數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用第7章課后習(xí)題答案

1、習(xí)題71、試述事務(wù)的概念及事務(wù)的四個(gè)特性。事務(wù)(Transaction)是用戶定義的一個(gè)數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作是一個(gè)完整的工作單 元，一個(gè)事務(wù)內(nèi)的所有語句被作為一個(gè)整體，這些操作要么全做，要么全不做。事務(wù)是數(shù)據(jù)庫環(huán)境的中的邏輯單元，相當(dāng)于操作系統(tǒng)中的進(jìn)程。為了保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，一個(gè)事務(wù)具有四個(gè)特性：原子性 (Atomicity )、一致 性(Consistency )、隔離性(Isolation )和持續(xù)性(Durability )。這四個(gè)特性簡稱 ACID 特性。2、試述事務(wù)的狀態(tài)及轉(zhuǎn)換。3、在數(shù)據(jù)庫中為什么要并發(fā)控制并發(fā)控制能保證事務(wù)的哪些特性數(shù)據(jù)庫的一個(gè)明顯的特點(diǎn)是多個(gè)用戶共享

2、數(shù)據(jù)庫資源，尤其是多用戶可以同時(shí)存取相同的數(shù)據(jù)。在這樣的系統(tǒng)中，在同一時(shí)刻并發(fā)運(yùn)行的事務(wù)數(shù)可達(dá)數(shù)百個(gè)。若對事務(wù)的并發(fā)操作不加以控制，就會造成數(shù)據(jù)存、取的錯(cuò)誤，破壞了數(shù)據(jù)的一致性和完整性。并發(fā)控制可以防止數(shù)據(jù)不一致性出現(xiàn)。4、并發(fā)操作可能會產(chǎn)生哪幾類數(shù)據(jù)不一致用什么方法可以避免不一致性的情況并發(fā)操作帶來的數(shù)據(jù)不一致性分為四種情況：丟失數(shù)修改、讀“臟”數(shù)據(jù)、不可重復(fù)讀和產(chǎn)生“幽靈”數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫環(huán)境下，進(jìn)行并發(fā)控制的主要技術(shù)有封鎖(Locking)、時(shí)間戳(Timestamp)和樂觀控制法。商用的 DBMS-般都采用封鎖方法5、 什么是封鎖基本的封鎖類型有哪些試述它們的含義。封鎖機(jī)制， 即加鎖（

3、Locking ） ， 是一種并發(fā)控制機(jī)制，是用來調(diào)整對共享目標(biāo)的并行存 取的技術(shù)。事務(wù)通過向封鎖管理程序的系統(tǒng)組成部分發(fā)出請求而對事務(wù)加鎖。基本封鎖類型有兩種：共享鎖（Share Locks ,簡記為S鎖或讀鎖）和排它鎖（ExclusiveLocks,簡記為X鎖或?qū)戞i）。6、 如何用封鎖機(jī)制保證數(shù)據(jù)的一致性在運(yùn)用X鎖和S鎖對數(shù)據(jù)對象加鎖時(shí)，還需要約定一些規(guī)則，這些規(guī)則為封鎖協(xié)議或加鎖協(xié)議（ Locking Protocol ） 。對封鎖方式加不同的規(guī)則，就形成了各種不同級別的封鎖協(xié)議。不同級別的封鎖協(xié)議所能達(dá)到的一致性級別是不同的。7、 什么樣的并發(fā)調(diào)度是正確的調(diào)度可串行性 （Seriali

4、zability） 是并發(fā)事務(wù)正確調(diào)度的準(zhǔn)則。按照這個(gè)準(zhǔn)則規(guī)定，一個(gè)給定的并發(fā)調(diào)度，當(dāng)且僅當(dāng)它是可串行化的，才認(rèn)為是正確調(diào)度。8、 理解并解釋下列術(shù)語的含義： 封鎖、活鎖、死鎖、排他鎖、共享鎖、可串行化的調(diào)度、兩段鎖協(xié)議。1）加鎖就是事務(wù)T 在對某個(gè)數(shù)據(jù)對象（例如表、記錄等）操作之前，先向系統(tǒng)發(fā)出請求，封鎖其要使用的數(shù)據(jù)。加鎖后事務(wù)T就對該數(shù)據(jù)對象有了一定的控制，在事務(wù)T釋放它的鎖之前，其它的事務(wù)不能更新此數(shù)據(jù)對象。2）活鎖：如果事務(wù) T1封鎖了數(shù)據(jù)R,事務(wù)T2又請求封鎖R,于是T2等待。T3也請求封鎖 R,當(dāng)T1釋放了 R上的封鎖之后系統(tǒng)首先批準(zhǔn)了T3的請求，T2仍然等待。然后 T4又請求封

5、鎖R,當(dāng)T3釋放了 R上的封鎖之后系統(tǒng)又批準(zhǔn)了T4的請求，T2有可能永遠(yuǎn)等待，這就是活鎖。3）死鎖：如果事務(wù) T1封鎖了數(shù)據(jù) R1, T2封鎖了數(shù)據(jù) R2,然后T1又請求封鎖 R2,因T2 已封鎖了 R2,于是T1等待T2釋放R2上的鎖，接著 T2又申請封鎖R1,因T1已封鎖了 R1,T2也只能等待T1釋放R1上的鎖。這樣 T1在等待T2,而T2又在等待T1, T1和T2兩個(gè)事 務(wù)永遠(yuǎn)不能結(jié)束，形成死鎖。4)共享鎖：若事務(wù)T對數(shù)據(jù)對象 A加上S鎖，則事務(wù)T可以讀A,但不能修改 A其它事務(wù)只能再對 A 加S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放A上的S鎖。這就保證其他事務(wù)可以讀 A,但在T釋放 A上的S鎖

6、之前不能對 A做任何修改。5)排他鎖：若事務(wù)T對數(shù)據(jù)對象A加上X鎖，則只允許T讀取和修改 A但不允許其它事務(wù)再對 A 加任何類型的鎖和進(jìn)行任何操作，直到T釋放A上的鎖。這就保證其他事務(wù)在 T釋放A上的鎖之前不能再讀取和修改A 。6 ) 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地執(zhí)行這些事務(wù)時(shí)的結(jié)果相同，稱這種調(diào)度策略為可串行化 (Serializable) 調(diào)度。7) 所謂兩段鎖協(xié)議是指所有事務(wù)必須分兩個(gè)階段對數(shù)據(jù)項(xiàng)加鎖和解鎖。具體內(nèi)容如下：在對任何數(shù)據(jù)進(jìn)行讀、寫操作之前，事務(wù)首先要獲得對該數(shù)據(jù)的封鎖；在釋放一個(gè)封鎖之后，事務(wù)不再申請和獲得任何其他封鎖。9、 數(shù)據(jù)庫中為什么

7、要有恢復(fù)子系統(tǒng)它的功能是什么系統(tǒng)故障會丟失這些事務(wù)對數(shù)據(jù)的修改，使數(shù)據(jù)庫處于不一致狀態(tài)。恢復(fù)子系統(tǒng)在系統(tǒng)重啟時(shí)，撤銷所有未完成的事務(wù)，并重做已經(jīng)提交的事務(wù)， 以保證 將數(shù)據(jù)庫真正恢復(fù)到一致狀態(tài)。10、 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生的故障有幾類哪些故障影響事務(wù)的正常執(zhí)行哪些故障破壞數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)1) 事務(wù)內(nèi)部的故障事務(wù)內(nèi)部的故障有的是可以通過事務(wù)程序本身發(fā)現(xiàn)的， 有的是非預(yù)期的， 不能由事務(wù)程 序處理的。事務(wù)故障意味著事務(wù)沒有達(dá)到預(yù)期的終點(diǎn)， 因此， 數(shù)據(jù)庫可能處于不正確的狀態(tài)。 恢復(fù)程序要在不影響其他事務(wù)運(yùn)行的情況下， 強(qiáng)行回滾該事務(wù)， 即撤銷該事務(wù)已經(jīng)作出的任何對數(shù)據(jù)庫的修改，使得該事務(wù)好像根本沒有

8、啟動一樣。這類恢復(fù)操作稱為事務(wù)撤銷（UNDO) 。2）系統(tǒng)故障系統(tǒng)故障又稱為軟故障，是指造成系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，要使得系統(tǒng)重新啟動的故障。例如，硬件錯(cuò)誤（如CPUM障）、操作系統(tǒng)故障、DBMS弋碼錯(cuò)誤、系統(tǒng)斷電等都是系統(tǒng)故障。這樣 的故障會影響正在運(yùn)行的所有事務(wù)，但不破壞數(shù)據(jù)庫。3）其他故障介質(zhì)故障或由計(jì)算機(jī)病毒引起的故障或破壞可歸為其他故障。介質(zhì)故障常稱為硬故障， 指外存故障，如磁盤損壞、磁頭碰撞等。 這類故障會對數(shù)據(jù)庫造成破壞， 并影響正在操作數(shù)據(jù)庫的所有事務(wù)。 這類故障發(fā)生的可能性小得多， 但破壞性最大。各種故障對數(shù)據(jù)庫的影響有兩種可能性：一是數(shù)據(jù)庫本身被破壞；二是數(shù)據(jù)庫沒有被破壞，但數(shù)據(jù)可能

9、不正確，這是由于事務(wù)的運(yùn)行被非正常終止造成的。11、 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)有哪些1）利用備份技術(shù)2）利用事務(wù)日志3）利用鏡像技術(shù)12、 什么是數(shù)據(jù)庫的備份數(shù)據(jù)備份是指定期或不定期地對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，可以將數(shù)據(jù)復(fù)制到本地機(jī)器上，也可以復(fù)制到其他機(jī)器上，也稱為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲。13、 什么是日志文件為什么要設(shè)日志文件日志文件 （log） 是用來記錄事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件。具體的作用是：a） 事務(wù)故障恢復(fù)和系統(tǒng)故障恢復(fù)必須用日志文件。b） 在動態(tài)備份方式中必須建立日志文件， 后備副本和日志文件結(jié)合起來才能有效地恢復(fù)數(shù)據(jù)庫。登記日志文件時(shí)為什么必須先寫日志文件，后寫數(shù)據(jù)庫14、如果先寫了數(shù)據(jù)庫修改， 而在日志文件中沒有登記下這個(gè)修改， 則以后就無法恢復(fù)這個(gè)修改了。 如果先寫日志， 但沒有修改數(shù)據(jù)庫， 按日志文件恢復(fù)時(shí)只不過是多執(zhí)行一次不必要的UNDOI作，并不會影響數(shù)據(jù)庫的正確性。所以為了安全，一定要先寫日志文件，即首先 把日志記錄寫到日志文件中，然后寫數(shù)據(jù)庫的修改，這就是“先寫日志文件”的原則。15、 什么是數(shù)據(jù)庫鏡像它有什么用途所謂鏡像就是在不同的設(shè)備上同時(shí)存有兩份數(shù)據(jù)庫， 把一個(gè)設(shè)備稱為主設(shè)備， 另一個(gè)稱 為鏡像設(shè)備。主設(shè)備和鏡像設(shè)備互為鏡像關(guān)系，每當(dāng)主數(shù)據(jù)庫更新時(shí)，DBMS自動把整個(gè)數(shù)據(jù)庫或其中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)復(fù)制到另一個(gè)鏡像設(shè)備上。保證鏡像數(shù)據(jù)與