(xiàn)以下功能：-查詢選修了“數(shù)據(jù)庫原理”課程的學生名單。-查詢每門課程的平均成績。-查詢成績最高的學生名單。-答案：-數(shù)據(jù)庫模型：-學生（Student）：-屬性：學生編號（StudentID，主鍵）、姓名（Name）、性別（Gender）、年齡（Age）。-課程（Course）：-屬性：課程編號（CourseID，主鍵）、課程名稱（Name）、學分（Credit）。-選課（Enrollment）：-屬性：選課編號（EnrollmentID，主鍵）、學生編號（StudentID，外鍵）、課程編號（CourseID，外鍵）、成績（Grade）。-關(guān)系：-學生與選課：一對多關(guān)系（一個學生可以選多個課程）。-課程與選課：一對多關(guān)系（一個課程可以被多個學生選）。-SQL語句：-查詢選修了“數(shù)據(jù)庫原理”課程的學生名單：sqlSELECTStudent.NameFROMStudentJOINEnrollmentONStudent.StudentID=Enrollment.StudentIDJOINCourseONEnrollment.CourseID=Course.CourseIDWHERECourse.Name='數(shù)據(jù)庫原理';-查詢每門課程的平均成績：sqlSELECTCourse.Name,AVG(Enrollment.Grade)ASAverageGradeFROMCourseJOINEnrollmentONCourse.CourseID=Enrollment.CourseIDGROUPBYCourse.Name;-查詢成績最高的學生名單：sqlSELECTStudent.Name,MAX(Enrollment.Grade)ASHighestGradeFROMStudentJOINEnrollmentONStudent.StudentID=Enrollment.StudentIDGROUPBYStudent.NameORDERBYHighestGradeDESCLIMIT1;2.假設(shè)某公司需要一個員工管理系統(tǒng)，要求設(shè)計數(shù)據(jù)庫模型，包括員工、部門、項目三個實體，并說明各實體的屬性及關(guān)系。請進一步設(shè)計SQL語句實現(xiàn)以下功能：-查詢每個部門的員工人數(shù)。-查詢參與了“項目A”的員工名單。-查詢每個員工的工資總和。-答案：-數(shù)據(jù)庫模型：-員工（Employee）：-屬性：員工編號（EmployeeID，主鍵）、姓名（Name）、性別（Gender）、年齡（Age）、工資（Salary）。-部門（Department）：-屬性：部門編號（DepartmentID，主鍵）、部門名稱（Name）、部門經(jīng)理（Manager）。-項目（Project）：-屬性：項目編號（ProjectID，主鍵）、項目名稱（Name）、開始日期（StartDate）、結(jié)束日期（EndDate）。-員工項目（EmployeeProject）：-屬性：員工項目編號（EmployeeProjectID，主鍵）、員工編號（EmployeeID，外鍵）、項目編號（ProjectID，外鍵）。-關(guān)系：-員工與部門：多對一關(guān)系（一個員工屬于一個部門，一個部門可以有多個員工）。-員工與項目：多對多關(guān)系（一個員工可以參與多個項目，一個項目可以有多個員工）。-SQL語句：-查詢每個部門的員工人數(shù)：sqlSELECTDepartment.Name,COUNT(Employee.EmployeeID)ASEmployeeCountFROMDepartmentLEFTJOINEmployeeONDepartment.DepartmentID=Employee.DepartmentIDGROUPBYDepartment.Name;-查詢參與了“項目A”的員工名單：sqlSELECTEmployee.NameFROMEmployeeJOINEmployeeProjectONEmplo