2026年數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用知識競賽題庫及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.在關(guān)系模型中，下列哪一項(xiàng)最能準(zhǔn)確描述“候選鍵”？A.可以唯一標(biāo)識元組但含多余屬性的超鍵B.可以唯一標(biāo)識元組且不含多余屬性的最小超鍵C.由全部屬性組成的集合D.主鍵被刪除后剩下的屬性集合答案：B解析：候選鍵是最小超鍵，即去掉任一屬性就不再能唯一標(biāo)識元組。2.設(shè)關(guān)系R(A,B,C)滿足函數(shù)依賴集F={A→B,B→C}，則下列屬性集中不能作為候選鍵的是：A.AB.ABC.ACD.BC答案：D解析：BC的閉包為BC，不包含A，無法決定全部屬性，故不能作候選鍵。3.在MySQL8.0中，執(zhí)行語句`SELECT*FROMtWHEREcol<>NULL`時(shí)，最可能的結(jié)果是：A.返回所有col非空的行B.返回空集C.報(bào)錯(cuò)D.返回所有行答案：B解析：與NULL進(jìn)行<>比較永遠(yuǎn)返回UNKNOWN，WHERE子句只保留TRUE，因此無行滿足。4.關(guān)于事務(wù)的隔離級別，下列說法正確的是：A.讀未提交可避免臟讀B.讀已提交可避免不可重復(fù)讀C.可重復(fù)讀可避免幻讀D.串行化可避免所有異?，F(xiàn)象答案：D解析：串行化通過加范圍鎖或串行執(zhí)行，徹底避免臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀。5.在分布式數(shù)據(jù)庫中，采用“兩階段提交”協(xié)議的主要目的是：A.提高并發(fā)度B.降低網(wǎng)絡(luò)延遲C.保證原子性D.實(shí)現(xiàn)最終一致性答案：C解析：2PC通過投票與提交兩個(gè)階段，確保所有參與者要么全部提交，要么全部回滾。6.設(shè)關(guān)系R與S做自然連接，R有m元組，S有n元組，若結(jié)果集最多可能有：A.m+nB.max(m,n)C.m×nD.min(m,n)答案：C解析：最壞情況無公共屬性，退化為笛卡爾積，結(jié)果數(shù)為m×n。7.在PostgreSQL中，對JSONB類型字段建立GIN索引后，下列查詢最能利用索引的是：A.`WHEREjson_col->>'name'='Alice'`B.`WHEREjson_col@>'{"age":30}'`C.`WHEREjson_col::textLIKE'%Alice%'`D.`WHERElength(json_col::text)>100`答案：B解析：@>操作符可直接在GIN索引上執(zhí)行包含測試，走索引效率最高。8.關(guān)于視圖的可更新性，下列說法正確的是：A.所有視圖都可以執(zhí)行INSERTB.含GROUPBY的視圖一定不可更新C.含DISTINCT的視圖可更新D.只要視圖定義來自單表就可更新答案：BSQL標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定含GROUPBY、聚集、DISTINCT、UNION等結(jié)構(gòu)的視圖不可更新。9.在B+樹索引中，關(guān)鍵字存儲在：A.只在葉節(jié)點(diǎn)B.只在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)C.內(nèi)部與葉節(jié)點(diǎn)都存D.根節(jié)點(diǎn)不存答案：C解析：內(nèi)部節(jié)點(diǎn)存索引鍵用于導(dǎo)航，葉節(jié)點(diǎn)存全部鍵及指針，且葉節(jié)點(diǎn)鏈表相連。10.若系統(tǒng)采用“多版本并發(fā)控制MVCC”，則更新操作實(shí)際執(zhí)行的是：A.原地覆蓋B.先刪除再插入C.創(chuàng)建新版本并標(biāo)記舊版本過期D.直接加排他鎖阻塞讀答案：C解析：MVCC通過保存歷史版本，實(shí)現(xiàn)讀寫不沖突，更新生成新版本。11.在SQL調(diào)優(yōu)中，執(zhí)行計(jì)劃出現(xiàn)“SeqScan”通常意味著：A.一定性能差B.無可用索引或代價(jià)估算更低C.表數(shù)據(jù)量極小D.優(yōu)化器故障答案：B解析：即使存在索引，優(yōu)化器也可能因返回比例高而選擇順序掃描。12.關(guān)于規(guī)范化，下列說法正確的是：A.3NF一定消除傳遞依賴B.BCNF一定無損且保持依賴C.4NF要求消除多值依賴D.5NF一定不保持連接依賴答案：C解析：4NF定義即消除非平凡多值依賴；BCNF分解可能丟失依賴。13.在MongoDB副本集中，選舉新主節(jié)點(diǎn)所需的最小投票成員數(shù)稱為：A.MajorityB.QuorumC.ArbiterD.Priority答案：B解析：Quorum指達(dá)成選舉決策所需的最小投票節(jié)點(diǎn)數(shù)，通常為(n/2)+1。14.若關(guān)系模式R(A,B,C,D)的函數(shù)依賴集為{A→B,C→D}，則R最高屬于：A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF答案：A解析：存在部分依賴與傳遞依賴，鍵為AC，僅滿足1NF。15.在Oracle中，使用`FLASHBACKTABLE`恢復(fù)被DROP的表實(shí)質(zhì)利用了：A.撤銷表空間B.回收站機(jī)制C.歸檔日志D.RMAN備份答案：B解析：DROP默認(rèn)將表放入回收站，可從回收站閃回。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）16.下列哪些技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫高可用？A.主從復(fù)制B.共享存儲集群C.分庫分表D.數(shù)據(jù)庫鏡像答案：A,B,D解析：分庫分表側(cè)重?cái)U(kuò)展性，不直接提供高可用。17.關(guān)于事務(wù)的ACID特性，下列說法正確的是：A.原子性通過日志實(shí)現(xiàn)B.一致性由應(yīng)用與約束共同保證C.隔離性通過鎖或MVCC實(shí)現(xiàn)D.持久性通過緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)答案：A,B,C解析：持久性需將日志刷盤，而非僅靠緩沖區(qū)。18.在MySQL中，下列哪些語句會隱式提交事務(wù)？A.STARTTRANSACTIONB.CREATEINDEXC.TRUNCATETABLED.SELECTFORUPDATE答案：B,C解析：DDL與TRUNCATE會隱式提交。19.下列哪些屬于列式存儲的優(yōu)點(diǎn)？A.高壓縮比B.適合OLTP高并發(fā)寫入C.向量化執(zhí)行D.減少IO量答案：A,C,D解析：列存不適合高頻單行寫入。20.關(guān)于索引失效的場景，下列哪些正確？A.對列做運(yùn)算`WHEREYEAR(date_col)=2026`B.使用LIKE'%abc'C.使用OR連接不同列D.使用覆蓋索引答案：A,B,C解析：覆蓋索引反而提升性能，不會失效。21.在分布式CAP理論中，下列哪些組合在分區(qū)時(shí)必須放棄一致性？A.CPB.APC.CAD.以上都不是答案：B解析：AP系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)分區(qū)時(shí)繼續(xù)服務(wù)，犧牲一致性。22.下列哪些日志屬于MySQLInnoDB的物理日志？A.binlogB.redologC.undologD.errorlog答案：B,C解析：redo與undo記錄頁級物理修改，binlog為邏輯日志。23.關(guān)于數(shù)據(jù)庫安全，下列哪些措施可防止SQL注入？A.預(yù)編譯語句B.最小權(quán)限原則C.存儲過程D.動態(tài)拼接字符串答案：A,B,C解析：動態(tài)拼接是注入根源。24.下列哪些操作會觸發(fā)PostgreSQL的VACUUM？A.自動后臺進(jìn)程B.手動執(zhí)行VACUUM命令C.執(zhí)行UPDATED.執(zhí)行SELECT答案：A,B解析：UPDATE產(chǎn)生死元組，但需VACUUM回收，SELECT不觸發(fā)。25.在分片策略中，下列哪些屬于水平分片依據(jù)？A.范圍分片B.哈希分片C.目錄分片D.列表分片答案：A,B,D解析：目錄分片屬于映射表方式，仍屬水平分片。三、判斷題（每題1分，共10分）26.在關(guān)系代數(shù)中，選擇操作與并操作滿足交換律。答案：錯(cuò)誤解析：選擇對并滿足分配律，但交換律不成立。27.若事務(wù)T1對數(shù)據(jù)項(xiàng)加共享鎖，則T2可讀但不可寫。答案：正確解析：共享鎖允許多讀，排斥寫鎖。28.在MongoDB中，文檔的_id字段默認(rèn)建立唯一索引。答案：正確解析：_id自動創(chuàng)建唯一索引且不可刪除。29.數(shù)據(jù)庫的參照完整性必須由觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。答案：錯(cuò)誤解析：外鍵約束即可實(shí)現(xiàn)，無需觸發(fā)器。30.位圖索引適合低基數(shù)列且頻繁更新的場景。答案：錯(cuò)誤解析：位圖鎖粒度大，高并發(fā)更新易沖突。31.在Oracle中，表空間可以跨多個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例共享。答案：錯(cuò)誤解析：表空間屬于單個(gè)實(shí)例，RAC中由多個(gè)實(shí)例共享存儲，但非跨庫。32.使用索引覆蓋查詢一定能減少回表次數(shù)。答案：正確解析：覆蓋索引指索引葉節(jié)點(diǎn)包含查詢所需全部列，無需回表。33.數(shù)據(jù)庫死鎖檢測通常采用等待圖法。答案：正確解析：等待圖出現(xiàn)環(huán)即死鎖。34.在Redis中，事務(wù)通過MULTI/EXEC保證原子性與回滾。答案：錯(cuò)誤解析：Redis不支持回滾，僅批量執(zhí)行。35.規(guī)范化程度越高，查詢性能一定越好。答案：錯(cuò)誤解析：高范式增加連接，可能降低性能。四、填空題（每空2分，共20分）36.在SQL標(biāo)準(zhǔn)中，用于控制并發(fā)讀取的語句是______隔離級別。答案：SETTRANSACTIONISOLATIONLEVEL37.若關(guān)系R有10個(gè)屬性，則其可能的超鍵總數(shù)為______（僅考慮單屬性鍵情況）。答案：10解析：單屬性候選鍵最多10個(gè)。38.在MySQL中，查看InnoDB引擎狀態(tài)的命令是______。答案：SHOWENGINEINNODBSTATUS39.將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型時(shí)，M:N聯(lián)系需單獨(dú)生成______。答案：關(guān)系模式（或表）40.在PostgreSQL中，用于擴(kuò)展統(tǒng)計(jì)信息的命令是______。答案：CREATESTATISTICS41.分布式系統(tǒng)中，用于生成全局唯一有序ID的算法常稱為______。答案：Snowflake42.在Oracle中，______段用于存儲臨時(shí)排序結(jié)果。答案：TEMP43.若B+樹節(jié)點(diǎn)大小為4KB，指針占6B，鍵占10B，則階數(shù)最大為______。答案：256解析：4KB/(6+10)=256。44.在MongoDB中，______查詢操作符用于匹配數(shù)組內(nèi)任意元素。答案：$elemMatch45.在MySQL8.0中，支持原子DDL的實(shí)現(xiàn)依賴于______日志。答案：DDLLog（或元數(shù)據(jù)日志）五、簡答題（每題8分，共40分）46.描述InnoDB中redolog與binlog的區(qū)別，并說明兩階段提交如何保證一致性。答案：redolog為物理日志，記錄頁修改，用于崩潰恢復(fù)，循環(huán)寫入；binlog為邏輯日志，記錄SQL語句或行變更，用于復(fù)制與恢復(fù)，追加寫入。兩階段提交：1.prepare階段，InnoDB寫redolog并標(biāo)記事務(wù)狀態(tài)為PREPARE；2.寫binlog；3.commit階段，InnoDB將事務(wù)標(biāo)記為COMMIT。若崩潰發(fā)生在2之前，重啟時(shí)redolog無commit，回滾；若2之后崩潰，redolog有prepare且binlog完整，則重新提交，確保兩份日志一致。47.解釋什么是“幻讀”，并說明在MySQL可重復(fù)讀級別下如何通過間隙鎖避免幻讀。答案：幻讀指同一事務(wù)兩次范圍查詢返回不同行數(shù)，因其他事務(wù)插入新行。MySQL通過間隙鎖（GapLock）鎖定索引范圍，阻止其他事務(wù)在范圍內(nèi)插入，結(jié)合next-keylock（記錄鎖+間隙鎖）實(shí)現(xiàn)，確保范圍查詢結(jié)果集不變。48.給出將關(guān)系模式R(A,B,C,D,E,F)分解為BCNF且保持無損連接的步驟，已知F={A→B,BC→D,D→EF}。答案：1.求候選鍵：A的閉包為AB，非全屬性；AC閉包為ABCDEF，故候選鍵為AC。2.檢查FD：A→B，決定因素A非超鍵，違反BCNF。3.分解：按A→B將R分解為R1(A,B)與R2(A,C,D,E,F)。4.R1已BCNF；R2候選鍵為AC，F(xiàn)D有BC→D,D→EF，決定因素BC、D均非超鍵。5.對R2按D→EF分解為R21(D,E,F)與R22(A,B,C,D)。6.最終得R1(A,B)、R21(D,E,F)、R22(A,B,C,D)，均滿足BCNF，且通過公共屬性可無損連接。49.描述一次完整的MySQL主從復(fù)制流程，包括binlog格式、IO線程與SQL線程職責(zé)。答案：1.主庫執(zhí)行事務(wù)，按binlog_format（ROW/STATEMENT/MIXED）記錄binlog；2.從庫IO線程連接主庫，讀取binlog事件并寫入本地relaylog；3.從庫SQL線程讀取relaylog，重放事件；4.重放完成后更新從庫數(shù)據(jù)；5.主庫通過dump線程推送binlog，從庫通過坐標(biāo)記錄同步位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)異步或半同步復(fù)制。50.說明列式存儲如何提升OLAP查詢性能，并指出兩種常見壓縮算法。答案：列存將同列數(shù)據(jù)連續(xù)存儲，提升壓縮比，減少IO；向量化執(zhí)行可一次處理批量列數(shù)據(jù)，提高CPU緩存命中率。常見壓縮：Run-LengthEncoding、DeltaEncoding、DictionaryEncoding、Bit-Packing。例如字典壓縮將重復(fù)字符串映射為整數(shù)，顯著減少存儲與內(nèi)存占用。六、綜合應(yīng)用題（共70分）51.設(shè)計(jì)題（20分）某電商系統(tǒng)需支持高并發(fā)下單與實(shí)時(shí)庫存扣減，庫存表結(jié)構(gòu)為stock(sku_id,store_id,qty)，日均寫入1億次，讀取10億次。要求：a)給出水平分片策略并說明理由；b)設(shè)計(jì)索引與主鍵；c)說明如何避免超賣；d)給出降級方案。答案：a)按sku_id哈希分128片，均衡熱點(diǎn)；b)主鍵(sku_id,store_id)，建立聯(lián)合唯一索引；額外索引(store_id)供門店維度查詢；c)使用樂觀鎖：更新時(shí)帶條件`qty>=:delta`，返回影響行數(shù)為1則成功，否則重試或提示庫存不足；或采用Redis分布式鎖+緩存預(yù)扣，異步寫DB；d)降級：緩存失效時(shí)直接返回“稍后重試”；寫操作失敗寫入MQ，后臺異步校準(zhǔn)庫存。52.SQL編程題（25分）給定表：orders(order_id,user_id,amount,order_date)order_item(item_id,order_id,sku_id,price,qty)要求：1)編寫查詢找出2026年購買金額累計(jì)前10的用戶及累計(jì)金額；2)編寫查詢找出連續(xù)3天下單的用戶；3)將用戶分為“高價(jià)值”“普通”“低價(jià)值”三檔，規(guī)則：累計(jì)金額>=10000為高，<1000為低，其余普通，輸出用戶檔及人數(shù)。答案：1)```sqlSELECTuser_id,SUM(amount)AStotal_amountFROMordersWHEREorder_dateBETWEEN'2026-01-01'AND'2026-12-31'GROUPBYuser_idORDERBYtotal_amountDESCLIMIT10;```2)```sqlWITHdatesAS(SELECTDISTINCTuser_id,order_dateFROMordersWHEREorder_dateBETWEEN'2026-01-01'AND'2026-12-31'),grpAS(SELECTuser_id,order_date,DATE_SUB(order_date,INTERVALROW_NUMBER()OVER(PARTITIONBYuser_idORDERBYorder_date)DAY)ASgrpFROMdates)SELECTuser_idFROMgrpGROUPBYuser_id,grpHAVINGCOUNT(*)>=3;```3)```sqlWITHuser_totalAS(SELECTuser_id,SUM(amount)ASto