點(diǎn)擊查看：2018計(jì)算機(jī)四級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)工程師強(qiáng)化練習(xí)題及答案匯總

　　1 . 并發(fā)操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致性包括：________ 、________ 和 ________ 。 (問(wèn)答題)

　　答案

　　丟失修改 不可重復(fù)讀 讀“臟”數(shù)據(jù)

　　2 .在數(shù)據(jù)庫(kù)中為什么要并發(fā)控制? (填空題)

　　答案

　　數(shù)據(jù)庫(kù)是共享資源，通常有許多個(gè)事務(wù)同時(shí)在運(yùn)行。 當(dāng)多個(gè)事務(wù)并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生同時(shí)讀取和/或修改同一數(shù)據(jù)的情況。若對(duì)并發(fā)操作不加控制就可能會(huì)存取和存儲(chǔ)不正確的數(shù)據(jù)，破壞數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性。所以數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)必須提供并發(fā)控制機(jī)制。

　　3 . 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)行它們時(shí)的結(jié)果相同，我們稱這種調(diào)度策略為_(kāi)_______的調(diào)度。 (問(wèn)答題)

　　答案

　　可串行化

　　4 .并發(fā)操作可能會(huì)產(chǎn)生哪幾類數(shù)據(jù)不一致?用什么方法能避免各種不一致的情況? (填空題)

　　答案

　　并發(fā)操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致性包括三類：丟失修改、不可重復(fù)讀和讀“臟”數(shù)據(jù)。 (1)丟失修改(Lost Update) 兩個(gè)事務(wù)T1和T2讀入同一數(shù)據(jù)并修改，T2提交的結(jié)果破壞了(覆蓋了)T1提交的結(jié)果，導(dǎo)致T1的修改被丟失。 (2)不可重復(fù)讀(Non-Repeatable Read) 不可重復(fù)讀是指事務(wù)T1讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2執(zhí)行更新操作，使T1無(wú)法再現(xiàn)前一次讀取結(jié)果。不可重復(fù)讀包括三種情況：詳見(jiàn)《概論》8.1 p266。 (3)讀“臟”數(shù)據(jù)(Dirty Read)讀“臟”數(shù)據(jù)是指事務(wù)T1修改某一數(shù)據(jù)，并將其寫(xiě)回磁盤，事務(wù)T2讀取同一數(shù)據(jù)后，T1由于某種原因被撤銷，這時(shí)T1已修改過(guò)的數(shù)據(jù)恢復(fù)原值，T2讀到的數(shù)據(jù)就與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)不一致，則T2讀到的數(shù)據(jù)就為“臟”數(shù)據(jù)，即不正確的數(shù)據(jù)。 避免不一致性的方法就是并發(fā)控制。最常用的并發(fā)控制技術(shù)是封鎖技術(shù)。也可以用其他技術(shù)，例如在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中可以采用時(shí)間戳方法來(lái)進(jìn)行并發(fā)控制。

　　5 . 基本的封鎖類型有兩種：________ 和________ 。 (問(wèn)答題)

　　答案

　　排它鎖(Exclusive Locks，簡(jiǎn)稱X鎖) 共享鎖(Share Locks，簡(jiǎn)稱S鎖)

　　6 .什么是封鎖? (填空題)

　　答案

　　封鎖就是事務(wù)T在對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象例如表、記錄等操作之前，先向系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，對(duì)其加鎖。加鎖后事務(wù)T就對(duì)該數(shù)據(jù)對(duì)象有了一定的控制，在事務(wù)T釋放它的鎖之前，其他的事務(wù)不能更新此數(shù)據(jù)對(duì)象。 封鎖是實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的一個(gè)非常重要的技術(shù)。

　　7 . 在數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)控制中，兩個(gè)或多個(gè)事務(wù)同時(shí)處在相互等待狀態(tài)，稱為_(kāi)_______ 。 (問(wèn)答題)

　　答案

　　死鎖

　　8 .基本的封鎖類型有幾種?試述它們的含義。 (填空題)

　　答案

　　基本的封鎖類型有兩種: 排它鎖(Exclusive Locks，簡(jiǎn)稱X鎖) 和共享鎖(Share Locks，簡(jiǎn)稱S鎖)。 排它鎖又稱為寫(xiě)鎖。若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上X鎖，則只允許T讀取和修改A，其他任何事務(wù)都不能再對(duì)A加任何類型的鎖，直到T釋放A上的鎖。這就保證了其他事務(wù)在T釋放A上的鎖之前不能再讀取和修改A。 共享鎖又稱為讀鎖。若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上S鎖，則事務(wù)T可以讀A但不能修改A，其他事務(wù)只能再對(duì)A加S鎖，而不能加X(jué)鎖，直到T釋放A上的S鎖。這就保證了其他事務(wù)可以讀A，但在T釋放A上的S鎖之前不能對(duì)A做任何修改。

　　9 .什么是封鎖協(xié)議?不同級(jí)別的封鎖協(xié)議的主要區(qū)別是什么? (填空題)

　　答案

　　在運(yùn)用封鎖技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)加鎖時(shí)，要約定一些規(guī)則。例如，在運(yùn)用X鎖和S鎖對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖時(shí)，要約定何時(shí)申請(qǐng)X鎖或S鎖、何時(shí)釋放封鎖等。這些約定或者規(guī)則稱為封鎖協(xié)議(Locking Protocol)。對(duì)封鎖方式約定不同的規(guī)則，就形成了各種不同的封鎖協(xié)議。不同級(jí)別的封鎖協(xié)議，例如《概論》8.3中介紹的三級(jí)封鎖協(xié)議，三級(jí)協(xié)議的主要區(qū)別在于什么操作需要申請(qǐng)封鎖，何時(shí)申請(qǐng)封鎖以及何時(shí)釋放鎖(即持鎖時(shí)間的長(zhǎng)短)。 一級(jí)封鎖協(xié)議：事務(wù)T在修改數(shù)據(jù)R之前必須先對(duì)其加X(jué)鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放。 二級(jí)封鎖協(xié)議：一級(jí)封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對(duì)其加S鎖，讀完后即可釋放S鎖。 三級(jí)封鎖協(xié)議：一級(jí)封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對(duì)其加S鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放。

　　10 .________ 被稱為封鎖的粒度。 (問(wèn)答題)

　　答案

　　封鎖對(duì)象的大小

　　11 .不同封鎖協(xié)議與系統(tǒng)一致性級(jí)別的關(guān)系是什么? (填空題)

　　答案

　　不同的封鎖協(xié)議對(duì)應(yīng)不同的一致性級(jí)別。一級(jí)封鎖協(xié)議可防止丟失修改，并保證事務(wù)T是可恢復(fù)的。在一級(jí)封鎖協(xié)議中，對(duì)讀數(shù)據(jù)是不加S鎖的，所以它不能保證可重復(fù)讀和不讀“臟”數(shù)據(jù)。 二級(jí)封鎖協(xié)議除防止了丟失修改，還可進(jìn)一步防止讀“臟”數(shù)據(jù)。在二級(jí)封鎖協(xié)議中，由于讀完數(shù)據(jù)后立即釋放S鎖，所以它不能保證可重復(fù)讀。 在三級(jí)封鎖協(xié)議中，無(wú)論是讀數(shù)據(jù)還是寫(xiě)數(shù)據(jù)都加長(zhǎng)鎖，即都要到事務(wù)結(jié)束時(shí)才釋放封鎖。所以三級(jí)封鎖協(xié)議除防止了丟失修改和不讀“臟”數(shù)據(jù)外，還進(jìn)一步防止了不可重復(fù)讀。

　　12 .什么是活鎖?什么是死鎖 ? (填空題)

　　答案

　　如果事務(wù)T1封鎖了數(shù)據(jù)R，事務(wù)T2又請(qǐng)求封鎖R，于是T2等待。T3也請(qǐng)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(qǐng)求，T2仍然等待。然后T4又請(qǐng)求封鎖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(qǐng)求……T2有可能永遠(yuǎn)等待，這就是活鎖的情形�；铈i的含義是該等待事務(wù)等待時(shí)間太長(zhǎng)，似乎被鎖住了，實(shí)際上可能被激活。 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(qǐng)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(qǐng)封鎖R1，因T1已封鎖了R1，T2也只能等待T1釋放R1上的鎖。這樣就出現(xiàn)了T1在等待T2，而T2又在等待T1的局面，T1和T2兩個(gè)事務(wù)永遠(yuǎn)不能結(jié)束，形成死鎖。

　　13 .試述活鎖的產(chǎn)生原因和解決方法。 (填空題)

　　答案

　　活鎖產(chǎn)生的原因：當(dāng)一系列封鎖不能按照其先后順序執(zhí)行時(shí)，就可能導(dǎo)致一些事務(wù)無(wú)限期等待某個(gè)封鎖，從而導(dǎo)致活鎖。 避免活鎖的簡(jiǎn)單方法是采用先來(lái)先服務(wù)的策略。當(dāng)多個(gè)事務(wù)請(qǐng)求封鎖同一數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)，封鎖子系統(tǒng)按請(qǐng)求封鎖的先后次序?qū)κ聞?wù)排隊(duì)，數(shù)據(jù)對(duì)象上的鎖一旦釋放就批準(zhǔn)申請(qǐng)隊(duì)列中第一個(gè)事務(wù)獲得鎖。

　　14 .請(qǐng)給出預(yù)防死鎖的若干方法。 (填空題)

　　答案

　　在數(shù)據(jù)庫(kù)中，產(chǎn)生死鎖的原因是兩個(gè)或多個(gè)事務(wù)都已封鎖了一些數(shù)據(jù)對(duì)象，然后又都請(qǐng)求已被其他事務(wù)封鎖的數(shù)據(jù)加鎖，從而出現(xiàn)死等待。防止死鎖的發(fā)生其實(shí)就是要破壞產(chǎn)生死鎖的條件。預(yù)防死鎖通常有兩種方法：(1)一次封鎖法要求每個(gè)事務(wù)必須一次將所有要使用的數(shù)據(jù)全部加鎖，否則就不能繼續(xù)執(zhí)行。(2)順序封鎖法預(yù)先對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象規(guī)定一個(gè)封鎖順序，所有事務(wù)都按這個(gè)順序?qū)嵭蟹怄i。

　　15 .請(qǐng)給出檢測(cè)死鎖發(fā)生的一種方法，當(dāng)發(fā)生死鎖后如何解除死鎖? (填空題)

　　答案

　　數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一般采用允許死鎖發(fā)生，DBMS檢測(cè)到死鎖后加以解除的方法。 DBMS中診斷死鎖的方法與操作系統(tǒng)類似，一般使用超時(shí)法或事務(wù)等待圖法。 超時(shí)法是：如果一個(gè)事務(wù)的等待時(shí)間超過(guò)了規(guī)定的時(shí)限，就認(rèn)為發(fā)生了死鎖。超時(shí)法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但有可能誤判死鎖，事務(wù)因其他原因長(zhǎng)時(shí)間等待超過(guò)時(shí)限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)誤認(rèn)為發(fā)生了死鎖。若時(shí)限設(shè)置得太長(zhǎng)，又不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)死鎖發(fā)生。 DBMS并發(fā)控制子系統(tǒng)檢測(cè)到死鎖后，就要設(shè)法解除。通常采用的方法是選擇一個(gè)處理死鎖代價(jià)最小的事務(wù)，將其撤消，釋放此事務(wù)持有的所有鎖，使其他事務(wù)得以繼續(xù)運(yùn)行下去。當(dāng)然，對(duì)撤銷的事務(wù)所執(zhí)行的數(shù)據(jù)修改操作必須加以恢復(fù)。

　　16 .什么樣的并發(fā)調(diào)度是正確的調(diào)度? (填空題)

　　答案

　　可串行化(Serializable)的調(diào)度是正確的調(diào)度�？纱�行化的調(diào)度的定義：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)行它們時(shí)的結(jié)果相同，我們稱這種調(diào)度策略為可串行化的調(diào)度。

　　17 .試述兩段鎖協(xié)議的概念。 (填空題)

　　答案

　　兩段鎖協(xié)議是指所有事務(wù)必須分兩個(gè)階段對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)加鎖和解鎖。 ? 在對(duì)任何數(shù)據(jù)進(jìn)行讀、寫(xiě)操作之前，首先要申請(qǐng)并獲得對(duì)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(qǐng)和獲得任何其他封鎖。 “兩段”的含義是，事務(wù)分為兩個(gè)階段：第一階段是獲得封鎖，也稱為擴(kuò)展階段。在這階段，事務(wù)可以申請(qǐng)獲得任何數(shù)據(jù)項(xiàng)上的任何類型的鎖，但是不能釋放任何鎖。第二階段是釋放封鎖，也稱為收縮階段。在這階段，事務(wù)釋放已經(jīng)獲得的鎖，但是不能再申請(qǐng)任何鎖。

　　18 .試證明，若并發(fā)事務(wù)遵守兩段鎖協(xié)議，則對(duì)這些事務(wù)的并發(fā)調(diào)度是可串行化的。 (填空題)

　　答案

　　首先以兩個(gè)并發(fā)事務(wù)T1和T2為例，存在多個(gè)并發(fā)事務(wù)的情形可以類推。 根據(jù)可串行化定義可知，事務(wù)不可串行化只可能發(fā)生在下列兩種情況： 1.事務(wù)T1寫(xiě)某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象A，T2讀或?qū)慉; 2.事務(wù)T1讀或?qū)懩硞�(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象A，T2寫(xiě)A。下面稱A為潛在沖突對(duì)象。設(shè)T1和T2訪問(wèn)的潛在沖突的公共對(duì)象為{A1, A2, …, An}。不失一般性，假設(shè)這組潛在沖突對(duì)象中X={A1,A2, …, Ai}均符合情況1。 Y={Ai+1, …,An}符合所情況2。 ?x?X，T1需要Xlock x ① T2需要Slock x或Xlockx ② (1) 如果操作①先執(zhí)行，則T1獲得鎖，T2等待由于遵守兩段鎖協(xié)議，T1在成功獲得X和Y中全部對(duì)象及非潛在沖突對(duì)象的鎖后，才會(huì)釋放鎖這時(shí)如果?w?X或Y，T2已獲得w的鎖，則出現(xiàn)死鎖否則，T1在對(duì)X、Y中對(duì)象全部處理完畢后，T2才能執(zhí)行這相當(dāng)于按T1、T2的順序串行執(zhí)行根據(jù)可串行化定義，T1和T2的調(diào)度是可串行化的。(2) 操作②先執(zhí)行的情況與(1)對(duì)稱因此，若并發(fā)事務(wù)遵守兩段鎖協(xié)議，在不發(fā)生死鎖的情況下，對(duì)這些事務(wù)的并發(fā)調(diào)度一定是可串行化的。

　　19 .為什么要引進(jìn)意向鎖? 意向鎖的含義是什么? (填空題)

　　答案

　　引進(jìn)意向鎖是為了提高封鎖子系統(tǒng)的效率。該封鎖子系統(tǒng)支持多種封鎖粒度。原因是：在多粒度封鎖方法中一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象可能以兩種方式加鎖—顯式封鎖和隱式封鎖(有關(guān)概念參見(jiàn)《概論》8.7.1)。因此系統(tǒng)在對(duì)某一數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖時(shí)不僅要檢查該數(shù)據(jù)對(duì)象上有無(wú)(顯式和隱式)封鎖與之沖突;還要檢查其所有上級(jí)結(jié)點(diǎn)和所有下級(jí)結(jié)點(diǎn)，看申請(qǐng)的封鎖是否與這些結(jié)點(diǎn)上的(顯式和隱式)封鎖沖突;顯然，這樣的檢查方法效率很低。為此引進(jìn)了意向鎖。 意向鎖的含義是：對(duì)任一結(jié)點(diǎn)加鎖時(shí)，必須先對(duì)它的上層結(jié)點(diǎn)加意向鎖。 例如事務(wù)T要對(duì)某個(gè)元組加X(jué)鎖，則首先要對(duì)關(guān)系和數(shù)據(jù)庫(kù)加IX鎖。換言之，對(duì)關(guān)系和數(shù)據(jù)庫(kù)加IX鎖，表示它的后裔結(jié)點(diǎn)—某個(gè)元組擬(意向)加X(jué)鎖。引進(jìn)意向鎖后，系統(tǒng)對(duì)某一數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖時(shí)不必逐個(gè)檢查與下一級(jí)結(jié)點(diǎn)的封鎖沖突了。例如，事務(wù)T要對(duì)關(guān)系R加X(jué)鎖時(shí)，系統(tǒng)只要檢查根結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)和R本身是否已加了不相容的鎖(如發(fā)現(xiàn)已經(jīng)加了IX，則與X沖突)，而不再需要搜索和檢查R中的每一個(gè)元組是否加了X鎖或S鎖。

　　20 .試述常用的意向鎖：IS鎖，IX鎖，SIX鎖，給出這些鎖的相容矩陣。 (填空題)

　　答案

　　IS鎖如果對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加IS鎖，表示它的后裔結(jié)點(diǎn)擬(意向)加S鎖。例如，要對(duì)某個(gè)元組加S鎖，則要首先對(duì)關(guān)系和數(shù)據(jù)庫(kù)加IS鎖 IX鎖如果對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加IX鎖，表示它的后裔結(jié)點(diǎn)擬(意向)加X(jué)鎖。例如，要對(duì)某個(gè)元組加X(jué)鎖，則要首先對(duì)關(guān)系和數(shù)據(jù)庫(kù)加IX鎖。 SIX鎖如果對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加SIX鎖，表示對(duì)它加S鎖，再加IX鎖，即SIX = S + IX。

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