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文檔簡介
1、1.1,1.2,1.3,1.113.1,3.34.4,4.5,4.6 5.2,5.7,5.96.2,6.77.2,7.58.1,8.5 18個題1.1采用分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要原因是什么?答:集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的不足:1.數(shù)據(jù)按實(shí)際需要已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上分布存儲,如果再采用集中式處理,勢必造成附加成本和通信開銷,2,。應(yīng)用程序集中在一臺計算機(jī)上運(yùn)行,一旦該計算機(jī)發(fā)生故障,將會影響整個系統(tǒng)的運(yùn)行,可靠性不高。3集中式處理導(dǎo)致系統(tǒng)的規(guī)模和配置都不夠靈活,系統(tǒng)的可擴(kuò)展性較差。在這種情況下,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用普遍構(gòu)建于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上,分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。1.2分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有幾種分類方法?這些方法分別是如何分類
2、的?答:有兩種分類方法:一種是按構(gòu)成分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的局部數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型類型來進(jìn)行分類;另一種是按分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局控制系統(tǒng)類型來進(jìn)行分類。1.3什么是分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)?它具有哪些主要特點(diǎn)?怎么區(qū)別分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與只提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問功能的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)?答:分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):物理上分散而邏輯上集中的系統(tǒng),它使用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將地理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多個邏輯單位(通常是集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng))連接起來,共同組成一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以看成是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。特點(diǎn):物理分布性、邏輯整體性、站點(diǎn)自治性、數(shù)據(jù)分布透明性、集中與自治相結(jié)合的控
3、制機(jī)制、存在適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)冗余度、事務(wù)管理的分布性。用戶應(yīng)該完全感覺不到遠(yuǎn)程與本地結(jié)合的接縫的存在,即“一個分布式系統(tǒng)應(yīng)該看起來完全像一個非分布式系統(tǒng)”,那些只提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存取的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),雖然也能通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)訪問和操作遠(yuǎn)程站點(diǎn)上的數(shù)據(jù),但用戶必須清楚的知道數(shù)據(jù)是存儲在哪個遠(yuǎn)程站點(diǎn)上的,需要采取哪些相應(yīng)的操作。1.11簡述分布式數(shù)據(jù)庫目錄的內(nèi)容、用途、組織方式、邏輯結(jié)構(gòu)和分布方式。為什么說在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中目錄系統(tǒng)的地位非常重要?答:分布式數(shù)據(jù)庫目錄的內(nèi)容:全局模式描述,分片模式描述,分布模式描述,局部名映射,存取方法描述,數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計信息,一致性約束,狀態(tài)信息,數(shù)據(jù)表示,數(shù)據(jù)命令,系統(tǒng)描述。
4、主要用途:設(shè)計應(yīng)用,翻譯應(yīng)用,優(yōu)化處理,運(yùn)行監(jiān)督,系統(tǒng)維護(hù)。組織方式:獨(dú)立式,分離式,嵌入式。邏輯結(jié)構(gòu):網(wǎng)絡(luò)目錄,全局外模式目錄,全局概念模式目錄,局部外模式目錄與局部概念模式目錄,內(nèi)模式目錄分布方式:集中式目錄,全復(fù)制式目錄,局部式目錄,混合式目錄,目錄的高速緩存。3.1分布式數(shù)據(jù)庫和集中式數(shù)據(jù)庫設(shè)計目標(biāo)和設(shè)計內(nèi)容的主要區(qū)別是什么?答:設(shè)計目標(biāo),還包括以下幾點(diǎn):1.分布式數(shù)據(jù)庫的本地性和近地性;2.控制數(shù)據(jù)的適當(dāng)冗余;3.工作負(fù)荷分布;4.存儲能力和費(fèi)用。設(shè)計內(nèi)容區(qū)別:集中式數(shù)據(jù)庫設(shè)計的主要內(nèi)容是模式和內(nèi)模式的設(shè)計,這兩個問題在分布式數(shù)據(jù)庫中變?yōu)槿帜J皆O(shè)計和每個站點(diǎn)的局部數(shù)據(jù)庫設(shè)計問題,其
5、中的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)庫的全局模式應(yīng)如何劃分,以及如何把他們映射到合適的站點(diǎn)上,這就產(chǎn)生了分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計所特有的兩個新問題,數(shù)據(jù)的分片設(shè)計和片段的位置分配設(shè)計。3.3數(shù)據(jù)分片應(yīng)遵守哪些基本原則?數(shù)據(jù)分片有哪些基本類型和方法?答:數(shù)據(jù)分片應(yīng)遵守的基本原則:完整性條件,可重構(gòu)性條件,不相交條件。數(shù)據(jù)分片的基本類型和方法:水平分片和垂直分片4.4概述基于半連接算法的查詢優(yōu)化的基本原理和適用情形答:基本原理1. 通常有兩次傳輸2. 但是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和傳輸整個關(guān)系相比,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少3. 一般有:T半<<T全4. 半連接的得益:當(dāng)card(R)>>card(R),可減少站點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸量5.
6、 半連接的損失:傳輸pB (S) =C0+C1* size (B)* val( BS)6. 基本原理是在傳到另一個站點(diǎn)做連接前,消除與連接無關(guān)的數(shù)據(jù),減少做連接操作的數(shù)據(jù)量,從而減小傳輸代價適用情況:如果只需要一個關(guān)系中的一小部分元組參與和另一個關(guān)系連接的時候,使需要數(shù)據(jù)傳輸量要求最小化,采用半連接方案是合適的。4.5概述基于直接連接算法的查詢優(yōu)化的基本原理和適用情形。答:4.6答:(1)RSTABCDEI235669168389535669268389(2)RSABC235168535268SRBCD356359683S TBCD356683596416TR 為空RT 為空TSDEI6693
7、895.2請用自己的語言描述分布式事務(wù)管理的抽象模型和分布式事務(wù)執(zhí)行的控制模型5.7請用自己的語言描述兩階段提交協(xié)議的執(zhí)行過程答:兩階段提交協(xié)議把事務(wù)提交過程分為兩個階段:第一階段是表決階段,目的是形成一個共同的決定。開始時,協(xié)調(diào)者在它的日志中寫入一條開始提交的記錄,再給所有參與者發(fā)送“準(zhǔn)備(提交)”消息,并進(jìn)入等待狀態(tài),當(dāng)參與者收到“準(zhǔn)備”消息后,它檢查是否能否提交本地事務(wù)。如果能提交,參與者在日志中寫入一條就緒記錄,并給協(xié)調(diào)者發(fā)送“建議提交”消息,然后進(jìn)入就緒狀態(tài):否則,參與者寫入撤銷日志記錄,并給協(xié)調(diào)者發(fā)送“建議撤銷”消息。如果某個站點(diǎn)做出“建議提交”提議,由于撤銷決定具有否決權(quán)(即單方
8、面撤銷),該站點(diǎn)可以忽略這個事務(wù)。協(xié)調(diào)者收到所以參與者的回答后,就做出是否提交事務(wù)的決定。因此,它寫入一條撤銷日志記錄,并給所以參與者發(fā)送“全局撤銷”消息,然后進(jìn)入撤銷狀態(tài);否則,它寫入提交日志記錄,并給所以參與者發(fā)送“全局提交”消息,然后進(jìn)入提交狀態(tài)。第二階段是執(zhí)行階段,目的是實(shí)現(xiàn)這個決定。根據(jù)協(xié)調(diào)者的指令,參與者或者提交事務(wù),或者插銷事務(wù),并給協(xié)調(diào)者發(fā)送確認(rèn)消息。此時,協(xié)調(diào)者在日志中寫入一條事務(wù)結(jié)束記錄并終止事務(wù)。5.9兩階段提交協(xié)議適合哪種故障發(fā)生的情況?謹(jǐn)慎兩階段提交協(xié)議的基本思想是什么?答:兩階段提交協(xié)議適合通信故障很少發(fā)生,站點(diǎn)故障發(fā)生概率較高的系統(tǒng)中。 謹(jǐn)慎兩階段提交協(xié)議的基本思
9、想是:滿足兩階段提交協(xié)議的所有特征,并在決定插銷前,給全局事務(wù)第二次機(jī)會。在協(xié)調(diào)者站點(diǎn)決定撤銷之前,通過重新發(fā)送“準(zhǔn)備”消息和重新設(shè)置一個定時器,允許協(xié)調(diào)者站點(diǎn)在另一個時間段與它沒有收到消息的參與者站點(diǎn)通信。6.2描述分布式事物的可串行化理論的一些定義:事物、沖突操作、并發(fā)調(diào)度、串行調(diào)度、一致性調(diào)度、等價調(diào)度、可串行調(diào)度。答:6.7什么是多粒度封鎖和意向鎖?他們在什么情況下使用?答:多粒度封鎖是:封鎖的粒度不是單一的一種粒度,而是有多種粒度??梢远x多粒度樹,根節(jié)點(diǎn)是整個數(shù)據(jù)庫,葉節(jié)點(diǎn)表示最小的封鎖粒度。 意向鎖是:如果對一個節(jié)點(diǎn)加意向鎖,則說明該節(jié)點(diǎn)的下層節(jié)點(diǎn)正在被封鎖。對任一節(jié)點(diǎn)封鎖時,必
10、須先對它的上層節(jié)點(diǎn)加意向鎖。 具有意向鎖的多粒度加鎖方法中,任意事務(wù)T要對一個數(shù)據(jù)對象加鎖,必須先對它的上層節(jié)點(diǎn)加意向鎖。申請封鎖時應(yīng)該按自上而下的次序進(jìn)行,釋放鎖時則應(yīng)該按自下而上的次序進(jìn)行。具有意向鎖的多粒度加鎖方法提高了系統(tǒng)的并發(fā)度, 減少了加鎖和釋放鎖的開銷。它已經(jīng)在實(shí)際的DBMS系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用,例如Oracle中。7.2分析分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中系統(tǒng)失敗的原因。你知道有哪些基本的容錯方法和技術(shù)?答:分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中系統(tǒng)失敗的原因:1.軟故障和硬故障2.軟件和硬件故障 3.軟件故障的主要原因是代碼中的“BUG”?;镜娜蒎e方法和技術(shù):容錯和錯誤預(yù)防,故障檢測,冗余,故障-停止模塊和進(jìn)程對
11、,面對回話的通信。7.5什么是三階段提交協(xié)議?討論三階段提交協(xié)議的終結(jié)協(xié)議和三階段提交協(xié)議的恢復(fù)協(xié)議。答:三階段提交協(xié)議(3PC)設(shè)計成非阻斷協(xié)議。我們可以在等待狀態(tài)(以及就緒狀態(tài))和提交狀態(tài)之間增加一個狀態(tài),它作為一個緩沖,用于在準(zhǔn)備提交(如果這是最后決定)但還沒有提交的時候。此協(xié)議中協(xié)調(diào)和參與者的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖在圖1中給出。因?yàn)閺某跏紶顟B(tài)到提交狀態(tài)之間有三次狀態(tài)轉(zhuǎn)換,所以它稱為三階段提交協(xié)議。圖2描述了協(xié)調(diào)者和一個參與者之間的執(zhí)行過程。三階段提交協(xié)議也是在一次狀態(tài)轉(zhuǎn)換內(nèi)同步的協(xié)議。終結(jié)協(xié)議:8.1討論數(shù)據(jù)庫權(quán)限和授權(quán)、自主訪問控制、強(qiáng)制訪問控制、數(shù)據(jù)庫審計、多級安全數(shù)據(jù)庫、BLP模型的含義或內(nèi)
12、容答:數(shù)據(jù)庫的權(quán)限和授權(quán):當(dāng)前流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),他們大都支持標(biāo)準(zhǔn)SQL中的權(quán)限授權(quán)語句GRANT。自主訪問控制:是基于主體身份或者主體所屬組的身份或二者的組合來限制對客體訪問的一種方法。強(qiáng)制訪問控制:基于主體與客體各自所具有的敏感度標(biāo)記的控制關(guān)系來決定主體對客體的訪問。數(shù)據(jù)庫審計:是通過跟蹤并記錄用戶對數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)庫對象的創(chuàng)建,修改,刪除,特色角色激活的用戶的所有活動,權(quán)限的授予,收回,數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的裝入,導(dǎo)出,用戶注冊或退出等。多級安全數(shù)據(jù)庫:BLP模型:是精確的描述符合多級安全策略的系統(tǒng)及其中的操作,BLP模型是一個狀態(tài)機(jī)模型,它形式化定義了模型中的概念,證明了其中的定理和結(jié)論并表明系統(tǒng)可通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明其自身的安全性。8.5理解并解釋強(qiáng)制訪問控制(MAC)機(jī)制中的主體、客體、安全性級別標(biāo)記(敏感度標(biāo)記)的含義。舉例說明MAC機(jī)制如何確定主體能否訪問客體。答:主體是系統(tǒng)中的活動實(shí)體,既包括DBMS 所管理的實(shí)際用戶,也包括代表用戶的各進(jìn)程。客體是系統(tǒng)中的被動實(shí)體,是受主體操縱的,包括文件、基表、索引、
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