应用半连接的分布式数据库查询优化算法

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计算机等级考试四级数据库原理第1套试题及答案

计算机等级考试四级数据库原理第1套试题及答案计算机等级考试四级数据库原理第1套试题及答案⼀、单项选择题（共30分；每题1分）1、数据库⽤户有各种类型，他们具有的技术和知识层次各不相同，使⽤数据库的⽬的也不尽相同。

因此，为了便于他们的使⽤，DBMS应该提供各种不同类型的（）。

A)数据结构B)关系模型C)对象结构D)⽤户界⾯2、下列关于数据模型的叙述中，哪⼀条是错误的（）。

A)数据模型是⽤来描述、组织和处理现实世界中数据的⼯具B)数据模型主要⽤于定义数据库的静态特征，⽽不是⽤来描述数据间的动态⾏为C)数据模型需要能⽐较真实地模拟现实世界D)数据模型是数据库系统的核⼼和基础3、如果⼀门课程只能由⼀位教师讲授，⽽⼀位教师可以讲授若⼲门课程，则课程与教师这两个实体型之间的联系是（）。

A)⼀对⼀B)多对多C)⼀对多D)多对⼀4、下列关于概念模型的叙述中，哪⼀条是错误的（）A)概念模型是现实世界到信息世界的抽象B)概念模型是从⽤户观点对数据和信息的建模C)概念模型具有较强的语法表达能⼒，却⽆法描述语义信息D)实体-联系模型是最常⽤的概念模型5、下列关于数据库中“型”和“值”的叙述中，哪⼀条是错误的（）。

A)数据库中的型是指对某⼀类数据的结构和属性的描述B)数据库的型是随时间发⽣不断变化的C)数据库的型亦称为数据库的内涵D)数据库的值是型的⼀个具体赋值6、下列关于关系数据模型的叙述中，哪⼀条是错误的（）。

A)关系模型中数据的物理结构是⼀张⼆维表B)在关系模型中，现实世界的实体以及实体间的各种联系均⽤关系来表⽰C)插⼊、删除、更新是关系模型中的常⽤操作D)关系操作通过关系语⾔实现，关系语⾔的特点是⾼度⾮过程化7、下列关于关系数据语⾔的叙述中，哪⼀条是错误的（）。

A)关系代数是关系操作语⾔的⼀种传统表⽰⽅式，是⼀种抽象的查询语⾔B)元组关系演算和域关系演算属于关系演算语⾔C)关系代数⽐关系演算具有更强的表达能⼒D)SQL语⾔是⼀种重要的关系数据语⾔8、现有“学⽣—选课—课程”数据库中的三个关系如下：S（S#，SNAME，SEX，BIRTHYEAR，DEPT），主码是S#C（C#，CNAME，TEACHER），主码是C#SC（S#，C#，GRADE），主码是（S#，C#）下列关于保持数据库完整性的叙述中，哪⼀条是错误的（）。

中科大高级数据库系统作业答案2015

如果系统故障时, 磁盘上记录的Log记录下, 请描述数据库恢复管理器的动作.
a) <U,Start> b) <U,Commit> c) <T,E,50> d) <T,Commit>
1．(a)undo U, undo T （不能是undo T，undo U ） 1. Undo是逆向完成 (b)undo T, redo U 2. Redo是顺序完成 3. 必须先Undo 后Redo (c)undo T, redo U (d)redo T, redo U
3
第二次作业

解：首先完善模型如下：假定：本地读写的代价可忽略不计；异地读写操作的代价均相等，记为1
A方案 A1 A2 B方案 5 （r R2） 0 5 （r R2） 0 10(r R2) 10 (r R2) 10 (w R2) 10 (w R2)
A> R1在Site1, R2在Site2, R3在 Site3. B> R1和R2在Site1, R2和R3在 Site3. A1: 在Site1上发出, 读5个 R1 记录, 5个 R2记录 A2: 在Site3上发出, 读5个R3记录 , 5个R2记录 A3: 在Site2上发出, 读10个R2 记录.
(1) 所有表存放于站点A：部门1要经常访问所有雇员和项目信息 (2) 因为站点B和C分别属于部门2和3，所以先对DEPARTMENT按DNO水平分片，取DNO=2、3 分别得到部门2和3的数据存放于站点B和C (3)将EMPLOYEE、PROJECT以及DEPT_LOCATION分别和部门2和3的DEPARTMENT 数据在DNO属性上半连接，得到部门2和3上的EMPLOYEE、PROJECT以及 DEPT_LOCATION数据 5

计算机四级数据库真题及解析(4)

计算机四级数据库真题及解析（4）第四套1 下列关于数据与信息的叙述中，哪一条是错误的（）。

A) 信息总是具有特定的语义，而且可以存储以及加工处理B) 文字、图像、声音等都是数据的表现形式C) 信息是数据的载体，也是数据的内涵D) 信息的价值与它的准确性、及时性、完整性和可靠性有关2 下列关于数据库系统中人员的叙述，哪一条是错误的（）。

A) 人员包括数据库管理员、系统分析员和数据库设计人员、应用程序员和最终用户B) 确定数据库中的信息内容和结构属于数据库管理员的职责C) 监控数据库的使用和运行属于数据库管理员的职责D) 物理数据库设计与调优属于应用程序员的职责3 下列哪一个不属于数据库系统中的软件平台（）。

A) 支持 DBMS 运行的操作系统（ OS ）B) 检测、预防和消除计算机系统病毒的软件C) 以 DBMS 为核心的应用开发工具D) 为特定应用环境开发的数据库应用系统4 下列关于数据模型的叙述中，哪一条是错误的（）。

A) 数据模型为数据库的表示和操纵提供框架B) 数据模型描述了数据库的静态特征与动态行为C) 数据模型是数据库系统的核心和基础D) 不同抽象层面的数据模型都能很好地模拟现实世界、容易为人们所理解，并且便于在计算机上实现5 下列关于 E-R 图的叙述中，哪一条是错误的（）。

A) E-R 图是实体联系图的简称，其英文是 Entity-Relationship DiagramB) E-R 图是一个图示化模型，能够表示实体型、属性和联系C) E-R 图中实体型用矩形表示，矩形框内写明实体名D) E-R 图中属性用菱形表示，菱形框内写明属性名6 在数据库技术中，实体 -联系模型（即 E-R模型）是下列哪一种模型（）。

A) 概念数据模型B) 结构数据模型C) 物理数据模型D) 逻辑数据模型7 下列关于关系模型的叙述中，哪一条是错误的（）。

A) 关系模型是一种物理数据模型B) 关系模型用二维表格结构表示各类实体及实体间的联系C) 关系模型是数学化的模型 , 可把表格看成一个集合D) 关系模型由 IBM 公司的研究员 E. F. Codd 于 1970年首次提出8 关系数据模型由三大要素组成，下列哪一项表述是正确的（）。

第四章全局查询处理和优化

查询处理概述
查询处理问题
集中查询处理器必须：
将演算查询转换为代数操作选择最好的执行计划
例如:
SELECT ENAME FROM E,G WHERE RESP = “Manager” and E.ENO=G.ENO
第四章分布查询处理和优化
查询处理概述
关系代数 1: ( RESP " M anager " E . EM O G . EN O ( E G )) EN AM E
查询优化的基础
• 读取自然连接结果, 执行选择运算, 需50s, 选择结果均可放在内存 • 投影运算: • 总花费为: 105+50+50=205s 3.4分钟 Q3= sname( Students Cno=„2‟(SC))
Q3代价计算(仅考虑I/O代价)
计算对SC做选择运算的代价 • 需读SC到内存进行选择运算 • 读SC块数为: 10000/100=100 • 花费为: 100/20=5s • 选择结果为50个SC元组, 均可放在内存
域演算：{ x 1 , x 2 , . . . x n | F ( x 1 , x 2 , . . . , x n )} 其中 x‟s: 域变量, F(x1,…,xn): wff 例如: { x , y | E ( x , y , " manager
" )}
第四章分布查询处理和优化
查询处理概述
第四章分布查询处理和优化
第四章分布查询处理和优化
查询处理概述
优化的查询
G 1 ' RESP
E1 '
" Manager "
( G 1)

计算机等级考试四级数据库原理第4套试题及答案

计算机等级考试四级数据库原理第4套试题及答案一、单项选择题（共30分；每题1分）1、下列关于数据与信息的叙述中，哪一条是错误的（）。

A)信息总是具有特定的语义，而且可以存储以及加工处理B)文字、图像、声音等都是数据的表现形式C)信息是数据的载体，也是数据的内涵D)信息的价值与它的准确性、及时性、完整性和可靠性有关2、下列哪一个不属于数据库系统中的软件平台（）。

A)支持DBMS运行的操作系统（OS）B)检测、预防和消除计算机系统病毒的软件C)以DBMS为核心的应用开发工具D)为特定应用环境开发的数据库应用系统3、下列关于数据模型的叙述中，哪一条是错误的（）。

A)数据模型为数据库的表示和操纵提供框架B)数据模型描述了数据库的静态特征与动态行为C)数据模型是数据库系统的核心和基础D)不同抽象层面的数据模型都能很好地模拟现实世界、容易为人们所理解，并且便于在计算机上实现4、下列关于E-R图的叙述中，哪一条是错误的（）。

A)E-R图是实体联系图的简称，其英文是Entity-Relationship DiagramB)E-R图是一个图示化模型，能够表示实体型、属性和联系C)E-R图中实体型用矩形表示，矩形框内写明实体名D)E-R图中属性用菱形表示，菱形框内写明属性名5、下列关于关系模型的叙述中，哪一条是错误的（）。

A)关系模型是一种物理数据模型B)关系模型用二维表格结构表示各类实体及实体间的联系C)关系模型是数学化的模型,可把表格看成一个集合D)关系模型由IBM公司的研究员E.F.Codd于1970年首次提出6、在数据库技术中，实体-联系模型（即E-R模型）是下列哪一种模型（）。

A)概念数据模型B)结构数据模型C)物理数据模型D)逻辑数据模型7、关系数据模型由三大要素组成，下列哪一项表述是正确的（）。

A)关系数据结构，关系数据通信，关系操作集合B)关系数据结构，关系操作集合，关系完整性约束C)关系数据通信，关系操作集合，关系完整性约束D)关系数据结构，关系数据通信，关系完整性约束8、设关系R和S具有公共属性集Y，当执行自然连接时，会丢弃那些在Y属性集上没有匹配值的元组。

分布式数据库系统其应用(徐俊刚第三版)重点课后习题

第一章1.1 采用分布式数据库系统的主要原因是什么？集中式数据库系统的不足：1.数据按实际需要已经在网络上分布存储，如果再采用集中式处理，势必造成附加成本和通信开销，2,。

应用程序集中在一台计算机上运行，一旦该计算机发生故障，将会影响整个系统的运行，可靠性不高。

3集中式处理导致系统的规模和配置都不够灵活，系统的可扩展性较差。

1.2 分布式数据库系统有哪几种分类方法？这些方法是如何分类的？1.按局部数据库管理系统的数据模型的类型分类。

（1）同构型：同构同质型：各个站点上的数据库的数据模型都是同一类型的，而且是同一种DBMS。

同构异质型：各个站点上的数据库的数据模型都是同一类型的，但不是同一种DBMS。

（2）异构型：各个站点上的数据库的数据模型各不相同。

2.按分布式数据库系统全局控制系统类型分类（1）全局控制集中型DDBS（2）全局控制分散型DDBS（3）全局控制可变型DDBS1.3 什么是分布式数据库系统？它具有那些主要特点？怎样区分分布式数据库系统与只提供远程数据访问的网络数据库系统？分布式数据库系统是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统，其可以看成是计算机网络和数据库系统的有机结合。

基本特点：物理分布性、逻辑整体性、站点自治性。

导出特点：数据分布透明性、集中与自治相结合的机制、存在适当的数据冗余度、事务管理的分布性。

区分：分布式数据库的分布性是透明的，用户感觉不到远程与本地结合的接缝的存在。

1.6分布式DBMS具有哪些集中式DBMS不具备的功能？数据跟踪，分布式查询处理，分布式事务管理，复制数据管理，安全性，分布式目录管理1.14分布式数据库系统的主要优点是什么？存在哪些技术问题？分布式数据库系统优点：良好地可靠性和可用性；提高系统效率，降低通信成本；较大的灵活性和可伸缩性；经济型和保护投资；适应组织的分布式管理和控制；数据分布式具有透明性和站点具有较好的自治性；提高了资源利用率；实现了数据共享。

历年全国计算机等级考试四级数据库工程师共16套（真题）

历年全国计算机等级考试四级数据库工程师共16套（真题）1第一套1.下列关于数据库基本概念的叙述中，哪一条是错误的( ）。

A） "数据库"可理解为是在计算机存储设备中按一定格式存放数据的仓库Ｂ) 数据库是按一定结构组织并可以长期存储在计算机内的、在逻辑上保持一致的、可共享的大量相关联数据的集合C）数据库中的数据一般都具有较大的冗余度D）数据库中的数据是按一定的数据模型组织在一起的2．下列关于数据模型的叙述中，哪一条是错误的( )。

A）数据模型是用来描述、组织和处理现实世界中数据的工具B) 数据模型主要用于定义数据库的静态特征,但是不便于描述数据间的动态行为C) 数据模型需要能比较真实地模拟现实世界D）数据模型是数据库系统的核心和基础3如果一门课程只能由一位教师讲授,而一位教师可以讲授若干门课程，则课程与教师这两个实体型之间的联系是( )。

A) 一对一B) 多对多C) 一对多Ｄ）多对一4下列关于概念模型的叙述中，哪一条是错误的( ）。

A) 概念模型是现实世界到信息世界的抽象B) 概念模型是从用户观点对数据和信息的建模C) 概念模型具有较强的语法表达能力,却无法描述语义信息D) 实体-联系模型是最常用的概念模型5下列关于数据库中"型"和"值"的叙述中，哪一条是错误的（）。

A) 数据库中的型是指对某一类数据的结构和属性的描述Ｂ) 数据库的型是随时间发生不断变化的C) 数据库的型亦称为数据库的内涵D) 数据库的值是型的一个具体赋值6下列关于数据模型的叙述中，哪一条是错误的( ）。

A) 数据模型是用来描述、组织和处理现实世界中数据的工具B）数据模型主要用于定义数据库的静态特征,但是不便于描述数据间的动态行为Ｃ) 数据模型需要能比较真实地模拟现实世界D）数据模型是数据库系统的核心和基础7下列关于关系数据模型的叙述中,哪一条是错误的（)。

A) 关系模型中数据的物理结构是一张二维表B) 在关系模型中,现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示Ｃ) 插入、删除、更新是关系模型中的常用操作8列关于关系数据语言的叙述中，哪一条是错误的（)。

计算机等级考试NCRE计算机等级考试三级模拟题2020年(16)_真题无答案

计算机等级考试（NCRE）计算机等级考试三级模拟题2020年(16)(总分53.6, 做题时间120分钟)单选题1. 对对象进行分类是数据挖掘的一项非常重要的任务，下列算法模型无法直接用于分类的是______• A.逻辑回归•**C.神经网络• D.决策树SSS_SINGLE_SELA AB BC CD D2. 下列关于OLAP和OLTP的说法，错误的是______。

•**系统一般需要处理大量事务，且执行的事务内容比较简单且重复率高•**系统是生成数据的系统，OLAP系统则是利用数据的系统•**系统一般面向企业外部人员和企业内部基础业务人员，而OLAP主要面向企业内部各层次决策人员**系统主要面向企业基础业务，OLAP主要面向企业的数据分析利用需求SSS_SINGLE_SELA AB BC CD D3. 索引是数据库中重要的数据结构。

关于索引有下列说法：Ⅰ．与非聚集索引相比聚集索引更适合范围查询Ⅱ．应为经常在查询中作为条件的属性建立索引Ⅲ．表中数据大量更新后重建相关索引有可能提高查询速度Ⅳ．索引有可能会占用大量磁盘空间，建立索引时需要考虑其空间需求Ⅴ．频繁进行分组或排序操作的属性可以考虑为其建立索引以上说法正确的是______。

• A.仅Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ• B.仅Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ• C.仅Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ• D.全部都是SSS_SINGLE_SELA AB BC CD D4. XML数据库用于实现对XML格式文档的存储与管理。

下列关于XML数据库的说法，错误的是______。

• A.相比传统关系型数据库，XML数据库不适于管理具有复杂数据结构的数据集• B.由于XML数据格式能够清晰表达数据的层次特征，因此，XML数据库便于对层次化的数据进行操作•**数据库能够对半结构化数据进行有效的存取与管理D.在现阶段，XML数据处理主要依靠关系型数据库厂商在传统商业产品中扩充XML处理能力来实现SSS_SINGLE_SELA AB BC CD D5. 与集中式数据库相比，分布式数据库的查询优化处理要复杂很多，其查询优化需要考虑的主要因素包括I/O代价、CPU代价和通信代价。

第3章分布式数据库中的查询处理和优化

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7
由此可见，一个好的查询处理应该使数据的传输量和通信次数最少，这样才能使查询所花费的数据传输/或通信时间减少，从而减少查询的总代价。如果对第6种方法利用分布式的并行处理，即在A地选择男生和B地选择‘MATHS’课程名同时进行，这样的总的处理时间还可以减少。
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3.2 分布式查询优化中的基础知识
3.2.1 用关系代数表达式SQL语句表示一个查询分布式数据库基本上都采用关系数据模型,以非过程化语言作为与用户接口的主要语言。这些非过程化语言一般都与SQL语言兼容，且大多数就是SQL语言。因此，用户向分布式数据库发出的一个查询，总是可以用关系代数表达式或SQL语言的 SELECT语句来表示。 1、用SQL语句来表示一个查询 SQL已被选作关系数据库的标准语言，查询语句SELECT是一个功能极强的查询语句。对关系数据库的各种复杂的查询要求，都可以用SELECT语句来表示。例3.2 教学数据库中，有三个全局关系：学生信息S（S#，SNAME，AGE，SEX）课程设置关系C（C#，CNAME，TEACHER）选课关系SC（S#，C#，GRADE）查询选修课程号为‘C03’的学生姓名。
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（2）在高速局域网中传输时间比局部处理时间要短得多。在这种情下，往往以响应时间作为优化目标。响应时间既与通信时间有关，也与局部处理时间有关，但局部处理时间是关键，所以减少局部处理的时间是问题的主要方面。在某些情况下，查询处理同时以减少通信费用与响应时间作为优化目标。这时，算法往往需要在这两者之间做出权衡。 3、查询代价的估算方法设一个查询执行的预期代价为QC，则在集中式中：QC=I/O代价+CPU代价在分布式中：QC=I/O代价+CPU代价+通信代价通信代价可用如下公式作粗略估算： TC（X）=C0+C1*X 其中，X为数据的传输量，通常以bit为单位计算； C0为两站点间通信初始化一次所花费的时间，它由通信系统确定，近似一个常数，以秒为单位； C1为传输率（传输速度的倒数），即单位数据传输的时间，单 5 位是 b/s。

分布式数据库系统.

9.2.3 分布透明性
分布（网络）透明性
分片透明性（全局视图和分片视图之间）
用户或应用程序只对全局关系进行操作而不必考虑关系的分片。如果分片模式改变了，通过调整全局模式与分
片模式之间的映象关系来保持全局模式不变。
位置透明性（分片视图和分配视图之间）
用户或应用程序不必了解片段的存储位置。
where DNO=DNUMBER
分布式查询处理
传送时间T=总传输延迟+总数据量/传输速度
⒈把关系EMPLOYEE和DEPARTMENT分布从场地1和场地2传到场地3，然后在场地3站进行查询传送时间T=(104 100 +100 35 )/104=100s
1
3
2
分布式查询处理
⒉把关系EMPLOYEE传送到场地2，在场地2作联接，再把操作结构从场地2传到场地3：
1、与集中式DB相比，分布式DB具有（）特点，与分散式DB相比，又具有（）特点。
2、区别系统是分散式还是分布式就是判定系统是否支持（）.
3、在分布式DB中，用户看到的系统如同一个集中式 DBS，这是因为分布式系统具有（）和（）特点。
4、如果各个场地都采用同类型数据模型，但DBMS不同型号，这种系统属于（）型DBMS.
9.1 分布式数据库系统概述
与集中式数据库相比，分布式DB具有：数据分布式的特点。
与分散式数据库相比，分布式DB具有：逻辑整体性的特点。
9.1.2 分布式数据库系统的定义
背景
数据库系统+计算机网络
T1
T2 计算机2
T3 DB1
DB1 T1
计算机1 T2 T3
通讯网络
T1 计算机3 T2

关系数据库与非关系数据库、分布式数据库的概念

关系数据库与非关系数据库、分布式数据库的概念关系数据库（Relational Database）关系数据库是建立在关系模型基础之上的数据库系统。

它以表的形式存储和组织数据，其中每个表都有一个唯一的标识符（主键），可以和其他表建立关系（外键）。

关系数据库管理系统（RDBMS）是用于操作和管理关系数据库的软件工具，最常见的RDBMS是Oracle、MySQL、SQL Server等。

关系数据库的特点如下：1.数据结构：关系数据库的数据以表格形式存储，每个表格由若干行和列组成，每一行代表一个实体记录，每一列代表一个属性。

2.数据关系：关系数据库使用外键关联不同表格的数据，实现数据之间的关联关系。

3.数据一致性：关系数据库使用事务机制确保数据的一致性和完整性。

4. SQL语言：关系数据库使用结构化查询语言（SQL）作为操作和查询数据的标准语言。

非关系数据库（Non-Relational Database）非关系数据库也被称为NoSQL数据库，它不同于传统的关系数据库，采用不同的数据模型和存储方式，适用于处理大数据量和高并发的场景。

非关系数据库的特点如下：1.数据模型：非关系数据库使用非结构化或半结构化的数据模型，如文档，键值对，图形等，更加灵活和可扩展。

2.可伸缩性：非关系数据库通过水平扩展（添加更多的服务器），能够处理大规模的数据和高并发的请求。

3.高性能：非关系数据库采用的存储结构和查询方式通常经过优化，能够提供更快的查询速度。

4.容灾备份：非关系数据库通常具备数据冗余、读写分离、自动备份等功能，提供更高的可用性和容灾性。

非关系数据库的种类有很多，如键值数据库（如Redis），文档数据库（如MongoDB），列式数据库（如Cassandra），图形数据库（如Neo4j）等。

选择合适的非关系数据库取决于具体应用场景和需求。

分布式数据库（Distributed Database）分布式数据库指的是将数据存储在多个物理节点上，通过网络连接形成一个逻辑上的整体。

应用半连接的分布式数据库查询优化算法

应用半连接的分布式数据库查询优化算法在分布式数据库中进行查询时，优化查询算法是至关重要的。

其中的一个有效的方法是使用半连接(Semi-Join)。

半连接是一种查询策略，它用于减少在分布式环境中传输的数据量。

它通过在传统的连接操作中使用一种特殊的操作符来实现。

具体而言，半连接仅传输满足一定条件的元组。

为了应用半连接的优化算法，我们需要首先确定查询的分布式执行计划。

该计划确定了在分布式环境中如何执行查询，并确定了每个数据节点的参与度。

接下来，我们将介绍一种基于半连接的分布式查询优化算法。

1.划分数据：首先，将数据划分成多个分片，并在不同的数据库节点上存储。

划分数据的目的是将负载均衡地分布在不同的节点上，避免单个节点的负载过高。

2.半连接传输：优化算法的核心是通过半连接传输减少数据的传输量。

半连接操作将在两个表之间进行，并将结果传输到下一个节点。

在传输之前，通过应用选择谓词来过滤出满足查询条件的元组。

这样，只有相关的数据被传输到下一个节点，从而减少数据传输量。

3.合并结果：在所有节点上执行半连接操作后，需要将分片的结果合并起来。

这通常通过联合操作来实现。

在联合操作后，可以按照查询的需求对结果进行进一步的处理，如排序、聚合等。

半连接的优势在于减少了数据传输的量，从而降低了网络开销。

另外，通过在每个节点上执行半连接操作，可以并行地处理查询，进一步提高了查询性能。

值得注意的是，使用半连接的查询优化算法也存在一些问题和限制。

首先，半连接操作可能导致查询的复杂性增加，从而增加了查询的执行时间。

其次，半连接操作需要在不同节点之间进行数据传输，这可能导致网络延迟。

此外，半连接操作只适用于满足查询条件的结果，这可能导致一些关联数据被忽略。

总之，半连接是一种有效的分布式数据库查询优化算法。

它通过减少数据的传输量和并行处理查询来提高查询性能。

然而，需要权衡其复杂性和网络延迟所带来的影响。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的查询优化策略。

分布式数据库技术路线及方案分类

分布式数据库技术路线及方案分类数据库的重要性：数据库作为大多数信息系统的基础设施，向下发挥硬件算力，向上使能上层应用，是IT行业中大厦的地基、飞船的引擎、更是开发者的必备武器。

数据库的速度、易用性、稳定性、扩展性、成本都对企业的基础业务与增长弹性至关重要。

假如数据库从未诞生，程序员需要面对海量的数据关系与不可靠的计算机系统。

而在数据库的基础上，程序员不需要重新设计复杂的系统流程保证数据处理的事务性，转而只需要增删改查CRUD的简单操作，大大降低了数据存储与处理的复杂性。

数据库的定义与分类：是按照特定数据结构组织，存储和管理数据的基础软件。

分布式数据库是用计算机网络将物理上分散的多个数据库单元连接起来组成的一个逻辑上统一的数据库。

本篇报告从分布式架构的视角出发，多方位关注数据库行业的前沿动向。

分布式数据库概念及技术发展沿革：数据库已经经历了半个世纪的发展，经历了学术界驱动、商业化落地、论文工业实现、企业应用需求驱动等技术发展阶段。

从一开始的层面模型，网状模型，关系模型，到对象模型，对象关系模型，半结构化等，数据模型一直是数据库的核心和理论基础，而扎实的理论支撑和更佳的逻辑独立性仍然将是未来数据库的根本。

在商业化落地后，Oracle带着MySQL、微软的SQL Server等领衔关系型数据库占领市场多年。

从SQL、NoSQL到NewSQL，甚至是HTAP，都在迭代中推动着业务能力的发展。

当前，云+分布式已经成为了企业极限需求的唯一解决方案，并造就了当前数据库行业的爆发期。

在当前与持续的行业周期中，先进的产品与技术都需要围绕市场，才能成为最重要的竞争优势。

分布式数据库行业支撑体系：中国分布式数据库的发展取得了人口红利。

而技术创新需要先进的学术研究体系，产研结合需要紧密的产业交流，行业渗透则需要紧跟时代需求的人才培训体系。

中国数据库产品图谱：中国数据库厂商分为传统数据库厂商、新兴数据库厂商、云厂商、ICT跨界厂商四类，各家提供不同的集中式数据库与分布式数据库产品中国数据库厂商及代表数据库产品传统数据库厂商达梦数据库。

《分布式数据库》课件

分布式数据库在云计算中的应用
云计算平台为分布式数据库提供了基础设施，使得分布式数据库能够更好地支持云端应用，实现弹性扩展、高可用性等特性。
分布式数据库在云计算中广泛应用，例如支持大数据分析、在线交易、物联网数据采集等场景，成为云计算的重要组成部分。
分布式数据库在物联网中的应用
物联网设备产生大量数据，需要分布式数据库进行存储和处理，支持实时分析、预测等功能。
采用副本技术，将数据复制到多个节点上，并定期进行数据备份和恢复演练。
05
分布式数据库的发展趋势与未来展望
分布式数据库的技术创新
分布式数据库技术不断进步，包括数据分片、数据复制、数据一致性等方面的技术创新，提高了分布式数据库的性能和可靠性。
分布式数据库管理系统（DBMS）的智能化水平不断提升，例如通过机器学习、人工智能等技术，实现自动化运维、智能优化等功能。
性能优化挑战
随着数据量的增长，单一节点的性能瓶颈逐渐显现，需要进行数据分片和路由优化。
解决方案
采用数据分片技术，将数据分散到多个节点上，并通过智能路由算法，优化数据的访问路径。
数据冗余与备份的策略选择数冗余挑战在分布式数据库中，为了保证数据的可靠性和可用性，需要进行数据冗余和备份。
VS
解决方案
理需求。
云计算平台
02
云计算平台需要提供高可用、可扩展的数据服务，分布式数据
库是理想选择。
大数据处理
03
分布式数据库能够处理大规模数据，适用于大数据分析、挖掘
等应用场景。
02
分布式数据库的架构与原理
分布式数据库的架构
分布式数据库系统由多个节点组成，每个节点运行在独立的物理服务器上，通过网络连接实现数据共享和通信。

数据库检索实例系列

Cassandra数据库检索实例
总结词
Cassandra是一个分布式列存储数据库，具有高可用性和可扩展性。
详细描述
Cassandra采用分布式架构，可以部署在多个节点上，具有高可用性和可扩展性。Cassandra采用列存储方式，适合存储大量结构化数据和半结构化数据。
总结词
Cassandra支持丰富的数据模型和查询语言。
Redis支持丰富的数据操作，如设置键值对、获取键值、删除键值等。此外，Redis还支持事务和发布订阅等高级功能，可以用于实现复杂的业务逻辑。
总结词
Redis支持持久化存储和备份恢复功能。
详细描述
Redis支持将数据持久化存储到磁盘上，可以通过配置文件进行配置。此外，Redis还支持备份和恢复功能，可以用于数据恢复和灾难恢复。
02
关系型数据库检索实例
MySQL数据库检索实例
总结词
MySQL是一种流行的开源关系型数据库管理系统，广泛应用于Web 应用程序和数据存储。
详细描述
MySQL数据库检索实例包括创建数据库、表和索引，执行查询语句，以及使用连接和事务等操作。
示例查询
使用SELECT语句检索数据，使用WHERE子句过滤结果，使用JOIN连接多个表，使用ORDER BY对结果进行排序等。
数据库设计优化
总结词
良好的数据库设计是提高检索效率的基础，通过合理规划表结构和关系可以提升性能。
规范化设计
遵循数据库规范化原则，减少数据冗余和数据不一致性。
合理分区
根据数据特点对表进行分区，提高查询性能。
考虑查询需求
在设计表结构时，充分考虑常见查询需求，合理规划字段和索引。
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大数据理论考试(习题卷2)

大数据理论考试(习题卷2)第1部分：单项选择题，共64题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。

1.[单选题]最早被提出的循环神经网络门控算法是什么（）A)长短期记忆网络B)门控循环单元网络C)堆叠循环神经网络D)双向循环神经网答案:A解析:LSTM是最早被提出的循环神经网络门控算法。

长短期记忆网络（Long-Short Term Memory,LSTM）论文首次发表于1997年11月15日。

门控循环单元网络（GRU）论文发表于2014年。

堆叠循环神经网络（SRNN）论文发表于2017年。

双向循环神经网络（Bidirectional recurrent neural networks）发表于1997年11月。

2.[单选题]关于欠拟合（under-fitting），（）是正确的。

A)训练误差较大，测试误差较小B)训练误差较小，测试误差较大C)训练误差较大，测试误差较大D)训练误差较小，测试误差较答案:C解析:欠拟合是指对训练样本的一般性质尚未学好，因此训练误差和测试误差均较大3.[单选题]（）模块是python标准库中最常用的模块之一。

通过它可以获取命令行参数，从而实现从程序外部向程序内部传递参数的功能，也可以获取程序路径和当前系统平台等信息。

A)sysB)platformC)mathD)time答案:A解析:sys模块用来获取命令行参数，从而实现从程序外部向程序内部传递参数的功能，也可以获取程序路径和当前系统平台等信息。

4.[单选题]数据管理成熟度模型中成熟度等级最高是哪一级（）。

A)已优化级B)已测量级C)已定义级D)已管理级答案:A解析:已优化是数据管理成熟度模型中成熟度的最高等级。

5.[单选题]多分类学习中，最经典的三种拆分策略不包括（）。

A)一对一B)一对其余C)一对多D)多对多6.[单选题]属于卷积神经网络应用方向的是(__)。

A)图像分类B)目标检测C)图像语义分割D)以上答案都正答案:D解析:卷积神经网络应用于图像分类，目标检测及图像语义分割。

应用半连接的分布式数据库查询优化算法

应用半连接的分布式数Hale Waihona Puke 库查询优化算法概述
分布式数据库具有分布性和冗余性，导致分布式查询处理比较复杂，因此查询优化是一个非常重要的问题。针对大规模数据分析分布式数据库的数据分片机制，建立改进的数据分片模型，并根据分布式数据库的查询优化目标分析查询优化算法，对半连接查询优化算法进行改进。实例分析表明: 改进的半连接查询算法极大地降低了传输代价，提高了查询效率

假设关系Ｒ1 和Ｒ2 的关系结构如下表所示。

根据上表得关系数据比为 2 ，按照改进的半连接查询，计算所需数据如下表所示。

由此可以得出2 种算法的代价
一般半连接查询代价:
22 500 + 7 140 000 = 7 162 500; 改进半连接查询代价:

105 000 + 4 020 000 = 4 125 000;

首先，介绍改进半连接查询中涉及到的几个概念和理论。定理 1 连接运算的交换律假设有关系Ｒ 1 和关系Ｒ 2 ，那么Ｒ1∞ Ｒ2 =Ｒ2∞Ｒ1，即连接运算满足交换律。定义1 关系元组比Ｒsize假设有关系Ｒ1 和关系Ｒ2，那么Ｒsize =size( Ｒ1) / size( Ｒ2) ，称为关系Ｒ 1 和Ｒ2 的关系元组比。定义2 关系记录比Ｒrecord假设有关系Ｒ1 和关系Ｒ2，那么Ｒrecord =record( Ｒ1) /record( Ｒ2) ，称为关系Ｒ1 和Ｒ2 的关系记录比。
一般的半连接查询方法

半连接是投影和连接组成的一种关系代数运算。假设Ｒ 1 、Ｒ 2 是 2 个关系，分别位于站点 S1 、 S2 ，而属性 A1 、 A2 分别在Ｒ1和Ｒ2上，半连接操作可表示为

分布式数据库的半联接查询优化研究

作者简介：刘菲（1987－），女，河南焦作人，中南财经政法大学信息学院学生，研究方向为信息管理与信息系统。

分布式数据库的半联接查询优化研究刘菲（中南财经政法大学信息学院，湖北武汉430074）摘要：通过与集中式数据库的对比来研究分布式数据库的特殊体系结构，并对在这种独特体系结构下的查询代价的估算和优化做出分析。

关键词：分布式数据库；分布透明性；半联接查询中图分类号：TP311.138文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2009）06－0170－021分布式数据库的体系结构集中式数据库的模式结构如图1所示，三级模式两级映射。

所有的数据分段都安排在同一场地，比较容易控制。

但所有检索和更新使得数据库的负担过重，一旦出现故障，将使整个系统崩溃，因而安全性、可靠性较差。

第8卷%第6期2009年6月Vol.8No.6Jun.2009第6期量，通常以bit（位）为计算单位，CO和C1是依赖于系统的常数。

CO是两个场地之间启动一个传输的固定费用，C1是网络范围内的单位传输费用。

总之，在DDBS中查询优化的首要目标是使得该查询在执行时使其通信代价最小。

数据在网络中传输时，基于半联接的优化策略中在数据本场地将不参与联接的数据或无用的数据过滤掉，避免了无用的传输代价，提高了传输效率。

本文以教学数据库为例，再基于半联接的策略来对分布式数据库系统的查询进行优化。

对于一个查询问题，可在查询分析后，根据其所得到的属性名、表名、属性特征等信息，在数据字典中确定DDBS所需要访问的片断，最后便是确定存取方案。

即在分析优化查询操作与应用环境及节点处理能力间的关系及其对查询效率的影响的基础上，以所付时间代价最小为标准，确定采用怎样的传输方法更有效。

假设该教学数据库是个分布式数据库系统，数据分别存放在A地和B地。

系统中包含三个表：①学生信息表：Student（S #，SNAME，SEX，AGE）有105个元组在A场地存放;②课程信息表：Course（C#，CNAME）有103个元组在B场地存放;③学生成绩表：Score（S#，C#，SCORE）有105个元组在A场地存放。

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