数据库管理系统与数据独立性
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"该文档包含了高级数据库系统的习题答案,涉及数据库管理系统的概念、特性、数据独立性、数据库管理系统与操作系统的交互、SQL语句处理、分布式查询处理、并发控制和锁定策略等内容。" 在数据库管理系统(DBMS)中,数据库的垂直分片规则是指根据应用需求将数据库表的列按照功能或逻辑关系划分为不同的部分,分别存储在不同的位置,以优化性能和管理。描述中提到的查询表达式运算的两种方法——流水线方法和实体化方法,流水线方法是将查询操作按顺序逐个执行,而实体化方法则是先计算中间结果,将其存储起来以供后续使用,两者在效率和内存占用上各有优势。 事务的持久性是ACID(原子性、一致性、隔离性和持久性)特性之一,意味着一旦事务成功完成,其对数据库的所有更改都将永久保存,即使系统崩溃也能通过事务日志恢复。分布式数据库设计的关键在于如何在多个地理位置分散的节点间分布数据,同时保持数据的一致性、可用性和性能。 在数据库管理系统的特性中,用户不应该直接访问数据库文件,而是通过DBMS来访问,以确保数据的安全性和独立性。DBMS隐藏了数据的物理存储细节,提供了数据逻辑独立性,使应用程序不受底层数据存储变化的影响。文件管理数据则存在数据独立性差、安全控制难以及当文件名变化时需要修改应用程序等问题。 SQL语句的处理通常包含查询分解、编译和执行等阶段。查询编译器负责将SQL语句转化为可执行的查询计划。在分布式查询处理中,查询分解是将全局查询转化为各节点上的子查询以便并行执行。并发调度的可串行化意味着并发执行的事务序列与某次串行执行的事务序列效果相同,保证了数据的一致性。 多粒度锁是锁定策略的一种,允许事务根据需要对不同级别的数据对象加锁,如行级、页级或表级,加锁和解锁通常遵循一定的顺序以避免死锁。在数据库系统中,DBMS通常调用操作系统服务来管理磁盘上的数据,而两者并发运行,互不影响。物理独立性则是指数据库的逻辑结构改变不会影响到应用程序,因为DBMS会自动调整数据的物理存储以匹配逻辑结构的变更。 这份文档提供的习题答案涵盖了数据库系统的核心概念,包括数据库管理系统的作用、数据库的管理方式、事务处理、查询处理、并发控制以及数据库的独立性层次等多个重要知识点。这些内容对于理解数据库系统的工作原理和设计原则至关重要。
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