王珊《數據庫系統(tǒng)概論》(第4版)配套題庫【課后習題】第9章~第12章【圣才出品】

圣才電子書十萬種考研考證電子書、題庫視頻學習平臺第9章關系查詢處理和查詢優(yōu)化1．試述查詢優(yōu)化在關系數據庫系統(tǒng)中的重要性和可能性。答：查詢優(yōu)化在關系數據庫系統(tǒng)中的重要性：關系系統(tǒng)的查詢優(yōu)化既是RDBMS實現的關鍵技術，又是關系系統(tǒng)的優(yōu)點所在。它減輕了用戶選擇存取路徑的負擔。用戶只要提出“干什么”，不必考慮如何最好地表達查詢以獲取較好的效率，而且系統(tǒng)可以比用戶程序的“優(yōu)化”做得更好。查詢優(yōu)化在關系數據庫系統(tǒng)中的可能性：（1）優(yōu)化器可以從數據字典中獲取許多統(tǒng)計信息，例如關系中的元組數、關系中每個屬性的分布情況、這些屬性上是否有索引（B＋樹索引、HASH索引、唯一索引或組合索引）等。優(yōu)化器可以根據這些信息選擇有效的執(zhí)行計劃，而用戶程序則難以獲得這些信息。（2）如果數據庫的物理統(tǒng)計信息改變了，系統(tǒng)可以自動對查詢進行重新優(yōu)化以選擇相適應的執(zhí)行計劃。在非關系系統(tǒng)中必須重寫程序，而重寫程序在實際應用中往往是不太可能的。（3）優(yōu)化器可以考慮數十甚至數百種不同的執(zhí)行計劃，從中選出較優(yōu)的一個，而程序員一般只能考慮有限的幾種可能性。（4）優(yōu)化器中包括了很多復雜的技術，這些優(yōu)化技術往往只有最好的程序員才能掌握。系統(tǒng)的自動優(yōu)化相當于使得所有人都擁有這些優(yōu)化技術。2．對學生-課程數據庫有如下的查詢：1/33圣才電子書十萬種考研考證電子書、題庫視頻學習平臺此查詢要求信息系學生選修了的所有課程名稱。試畫出用關系代數表示的語法樹，并用關系代數表達式優(yōu)化算法對原始的語法樹進行優(yōu)化處理，畫出優(yōu)化后的標準語法樹。答：學生-課程數據庫用關系代數表示的語法樹如圖9-1所示：圖9-1關系代數語法樹優(yōu)化后的標準語法樹如圖9-2所示：2/33圣才電子書十萬種考研考證電子書、題庫視頻學習平臺圖9-2優(yōu)化后的語法樹3．試述RDBMS查詢優(yōu)化的一般準則。答：下面的優(yōu)化策略一般能提高查詢效率：（1）選擇運算應盡可能先做；（2）投影運算和選擇運算同時進行；（3）投影同其前或其后的雙目運算結合起來；（4）某些選擇同在它前面要執(zhí)行的笛卡爾積結合起來成為一個連接運算；（5）找出公共子表達式；（6）選取合適的連接算法。4．試述RDBMS查詢優(yōu)化的一般步驟。3/33圣才電子書十萬種考研考證電子書、題庫視頻學習平臺答：各個關系系統(tǒng)的優(yōu)化方法不盡相同，大致的步驟可以歸納如下：（l）把查詢轉換成某種內部表示，通常用的內部表示是語法樹。（2）把語法樹轉換成標準（優(yōu)化）形式，即利用優(yōu)化算法，把原始的語法樹轉換成優(yōu)化的形式。（3）選擇低層的存取路徑。（4）生成查詢計劃，選擇代價最小的。4/33圣才電子書十萬種考研考證電子書、題庫視頻學習平臺第10章數據庫恢復技術1．試述事務的概念及事務的四個特性?；謴图夹g能保證事務的哪些特性？答：（1）事務是用戶定義的一個數據庫操作序列，是一個不可分割的工作單位。事務具有4個特性：原子性、一致性、隔離性和持續(xù)性。這4個特性也簡稱為ACID特性。①原子性：事務是數據庫的邏輯工作單位，事務中的操作要么都做，要么都不做。②一致性：事務執(zhí)行的結果必須是使數據庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。當數據庫只包含成功事務提交的結果時，就說數據庫處于一致性狀態(tài)。③隔離性：一個事務的執(zhí)行不能被其他事務干擾，即一個事務內部的操作及使用的數據對其他并發(fā)事務是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個事務之間不能互相干擾。④持續(xù)性：持續(xù)性指一個事務一旦提交，它對數據庫中數據的改變就應該是永久性的，接下來的其他操作或故障不應該對其執(zhí)行結果有任何影響。（2）恢復技術保證了事務的原子性、一致性和持續(xù)性。2．為什么事務非正常結束時會影響數據庫數據的正確性？請舉例說明。答：事務執(zhí)行的結果必須是使數據庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。如果數據庫系統(tǒng)運行中發(fā)生故障，修改有一部分已寫入物理數據庫，狀態(tài)。有些事務尚未完成就被迫中斷，這些未完成事務對數據庫所做的這時數據庫就處于一種不正確的狀態(tài)，或者說是不一致的例如某工廠的庫存管理系統(tǒng)中，要把數量為Q的某種零件從倉庫1移到倉庫2存放。則可以定義一個事務T，T包括兩個操作：Q1＝Q1－Q，Q2＝Q2＋Q。如果T非正常終止時只做了第一個操作，則數據庫就處于不一致性狀態(tài)，庫存量無緣無故少了Q。5/33圣才電子書十萬種考研考證電子書、題庫視頻學習平臺3．數據庫中為什么要有恢復子系統(tǒng)？它的功能是什么？答：因為計算機系統(tǒng)中硬件的故障、軟件的錯誤、操作員的失誤以及惡意的破壞是不可避免的，這些故障輕則造成運行事務非正常中斷，影響數據庫中數據的正確性，重則破壞數據庫，使數據庫中全部或部分數據丟失。所有修改，因此必須要有恢復子系統(tǒng)?；謴妥酉到y(tǒng)的功能是把數據庫從錯誤狀態(tài)恢復到某一已知的正確狀態(tài)，或完整狀態(tài)。為保證數據一致性，需要清除這些事務對數據庫的也稱為一致狀態(tài)4．數據庫運行中可能產生的故障有哪幾類？哪些故障影響事務的正常執(zhí)行？哪些故障破壞數據庫數據？答：數據庫系統(tǒng)中可能發(fā)生各種各樣的故障，大致可以分四類：事務內部的故障，事務內部的故障是指事務沒有達到預期的終點。系統(tǒng)故障，系統(tǒng)故障是指造成系統(tǒng)停止運轉的任何事件，使得系統(tǒng)要重新啟動。介質故障，是指外存故障，如磁盤損壞、磁頭碰撞，瞬時強磁場干擾等。計算機病毒，計算機病毒是指一種人為的故障或破壞。事務故障、系統(tǒng)故障和介質