云南大学软件学院数据库系统设计期中复习

数据库系统设计期中复习整理

第一章

1.数据独立性：

Physical data independence : Physical level can change without having to change the logical level. Logical data independence : Logical level can change without having to change the external（外部的）level.

2.数据库管理系统架构

3.ACID

(1)原子性（Atomicity）：一个事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败。原子性

由恢复机制实现。

(2)一致性（Consistency）：事务完成后，所有数据处于应有的状态，所有内部结构正确，

能够准确反映事务所作的工作。基于隔离性实现。

(3)隔离性（Isolation）：一个事务不会干扰另一个事务的进程，事务交叉调度执行的结

果与串行调度执行的结果是一致的。隔离性由并发控制机制实现。

(4)持久性（Durability）：事务提交后，对数据库的影响是持久的，即不会因为系统故障

影响事务的持久性。持久性由恢复机制实现。

4.CAP

(1)Consistency 一致性

强一致性

强一致性（即时一致性）假如A先写入了一个值到存储系统，存储系统保证后续A,B,C的读取操作都将返回最新值

弱一致性

假如A先写入了一个值到存储系统，存储系统不能保证后续A,B,C的读取操作能读

取到最新值。此种情况下有一个“不一致性窗口”的概念，它特指从A写入值，到后续操作A,B,C读取到最新值这一段时间。

最终一致性

最终一致性是弱一致性的一种特例。假如A首先write了一个值到存储系统，存储系统保证如果在A,B,C后续读取之前没有其它写操作更新同样的值的话，最终所有的读取操作都会读取到A写入的最新值。此种情况下，如果没有失败发生的话，“不一致性窗口”的大小依赖于以下的几个因素：交互延迟，系统的负载，以及复制技术中replica的个数（这个可以理解为master/salve模式中，salve的个数），最终一致性方面最出名的系统可以说是DNS系统，当更新一个域名的IP以后，根据配置策略以及缓存控制策略的不同，最终所有的客户都会看到最新的值。

(2)Availability 可用性（指的是快速获取数据）

(3)Tolerance to network Partitions 分区容忍性（分布式）

5.BASE

(1)Basically Available --基本可用

(2)Soft-state --软状态/柔性事务

(3)Eventual Consistency --最终一致性

BASE模型反ACID模型，完全不同ACID模型，牺牲高一致性，获得可用性或可靠性：Basically Available基本可用。支持分区失败(e.g. sharding碎片划分数据库) Soft state 软状态状态可以有一段时间不同步，异步。Eventually consistent最终一致，最终数据是一致的就可以了，而不是时时一致。

6.练习

(1)What are the five components of a DBMS?

Hardware

Software

Data

Procedures

Instructions and rules that should be applied to the design and use of the database and DBMS.

People

Includes database designers, DBAs, application programmers, and end-users.

(2)DBMS的功能

Data Storage, Retrieval, and Update.

A User-Accessible Catalog.

Transaction Support.

Concurrency Control Services.

Recovery Services.

Authorization Services.

Support for Data Communication.

Integrity Services.

Services to Promote Data Independence.

Utility Services.

(3)Briefly describe the two-tire Client/Server architecture and three-tire Client/Server

architecture.

Client side presented two problems preventing true scalability:

●‘Fat’ client, requiring considerable resources on client’s computer to run effectively.

●Significant client side administration overhead.

Three-tire Client/Server

●‘Thin’ client, requiring less expensive hardware.

●Application maintenance centralized.

●Easier to modify or replace one tier without affecting others.

●Separating business logic from database functions makes it easier to implement load

balancing.

●Maps quite naturally to Web environment.