(2025年)細(xì)選數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，若屬性A是關(guān)系R的外碼，則A的值必須滿足（）。A.等于R中某主碼的值B.為空或等于被參照關(guān)系中主碼的某個(gè)值C.大于被參照關(guān)系中主碼的最小值D.小于被參照關(guān)系中主碼的最大值2.以下關(guān)于事務(wù)ACID特性的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.原子性（Atomicity）要求事務(wù)的所有操作要么全部完成，要么全部不完成B.一致性（Consistency）確保事務(wù)執(zhí)行后數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致?tīng)顟B(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)一致?tīng)顟B(tài)C.隔離性（Isolation）要求事務(wù)之間完全互不干擾，不可見(jiàn)彼此的中間狀態(tài)D.持久性（Durability）保證事務(wù)提交后，其對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改永久保存3.某關(guān)系模式R（A,B,C,D），函數(shù)依賴集F={A→B,B→C,C→D}，則R的最高范式是（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF4.以下關(guān)于索引的描述，正確的是（）。A.聚集索引會(huì)改變表中數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)順序B.非聚集索引的葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的是數(shù)據(jù)行的全部信息C.為所有列創(chuàng)建索引可以顯著提升查詢性能D.索引越多，數(shù)據(jù)插入和更新的效率越高5.在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，CAP理論指的是（）。A.一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分區(qū)容錯(cuò)性（PartitionTolerance）B.完整性（Completeness）、原子性（Atomicity）、持久性（Permanence）C.并發(fā)控制（ConcurrencyControl）、異步復(fù)制（AsyncReplication）、分片（Sharding）D.連接（Join）、聚合（Aggregation）、投影（Projection）6.對(duì)于SQL語(yǔ)句“SELECTCOUNT(DISTINCTage)FROMstudent;”，其功能是（）。A.統(tǒng)計(jì)student表中age列的非空值數(shù)量B.統(tǒng)計(jì)student表中不同age值的個(gè)數(shù)C.統(tǒng)計(jì)student表中所有age值的總和D.統(tǒng)計(jì)student表中age列的最大值7.以下關(guān)于NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.鍵值存儲(chǔ)（Key-Value）適合存儲(chǔ)用戶會(huì)話數(shù)據(jù)B.列族存儲(chǔ)（ColumnFamily）適合海量數(shù)據(jù)的分析場(chǎng)景C.文檔存儲(chǔ)（Document）要求所有文檔必須具有相同的結(jié)構(gòu)D.圖存儲(chǔ)（Graph）適合社交網(wǎng)絡(luò)關(guān)系分析8.在SQLServer中，若要將表“orders”的“total_price”列的數(shù)據(jù)類(lèi)型從INT修改為DECIMAL(10,2)，應(yīng)使用（）。A.ALTERTABLEordersMODIFYCOLUMNtotal_priceDECIMAL(10,2);B.ALTERTABLEordersCHANGECOLUMNtotal_priceDECIMAL(10,2);C.ALTERTABLEordersALTERCOLUMNtotal_priceDECIMAL(10,2);D.UPDATETABLEordersSETCOLUMNtotal_priceDECIMAL(10,2);9.某數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，日志文件中記錄了事務(wù)T1的BEGIN和多個(gè)WRITE操作，但未記錄COMMIT?；謴?fù)時(shí)應(yīng)執(zhí)行（）。A.REDO操作，撤銷(xiāo)T1的所有修改B.UNDO操作，撤銷(xiāo)T1的所有修改C.REDO操作，重做T1的所有修改D.UNDO操作，重做T1的所有修改10.以下關(guān)于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的描述，正確的是（）。A.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)主要用于支持日常事務(wù)處理B.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)更新的，反映當(dāng)前狀態(tài)C.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)通常采用星型模型或雪花模型進(jìn)行建模D.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的表結(jié)構(gòu)與操作型數(shù)據(jù)庫(kù)完全相同二、填空題（每空1分，共15分）1.關(guān)系模型的完整性約束包括實(shí)體完整性、參照完整性和__________。2.事務(wù)的隔離級(jí)別中，允許“臟讀”的是__________隔離級(jí)別。3.在ER模型中，實(shí)體之間的聯(lián)系可分為一對(duì)一、一對(duì)多和__________三種類(lèi)型。4.SQL中，用于刪除表中所有數(shù)據(jù)但保留表結(jié)構(gòu)的語(yǔ)句是__________。5.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的六個(gè)階段包括需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、__________、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施和數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行維護(hù)。6.B+樹(shù)索引的葉子節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)__________指針連接，支持范圍查詢。7.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的分片方式包括水平分片、垂直分片和__________。8.在HBase中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本單位是__________，由行鍵、列族、時(shí)間戳和值組成。9.函數(shù)依賴中，若X→Y且Y→X，則X和Y之間是__________依賴。10.數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的基礎(chǔ)是__________，它記錄了數(shù)據(jù)庫(kù)中所有更新操作。11.為了避免死鎖，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通常采用__________策略（如超時(shí)機(jī)制或事務(wù)優(yōu)先級(jí)）。12.數(shù)據(jù)立方體的“上卷”（RollUp）操作是通過(guò)__________維度來(lái)聚合數(shù)據(jù)。13.關(guān)系代數(shù)中，σ（選擇）操作對(duì)應(yīng)SQL的__________子句。14.內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)（In-MemoryDB）通過(guò)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在__________中，大幅提升訪問(wèn)速度。15.數(shù)據(jù)挖掘的主要任務(wù)包括分類(lèi)、聚類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘和__________。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)（外模式、模式、內(nèi)模式）的作用及聯(lián)系。2.說(shuō)明索引的優(yōu)缺點(diǎn)，并舉例說(shuō)明何時(shí)適合創(chuàng)建索引。3.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)？簡(jiǎn)述事務(wù)回滾（Rollback）和提交（Commit）的區(qū)別。4.對(duì)比關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（如MySQL）和文檔型NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)（如MongoDB）的適用場(chǎng)景。5.解釋“幻讀”（PhantomRead）的概念，并說(shuō)明如何通過(guò)隔離級(jí)別解決幻讀問(wèn)題。四、設(shè)計(jì)題（共25分）某高校需設(shè)計(jì)“學(xué)生-課程-成績(jī)”管理數(shù)據(jù)庫(kù)，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、所屬學(xué)院（學(xué)院有學(xué)院編號(hào)、名稱(chēng)、聯(lián)系電話）。-課程信息：課程號(hào)（唯一）、課程名、學(xué)分、開(kāi)課學(xué)院（與學(xué)院信息關(guān)聯(lián)）。-成績(jī)信息：學(xué)生學(xué)號(hào)、課程號(hào)、成績(jī)（0-100分）、考試時(shí)間。要求：（1）繪制該系統(tǒng)的ER圖（需標(biāo)注實(shí)體屬性、聯(lián)系類(lèi)型及約束）（8分）；（2）將ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型（需標(biāo)注主碼和外碼）（7分）；（3）使用SQL創(chuàng)建“成績(jī)”表（需包含完整性約束）（5分）；（4）編寫(xiě)SQL查詢：查詢“計(jì)算機(jī)學(xué)院”所有學(xué)生的“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”課程成績(jī)，要求顯示學(xué)號(hào)、姓名、成績(jī)（5分）。五、綜合題（共10分）某電商平臺(tái)訂單數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)性能問(wèn)題，具體表現(xiàn)為：高峰期“查詢某用戶近一年所有訂單”操作響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（超過(guò)5秒），而“新增訂單”操作偶爾出現(xiàn)超時(shí)。經(jīng)分析，訂單表（order）包含字段：order_id（主碼）、user_id、create_time、total_amount、status（狀態(tài)），數(shù)據(jù)量約1億條。請(qǐng)結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化技術(shù)，提出至少4種優(yōu)化方案，并說(shuō)明每種方案的原理及適用場(chǎng)景。答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.C3.B4.A5.A6.B7.C8.C9.B10.C二、填空題1.用戶定義的完整性2.讀未提交（ReadUncommitted）3.多對(duì)多4.TRUNCATETABLE5.物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.雙向7.混合分片8.單元格（Cell）9.完全10.日志文件（Log）11.死鎖檢測(cè)或預(yù)防12.減少（或聚合）13.WHERE14.內(nèi)存（RAM）15.預(yù)測(cè)三、簡(jiǎn)答題1.三級(jí)模式結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心架構(gòu)：-外模式（用戶模式）：用戶可見(jiàn)的局部數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可有多外模式，對(duì)應(yīng)不同用戶視圖，保證數(shù)據(jù)安全性和邏輯獨(dú)立性。-模式（概念模式）：全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)，描述數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)、聯(lián)系和約束，是數(shù)據(jù)庫(kù)的核心。-內(nèi)模式（存儲(chǔ)模式）：數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（如索引、文件組織方式），決定數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率。聯(lián)系：外模式通過(guò)外模式/模式映射與模式關(guān)聯(lián)，模式通過(guò)模式/內(nèi)模式映射與內(nèi)模式關(guān)聯(lián)，兩種映射保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。2.索引優(yōu)點(diǎn)：加速查詢（尤其是范圍查詢和排序）、減少全表掃描；缺點(diǎn)：增加存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)、降低插入/更新/刪除的效率（需維護(hù)索引結(jié)構(gòu)）。適合創(chuàng)建索引的場(chǎng)景：-經(jīng)常被查詢的列（如WHERE子句、JOIN條件中的列）；-取值范圍大且重復(fù)率低的列（如用戶ID）；-經(jīng)常用于排序（ORDERBY）或分組（GROUPBY）的列。3.事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作單位，由一組邏輯相關(guān)的操作組成，需滿足ACID特性?；貪L（Rollback）：撤銷(xiāo)事務(wù)的所有操作，數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到事務(wù)開(kāi)始前的狀態(tài)（用于事務(wù)執(zhí)行失敗時(shí)）；提交（Commit）：確認(rèn)事務(wù)的所有操作，修改永久保存到數(shù)據(jù)庫(kù)（用于事務(wù)成功執(zhí)行后）。4.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（如MySQL）：-適用場(chǎng)景：需要強(qiáng)一致性、復(fù)雜事務(wù)（如銀行轉(zhuǎn)賬）、多表關(guān)聯(lián)查詢（如訂單-用戶-商品關(guān)聯(lián)）；-特點(diǎn)：嚴(yán)格的模式約束（表結(jié)構(gòu)固定）、支持SQL和ACID事務(wù)。文檔型NoSQL（如MongoDB）：-適用場(chǎng)景：半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如用戶評(píng)論、日志）、靈活擴(kuò)展（無(wú)需預(yù)定義表結(jié)構(gòu)）、高并發(fā)讀（如社交動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)）；-特點(diǎn)：模式靈活（文檔結(jié)構(gòu)可動(dòng)態(tài)變化）、橫向擴(kuò)展能力強(qiáng)，弱一致性（最終一致）。5.幻讀：一個(gè)事務(wù)在兩次查詢同一范圍數(shù)據(jù)時(shí)，由于其他事務(wù)插入或刪除記錄，導(dǎo)致第二次查詢結(jié)果與第一次不同（如第一次查詢“年齡>20”有10條記錄，第二次查詢有12條）。解決方法：將隔離級(jí)別提升至“可串行化”（Serializable），通過(guò)加鎖或多版本并發(fā)控制（MVCC）阻止其他事務(wù)插入/刪除符合條件的記錄；或使用SELECT...FORUPDATE鎖定查詢范圍，防止幻讀。四、設(shè)計(jì)題（1）ER圖：-實(shí)體1（學(xué)生）：屬性{學(xué)號(hào)（主碼）、姓名、性別、入學(xué)時(shí)間}；-實(shí)體2（學(xué)院）：屬性{學(xué)院編號(hào)（主碼）、名稱(chēng)、聯(lián)系電話}；-實(shí)體3（課程）：屬性{課程號(hào)（主碼）、課程名、學(xué)分}；-聯(lián)系1（屬于）：學(xué)生→學(xué)院，一對(duì)多（1:n），學(xué)生包含外碼“學(xué)院編號(hào)”；-聯(lián)系2（開(kāi)設(shè)）：學(xué)院→課程，一對(duì)多（1:n），課程包含外碼“學(xué)院編號(hào)”；-聯(lián)系3（選修）：學(xué)生?課程，多對(duì)多（m:n），聯(lián)系屬性{成績(jī)、考試時(shí)間}，轉(zhuǎn)換為成績(jī)表（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)，考試時(shí)間），主碼（學(xué)號(hào)，課程號(hào)）。（2）關(guān)系模型：-學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，入學(xué)時(shí)間，學(xué)院編號(hào)）主碼：學(xué)號(hào)；外碼：學(xué)院編號(hào)（參照學(xué)院.學(xué)院編號(hào)）。-學(xué)院（學(xué)院編號(hào)，名稱(chēng)，聯(lián)系電話）主碼：學(xué)院編號(hào)。-課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分，開(kāi)課學(xué)院編號(hào)）主碼：課程號(hào)；外碼：開(kāi)課學(xué)院編號(hào)（參照學(xué)院.學(xué)院編號(hào)）。-成績(jī)（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)，考試時(shí)間）主碼：（學(xué)號(hào)，課程號(hào)）；外碼：學(xué)號(hào)（參照學(xué)生.學(xué)號(hào)），課程號(hào)（參照課程.課程號(hào)）。（3）創(chuàng)建成績(jī)表SQL：CREATETABLE成績(jī)(學(xué)號(hào)CHAR(10)NOTNULL,課程號(hào)CHAR(6)NOTNULL,成績(jī)TINYINTCHECK(成績(jī)BETWEEN0AND100),考試時(shí)間DATENOTNULL,PRIMARYKEY(學(xué)號(hào),課程號(hào)),FOREIGNKEY(學(xué)號(hào))REFERENCES學(xué)生(學(xué)號(hào)),FOREIGNKEY(課程號(hào))REFERENCES課程(課程號(hào)));（4）查詢SQL：SELECTs.學(xué)號(hào),s.姓名,sc.成績(jī)FROM學(xué)生sJOIN成績(jī)scONs.學(xué)號(hào)=sc.學(xué)號(hào)JOIN課程cONsc.課程號(hào)=c.課程號(hào)JOIN學(xué)院dONs.學(xué)院編號(hào)=d.學(xué)院編號(hào)WHEREd.名稱(chēng)='計(jì)算機(jī)學(xué)院'ANDc.課程名='數(shù)據(jù)庫(kù)原理';五、綜合題優(yōu)化方案及原理：1.建立覆蓋索引：-原理：在order表的user_id和create_time列上創(chuàng)建聯(lián)合索引（user_id,create_timeDESC），包含查詢所需的user_id（過(guò)濾條件）、create_time（排序條件）和order_id、total_amount、status（查詢結(jié)果字段），避免回表操作。-適用場(chǎng)景：查詢條件固定（用戶ID+時(shí)間范圍），且查詢字段集中。2.數(shù)據(jù)分區(qū)：-原理：按create_time進(jìn)行范圍分區(qū)（如按月分區(qū)），將近一年數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)分區(qū)，查詢時(shí)僅掃描該分區(qū)，減少I(mǎi)O量。-適用場(chǎng)景：數(shù)據(jù)具有時(shí)間屬性（如訂單、日志），且查詢常按時(shí)間范圍過(guò)濾。3.讀寫(xiě)分離：-原理：主庫(kù)處理寫(xiě)操