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2025年数据库设计试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.某电商平台订单表需支持高频查询“用户近30天订单”，同时需保证历史订单（超过1年）的归档效率。以下设计中最合理的是（）

A.为订单表添加用户ID和下单时间的联合主键

B.按用户ID分库，订单表按下单时间做范围分区

C.在订单表上创建用户ID的哈希索引

D.将历史订单定期迁移至列式存储数据库

2.关系模式R（A,B,C,D），函数依赖集F={AB→C,C→D,D→A}，则R的主码是（）

A.AB

B.BC

C.CD

D.BD

3.分布式数据库中，若某事务需更新北京、上海两个节点的用户余额，为保证原子性，最适合的协议是（）

A.两阶段锁协议（2PL）

B.时间戳排序协议（TSO）

C.三阶段提交协议（3PC）

D.乐观并发控制协议

4.某银行核心系统要求“同一账户的转账操作必须在100ms内完成，且任何网络中断后数据不丢失”，需重点满足的事务特性是（）

A.原子性（Atomicity）与持久性（Durability）

B.一致性（Consistency）与隔离性（Isolation）

C.原子性与隔离性

D.一致性与持久性

5.设计医疗影像数据库时，需存储DICOM格式的影像文件（平均50MB），并支持按患者ID、检查类型快速检索。以下方案最优的是（）

A.将影像文件直接存储在关系型数据库的BLOB字段中

B.影像文件存储于对象存储（如S3），数据库存储元数据（患者ID、检查时间、文件路径）

C.使用列式数据库存储影像的二进制数据，按患者ID分块

D.将影像文件压缩后存储在文档数据库（如MongoDB）的二进制字段中

6.某社交平台用户表（用户ID，姓名，手机号，注册时间，最后登录时间）需支持“按手机号快速查找用户”和“统计每日新增用户数”，应创建的索引是（）

A.手机号的唯一索引，注册时间的普通索引

B.手机号的哈希索引，注册时间的聚簇索引

C.手机号的B+树索引，注册时间的B+树索引

D.手机号的覆盖索引，注册时间的复合索引

7.以下关于数据仓库设计的描述中，错误的是（）

A.事实表通常包含大量度量值和外键

B.维度表需定期更新以反映业务变化（如地区划分调整）

C.星型模型比雪花模型更适合复杂查询

D.需考虑慢变化维（SCD）的处理（如用户地址变更）

8.某物联网平台需存储传感器实时数据（每秒10万条，每条包含设备ID、时间戳、温度、湿度），要求支持“按设备ID查询近7天的分钟级温度均值”，最合理的存储方案是（）

A.使用关系型数据库，按设备ID分表，时间戳为主键

B.使用时序数据库（如InfluxDB），以设备ID和时间戳为标签

C.使用文档数据库（如MongoDB），每条记录存储设备ID和时间序列数据数组

D.使用列存数据库（如ClickHouse），按设备ID分区，时间戳排序

9.为防止“脏读”，数据库的隔离级别至少需设置为（）

A.读未提交（ReadUncommitted）

B.读已提交（ReadCommitted）

C.可重复读（RepeatableRead）

D.串行化（Serializable）

10.设计分布式数据库的分片策略时，若需保证“同一用户的所有数据存储在同一分片”，应采用的分片键是（）

A.随机哈希分片

B.范围分片（如按用户ID范围）

C.基于用户ID的哈希分片

D.基于时间戳的范围分片

二、简答题（每题6分，共30分）

1.简述第三范式（3NF）与BCNF的区别，并举例说明一个满足3NF但不满足BCNF的关系模式。

2.说明聚簇索引与非聚簇索引的核心差异，分别列举一个适合使用聚簇索引和非聚簇索引的场景。

3.分布式事务中，为何“网络分区”会破坏CAP定理中的一致性（Consistency）？请结合具体场景解释。

4.数据仓库设计中，“事实表”与“维度表”的作用分别是什么？说明星型模型与雪花模型的主要区别。

5.数据库备份策略中，“全量备份+增量备份”与“全量备份+日志备份”的适用场景有何不同？

三、设计题（20分）

某在线教育平台需设计数据库，核心业务包括：

用户（学生、教师）注册与登录（需存储姓名、手机号、邮箱、角色）；

课程发布（教师创建课程，包含课程名称、简介、开课时间、结束时间、最大人数）；

学生选课（记录选课时间，需支持退课）；

作业