数据库考试相关

关系模型三个要素:数据结构,数据操作,约束条件
可串行化调度:事务的正确性原则告诉我们，每个串行调度都将保持数据库状态的一致性。

通常，不管数据库初态怎样，一个调度对数据库状态的影响都和某个串行调度相同，我们就说这个调度是可串行化的。

事务（Transaction）是并发控制的单位，是用户定义的一个操作序列。

这些操作要么都做，要么都不做，是一个不可分割的工作单位。

通过事务，SQL Server 能将逻辑相关的一组操作绑定在一起，以便服务器保持数据的完整性。

事务通常是以BEGIN TRANSACTION开始，以COMMIT或ROLLBACK结束。

COMMIT 表示提交，即提交事务的所有操作。

具体地说就是将事务中所有对数据库的更新写回到磁盘上的物理数据库中去，事务正常结束。

ROLLBACK表示回滚，即在事务运行的过程中发生了某种故障，事务不能继续进行，系统将事务中对数据库的所有以完成的操作全部撤消，滚回到事务开始的状态。

事务的特性(ACID特性)
A:原子性(Atomicity)
事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的诸操作要么全做，要么全不做。

B:一致性(Consistency)
事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。

一致性与原子性是密切相关的。

C:隔离性(Isolation)
一个事务的执行不能被其他事务干扰。

D:持续性/永久性(Durability)
一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。

分布式数据库与并行数据的区别与联系
并行数据库:多处理器、多磁盘、高速网,用于处理艰巨的任务！并行数据库系统并行数据库系统并行数据库系统并行数据库系统是在并行机上运行的具有并行处理能力的数据库系统，是数据库技术与并行计算技术结合的产物。

高性能
并行体系结构：
共享内存-- processors share a common
memory
共享磁盘-- processors share a common disk
无共享—
层次的-- hybrid of the above architectures，
以上结构的混合
分布式数据库:定义：分布式数据库系统是地理上分布在网络的不同结点而逻辑上属于同一个系统的数据库系统。

（数据分布）。

数据分存在计算机网络中的各台计算机上的数据库。

数据物理上分散，逻辑上关联,网络连接各子系统
优点：共享性、自治性、可用性
n Sharing data 共享性：数据，你中有我，我中有你，但
可能不完整，不同版本
n Autonomy 自治性：各站点增删改查有一定自治权
n 高可用性：有合理冗余，自愿参加，在脱网时可用，少
一个地球照转
o 缺点：需要各站点协作，故障恢复复杂
n Software development cost. 软件代价
n Greater potential for bugs. 潜在bugs
n Increased processing overhead. 处理花销
并行数据库系统，一个系统，统一部署，紧耦合
分布式数据库系统，多个子系统合成，统一部署
（全局模式、局部模式），松耦合（结点自治性）
B+索引技术
设一个文件有100 0000条记录，一个磁盘块存储10条记录。

采用对比分析法。

以索引块为结点并允许存在存储冗余的B树为B+树，B+树是B树的一个变种。

采用B+树搜索：假设每个结点占用一个磁盘块，设为4KB。

搜索码大小为32字节，指针为8字节，则n»100（4KB=(n-1)×(32+8)+8，每个节点的指针数，节
点扇出，n=104）。

则一次搜索需要访问的结点数量为:|log|n/2|(K)|= |log52(1000000)|=3.5→4(磁盘块)所需时间不超过120ms（4×30ms）, 小于300ms。

注意，K取100 0000，最大可能值（无重复搜索码值），即最
坏情况。

一般B+树搜索所需访问的磁盘块为3个或更少，等于树的高度，因此，B+树多为扁平的，矮而胖.
B+树更新的优点:
虽然更新过程复杂，但需要较少的I/O操作(I/O操作的代价很高)，所需代价正比于树的高度,一般B+树矮而胖，因此，效率很高，是数据库系统常用的索引结构B+树适合组织大型的索引文件。

很多DBMS产品都采用B+树索引。

两阶段封锁协议
对锁机制，保证事务可串行性的最常用协议是两阶段封锁协议。

该协议要求每个事务分两个阶段提出加锁和解锁申请：
（1）增长阶段。

事务可以获得锁，但不能释放锁。

（2）缩减阶段。

事务可以释放锁，但不能获得锁。

一开始，事务处于增长阶段，事务根据需要获得锁。

一旦该事务释放了锁，它就进入缩减阶段，不能再发出加锁请求。

两阶段封锁协议实现了事务集的串行化调度，但同时，一个事务的失败可能会引起一连串事务的回滚。

为避免这种情况的发生，我们需要进一步加强对两阶段封锁协议的控制，这就是：严格两阶段封锁协议和强两阶段封锁协议。

严格两阶段封锁协议除了要求封锁是两阶段之外，还要求事务持有的所有排它锁必须在事务提交之后方可释放。

这个要求保证未提交事务所写的任何数据，在该事务提交之前均以排它锁封锁，防止其他事务读取这些数据。

强两阶段封锁协议，要求事务提交之前不得释放任何锁。

使用锁机制的数据库系统，要么使用严格两阶段封锁协议，要么使用强两阶段封锁协议。

两阶段封锁协议并不保证不会发生死锁，数据库系统必须采取其他的措施，预防和解决死锁问题。

两阶段提交协议
实现分布式事务的关键就是两阶段提交协议。

在此协议中，一个或多个资源管理器的活动均由一个称为事务协调器的单独软件组件来控制。

此协议中的五个步骤如下：
1•应用程序调用事务协调器中的提交方法。

2•事务协调器将联络事务中涉及的每个资源管理器，并通知它们准备提交事务（这是第一阶段的开始）。

3•为了以肯定的方式响应准备阶段，资源管理器必须将自己置于以下状态：确保能在被要求提交事务时提交事务，或在被要求回滚事务时回滚事务。

大多数资源管理器会将包含其计划更改的日记文件（或等效文件）写入持久存储区中。

如果资源管理器无法准备事务，它会以一个否定响应来回应事务协调器。

4•事务协调器收集来自资源管理器的所有响应。

5•在第二阶段，事务协调器将事务的结果通知给每个资源管理器。

如果任一资源管理器做出否定响应，则事务协调器会将一个回滚命令发送给事务中涉及的所有资源管理器。

如果资源管理器都做出肯定响应，则事务协调器会指示所有的资源管理器提交事务。

一旦通知资源管理器提交，此后的事务就不能失败了。

通过以肯定的方式响应第一阶段，每个资源管理器均已确保，如果以后通知它提交事务，则事务不会失败
死锁：
是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的
现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。

此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

由于资源占用是互斥的，当某个进程提出申请资源后，使得有关进程在无外力协助下，永远分配不到必需的资源而无法继续运行，这就产生了一种特殊现象死锁。

死锁的规范定义：集合中的每一个进程都在等待只能由本集合中的其他进程才能引发的事件，那么该组进程是死锁的。

检测死锁
这种方法并不须事先采取任何限制性措施，也不必检查系统是否已经进入不安全区，此方法允许系统在运行过程中发生死锁。

但可通过系统所设置的检测机构，及时地检测出死锁的发生，并精确地确定与死锁有关的进程和资源，然后采取适当措施，从系统中将已发生的死锁清除掉。

死锁排除的方法
1、撤消陷于死锁的全部进程；
2、逐个撤消陷于死锁的进程，直到死锁不存在；
3、从陷于死锁的进程中逐个强迫放弃所占用的资源，直至死锁消失。

4、从另外一些进程那里强行剥夺足够数量的资源分配给死锁进程，以解除死锁状态。