2026年數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課后習(xí)題附答案

2026年數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課后習(xí)題附答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.關(guān)于關(guān)系代數(shù)中的除運(yùn)算，以下描述正確的是（）A.除運(yùn)算的結(jié)果關(guān)系的屬性集是被除數(shù)關(guān)系與除數(shù)關(guān)系屬性集的差集B.除運(yùn)算要求除數(shù)關(guān)系的所有屬性必須包含在被除數(shù)關(guān)系的屬性集中C.若被除數(shù)關(guān)系為R(A,B,C)，除數(shù)關(guān)系為S(B,C)，則R÷S的結(jié)果屬性為AD.除運(yùn)算等價(jià)于先做笛卡爾積再做選擇操作答案：C解析：除運(yùn)算的結(jié)果屬性是被除數(shù)關(guān)系中不在除數(shù)關(guān)系中的屬性（A選項(xiàng)錯(cuò)誤）；除數(shù)關(guān)系的屬性可以是被除數(shù)關(guān)系屬性的子集（B選項(xiàng)錯(cuò)誤）；除運(yùn)算的本質(zhì)是找出被除數(shù)中滿足與除數(shù)所有元組匹配的元組（D選項(xiàng)錯(cuò)誤）。2.以下SQL語(yǔ)句中，能正確統(tǒng)計(jì)每個(gè)部門(mén)（dept_id）的平均工資（salary）且僅顯示平均工資高于10000的部門(mén)的是（）A.SELECTdept_id,AVG(salary)FROMemployeesGROUPBYdept_idWHEREAVG(salary)>10000;B.SELECTdept_id,AVG(salary)FROMemployeesWHEREAVG(salary)>10000GROUPBYdept_id;C.SELECTdept_id,AVG(salary)FROMemployeesGROUPBYdept_idHAVINGAVG(salary)>10000;D.SELECTdept_id,AVG(salary)FROMemployeesGROUPBYdept_idHAVINGsalary>10000;答案：C解析：WHERE子句用于過(guò)濾行，不能直接使用聚合函數(shù)（A、B錯(cuò)誤）；HAVING子句用于過(guò)濾分組后的聚合結(jié)果（D錯(cuò)誤，salary是行級(jí)屬性）。3.關(guān)于B+樹(shù)索引與B樹(shù)索引的區(qū)別，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.B+樹(shù)的非葉子節(jié)點(diǎn)僅存儲(chǔ)索引鍵，不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)指針B.B樹(shù)的所有節(jié)點(diǎn)都可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，B+樹(shù)的數(shù)據(jù)僅存儲(chǔ)在葉子節(jié)點(diǎn)C.B+樹(shù)的葉子節(jié)點(diǎn)通過(guò)指針連接，支持范圍查詢更高效D.B樹(shù)適合隨機(jī)查詢，B+樹(shù)適合順序查詢答案：A解析：B+樹(shù)的非葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)索引鍵和指向子節(jié)點(diǎn)的指針（不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)指針），而B(niǎo)樹(shù)的非葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)索引鍵和數(shù)據(jù)指針（A錯(cuò)誤）。4.事務(wù)的ACID特性中，“原子性”指的是（）A.事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須使數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致?tīng)顟B(tài)變到另一個(gè)一致?tīng)顟B(tài)B.一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾C.事務(wù)一旦提交，其對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改是永久的D.事務(wù)中的操作要么全部完成，要么全部不完成答案：D解析：A是一致性（Consistency），B是隔離性（Isolation），C是持久性（Durability）。5.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.減少日志文件的存儲(chǔ)空間B.縮短數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)時(shí)需要掃描的日志范圍C.確保事務(wù)的原子性D.防止死鎖答案：B解析：檢查點(diǎn)記錄了當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)，恢復(fù)時(shí)只需處理檢查點(diǎn)之后的日志，減少恢復(fù)時(shí)間（A錯(cuò)誤，日志仍需保留；C是日志的作用；D是并發(fā)控制的任務(wù)）。6.關(guān)系模式R(U,F)中，U={A,B,C,D},F={AB→C,C→D,D→A}，則R的候選鍵是（）A.ABB.BCC.CDD.BD答案：A解析：AB的閉包：AB→C（已知），C→D（得AB→D），D→A（得AB→A），因此AB+={A,B,C,D}=U，是候選鍵。7.以下關(guān)于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的CAP定理描述正確的是（）A.一致性（Consistency）要求所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)看到相同的數(shù)據(jù)更新B.可用性（Availability）要求系統(tǒng)在任何故障下仍能響應(yīng)讀/寫(xiě)請(qǐng)求C.分區(qū)容忍性（PartitionTolerance）要求網(wǎng)絡(luò)分區(qū)時(shí)系統(tǒng)必須停止服務(wù)D.CAP三者可以同時(shí)滿足答案：A解析：可用性要求非故障節(jié)點(diǎn)能響應(yīng)（B錯(cuò)誤）；分區(qū)容忍性要求系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)分區(qū)時(shí)仍能運(yùn)行（C錯(cuò)誤）；CAP只能滿足其中兩個(gè)（D錯(cuò)誤）。8.在SQL中，若要限制用戶只能查詢表中2023年以后的數(shù)據(jù)，最合理的方法是（）A.使用CHECK約束B(niǎo).創(chuàng)建視圖，視圖中包含WHERE條件篩選2023年以后的數(shù)據(jù)C.使用觸發(fā)器D.修改表結(jié)構(gòu)，添加時(shí)間字段的默認(rèn)值答案：B解析：視圖可以封裝查詢邏輯，限制用戶直接訪問(wèn)基表（A用于約束插入/更新的數(shù)據(jù)；C用于觸發(fā)額外操作；D與查詢限制無(wú)關(guān)）。9.關(guān)于樂(lè)觀并發(fā)控制（OCC），以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.事務(wù)執(zhí)行時(shí)不獲取鎖，僅記錄讀/寫(xiě)操作B.提交前檢查是否與其他事務(wù)沖突C.適合讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景D.沖突檢測(cè)在事務(wù)執(zhí)行過(guò)程中進(jìn)行答案：D解析：樂(lè)觀控制的沖突檢測(cè)在提交階段（驗(yàn)證階段）進(jìn)行，而非執(zhí)行過(guò)程中（D錯(cuò)誤）。10.某數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用日志文件實(shí)現(xiàn)恢復(fù)，日志記錄順序?yàn)椋?lt;T1,A,100→200>,<T2,B,50→80>,<T1commit>,<T2,C,200→300>,<T2abort>。系統(tǒng)崩潰后恢復(fù)時(shí)，需要執(zhí)行的操作是（）A.重做T1，撤銷T2B.撤銷T1，重做T2C.僅撤銷T2D.僅重做T1答案：A解析：已提交的事務(wù)（T1）需要重做（REDO），未提交的事務(wù)（T2）需要撤銷（UNDO）。二、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）的作用及各層之間的映射關(guān)系。答案：三級(jí)模式結(jié)構(gòu)通過(guò)外模式-模式映射和模式-內(nèi)模式映射實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。模式（概念模式）：描述數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征，是數(shù)據(jù)庫(kù)的核心與關(guān)鍵。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。內(nèi)模式（存儲(chǔ)模式）：數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法的描述。外模式-模式映射保證當(dāng)模式改變時(shí)，只需修改映射即可保持外模式不變（邏輯獨(dú)立性）；模式-內(nèi)模式映射保證當(dāng)內(nèi)模式改變時(shí)，只需修改映射即可保持模式不變（物理獨(dú)立性）。2.說(shuō)明BCNF與3NF的區(qū)別，并舉例說(shuō)明滿足3NF但不滿足BCNF的關(guān)系模式。答案：BCNF（巴斯-科德范式）比3NF更嚴(yán)格。3NF要求不存在非主屬性對(duì)候選鍵的傳遞依賴或部分依賴；BCNF要求所有決定因素（X→Y中的X）都必須是候選鍵。例：關(guān)系模式R(U,F)，U={S,T,J},F={SJ→T,ST→J,T→J}。候選鍵為SJ和ST。非主屬性無(wú)，滿足3NF。但存在T→J，T不是候選鍵，因此不滿足BCNF。3.簡(jiǎn)述死鎖的預(yù)防策略與檢測(cè)策略的區(qū)別，并列舉兩種死鎖預(yù)防方法。答案：預(yù)防策略通過(guò)限制事務(wù)的加鎖順序或加鎖方式，從根本上避免死鎖發(fā)生；檢測(cè)策略允許死鎖發(fā)生，通過(guò)定期檢查死鎖狀態(tài)并回滾部分事務(wù)解決。預(yù)防方法：（1）順序加鎖法：所有事務(wù)按固定順序申請(qǐng)鎖（如按屬性字典序）；（2）一次封鎖法：事務(wù)執(zhí)行前一次性申請(qǐng)所有需要的鎖，執(zhí)行中不再申請(qǐng)新鎖。4.比較主索引（PrimaryIndex）與輔助索引（SecondaryIndex）的區(qū)別，并說(shuō)明各自的適用場(chǎng)景。答案：主索引基于主碼建立，且數(shù)據(jù)文件本身按主碼順序存儲(chǔ)（如B+樹(shù)的葉子節(jié)點(diǎn)直接是數(shù)據(jù)記錄）；輔助索引基于非主屬性建立，索引項(xiàng)存儲(chǔ)索引鍵和記錄的物理地址（或主碼）。主索引適合對(duì)主碼的快速查找和范圍查詢（因數(shù)據(jù)有序）；輔助索引適合對(duì)非主屬性的快速查找（如按姓名查詢用戶），但可能需要回表操作（通過(guò)主碼查找主索引獲取完整記錄）。5.解釋NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)中“最終一致性”的含義，并說(shuō)明其與強(qiáng)一致性的區(qū)別。答案：最終一致性指數(shù)據(jù)更新后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（通常是網(wǎng)絡(luò)傳播延遲），所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)會(huì)達(dá)到一致?tīng)顟B(tài)，但在這段時(shí)間內(nèi)不同節(jié)點(diǎn)可能看到不同的值。強(qiáng)一致性要求任何時(shí)刻所有節(jié)點(diǎn)的讀操作都能看到最新的寫(xiě)結(jié)果；最終一致性允許短暫的不一致，但保證最終一致。例如，分布式鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)（如Redis）在主從復(fù)制時(shí)，寫(xiě)主節(jié)點(diǎn)后，從節(jié)點(diǎn)可能延遲同步，此時(shí)讀從節(jié)點(diǎn)可能得到舊值（最終一致性），而關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)提交后所有節(jié)點(diǎn)立即一致（強(qiáng)一致性）。三、應(yīng)用題（每題10分，共30分）1.某公司數(shù)據(jù)庫(kù)包含以下關(guān)系模式：?jiǎn)T工表EMP（EID,Ename,Did,Salary），其中EID是員工編號(hào)（主鍵），Did是部門(mén)編號(hào)；部門(mén)表DEPT（Did,Dname,ManagerID），其中Did是部門(mén)編號(hào)（主鍵），ManagerID是部門(mén)經(jīng)理的員工編號(hào)（外鍵，引用EMP.EID）。（1）用SQL語(yǔ)句查詢每個(gè)部門(mén)的經(jīng)理姓名及其所在部門(mén)名稱，要求結(jié)果包含Dname（部門(mén)名稱）、ManagerName（經(jīng)理姓名）。（2）用SQL語(yǔ)句為EMP表添加一個(gè)CHECK約束，確保Salary的值在5000到100000之間（含邊界）。答案：（1）SELECTD.Dname,E.EnameASManagerNameFROMDEPTDJOINEMPEOND.ManagerID=E.EID;（2）ALTERTABLEEMPADDCONSTRAINTCHK_SalaryCHECK(SalaryBETWEEN5000AND100000);2.關(guān)系模式R(U,F)中，U={A,B,C,D,E},F={A→BC,CD→E,B→D,E→A}。（1）求R的候選鍵；（2）將R分解為3NF，要求保持函數(shù)依賴且無(wú)損連接。答案：（1）候選鍵推導(dǎo)：計(jì)算A的閉包：A→BC（B,C），B→D（D），A→D；A→BCDE（因E→A，但A已包含E？需重新計(jì)算：A→BC→D（B→D），所以A→BCD；CD→E（C∈A+，D∈A+，所以CD→E，E→A），因此A+={A,B,C,D,E}=U。同理，E的閉包：E→A→BC→D，所以E+={A,B,C,D,E}=U。候選鍵為A和E。（2）分解為3NF：①按函數(shù)依賴分解：A→BC→R1(A,B,C)（主碼A）B→D→R2(B,D)（主碼B）CD→E→R3(C,D,E)（主碼CD）E→A→R4(E,A)（主碼E）②檢查是否包含候選鍵：R1的主碼A是候選鍵，R4的主碼E是候選鍵，因此分解保持無(wú)損連接且保持函數(shù)依賴。最終分解：R1(A,B,C),R2(B,D),R3(C,D,E),R4(E,A)。3.考慮以下事務(wù)調(diào)度序列，其中T1、T2為事務(wù)，R(X)表示讀X，W(X)表示寫(xiě)X：T1:R(A),W(A),R(B),W(B)T2:R(B),W(B),R(A),W(A)調(diào)度S:R1(A),R2(B),W1(A),W2(B),R1(B),R2(A),W1(B),W2(A)（1）畫(huà)出該調(diào)度的優(yōu)先圖（PrecedenceGraph）；（2）判斷該調(diào)度是否可串行化，并說(shuō)明理由。答案：（1）優(yōu)先圖節(jié)點(diǎn)為T(mén)1、T2，邊表示事務(wù)間的依賴：T1的R(A)在T2的R(A)前，但T1的W(A)在T2的R(A)前（T1寫(xiě)A，T2讀A），因此T1→T2；T2的R(B)在T1的R(B)前，T2的W(B)在T1的R(B)前（T2寫(xiě)B(tài)，T1讀B），因此T2→T1；優(yōu)先圖中存在T1→T2和T2→T1的環(huán)。（2）不可串行化。因?yàn)閮?yōu)先圖中存在環(huán)，說(shuō)明調(diào)度存在沖突循環(huán)，無(wú)法找到一個(gè)等價(jià)的串行調(diào)度順序（如T1→T2或T2→T1），因此該調(diào)度不可串行化。四、綜合題（每題20分，共20分）某醫(yī)院擬開(kāi)發(fā)電子病歷系統(tǒng)，需求如下：患者信息：患者ID（唯一）、姓名、性別、出生日期；醫(yī)生信息：醫(yī)生ID（唯一）、姓名、所屬科室（如內(nèi)科、外科）；就診記錄：每次就診有唯一的就診號(hào)，記錄患者ID、醫(yī)生ID、就診時(shí)間、診斷結(jié)果、處方（可能包含多個(gè)藥品）；藥品信息：藥品ID（唯一）、名稱、規(guī)格、單價(jià)；（1）設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的E-R圖（需標(biāo)注實(shí)體、屬性、聯(lián)系及聯(lián)系類型）；（2）將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，要求標(biāo)注主鍵和外鍵；（3）為提高“查詢某患者近一年所有就診記錄及對(duì)應(yīng)的處方藥品”的效率，建議在哪些表上建立何種索引？答案：（1）E-R圖設(shè)計(jì)：實(shí)體：患者（PATIENT，屬性：PID,Pname,Pgender,Pbirth）；醫(yī)生（DOCTOR，屬性：DID,Dname,Ddept）；藥品（DRUG，屬性：DgID,Dgname,Dgspec,Dgprice）；就診記錄（VISIT，屬性：Vid,Vtime,Vd