2025年大數據分析師職業技能測試卷：數據庫設計與優化試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、關系數據庫設計要求：根據給出的需求，設計一個滿足第三范式（3NF）的數據庫模式。1.設計一個圖書館管理系統數據庫，包含以下實體和屬性：-圖書（BookID，Title，Author，Publisher，YearOfPublication，ISBN）-讀者（ReaderID，Name，Address，PhoneNumber）-借閱（BorrowID，BookID，ReaderID，BorrowDate，ReturnDate）-分類（CategoryID，CategoryName）2.設計一個在線書店數據庫，包含以下實體和屬性：-產品（ProductID，ProductName，Description，Price，CategoryID）-用戶（UserID，Username，Password，Email，PhoneNumber）-訂單（OrderID，UserID，OrderDate，TotalAmount）-訂單詳情（OrderDetailID，OrderID，ProductID，Quantity）二、SQL查詢與操作要求：根據給出的SQL語句，填寫空缺部分，使語句完整。1.填空題：-SELECT*FROMCustomersWHERECountry='USA'ANDCity='NewYork';-DELETEFROMOrdersWHEREOrderDateBETWEEN'2022-01-01'AND'2022-12-31';2.判斷題：-以下SQL語句正確的是：（）A.SELECT*FROMProductsWHEREPrice>100ORCategoryID=2;B.UPDATEProductsSETPrice=Price*1.1WHERECategoryID=1;C.INSERTINTOCustomers(Name,Email)VALUES('JohnDoe','johndoe@');D.DELETEFROMOrdersWHEREUserID=1ANDOrderDate>'2022-01-01';三、數據庫優化要求：針對以下場景，選擇合適的優化策略。1.場景一：某電商平臺的數據庫中，用戶表（Users）和訂單表（Orders）之間存在大量關聯查詢。請選擇以下優化策略中的一種，并簡要說明理由：A.在Users表的UserID上建立索引；B.在Orders表的UserID上建立索引；C.在Users表和Orders表之間建立聯合索引；D.在Users表和Orders表的UserID列上建立外鍵約束。2.場景二：某銀行的數據庫中，交易記錄表（Transactions）的行數達到數百萬條，查詢速度較慢。請選擇以下優化策略中的一種，并簡要說明理由：A.對Transactions表進行分區；B.對Transactions表進行歸檔；C.增加服務器硬件資源；D.對Transactions表進行垂直分割。四、數據庫索引管理要求：根據以下場景，選擇合適的索引策略。1.場景一：某電商平臺的數據庫中，產品表（Products）包含數百萬條數據，且經常需要根據產品名稱進行搜索。請選擇以下索引策略中的一種，并簡要說明理由：A.在ProductName上創建全文索引；B.在ProductName上創建哈希索引；C.在ProductName上創建B樹索引；D.在ProductName上創建位圖索引。2.場景二：某社交媒體平臺的數據庫中，用戶表（Users）包含數千萬條數據，且用戶經常需要按照注冊時間排序。請選擇以下索引策略中的一種，并簡要說明理由：A.在RegistrationDate上創建單列索引；B.在RegistrationDate上創建復合索引，包括UserID和RegistrationDate；C.在UserID上創建單列索引，并在RegistrationDate上創建單列索引；D.在UserID和RegistrationDate上創建復合索引。五、數據庫事務處理要求：根據以下場景，設計并實現相應的數據庫事務。1.場景一：某在線支付系統，用戶發起一筆支付請求，系統需要確保以下兩個操作同時成功或同時失敗：-更新訂單表（Orders）中的訂單狀態為“已支付”；-更新用戶賬戶表（UserAccounts）中的余額。請使用SQL語句實現上述事務，并確保事務的原子性、一致性、隔離性和持久性。2.場景二：某圖書館管理系統，當讀者借閱圖書時，系統需要確保以下兩個操作同時成功或同時失敗：-在借閱表（Borrowings）中插入一條新的借閱記錄；-在圖書表（Books）中更新圖書的庫存數量。請使用SQL語句實現上述事務，并確保事務的原子性、一致性、隔離性和持久性。六、數據庫性能監控要求：根據以下場景，分析并解釋數據庫性能瓶頸。1.場景一：某電商平臺的數據庫中，產品瀏覽頁面的加載速度較慢。請分析可能的原因，并提出相應的優化建議。2.場景二：某社交媒體平臺的數據庫中，用戶發帖功能的響應時間不穩定。請分析可能的原因，并提出相應的優化建議。本次試卷答案如下：一、關系數據庫設計1.圖書館管理系統數據庫設計：實體：圖書(BookID，Title，Author，Publisher，YearOfPublication，ISBN)實體：讀者(ReaderID，Name，Address，PhoneNumber)實體：借閱(BorrowID，BookID，ReaderID，BorrowDate，ReturnDate)實體：分類(CategoryID，CategoryName)關系：-圖書與分類之間是一對多關系，一個分類可以包含多本圖書，但一本圖書只能屬于一個分類。-借閱與圖書之間是一對多關系，一本圖書可以被多次借閱，但一次借閱只能對應一本圖書。-借閱與讀者之間是一對一關系，一次借閱對應一個讀者。-分類與借閱之間沒有直接關系。2.在線書店數據庫設計：實體：產品(ProductID，ProductName，Description，Price，CategoryID)實體：用戶(UserID，Username，Password，Email，PhoneNumber)實體：訂單(OrderID，UserID，OrderDate，TotalAmount)實體：訂單詳情(OrderDetailID，OrderID，ProductID，Quantity)關系：-產品與分類之間是一對多關系，一個分類可以包含多個產品，但一個產品只能屬于一個分類。-用戶與訂單之間是一對多關系，一個用戶可以創建多個訂單，但一個訂單只能對應一個用戶。-訂單與訂單詳情之間是一對多關系，一個訂單可以包含多個訂單詳情，但一個訂單詳情只能對應一個訂單。-產品與訂單詳情之間是一對多關系，一個產品可以被多個訂單詳情引用，但一個訂單詳情只能對應一個產品。二、SQL查詢與操作1.填空題答案：-SELECT*FROMCustomersWHERECountry='USA'ANDCity='NewYork';-DELETEFROMOrdersWHEREOrderDateBETWEEN'2022-01-01'AND'2022-12-31';解析思路：-第一題中，使用了AND運算符來連接兩個條件，選擇國家為'USA'且城市為'NewYork'的客戶。-第二題中，使用了BETWEEN運算符來指定刪除訂單的時間范圍，即從'2022-01-01'到'2022-12-31'。2.判斷題答案：-A.正確，該SQL語句使用了OR運算符來連接兩個條件，選擇價格大于100或分類ID為2的產品。-B.正確，該SQL語句更新了分類ID為1的產品價格，將價格乘以1.1。-C.正確，該SQL語句向Customers表中插入一條新記錄，包括用戶名和電子郵件。-D.錯誤，該SQL語句中缺少了ONDELETECASCADE子句，無法確保外鍵約束的完整性。三、數據庫優化1.場景一答案：-選擇C.在Users表和Orders表之間建立聯合索引。解析思路：-由于用戶表和訂單表之間存在大量關聯查詢，建立聯合索引可以加快查詢速度，特別是在WHERE和JOIN操作中。2.場景二答案：-選擇B.對Transactions表進行歸檔。解析思路：-由于交易記錄表行數達到數百萬條，查詢速度較慢，歸檔舊數據可以減少表的大小，提高查詢性能。四、數據庫索引管理1.場景一答案：-選擇C.在ProductName上創建B樹索引。解析思路：-B樹索引適用于范圍查詢和排序操作，可以有效地提高基于產品名稱的搜索速度。2.場景二答案：-選擇B.在RegistrationDate上創建復合索引，包括UserID和RegistrationDate。解析思路：-創建復合索引可以同時根據UserID和RegistrationDate進行排序和查詢，提高查詢效率。五、數據庫事務處理1.場景一答案：```sqlSTARTTRANSACTION;UPDATEOrdersSETStatus='Paid'WHEREOrderID=1;UPDATEUserAccountsSETBalance=Balance-AmountWHEREUserID=1;COMMIT;```解析思路：-使用STARTTRANSACTION開始一個新的事務，然后分別更新訂單表和用戶賬戶表，最后使用COMMIT提交事務，確保兩個操作同時成功或失敗。2.場景二答案：```sqlSTARTTRANSACTION;INSERTINTOBorrowings(BookID,ReaderID,BorrowDate)VALUES(1,1,'2023-04-01');UPDATEBooksSETStock=Stock-1WHEREBookID=1;COMMIT;```解析思路：-使用STARTTRANSACTION開始一個新的事務，然后插入一條新的