西工大數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)習(xí)參考

數(shù)據(jù)是描述事物的符號(hào)記錄。數(shù)據(jù)的形式本身并不能完全表達(dá)其內(nèi)容，需要經(jīng)過(guò)語(yǔ)義解釋。信息是關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界事物存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反映。

數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示或稱為載體;信息則是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是對(duì)數(shù)據(jù)語(yǔ)義的解釋；

數(shù)據(jù)表示了信息，而信息只有通過(guò)數(shù)據(jù)形式才能被計(jì)算機(jī)理解和接受。

數(shù)據(jù)庫(kù)：

指長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：

是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：它是包含數(shù)據(jù)庫(kù)的具體應(yīng)用系統(tǒng)，由支持該應(yīng)用系統(tǒng)的某一具體的數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和應(yīng)用程序三部分組成。

事務(wù)：是通過(guò)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)完成用戶特定任務(wù)的程序片段，是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)一系列訪問(wèn)組成的邏輯單位。

數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性:當(dāng)數(shù)據(jù)的總體邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，通過(guò)對(duì)映像的相應(yīng)改變可以保持?jǐn)?shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)不變，應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)編寫(xiě)的，所以應(yīng)用程序不必修改。

數(shù)據(jù)物理獨(dú)立性：當(dāng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，通過(guò)對(duì)映像的改變可以保持?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)可以不變，從而應(yīng)用程序也不必改變。

關(guān)系模式規(guī)范化：通過(guò)模式分解把屬于低級(jí)范式的關(guān)系模式轉(zhuǎn)換為幾個(gè)屬于高級(jí)范式的關(guān)系模式的集合的過(guò)程。

死鎖：當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)事務(wù)相互等待對(duì)方所擁有的鎖被釋放時(shí)，所產(chǎn)生的僵持局面。

數(shù)據(jù)模型：在數(shù)據(jù)庫(kù)中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來(lái)抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)和信息。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實(shí)世界的模擬。

SQL：Structured

Query

Language，一種對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行定義和操作的句法，為大多數(shù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所支持的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言。

視圖：是命名的、從基本表導(dǎo)出的虛表，它是物理上并不存在，存在的只是它的定義。

串行調(diào)度：每個(gè)事務(wù)的操作連續(xù)執(zhí)行，各事務(wù)之間的操作沒(méi)有任何重疊的調(diào)度。

Cluster

index:

聚簇索引也叫簇類索引，是一種對(duì)磁盤(pán)上實(shí)際數(shù)據(jù)重新組織以按指定的一個(gè)或多個(gè)列的值排序。

1.

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟：

需求分析，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施，數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)。

2.

可串行化調(diào)度：多個(gè)事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行是正確的，當(dāng)且僅當(dāng)其結(jié)果與按某一次序串行執(zhí)行它們的結(jié)果相同，我們稱這種調(diào)度策略為可串行化的調(diào)度。

3.

數(shù)據(jù)庫(kù)封鎖類型：

共享鎖：如果事務(wù)在數(shù)據(jù)項(xiàng)上加一個(gè)共享鎖，那么該事務(wù)只能讀而不能更新數(shù)據(jù)項(xiàng)。

互斥鎖：如果事務(wù)在數(shù)據(jù)項(xiàng)上加一個(gè)互斥鎖，那么該事務(wù)既可讀也可更新數(shù)據(jù)項(xiàng)。

4.

查詢優(yōu)化的一般步驟：

對(duì)于給定的查詢選擇代價(jià)最小的操作序列，使查詢過(guò)程既省時(shí)間，又具有較高的效率

將查詢轉(zhuǎn)換成為某種內(nèi)部表示，通常是語(yǔ)法樹(shù)

根據(jù)一定的等價(jià)變換規(guī)則將語(yǔ)法數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)形式

選擇最低層的操作算法

生成查詢計(jì)劃

5.

事務(wù)遵守兩段鎖協(xié)議和事務(wù)調(diào)度可串行化的關(guān)系：

如果事務(wù)中所有的加鎖操作都在事務(wù)的第一個(gè)解鎖操作之前進(jìn)行，那么這個(gè)事務(wù)是遵循兩段鎖協(xié)議的。

或者：具體如下：

1）數(shù)據(jù)在對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行操作之前，必須先獲得對(duì)該數(shù)據(jù)項(xiàng)的鎖。根據(jù)訪問(wèn)類型，鎖可以是讀或?qū)戞i。

2）一旦事務(wù)釋放了一個(gè)鎖，它就不能再獲得任何新鎖。

根據(jù)該協(xié)議，每個(gè)事務(wù)可以被分為兩個(gè)階段：第一階段是增長(zhǎng)階段，在這個(gè)階段，事務(wù)獲得它所需要的所有鎖（不一定是同時(shí)），但不釋放其中任何一個(gè)；第二階段是收縮階段，在這個(gè)階段，事務(wù)釋放它所擁有的鎖，但不能在請(qǐng)求任何新鎖。

兩段鎖協(xié)議和事務(wù)可串行化調(diào)度的關(guān)系：如果一個(gè)調(diào)度中的每個(gè)事務(wù)都遵循兩段鎖協(xié)議，那么該調(diào)度必然是沖突可串行化的。

事務(wù)遵守兩段鎖協(xié)議是可串行化調(diào)度的充分條件，而不是必要條件。

6.

什么是死鎖？如何用有向圖的方法檢測(cè)死鎖？

當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)事務(wù)相互等待對(duì)方所擁有的鎖被釋放時(shí)，所產(chǎn)生的僵持局面。

通?？梢杂玫却龍D方法來(lái)進(jìn)行死鎖檢測(cè)。WFG是有向圖G=（N，E），生成規(guī)則如下：1.為每個(gè)事務(wù)創(chuàng)建一個(gè)結(jié)點(diǎn)。2.

如果事務(wù)Ti等待對(duì)一個(gè)當(dāng)前被事務(wù)Tj加鎖的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行加鎖，則創(chuàng)建一條有向邊Ti->Tj。當(dāng)且僅當(dāng)WFG中包含一個(gè)循環(huán)時(shí)存在死鎖。

7.

數(shù)據(jù)庫(kù)更新策略，并說(shuō)明是否需要undo和redo過(guò)程，各種策略的優(yōu)缺點(diǎn)

數(shù)據(jù)庫(kù)的兩種更新策略決定了是否需要Undo過(guò)程：

1)

Immediate

Updates

Modified

pages

can

be

flushed

to

the

stable

database

before

a

transaction

reaches

its

commit

point.

Undo

actions

are

needed

in

the

event

of

a

system

failure.

2)

Deferred

Updates

Transaction

updates

are

applied

to

the

database

after

the

transaction

has

reached

its

commit

point.

There

is

no

need

for

undo

actions

in

the

event

of

a

system

failure.

1)

Force

Propagation

All

modified

pages

are

propagated

during

the

commit

processing

of

the

modifying

transaction.

Since

a

transaction

is

not

committed

until

all

its

modified

pages

are

written

back

to

the

stable

database.

There

is

no

need

for

redo

actions

in

the

event

of

a

system

failure.

2)

No-Force

Propagation

Pages

modified

by

committed

transaction

might

not

have

been

propagated

to

the

stable

database.There

is

a

need

for

redo

actions

in

the

event

of

a

system

failure.

8.

簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)中的深坑陷阱，給出可能產(chǎn)生的原因和解決方法，并舉例說(shuō)明。

當(dāng)一個(gè)模型暗示某些實(shí)體類型之間存在聯(lián)系，而這些實(shí)體的實(shí)例的出現(xiàn)之間卻不存在相應(yīng)的通路。在關(guān)聯(lián)實(shí)體的通路上存在一個(gè)或多個(gè)多樣性最小為零的聯(lián)系時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生深坑陷阱。解決方法：建立實(shí)體間的直接聯(lián)系。

9.

簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)的扇形陷阱，給出產(chǎn)生原因和解決方法。

當(dāng)一個(gè)模型暗示某些實(shí)體類型之間存在聯(lián)系，而這些實(shí)體的實(shí)例的出現(xiàn)之間卻不存在相應(yīng)的通路。在關(guān)聯(lián)實(shí)體的通路上存在一個(gè)或多個(gè)多樣性最小為零的聯(lián)系時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生深坑陷阱。解決方法：調(diào)整實(shí)體間的聯(lián)系次序。

10.

日志從緩沖區(qū)到二級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備要遵循的兩個(gè)規(guī)則？

1）UNDO規(guī)則（Undo

Rule

）或叫WAL

(Write-Ahead

Logging)

principle

事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)的更新要在相關(guān)日志信息寫(xiě)入文件之后寫(xiě)入文件。

這樣，Log保證記錄了未提交事務(wù)的Undo信息

2）REDO規(guī)則（Redo

Rule

）

在事務(wù)提交時(shí)，只有當(dāng)事務(wù)相關(guān)的Log信息寫(xiě)入了文件之后，事務(wù)提交才算完成。

這樣，Log保證記錄了提交事務(wù)的Redo信息

這兩條保證了在系統(tǒng)崩潰時(shí)，對(duì)于提交事務(wù)和未提交事務(wù)都能得到相應(yīng)恢復(fù)。

11.

簡(jiǎn)述可串行化調(diào)度和正確調(diào)度。

答：事務(wù)集合并發(fā)執(zhí)行，調(diào)度是可串行化的當(dāng)且僅當(dāng)它能夠產(chǎn)生和某一串行調(diào)度相同的結(jié)果?？纱谢恼{(diào)度稱為正確調(diào)度。

12.

在開(kāi)發(fā)具有多個(gè)用戶視圖的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于多個(gè)用戶視圖的處理通常有3種方法？簡(jiǎn)述這3中方法，并說(shuō)明在什么情況下該使用哪種方法。

答：三種方法分別為：集中式方法；視圖集成方法和兩種方法的結(jié)合。

當(dāng)各用戶視圖的需求存在明顯重疊，并且數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用不是非常復(fù)雜時(shí)，適合采用集中式方法；當(dāng)各用戶視圖之間存在明顯區(qū)別，而整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序相當(dāng)復(fù)雜時(shí)，適合采用視圖集成方法。

1.

List

all

employees

whose

salary

more

than

$10000

σsalary>10000(Staff)

List

all

students

in

information

system

department

σsDept=‘IS’(Student)

List

all

male

students

whose

age

no

less

than

20

σsAge≥20

∧

sSex=‘M’(Student)

2.

List

all

students

with

name

and

department

attributes

ΠsName,sDept(Student)

3.

List

the

course

numbers

which

elected

by

student

whose

number

is

‘070001’

cNo(

sNo=‘070001’

(SC))

Course

4.

List

the

students

who

have

elected

course

‘001’

or

‘002’

ΠsNo(cNo=‘001’

∨

cNo=‘002’(SC))

Student

(ΠsNo(cNo=‘001’(SC)

)∪

ΠsNo(cNo=‘002’(SC)))

Student

5.

List

the

students

who

have

elected

course

‘001’

and

‘002’

(ΠsNo,cNo(SC)÷

cNo=‘001’

∨

cNo=‘002’(C))

Student(ΠsNo(

cNo=‘001’

(SC))

∩ΠsNo(

cNo=‘002’

(SC)))

Student

6.

List

the

students

who

have

elected

course

‘001’

but

have

not

elected

course

‘002’

(ΠsNo(cNo=‘001’(SC))

-

ΠsNo(cNo=‘002’(SC)))

Student

7.

List

the

students

who

have

not

elected

course

‘001’

(ΠsNo(Student)

-

ΠsNo(cNo=‘001’(SC)))

Student

8.

List

the

student

who

have

only

elected

course

‘001’

(ΠsNo(SC)

-

ΠsNo(cNo≠‘001’(SC)))

Student

(ΠsNo(

cNo＝‘001’(

SC))

-

ΠsNo(SC

-

cNo=‘001’(SC)))

Student

9.

Produce

a

statu