2025年數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論復(fù)習(xí)期末試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于數(shù)據(jù)模型的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.概念模型用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的需求分析階段，與具體DBMS無關(guān)B.關(guān)系模型中，實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系均用二維表表示C.層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是有向無環(huán)圖，支持多對(duì)多聯(lián)系D.NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)中的文檔模型（如MongoDB）支持靈活的半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)答案：C（層次模型是樹形結(jié)構(gòu)，僅支持一對(duì)多聯(lián)系）2.設(shè)關(guān)系R（A,B,C），S（C,D,E），若執(zhí)行R?S操作（自然連接），則結(jié)果關(guān)系的屬性個(gè)數(shù)為（）。A.3B.5C.6D.8答案：B（自然連接自動(dòng)去除重復(fù)的C屬性，R的3個(gè)屬性+S的2個(gè)新屬性D、E，共5個(gè)）3.事務(wù)的ACID特性中，“一致性”指的是（）。A.事務(wù)執(zhí)行前后數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)保持合法B.多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)互不干擾C.事務(wù)一旦提交，其結(jié)果永久保存D.事務(wù)中的操作要么全做，要么全不做答案：A（一致性強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)一致狀態(tài)）4.下列關(guān)于索引的說法中，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.唯一索引可以保證索引列值非空且唯一C.覆蓋索引是指索引包含所有查詢需要的列D.在頻繁更新的列上建立索引會(huì)顯著提升寫操作性能答案：C（覆蓋索引無需回表，直接通過索引獲取數(shù)據(jù)；A錯(cuò)誤，聚集索引決定物理順序；B錯(cuò)誤，唯一索引允許NULL（如MySQL）；D錯(cuò)誤，索引會(huì)增加寫操作開銷）5.某關(guān)系模式R（U,F），U={A,B,C,D}，F(xiàn)={AB→C,C→D,D→A}，則R的候選碼是（）。A.ABB.BCC.CDD.BD答案：A（計(jì)算AB的閉包：AB+=ABCD，能決定所有屬性；其他選項(xiàng)閉包無法覆蓋全部）6.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，“分片透明性”指的是（）。A.用戶無需知道數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在哪個(gè)物理節(jié)點(diǎn)B.用戶無需知道數(shù)據(jù)如何被分割成片段C.用戶無需知道片段的副本位置D.用戶無需知道數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)答案：B（分片透明性是最高級(jí)別的分布透明性，用戶只需關(guān)注邏輯關(guān)系，無需了解分片策略）7.下列關(guān)于SQL注入攻擊的防護(hù)措施中，最有效的是（）。A.對(duì)用戶輸入的特殊字符進(jìn)行轉(zhuǎn)義B.使用預(yù)編譯語句（PreparedStatement）C.限制數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的權(quán)限為只讀D.定期備份數(shù)據(jù)庫(kù)答案：B（預(yù)編譯語句將SQL邏輯與數(shù)據(jù)分離，從根本上防止注入；A可能被繞過，C影響功能，D是恢復(fù)手段）8.設(shè)關(guān)系表Student（Sno,Sname,Sage,Sdept），若需查詢“計(jì)算機(jī)系（Sdept='CS'）中年齡（Sage）大于20歲的學(xué)生姓名”，正確的SQL語句是（）。A.SELECTSnameFROMStudentWHERESdept=CSANDSage>20B.SELECTSnameFROMStudentWHERESdept='CS'ANDSage>20C.SELECTSnameFROMStudentWHERESdept=CSORSage>20D.SELECTSnameFROMStudentWHERESdept='CS'ORSage>20答案：B（字符串常量需用單引號(hào)，邏輯條件應(yīng)為AND）9.下列關(guān)于日志（Log）的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.redo日志記錄“做了什么”，用于故障恢復(fù)時(shí)重做已提交事務(wù)B.undo日志記錄“之前的值”，用于回滾未提交事務(wù)C.歸檔日志是聯(lián)機(jī)日志的備份，用于介質(zhì)故障恢復(fù)D.日志必須在事務(wù)提交前寫入磁盤（Write-AheadLogging）答案：A（redo日志記錄“要做什么”，即新值；undo記錄舊值）10.某數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)支持可重復(fù)讀（RepeatableRead）隔離級(jí)別，下列現(xiàn)象中可能發(fā)生的是（）。A.臟讀（DirtyRead）B.不可重復(fù)讀（Non-RepeatableRead）C.幻讀（PhantomRead）D.丟失更新（LostUpdate）答案：C（可重復(fù)讀解決了臟讀和不可重復(fù)讀，但可能存在幻讀；串行化隔離級(jí)別可避免幻讀）二、填空題（每空1分，共15分）1.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)包括外模式、______和內(nèi)模式。答案：模式（或概念模式）2.關(guān)系代數(shù)中，σ（選擇）操作是針對(duì)______的篩選，π（投影）操作是針對(duì)______的篩選。答案：行（元組）；列（屬性）3.事務(wù)的隔離級(jí)別由低到高依次為：讀未提交、讀已提交、______、串行化。答案：可重復(fù)讀4.關(guān)系模式規(guī)范化的目的是消除數(shù)據(jù)冗余和______。答案：操作異常（或插入異常、刪除異常、更新異常）5.數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的基本技術(shù)是______和日志記錄。答案：數(shù)據(jù)備份（或冗余備份）6.在E-R模型中，實(shí)體之間的聯(lián)系可分為一對(duì)一、一對(duì)多和______三種類型。答案：多對(duì)多7.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的“CAP定理”指的是一致性、可用性和______三者無法同時(shí)滿足。答案：分區(qū)容錯(cuò)性8.索引按存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可分為B+樹索引、______和位圖索引等。答案：哈希索引9.SQL中，用于修改表結(jié)構(gòu)的語句是______。答案：ALTERTABLE10.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的主要特點(diǎn)包括面向主題、集成的、______和非易失的。答案：時(shí)變的（或隨時(shí)間變化的）11.數(shù)據(jù)庫(kù)安全性控制的常用方法包括用戶標(biāo)識(shí)與鑒別、______、視圖機(jī)制和審計(jì)。答案：存取控制（或權(quán)限管理）12.關(guān)系模型中，若屬性A是關(guān)系R的外碼，則A的值必須等于關(guān)系S中某個(gè)元組的______值，或?yàn)榭?。答案：主碼（或主鍵）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述關(guān)系的參照完整性規(guī)則，并舉例說明。答案：參照完整性規(guī)則要求：若屬性（或?qū)傩越M）F是關(guān)系R的外碼，且F參照關(guān)系S的主碼，則R中每個(gè)元組在F上的值必須等于S中某個(gè)元組的主碼值，或者F為空（當(dāng)F允許空值時(shí)）。例如，學(xué)生表（Sno,Sname,Dno）中的Dno是外碼，參照系表（Dno,Dname）的主碼Dno，因此學(xué)生表中Dno的值必須是系表中存在的Dno，或?yàn)榭眨ū硎驹搶W(xué)生尚未分配系）。2.比較B+樹索引與哈希索引的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：B+樹索引的優(yōu)點(diǎn)：支持范圍查詢（如WHEREage>20）、有序遍歷；適合等值查詢和范圍查詢；支持索引的順序掃描。缺點(diǎn)：插入、刪除操作可能引發(fā)樹的分裂或合并，維護(hù)成本較高；等值查詢效率略低于哈希索引。哈希索引的優(yōu)點(diǎn)：等值查詢速度極快（O(1)時(shí)間復(fù)雜度）；維護(hù)簡(jiǎn)單（哈希沖突時(shí)通過鏈表解決）。缺點(diǎn)：不支持范圍查詢；無法利用索引進(jìn)行排序；哈希沖突嚴(yán)重時(shí)性能下降明顯。3.什么是事務(wù)的可串行化調(diào)度？如何判斷兩個(gè)事務(wù)的調(diào)度是否沖突可串行化？答案：可串行化調(diào)度是指多個(gè)事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行結(jié)果與這些事務(wù)按某種順序串行執(zhí)行的結(jié)果一致。沖突可串行化的判斷方法：若兩個(gè)調(diào)度的沖突操作（即對(duì)同一數(shù)據(jù)的讀寫、寫讀、寫寫操作）的順序相同，則它們是沖突等價(jià)的。若一個(gè)調(diào)度能通過交換不沖突的操作順序轉(zhuǎn)換為串行調(diào)度，則該調(diào)度是沖突可串行化的。關(guān)鍵步驟是構(gòu)建優(yōu)先圖（PrecedenceGraph），若圖中無環(huán)則調(diào)度沖突可串行化。4.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的主要階段及其任務(wù)。答案：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為以下階段：（1）需求分析：收集用戶需求，確定數(shù)據(jù)范圍和處理要求；（2）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：構(gòu)建E-R模型，描述實(shí)體、屬性和聯(lián)系；（3）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：將E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，并進(jìn)行規(guī)范化；（4）物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：確定存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（如索引、分區(qū)）、存取方法等；（5）數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施：編寫SQL語句，加載數(shù)據(jù)，測(cè)試系統(tǒng)；（6）運(yùn)行維護(hù)：監(jiān)控性能，備份恢復(fù)，優(yōu)化調(diào)整。5.說明視圖（View）的作用，并舉例說明其在安全性控制中的應(yīng)用。答案：視圖的作用：（1）簡(jiǎn)化復(fù)雜查詢（如將多表連接的查詢定義為視圖）；（2）提供邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性（表結(jié)構(gòu)變更時(shí)，只需修改視圖定義）；（3）增強(qiáng)安全性（通過視圖限制用戶訪問的數(shù)據(jù)范圍）。安全性應(yīng)用示例：為普通員工創(chuàng)建視圖，僅包含自己的工資信息（如CREATEVIEWEmpSalaryASSELECTSalaryFROMEmployeeWHEREEno=CURRENT_USER），防止其查詢他人工資。四、設(shè)計(jì)題（共20分）某高校擬開發(fā)“學(xué)生社團(tuán)管理系統(tǒng)”，需求如下：社團(tuán)（Club）有編號(hào)（Cno，主鍵）、名稱（Cname）、成立時(shí)間（Ctime）、負(fù)責(zé)人（Cleader，學(xué)生學(xué)號(hào)）。學(xué)生（Student）有學(xué)號(hào)（Sno，主鍵）、姓名（Sname）、學(xué)院（Sdept）。學(xué)生可加入多個(gè)社團(tuán)，社團(tuán)可包含多個(gè)學(xué)生，記錄加入時(shí)間（JoinTime）。1.繪制該系統(tǒng)的E-R圖（要求標(biāo)注實(shí)體屬性、聯(lián)系類型及屬性）。（8分）答案：實(shí)體：Student（Sno,Sname,Sdept）；Club（Cno,Cname,Ctime,Cleader）。聯(lián)系：Membership（多對(duì)多，即Student與Club之間的M:N聯(lián)系），屬性為JoinTime。E-R圖結(jié)構(gòu)：Student和Club為矩形，屬性為橢圓，聯(lián)系Membership為菱形，連接兩個(gè)實(shí)體，標(biāo)注M:N，JoinTime作為聯(lián)系的屬性。2.將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，并注明主碼和外碼。（6分）答案：Student（Sno,Sname,Sdept）主碼：SnoClub（Cno,Cname,Ctime,Cleader）主碼：Cno；外碼：Cleader（參照Student.Sno）Membership（Sno,Cno,JoinTime）主碼：(Sno,Cno)；外碼：Sno（參照Student.Sno），Cno（參照Club.Cno）3.編寫SQL語句：查詢“計(jì)算機(jī)學(xué)院（Sdept='CS'）中加入了‘機(jī)器人社’（Cname='機(jī)器人社'）的學(xué)生姓名及加入時(shí)間”。（6分）答案：SELECTs.Sname,m.JoinTimeFROMStudentsJOINMembershipmONs.Sno=m.SnoJOINClubcONm.Cno=c.CnoWHEREs.Sdept='CS'ANDc.Cname='機(jī)器人社';五、綜合題（共15分）某銀行數(shù)據(jù)庫(kù)中有“賬戶”表Account（Ano,Balance），其中Ano是賬戶號(hào)（主鍵），Balance是余額。現(xiàn)有兩個(gè)事務(wù)：T1：從賬戶A轉(zhuǎn)100元到賬戶B（即A.Balance-=100，B.Balance+=100）T2：從賬戶B轉(zhuǎn)200元到賬戶C（即B.Balance-=200，C.Balance+=200）假設(shè)兩個(gè)事務(wù)的操作序列如下（時(shí)間順序）：1.T1讀A.Balance（設(shè)為1000）2.T2讀B.Balance（設(shè)為1500）3.T1寫A.Balance（900）4.T2寫B(tài).Balance（1300）5.T1讀B.Balance（1300）6.T1寫B(tài).Balance（1400）7.T2讀C.Balance（設(shè)為500）8.T2寫C.Balance（700）9.T1提交10.T2提交1.分析該調(diào)度是否滿足可串行化要求，說明理由。（5分）答案：不滿足可串行化。沖突操作包括：T1寫A（步驟3）與其他事務(wù)無沖突；T1寫B(tài)（步驟6）與T2寫B(tài)（步驟4）是寫寫沖突，順序?yàn)門2先寫B(tài)，T1后寫B(tài)；T1讀B（步驟5）與T2寫B(tài)（步驟4）是讀寫沖突，順序?yàn)門2寫B(tài)后T1讀B；T2寫B(tài)（步驟4）與T1寫B(tài)（步驟6）是寫寫沖突。構(gòu)建優(yōu)先圖：T2→T1（因T2寫B(tài)在T1寫B(tài)之前，且T1讀B在T2寫B(tài)之后），無環(huán)，因此沖突可串行化？需重新分析：步驟3（T1寫A）無沖突；步驟4（T2寫B(tài)）與步驟5（T1讀B）沖突，T2→T1；步驟4（T2寫B(tài)）與步驟6（T1寫B(tài)）沖突，T2→T1；步驟6（T1寫B(tài)）與其他無沖突。優(yōu)先圖只有T2→T1一條邊，無環(huán)，因此是沖突可串行化的。但實(shí)際執(zhí)行結(jié)果：T1執(zhí)行后B=1400（原B=1500-100+100？不，T1是A→B轉(zhuǎn)100，所以B應(yīng)+100，原B=1500，T1寫B(tài)應(yīng)為1600？題目中步驟5T1讀B為1300（T2已寫B(tài)為1300），步驟6T1寫B(tài)為1300+100=1400。T2執(zhí)行后B=1300-200=1100？但T2步驟4寫B(tài)為1300（原B=1500-200=1300），步驟8寫C為700（原500+200）。最終B的余額應(yīng)為：T1提交后B=1400，T2提交后B=1400-200=1200？而串行執(zhí)行T1→T2