数据库原理课程教案
数据库原理课程教案
授课题目（教学章、节或主题）：
第七章数据库系统的恢复和并发控制技术：包括事务的概念以及事务的ACID特性，数据库恢复技术，并发操作产生的数据不一致性，并发调度的可串行性概念，封锁协议与数据一致性的关系，死锁的预防和诊断，饥饿的概念及预防等。
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
把所学的知识和第六章所学习的知识联系起来，在实际的应用中，提升对这些技术的理解和掌握，保证数据的完整性、安全性和一致性，保证数据库系统24小时正确运行，保证数据库系统在遇到故障时能及时恢复正常运行，提高抗故障抗灾难的能力。
课时安排：6节
授课方式：理论课
教学基本内容：
以教师为中心的讲授、提问及论证等的教学方法，教学手段使用板书与多媒体相结合的手段。
第七章数据库系统的恢复和并发控制技术
?本章学习目的
?把所学的知识和第六章所学习的知识联系起来，在实际的应用中，提升对这些技术的理解和掌握，保证数据的完整性、安全性和一致性，保证数据库系统24小时正确运行，保证数据库系统在遇到故障时能及时恢复正常运行，提高抗故障抗灾难的能力。
?本章要点
?事务的基本概念
?事务的ACID属性
?数据库恢复技术，针对不同的故障类型，掌握恢复数据库的策略和方法
?并发操作产生的数据不一致性
?并发调度的可串行性概念
?封锁协议与数据一致性的关系
?死锁的预防和诊断
?饥饿的概念及预防
7.1 事务的基本概念和特性
7.1.1 事务的基本概念
?事务定义
?一个数据库操作序列
?一个不可分割的工作单位
?恢复和并发控制的基本单位
?在SQL语言中，定义事务的语句有三条：
?BEGIN TRANSACTION
?COMMIT
?ROLLBACK
1)什么是事务
●事务(Transaction)是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要
么全不做，是一个不可分割的工作单位
●事务和程序是两个概念
?在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句，一组SQL语句或整个程序?一个应用程序通常包含多个事务
●事务是恢复和并发控制的基本单位
2)如何定义事务
●显式定义方式
BEGIN TRANSACTION BEGIN TRANSACTION
SQL 语句1 SQL 语句1
SQL 语句2 SQL 语句2
。。。。。。。。。。
COMMIT ROLLBACK
●隐式方式
当用户没有显式地定义事务时，DBMS按缺省规定自动划分事务
?C OMMIT
?事务正常结束
?提交事务的所有操作（读+更新）
?事务中所有对数据库的更新永久生效
?R OLLBACK
?事务异常终止
?事务运行的过程中发生了故障，不能继续执行
?回滚事务的所有更新操作
?事务滚回到开始时的状态
7.1.2 事务的ACID 特性
事务的ACID特性：
?原子性（Atomicity）
?一致性（Consistency）
?隔离性（Isolation）
?持续性（Durability ）
7.2 数据库恢复
?故障是不可避免的
?系统故障
?人为故障
?数据库的恢复
把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态(亦称为一致状态或完整状态) 7.2.1 故障的种类
?1. 事务内部的故障
?3. 介质故障
1. 事务内部故障
?事务内部的故障
?有的是预期的，在程序中可以预先估计到的，由事务程序加入判断和
ROLLBACK 语句进行处理。
?有的是非预期的
?事务内部更多的故障是非预期的，是不能由应用程序处理的。
?运算溢出
?并发事务发生死锁而被选中撤销该事务
?违反了某些完整性限制等
以后，事务故障仅指这类非预期的故障
?事务故障的恢复：撤消事务（UNDO）
2. 系统故障
?系统故障是指引起系统停止运转随之要求重新启动的任何事件。
?原因：硬件故障（如CPU故障）、软件故障（如操作系统故障）、突然断电等。?特点：
?整个系统的正常运行突然被破坏
?所有正在运行的事务都非正常终止
?不破坏数据库
?内存中数据库缓冲区的信息全部丢失
系统故障的恢复
?发生系统故障时，事务未提交
?恢复策略：强行撤消（UNDO）所有未完成事务
?发生系统故障时，事务已提交，但缓冲区中的信息尚未完全写回到磁盘上。
?恢复策略：重做（REDO）所有已提交的事务
?介质故障
称为硬故障，指外存故障
?磁盘损坏
?磁头碰撞
?瞬时强磁场干扰
?计算机病毒
介质故障的恢复
?（1）重装转储的备份副本到新的磁盘，使数据库恢复到转储时的一致状态；
?（2）在日志中找出转储后所有已提交的事务；
?（3）对这些已提交的事务进行REDO处理，即子系统撤消所有未完成事务，对所有已提交的事务进行重做。
7.2.2 数据库恢复技术
?恢复操作的基本原理：冗余
使用存储在另一个系统中的“冗余”数据以及事先建立起来的日志文件，重新构建数据库中已经被损坏的数据，或者修复已经不正确的数据。
?恢复机制涉及的关键问题
?如何建立冗余数据
?数据转储
?登记日志文件
?如何利用这些冗余数据实施数据库恢复
7.2.2 数据库恢复技术
?1．数据转储技术
?2．登记日志文件
?3．使用多副本的恢复技术
1. 数据转储技术
?所谓数据转储，是指由DBA（数据库管理员）定期的将整个数据库中的内容复制到另一个存储设备或另一个磁盘上去，这些转储的副本称为后备副本或后援副本。
?如何使用
?数据库遭到破坏后可以将后备副本重新装入
?重装后备副本只能将数据库恢复到最近转储时的状态
转储方法
（1 ）从转储的运行状态，可分为静态转储与动态转储
（2 ）从转储的进行方式，可分为海量转储与增量转储
静态转储
?在系统中无运行事务时进行的转储操作
?转储开始时数据库处于一致性状态
?转储期间不允许对数据库的任何存取、修改操作
?得到的一定是一个数据一致性的副本
?优点：实现简单，可保证副本与数据库的一致性
?缺点：降低了数据库的可用性，效率较低
?转储必须等待正运行的用户事务结束
?新的事务必须等转储结束
动态转储
?转储操作与用户事务并发进行
?转储期间允许对数据库进行存取或修改
?优点
?不用等待正在运行的用户事务结束
?不会影响新事务的运行
?动态转储的缺点
?不能保证副本中的数据正确有效
?利用动态转储得到的副本进行故障恢复
?需要把动态转储期间各事务对数据库的修改活动登记下来，建立日志文件?后备副本加上日志文件才能把数据库恢复到某一时刻的正确状态
（2 ）海量转储与增量转储
?海量转储: 每次转储全部数据库
?增量转储: 只转储上次转储后更新过的数据
?海量转储与增量转储比较
?从恢复角度看，使用海量转储得到的后备副本进行恢复往往更方便
?但如果数据库很大，事务处理又十分频繁，则增量转储方式更实用、更有效2. 登记日志文件
?什么是日志文件
日志文件(log) 是用来记录事务对数据库的更新操作的文件
?日志文件的格式
?以记录为单位的日志文件
?以数据块为单位的日志文件
?以记录为单位的日志文件内容
?各个事务的开始标记(BEGIN TRANSACTION)
?各个事务的结束标记(COMMIT或ROLLBACK)
?各个事务的所有更新操作
?具体来说，每个日志记录的格式为：
（事务标识，操作类型，操作对象，前像，后像）
日志文件的格式和内容（续）
?以记录为单位的日志文件，每条日志记录的内容
?事务标识（标明是哪个事务）
?操作类型（插入、删除或修改）
?操作对象（记录内部标识）
?前像（对插入操作而言，此项为空值）
?后像（对删除操作而言, 此项为空值）
?举例说明日志文件记录，对于下面每次操作，在日志文件中写一个记录：?（1）事务T开始，日志记录为（T，start，，，）
?（2）事务T修改对象A，日志记录为（T，update，A，前像，后像）
?（3）事务T插入对象A，日志记录为（T，insert，A，，后像）
?（4）事务T删除对象A，日志记录为（T，delete，A，前像，）
?（5）事务T提交，日志记录为（T，commit，，，）
?（6）事务T回滚，日志记录为（T，rollback，，，）
?以数据块为单位的日志文件，每条日志记录的内容
?事务标识（标明是那个事务）
?被更新的数据块
日志文件的作用
?（1）当数据库发生的是事务故障和系统故障时，直接根据日志文件对相应的数据库操作进行UNDO和REDO操作即可；
?（2）当发生介质故障时，
?如果采用的是动态转储方式，则将后备副本和日志文件结合起来才能有效恢复数据库；
?如果采用的是静态转储方式，也可建立日志文件，二者结合完成数据库的恢复。使用后备副本和日志文件恢复数据库
登记日志文件
?基本原则
?（1 ）登记的次序必须严格按照并发事务执行的时间次序；
?（2 ）必须先写日志文件，后写数据库，并且日志文件不能和数据库放在同一磁盘上，要经常把它复制到磁带上。
3．使用多副本的恢复技术
?如果系统中有多个数据库副本，并且各个副本不会因故障而同时失效，则称这些
副本具有独立的失效模式。
?优点：用户可以利用这些独立副本互为备份，很方便地恢复数据库
?缺点：硬件和系统的代价比较高
7.2.3 恢复策略
1. 事务故障的恢复
2. 系统故障的恢复
3. 介质故障的恢复
1. 事务故障的恢复
?事务故障：事务在运行至正常结束提交前被终止
?恢复方法
?应该撤消（UNDO ）该事务对数据库的一切更新
?事务故障的恢复由系统自动完成，对用户是透明的，不需要用户干预
?（1）反向扫描日志文件，查找该事务的更新操作；
?（2）对查到更新操作的事务执行逆操作。即将日志记录中“更新前的值”写入数据库
?若是UPDATE操作，则将日志文件“前像”写入数据库；
?若是INSERT操作，则将数据对象删去；
?若是DELETE操作，则做插入操作，插入数据对象的值为日志记录中“前像”；?（3）继续反向扫描日志文件，找出其他的更新操作，并做同样处理。直至读到该事务的Start标记为止。
2. 系统故障的恢复
?系统故障造成数据库不一致状态的原因
?未完成事务对数据库的更新已写入数据库
?已提交事务对数据库的更新还留在缓冲区没来得及写入数据库
?恢复方法
?1. Undo 故障发生时未完成的事务
?2. Redo 已完成的事务
?系统故障的恢复由系统在重新启动时自动完成，不需要用户干预
系统故障的恢复步骤
（1）正向扫描日志文件（即从头扫描日志文件）
?重做(REDO) 队列: 在故障发生前已经提交的事务
?这些事务既有BEGIN TRANSACTION 记录，也有COMMIT 记录?撤销 (Undo)队列:故障发生时尚未完成的事务
?这些事务只有BEGIN TRANSACTION 记录，无相应的COMMIT 记录（2 ）对重做队列事务进行重做(REDO) 处理
?依据登入日志文件中次序，重新执行登记的操作；
（3 ）对撤销队列事务进行撤销(UNDO) 处理
?依据登入日志文件中相反次序，对每个更新操作执行逆操作
?即将日志记录中“更新前的值”写入数据库
?在上述步骤（1）中，扫描所有的日志文件需要耗费大量的时间，重做的操作中很多是不必要的，故引入了一种称为检查点的恢复技术。该技术是在日志文件中增加了一类新的记录，即检查点（Checkpoint）记录。
?检查点记录的内容包括：
?①建立检查点时刻正在执行的事务清单；
?②这些事务最近一个日志记录的地址。
?设置检查点时要执行下列动作：
?①把仍保留在日志缓冲区中的内容写到日志文件中；
?②在日志文件中写一个“检查点记录”；
?③把数据库缓冲区的内容写到数据库；
?④把日志文件中检查点记录的地址写到“重新启动文件”中。
3. 介质故障的恢复
?具体措施：
?（1）检查磁盘的毁坏程度，必要时更换磁盘；
?（2）然后修复系统（包括操作系统和DBMS），重新启动系统；
?（3）重新装入最近的后备副本，使数据库恢复到最近一次转储时的一致性状态；
?（4）重新装入有关的日志文件副本，对日志记录中转储点之后的已提交的事务进行REDO操作，将数据库恢复到故障前某一时刻的一致状态。
7.3 并发控制
?问题的产生
?多用户数据库系统的存在
允许多个用户同时使用的数据库系统
?飞机定票数据库系统
?银行数据库系统
特点：在同一时刻并发运行的事务数可达数百个
?不同的多事务执行方式
(1) 事务串行执行
?每个时刻只有一个事务运行，其他事务必须等到这个事务结束以后方能运行?不能充分利用系统资源，发挥数据库共享资源的特点
(2) 交叉并发方式（Interleaved Concurrency ）
?在单处理机系统中，事务的并行执行是这些并行事务的并行操作轮流交叉运行
?单处理机系统中的并行事务并没有真正地并行运行，但能够减少处理机的空闲时间，提高系统的效率
(3) 同时并发方式（simultaneous concurrency ）
?多处理机系统中，每个处理机可以运行一个事务，多个处理机可以同时运行多个事务，实现多个事务真正的并行运行
?事务并发执行带来的问题
?会产生多个事务同时存取同一数据的情况
?可能会存取和存储不正确的数据，破坏事务一致性和数据库的一致性
7.3.1 并发操作引发的问题
?并发操作带来的数据不一致性
?1 丢失更新（Lost Update ）
?2 读“脏”数据（Dirty Read ）
?3 不可重复读（Non-repeatable Read ）
?记号
?R(x): 读数据x
?W(x): 写数据x
1. 丢失更新
?（1）甲事务T1读取存款余额R=5000元；
?（2）乙事务T2想在网上购物，读取存款余额5000元；
?（3）甲事务T1由于需要取走1000元，则系统修改存款余额
R=R-1000=5000-1000=4000，并将存款余额4000元写回数据库；
?（4）乙事务网上购物转帐支取300元，则系统修改存款余额R= R-300=5000-300=4700，并将存款余额4700元写回数据库。
?两个事务T1和T2读入同一数据并修改，T2的提交结果破坏了T1提交的结果，导致T1的更新被丢失。
2. 读“脏”数据
?（1）甲事务T1读取存款余额R=5000元；
?（2）甲事务T1由于需要取走1000元，则系统修改存款余额
R=R-1000=5000-1000=4000，并将存款余额4000元写回数据库，此时取款的事务还未提交；
?（3）乙事务T2由于某种需要，读取存款余额为4000元；
?（4）因为某种原因，甲事务的操作要撤销，此时对甲事务执行ROLLBACK操作，该帐户余额恢复为R=5000元。
读“脏”数据是指：
?事务T1 修改某一数据，并将其写回磁盘
?事务T2 读取同一数据后，T1 由于某种原因被撤销
?这时T1 已修改过的数据恢复原值，T2 读到的数据就与数据库中的数据不一
致
?T2 读到的数据就为“脏”数据，即不正确的数据
3. 不可重复读
?（1）甲事务T1读取存款余额R=5000元；
?（2）乙事务T2想在网上购物，读取存款余额5000元；
?（3）乙事务网上购物转帐支取300元，则系统修改存款余额R= R-300=5000-300=4700，并将存款余额4700元写回数据库。
?（4）甲事务T1再次读取帐户余额进行验证时发现前后两次读取值发生了变化，无法读取前一次读取的结果。
?不可重复读是指事务T1读取数据后，事务T2
执行更新操作，使T
1
无法再现前一次读取结果。
?不可重复读包括三种情况：
①事务T
1读取某一数据后，事务T
2
对其做了修改，当事务T
1
再次读该数据时，
得到与前一次不同的值
?T1读取R=5000进行运算
?T2读取同一数据R，对其进行修改后将R=4700写回数据库。
?T1为了对读取值校对重读R，R已为4700，与第一次读取值不一致
?②当事务T1按照一定条件从数据库中读取某些纪录后，事务T2删除了其中的某些纪录，结果当事务T1再次按照同样条件读取该数据时，发现某些纪录已经不存在了；
?③当事务T1按照一定条件从数据库中读取某些纪录后，事务T2插入了一些纪录，
结果当事务T1再次按照同样条件读取该数据时，发现多出了某些数据。
7.3.1 并发操作引发的问题
?分析：
?从事务的ACID性质考虑，产生上述三个问题的原因在于并发操作破坏了事务的隔离性。
?并发控制的任务就是要用正确的调度方式控制并发的事务正确地执行，使多个事务互不干扰，以避免造成数据库中的数据不一致。
?当多个事务并发时，当且仅当其结果与按某一次序串行地执行这些事务时的结果相同，称这种调度策略为可串行化的调度。
7.3.2 调度的可串行性
?D BMS 对并发事务不同的调度可能会产生不同的结果
?什么样的调度是正确的？
?可串行化(Serializable) 调度
?多个事务的并发执行是正确的，当且仅当其结果与按某一次序串行地执行这
些事务时的结果相同
?可串行性(Serializability)
?是并发事务正确调度的准则
?一个给定的并发调度，当且仅当它是可串行化的，才认为是正确调度
【例7-1】有两个事务T1和T2，分别包含如下操作：
T1：Read（A） T2：Read（B）
A：=A-2 B：=B-2
Write（A） Write（B）
Read（B）
B：=B+2
Write（B）
现给出对这两个事务不同的调度策略
串行调度, 正确的调度
串行调度, 正确的调度
可串行化调度，正确的调度
不可串行化调度，错误的调度
7.3.2 调度的可串行性
?为了保证调度的可串行性，采用技术
?封锁(Locking) 方法
?时间戳(Timestamp)
?乐观控制法
?商用的DBMS 一般都采用封锁方法
7.4 基于封锁的并发控制技术
7.4.1 封锁
?封锁就是事务T 在对某个数据对象（例如表、记录等）操作之前，先向系统发出请求，对其加锁
?加锁后事务T 就对该数据对象有了一定的控制，在事务T 释放它的锁之前，其它的事务不能更新此数据对象。
基本封锁类型
?一个事务对某个数据对象加锁后究竟拥有什么样的控制由封锁的类型决定。?基本封锁类型
?排它锁（Exclusive Locks ，简记为X 锁）
?共享锁（Share Locks ，简记为S 锁）
排它锁
?排它锁又称为写锁
?若事务T 对数据对象A 加上X 锁，则只允许T 读取和修改A ，其它任何事务都不能再对A 加任何类型的锁，直到T 释放A 上的锁
?保证其他事务在T 释放A 上的锁之前不能再读取和修改A
共享锁
?共享锁又称为读锁
?若事务T 对数据对象A 加上S 锁，则其它事务只能再对A 加S 锁，而不能加X 锁，直到T 释放A 上的S 锁
?保证其他事务可以读A ，但在T 释放A 上的S 锁之前不能对A 做任何修改
锁的相容矩阵
在锁的相容矩阵中：
?最左边一列表示事务T1 已经获得的数据对象上的锁的类型，其中横线表示没有加锁。
?最上面一行表示另一事务T2 对同一数据对象发出的封锁请求。
?T2 的封锁请求能否被满足用矩阵中的Y 和N 表示
?Y 表示事务T2 的封锁要求与T1 已持有的锁相容，封锁请求可以满足
?N 表示T2 的封锁请求与T1 已持有的锁冲突，T2 的请求被拒绝
如何利用封锁机制解决不可串行化调度？
使用封锁机制解决数据不一致问题
7.4.2 封锁协议
?在运用封锁方法，对数据对象加锁时，需要约定一些规则，如何时申请加锁、申请锁的类型、持锁时间、何时释放封锁等，我们称这些规则为封锁协议(Locking Protocol)。
?对封锁方式规定不同的规则，就形成了各种不同的封锁协议，三级封锁协议分别在不同程度上解决了数据不一致性问题。
?1. 一级封锁协议
?2. 二级封锁协议
?3. 三级封锁协议
1. 一级封锁协议
?一级封锁协议是：事务T在修改数据A之前，必须先对其加X锁，直到事务结束才
释放。事务结束包括正常结束(COMMIT)和非正常结束(ROLLBACK)。
?一级封锁协议可防止“丢失修改”所产生的数据不一致性的问题，并保证事务T 是可恢复的。
如何使用一级封锁协议解决“丢失更新”问题
2. 二级封锁协议
?二级封锁协议在一级封锁协议的基础上，加上了事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁，读完后即可释放S锁。
?二级封锁协议除防止了丢失修改，还可进一步防止读“脏”数据。
如何使用二级封锁协议解决读“脏”数据问题?
3. 三级封锁协议
?三级封锁协议是：在一级封锁协议的基础上加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁，直到事务结束才释放。
?三级封锁协议可进一步防止不可重复读的问题。
前面所讲的不可重复读问题
?T1读取R=5000进行运算
?T2读取同一数据R，对其进行修改后将R=4700写回数据库。
?T1为了对读取值校对重读R，R已为200，与第一次读取值不一致
如何使用三级封锁协议解决不可重复读问题?
7.4.3 两段锁协议
?三级封锁协议可以防止并发执行中出现的三类问题，但是，并不能保证并发执行一定是可串行化的。
?两段封锁协议(Two-Phase Locking ，简称2PL) 是最常用的一种封锁协议，理论上证明使用两段封锁协议产生的是可串行化调度。
?两段锁协议是将所有事务的加锁和解锁分成两个阶段：
?（1）获得封锁，也称为扩展阶段，在该阶段，事务可以获得任何数据项上的任何类型的锁；
?（2）释放封锁，也称为收缩阶段，在此阶段，事务可以释放任何数据项上的
任何类型的锁，但一旦释放一个锁之后，事务不能再获得任何其他加锁。
例
两个事务T1，T2：
T1：lock（A） lock（B）lock（C）unlock（B） unlock（C） unlock（A）T2：lock（A） unlock（A） lock（B） lock（C） unlock（C）unlock（B）T1遵守两段锁协议，T2不遵守两段锁协议。
对于T1，T2遵守两段锁协议的并发执行
?两个事务T1和T2均遵守两段锁协议，其执行结果为A=60，B=110，跟按照T1→T2顺序的串行执行的结果相同，因此对这两个事务的并发调度是可串行化的，是正确的。
?事务遵守两段锁协议是可串行化调度的充分条件，而不是必要条件。
?若并发事务都遵守两段锁协议，则对这些事务的任何并发调度策略都是可串行化的
?若并发事务的一个调度是可串行化的，不一定所有事务都符合两段锁协议
遵守两段锁协议的事务可能发生死锁 !
7.5 死锁
?事务T1 封锁了数据R1
?T2 封锁了数据R2
?T1 又请求封锁R2 ，因T2 已封锁了R2 ，于是T1 等待T2 释放R2 上的锁
?接着T2 又申请封锁R1 ，因T1 已封锁了R1 ，T2 也只能等待T1 释放R1 上的锁?这样T1 在等待T2 ，而T2 又在等待T1 ，T1 和T2 两个事务永远不能结束，形成死锁
7.5.1 死锁预防
?产生死锁的原因是两个或多个事务都已封锁了一些数据对象，然后又都请求对已为其他事务封锁的数据对象加锁，从而出现死等待。
?预防死锁的发生就是要破坏产生死锁的条件
OS 中预防死锁的方法
?一次封锁法
?顺序封锁法
(1) 一次封锁法
?要求每个事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁，否则就不能继续执行
?存在的问题
?降低系统并发度
?难于事先精确确定封锁对象
(2) 顺序封锁法
?顺序封锁法是预先对数据对象规定一个封锁顺序，所有事务都按这个顺序实行封锁。
?顺序封锁法存在的问题
?维护成本
数据库系统中封锁的数据对象极多，并且在不断地变化。
?难以实现：很难事先确定每一个事务要封锁哪些对象。
?结论
?在操作系统中广为采用的预防死锁的策略并不很适合数据库的特点
?DBMS 在解决死锁的问题上更普遍采用的是诊断并解除死锁的方法，也可以修改封锁协议从而避免死锁。
?对于修改封锁协议的方法，这里只简单的讨论一种方案，该方案提出了两种策略：?等待-死亡（Wait-Die）策略
?伤害-等待（Wound-Wait）策略
?每个事务开始运行时，赋予一个唯一的、随时间增长的整数，称为时间标记（Time Stamp ，简称ts ）或者时间戳，该事件戳是唯一的。
?设有两个事务T1 和T2 ，如果ts （T1 ）< ts （T2 ），即T1 早于T2 ，称T1 比T2“年老”，或者称T2 比T1“年轻”。
（1）等待-死亡策略
?如果T1比T2年老，则T1等待；否则，T1死亡，即事务T1回滚，并且隔了一段时间后，仍用它原有的时间标记重新运行。即按照如下算法执行：
If ts(T1) Then T1 waits; Else { Rollback; /*die*/ Restart T1with the same ts(T1);} （2）伤害-等待策略 ?如果T1比T2年轻，则T1等待；否则，它将伤害T2，使T2回滚，并且隔了一段时间后，T2仍用它原来的时间标记重新运行。即按照如下算法执行： If ts(T1)>ts(T2) Then T1 waits; Else { Rollback T2; /*die*/ Restart T2with the same ts(T2);} 7.5.2 死锁的检测和处理 ?死锁的诊断 ?超时法 ?事务等待图法 (1) 超时法 ?如果一个事务的等待时间超过了规定的时限，就认为发生了死锁 ?优点：实现简单 ?缺点 ?有可能误判死锁 广东工业大学试卷用纸，共 页，第 页 广东工业大学试卷用纸，共页，第页 广东工业大学试卷用纸，共页，第页 一、填空（每题1分，共10分） 1、层次模型，网状模型，关系模型 2、逻辑结构设计，物理结构设计 3、原子性，持续性 4、并发调度的可串行性 5、闭包 6、描述事物的符号记录 二、选择题（每题2分，共20分） 三、简答题（每题4分，共16分） 1、解释数据库，数据库系统，数据库管理系统三个概念。 数据库是指长期存储于计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。(1分) DBMS是指位于用户与OS之间的一层数据管理软件，它位用户或应用程序提供访问DB的方法。(1分) DBS是实现有组织的、动态的存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机硬件、软件和数据资源组成的系统，即采用数据库技术的计算机系统。(2分) 2、试述视图和基本表之间的联系和区别？ (1)视图和基本表在概念上等同，他们都是关系。(1分) (2)基本表是本身独立存在的表。视图是从一个或几个基本表（或视图）中导出的表，它与基本表不同，是一个 虚表。数据库中只存放视图的定义，而不存放视图对应的数据，这些数据仍然放在原来的基本表中。(3分) 3、数据库的完整性概念与数据库的安全性概念有什么区别和联系？ 数据的完整性和安全性是两个不同的概念，但是有一定的联系。 前者是为了防止数据库中存在不符合语义的数据，防止错误信息的输入和输出，即所谓垃圾进垃圾出所造成的无效操作和错误结果。(2分) 后者是保护数据库防止恶意的破坏和非法的存取。也就是说，安全性措施的防范对象是非法用户和非法操作，完整性措施的防范对象是不合语义的数据。(2分) 4、什么是封锁？基本的封锁类型有几种，简要说明它们的含义。 封锁就是事务T在对某个数据对象（例如表、记录等）操作之前，先向系统发出请求，对其加锁。加锁后事务T就对该数据对象有了一定的控制，在事务T释放它的锁之前，其它的事务不能更新此数据对象。(2分)基本封锁类型：排它锁和共享锁。 排它锁又称为写锁：若事务T对数据对象A加上X锁，则只允许T读取和修改A，其它任何事务都不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁(1分) 共享锁又称为读锁：若事务T对数据对象A加上S锁，则其它事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T 释放A 上的S锁。(1分) 四、计算（4分） 1、(R÷S)×S＝{(2,3,4,5),(2,7,2,3)} 2 广东工业大学试卷用纸，共页，第页 第1章数据库系统基础知识 1.1 数据库系统概述 一、基本概念 1．数据 2．数据库（DB） 3．数据库管理系统（DBMS） Access 小型VFP SQL server Oracle 大型DBMS MySQL DB2 4．数据库系统（DBS） 数据库（DB） 数据库管理系统（DBMS） 开发工具 应用系统 四、数据库管理系统的功能和组成 1．DBMS 的功能：负责对数据库进行统一的管理与控制。 ① 数据定义：对数据库中各对象的结构进行定义。 ② 数据操纵：包括对数据库进行查询、插入、删除、修改等操作。 ③ 数据控制：包括安全性控制、完整性控制、并发控制、数据库恢复。 2．DBMS 的组成： DDL 语言 DML 语言 DCL 语言 实用程序 注意：①SQL 集DDL ，DML ，DCL 功能于一体； ②SQL 既是宿主型语言，又是嵌入式语言； ③ 所有应用程序通过SQL 语句才能访问数据库 五、开发、管理、使用数据库系统涉及的人员 系统分析员：负责应用系统的需求分析和数据库设计 程序员：编写代码 数据库管理员（DBA ）：负责数据库的维护 最终用户 1.2数据模型 1. 2.1 概念模型 一、三个世界 1．现实世界：即具体事物 2．信息世界：对现实世界中的具体事物抽象为概念模型（即E-R 图），E-R 图与DBMS 无关。 3．机器世界：将E-R 图转换为某一种数据模型，数据模型与DBMS 相关。 二、实体及属性 1．实体：客观存在并可相互区别的人、事、物。 2．属性： 3．关键字（码、key ）：能唯一标识每个实体又不含多余属性的属性组合。 一个表的码可以有多个，但主码只能有一个。 例：借书表（学号，姓名，书号，书名，作者，定价，借期，还期） 规定：学生一次可以借多本书，同一种书只能借一本，但可以多次续借。 4．实体型：即二维表的结构 例 student(sno ，sname ，ssex ，sage ，sdept) 5．实体集：即整个二维表 三、两实体集间实体之间的联系 1：1联系：如果对于实体集A 中的每一个实体，实体集B 中至多有一个实体与之联系，反 开发单位 使用单位 《数据库原理及应用教程》试题及答案 一、选择题 1、下面叙述正确的是(C) A. 算法的执行效率与数据的存储结构无关 B. 算法的空间复杂度是指算法程序中指令（或语句）的条数 C. 算法的有穷性是指算法必须能在执行有限个步骤之后终止 D. 以上三种描述都不对 (2) 以下数据结构中不属于线性数据结构的是(C) A. 队列 B. 线性表 C. 二叉树 D. 栈 (3) 在一棵二叉树上第5层的结点数最多是(B) 注：由公式2k-1得 A. 8 B. 16 C. 32 D. 15 (4) 下面描述中，符合结构化程序设计风格的是(A) A. 使用顺序、选择和重复（循环）三种基本控制结构表示程序的控制逻辑 B. 模块只有一个入口，可以有多个出口 C. 注重提高程序的执行效率 D. 不使用goto语句 (5) 下面概念中，不属于面向对象方法的是(D) 注：P55-58 A. 对象 B. 继承 C. 类 D. 过程调用 (6) 在结构化方法中，用数据流程图（DFD）作为描述工具的软件开发阶段是(B) A. 可行性分析 B. 需求分析 C. 详细设计 D. 程序编码 (7) 在软件开发中，下面任务不属于设计阶段的是(D) A. 数据结构设计 B. 给出系统模块结构 C. 定义模块算法 D. 定义需求并建立系统模型 (8) 数据库系统的核心是(B) A. 数据模型 B. 数据库管理系统 C. 软件工具 D. 数据库 (9) 下列叙述中正确的是(C) A.数据库是一个独立的系统，不需要操作系统的支持 B.数据库设计是指设计数据库管理系统 C.数据库技术的根本目标是要解决数据共享的问题 D.数据库系统中，数据的物理结构必须与逻辑结构一致 (10) 下列模式中，能够给出数据库物理存储结构与物理存取方法的是(A) 注：P108 A. 内模式 B. 外模式 C. 概念模式 D. 逻辑模式 (11) 算法的时间复杂度是指(C) A. 执行算法程序所需要的时间 B. 算法程序的长度 C. 算法执行过程中所需要的基本运算次数 D. 算法程序中的指令条数 (12) 算法的空间复杂度是指(D) 高中信息技术教案数据库系统(1) 教学目标知识与技能：1、了解数据库、数据库管理系统、数据库应用系统和数据库系统等概念的基本含义 2、了解使用数据库管理信息的基本思想和方法。 过程与方法：有意识地养成知识迁移的能力，学会与他人合作，通过多种途径进行学习。 情感态度与价值观：1、培养学生小组合作学习的能力和自主探究的精神。 2、体验有效信息资源管理给使用信息带来的便利，树立信息管理意识。 教学重点感性地认识数据库、数据库管理系统、数据库应用系统、数据库系统四个相关概念。突出重点的方法及教学环节 教学难点结合实际理解数据库、数据库管理系统、数据库应用系统、数据库系统之间的关系。突破难点的方法及教学环节 教学环境多媒体教室、投影仪 教学过程教学内容教师活动学生活动 课前引入 讲授新课 李明同学第一次上大学的时候，到学校食堂的服务总台交款买饭卡。当他拿着饭卡到食堂用餐时，发现食堂里面的每个售饭、售菜窗口均可使用饭卡刷卡。 数据库的概念 通过数据库引出数据表 数据表的介绍 数据库管理系统的概念 数据库应用系统的概念 数据库系统的概念提问：听完这个小故事后，有心的同学一定能发现，"饭卡管理"还是很有学问的。如果这个"管理员"让你来当，你有什么方法能准确地找到每一位同学的饭卡管理情况呢? 投影出数据库的概念，并进行解释，本节课我们用ACCESS来学习数据库的使用。 投影出ACCESS的简介：Aess是Office办公套件中一个极为重要的组成部分。Aess是一种关系型数据库管理系统，不但能存储和管理数据，还能编写数据库管理软件，用户可以通过Aess提供的开发环境及工具方便地构建数据库应用程序，大部分是直观的可视化的操作，无需编写程序代码，是一种使用方便、功能较强的数据库开发工具。ACCESS是关系数据库，数据库是由数据表组成的。 数据表是适于特定主题数据的集合，是二维表，由行和列构成，每一行(除了标题行)称为一条记录，每一列称为一个字段，一张表中各个记录的字段数是一样的，同一字段内的数据属性是相同的。所以要设计一个数据表首先要确定表包含多少个字段，每个字段的名称及字段保存数据的类型。 对ACCESS中的数据类型进行解释。 2008年1月高等教育自学考试全国统一命题考试 数据库系统原理试卷 课程代码4735 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.数据库在磁盘上的基本组织形式是( ) A．DB B．文件 C．二维表D．系统目录 2．ER模型是数据库的设计工具之一，它一般适用于建立数据库的( ) A．概念模型B．逻辑模型 C．内部模型D．外部模型 3．数据库三级模式中，用户与数据库系统的接口是( ) A．模式B．外模式 C．内模式D．逻辑模式 4．在文件系统中，所具有的数据独立性是( ) A．系统独立性 B．物理独立性 C．逻辑独立性 D．设备独立性 5．在DB技术中，“脏数据”是指( ) A．未回退的数据 B．未提交的数据 C．回退的数据 D．未提交随后又被撤消的数据 6．关系模式至少应属于( ) A．1NF B．2NF C．3NF D．BCNF 7．设有关系模式R(ABCD)，F是R上成立的FD集，F={A→B，B→C}，则属性集BD的闭包(BD)+为( ) A．BD B．BCD C．BC D．CD 8．设有关系R如题8图所示： 题8图 则∏专业，入学年份(R)的元组数为 A．2 B．3 C．4 D．5 9．集合R与S的交可以用关系代数的基本运算表示为( ) A．R-(R-S) B．R+(R-S) C．R-(S-R) D．S-(R-S) l0．已知SN是一个字符型字段，下列SQL查询语句( ) SELECT SN FROM S WHERE SN LIKE′AB％′；的执行结果为 A．找出含有3个字符′AB％′的所有SN字段 B．找出仅含3个字符且前两个字符为′AB′的SN字段 C．找出以字符′AB′开头的所有SN字段 D．找出含有字符′AB′的所有SN字段 l1．现要查找缺少成绩(Grade)的学生学号(Snum)，相应的SQL语句是( ) A．SELECT Snum B．SELECT Snum FROM SC FROM SC WHERE Grade=0 WHERE Grade<=0 C．SELECT Snum D．SELECT Snum FROM SC FROM SC WHERE Grade=NULL WHERE Grade IS NULL l2．下列不是 ．．数据库恢复采用的方法是( ) A．建立检查点B．建立副本 C．建立日志文件 D.建立索引 13.在SQL／CLI中，将宿主程序与数据库交互的有关信息记录在运行时数据结果中。不能 ．．保存此信息的记录类型是( ) A．环境记录B．连接记录 C．语句记录D．运行记录 l4．在面向对象技术中，复合类型中后四种类型——数组、列表、包、集合——统称为( ) A．行类型B．汇集类型 C．引用类型D．枚举类型 l5．在面向对象技术中，类图的基本成分是类和( ) A．属性B．操作 C．关联D．角色 二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 请在每小题的空格上填上正确答案。错填、不填均无分。 16．在数据库的概念设计中，客观存在并且可以相互区别的事物称为_________________。17．增强ER模型中，子类实体继承超类实体的所有________________________。 18．产生数据冗余和异常的两个重要原因是局部依赖和_________________依赖。 l9．如果Y?X?U，则X→Y成立。这条推理规则称为________________。20．ODBC规范定义的驱动程序有两种类型：即单层驱动程序和________________。21．DBMS可分为层次型、网状型、__________________型、面向对象型等四种类型。22．如果事务T对某个数据R实现了__________________锁，那么在T对数据R解除封锁之前，不允许其他事务再对R加任何类型的锁。 23．在多个事务并发执行时，系统应保证与这些事务先后单独执行时的结果一样，这是指事务的____________________性。 2019年硕士研究生招生考试题签 （请考生将题答在答题册上，答在题签上无效） 科目名称：数据库原理及应用第1页共4页 精品文档，欢迎下载！ 一、单项选择题（40分，每题2分） 1、数据库中存储的是0A.数据B,信息C,数据之间的联系D,数据以及数据之间的联系 2、数据的物理独立性是指应用程序独立于。A.外模式B,模式 C.内模式D.子模式 3、关系数据库的查询操作由三种基本运算组合而成，这三种基本运算不但葬A.投影 B.除法 C.连接 D.选择 4、不允许在关系中出现重复记录的约束是通过实现的。 A.主码 B.外码 C.索引 D.惟一索引58、部分匹配查询中有关通配符的正确的叙述是。A.代表多个字符 B.可以代表零个或多个字符C.不能与“％”一同使用 D.代表一个字符9、在关系双据库系统中，为了简化用户的查询操作，后又不增加数据的存储空间，常用的方法12、下列说法中正确的是 A,关系模式的规范化程度越高越好 B,若关系模式R 中只有两个属性，则R 至少属于3NF C,属于3NF 的关系模式中己完全消除了插入异常和删除异常 D,具有无损链接性的模式分解能保证不丢失原模式中的信息 13、数据库设计中，建立数据字典的时机是阶段。A,需求分析B,概念设计C.逻辑设计D.物理设计14、数据库物理设计不但聲 A.存储记录结构设计C.确定数据存放位置 B.存取方法设计D.关系规范化 是创建 A.索引 B.游标 C.视图10、数据库的是指数据的正确性和相容性。A 一荷枇R 安仝桦C 穽整桂D 并舄桂 11、 将数据库对象的操作权限授予用户，属于安全控制机制中的 D.另一个表D,审计 《数据库原理及应用》教案新乡学院计算机与信息工程学院 第1章数据库技术概论 ●教学目的：本章概述了数据库管理的进展、数据模型和数据库系统构成的 一般概念，说明什么是数据库设计以及为什么要发展数据库技术，使学生对数据库系统有一个初步的认识。 ●教学重点：1、数据管理的三个阶段及特点。 2、三种主要模型的概念。 3、 E-R图。 4、 DBS体系结构。 ●教学难点：E-R图 1.1 数据库系统概论 ●教学目的：从已有的知识对学生进行启发，认识到DB的重要性以及本课程 的任务和目的。 ●教学重点：1、数据管理种计算机化的三个阶段。 2、三个阶段的特点。 ●教学难点：数据库系统阶段的特点。 ●教学内容： 1.1.1 引言 1. 计算机的应用领域： 数值计算 数据处理 80%以上 实时控制 人工智能 辅助设计 2. 数据处理 指对各种形式的数据进行收集、存储、加工和传播等一系列活动的总和。 目的：是从大量、原始的数据中抽取、推导出对人们有价值的信息作为行为决策的依据。 方式：借助于计算机科学的保存和管理复杂的大量数据，以便能方便地利用信息资源。 3. 出现（存在）的问题： (1)大量的数据如何存放。（存储） (2)大量的数据如何组织。（结构） (3)大量的数据如何分类、查找、统计。（处理） (4)大量的数据如何有效使用。（共享、保护） (5)大量的数据如何维护。（维护） 正是这些问题的存在，迫使人们去形成一套数据处理的理论、方法、技术。-----数据库技术。 4. 基本概念 (1) 数据库技术-----是研究数据库结构、存储、设计、管理和使用的一门软件学科。 (2) 数据库（Data Base）-----是长期存储在计算机内有组织的、大量的、共享的数据集合，具有最小的冗余和较高的数据独立性，并为各种用户共享。 (3) 数据库管理系统（Data Base Management System）-----位于用户和OS之间的一层数据管理软件，包括DB的建立、查询、更新。 (4) 数据库系统（Data Base System）-----实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便用户访问的计算机软、硬件和数据资源组成的系统。 1.1.2 数据管理的进展 数据处理的中心问题是数据管理 数据的分类 数据的组织 数据的编码 数据管理包括数据的存储 数据的检索 数据的维护 依据其使用：技术的不同、设备的不同， 数据管理（处理）可分为： 人工式：人工处理数据阶段1800年以前，算盘，笔记 手工数据处理机械辅助式：机械辅助阶段1800—1890 手摇电动计算机 机械数据处理机电阶段 1890—1946年穿空机、验空机、分类机、卡片机、 制表机 电子数据处理电子阶段 1946年后 本书所讲的是电子数据处理发展经过的三个阶段： 人工管理 电子数据处理文件系统 DBS 北京联合大学优秀教案评选 参赛教案 申报单位北京联合大学 参赛教师XXX 课程名称数据库原理及应用 授课章节第3讲第3节 参赛类别理工类 授课对象本科生 课程性质专业必修 授课时间2学时 北京联合大学教务处 、课程简介 在先修课“离散数学”、“数据结构”、“VB程序设计”，为本课程提供数学、算法、程序设计基础、程序设计语言和 Windows 应用程序开发工具的基础上，本课程主要讲授两大部分内容：一为“数据库系统概论” ，二为“ Microsoft SQL Server数据库管理系统”。本课程为后续课程“网络编程课程设计”、“软件系统基础”、“信息系统开发实习”提供数据库的概念、方法和技术基础。 本课程为信息与计算科学专业专业基础必修课。要求学生了解数据库系统的基本概念、基本结构和关系模型的基本概念；掌握数据库查询和操作方法；掌握数据库保护的基本技术；掌握关系数据理论的基本概念和基本理论；掌握数据库设计的基本步骤和方法。掌握使用Microsoft SQL Server关系数据库管理系统管理数据的方法，并结合Visual Basic设计开发简单的数据库应用系统。 二、单元教学目标 通过本单元的教学，使学生初步掌握标准SQL的查询语句结构，掌握简单查询、连表查询和嵌套查询的方法，并在 SQL Server 环境下应用各类查询语句，完成实际查询任务。 1、知识层面 （1）掌握标准 SQL 的查询语句结构； （2）掌握简单查询，连表查询，嵌套查询的方法。 2、能力层面 （1）分析查询需求，选择应用合适的查询语句，解决实际查询问题； （2）在 SQL Server 环境下，实现各类查询，分析查询结果，分析查询执行错误的原因并找出和实践解决办法。 3、思维层面进一步训练逻辑思维能力。 三、单元教学内容 本单元主要介绍标准SQL及SQL Serve环境下SQL的数据查询功能（DQL）。 1、认识数据库查询；（ 5分钟） 2、示例数据库的结构；（2分钟） 3、标准 SQL 的查询语句结构，包括： FROM、 WHERE 、 SELECT、 GROUP BY、HAVING 、 ORDER BY 子句；（5分钟） 4、简单查询，包括：浏览查询，投影查询，选取查询（带IN、BETWEEN 、LIKE、IS NULL运算符及一般比较运算符的查询），SELECT子句带表达式的查 《数据库系统原理A》课程教学大纲 课程名称：数据库系统原理A (Database System Theorem A) 课程编号：052057 总学时数：64学时讲课学时：56学时上机学时：8学时 学分：4学分 先修课程：《离散数学》、《数据结构》 教材：《数据库系统概论》（第三版），萨师煊、王珊，高等教育出版社，2000．2 参考书目： 《数据库系统导论》，C.J.Date，孟小峰译，机械工业出版社，2000．10 《Microsoft SQL Server 2000数据库管理》，微软公司，北京希望电子出版社，2001．5 课程内容简介： 数据库系统是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。数据库技术是计算机技术中发展最快的领域之一。数据库技术已成为计算机信息系统与应用系统的核心技术和重要技术基础。本课程主要介绍数据库的基本知识、基本原理和基本技术。 一、课程性质、目的和要求 《数据库系统原理A》是计算机科学与技术专业的一门专业课。设置本课程是为了使学生熟悉数据库的基本知识、基本原理和基本应用。要求是以数据库技术的实际应用为目标，掌握数据库的基本知识、基本原理和基本技术。 二、教学内容、要点和课时安排 本课程的教学内容共分8章。 第一章数据库概论 主要内容： 1．数据库系统概述 2．数据模型 3．数据系统结构 基本要求：了解数据管理技术的发展阶段，数据描述的定义，数据模型的概念，数据库的体系结构，数据库管理系统的功能及组成，数据库系统的组成及全局结构。本章的重点和难点是实体之间的联系、数据模型。 第二章关系数据库 主要内容： 1．关系模型概述 2．关系数据结构 3．关系代数 基本要求：了解关系模型的基本概念；深刻理解关系的运算。 本章的重点和难点是关系模型的完整性约束和专门的关系代数运算（选择、投影、连接）。 第三章关系数据库标准语言SQL 主要内容： 1．SQL概述 2．SQL的数据定义 3．SQL的数据查询 4．SQL的数据更新 5．视图 6. 嵌入式SQL 基本要求：SQL语言是关系数据库的标准语言，是本课程的一个重点。 要求掌握的是：SQL定义语句、SQL更新语句、视图的操作、数据控制。 要求熟练掌握的是：SQL单表查询和多表查询语句。 第四章关系系统及其查询优化 主要内容： 1．关系系统 2．查询优化 基本要求：理解关系系统的定义及分类。 熟练掌握关系查询优化的必要性、一般准则及步骤（实例和语法树）。 第五章关系数据理论 主要内容： 漳州师范学院 计算机系05 级本科《数据库原理与应用》课程期末试卷A 标准答案 （2006——2007学年度第二学期） 一、选择题:(每题1.5 分,共24 分) 1.关系数据库规范化是为解决关系数据库中（ A ）问题而引入的. A.插入﹑删除﹑更新的异常和数据冗余 B.提高查询速度 C. 减少数据操作的复杂性 D.保证数据的安全性和完整性 2.关系代数表达式的优化策略中，首先要做的是（ B ）. A.对文件进行预处理 B 及早执行选择运算 C．执行笛卡尔积运算 D. 执行投影运算 3.在关系代数中，θ连接操作由（ A ）组合而成. A．笛卡尔积和选择 B.投影选择和笛卡尔积 C. 投影和笛卡尔积 D. 投影和选择 4.设关系模式R是3NF模式，那么下列说法不正确的是（ B ）. A. R必是2NF B. R必不是BCNF C. R可能不是BCNF D. R必是1NF 5.在两个实体类型间有M:N联系时，这个结构转换成的关系模式有（ C ）个. A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 6.从E-R模型向关系数据模型转换时，一个M:N联系转换成一个关系模式时，该关 系模式的关键字是（ C ）. A. N端实体的关键字 B.M端实体的关键字 C. N端实体的关键字与M端实体的关键字的组合 D. 重新选取其它关键字 7.在一个关系R中，若每个数据项都是不可分割的，那么关系R一定至少是属于（ D ）. A. BCNF B.2NF C. 3NF D. 1NF 8.“年龄在15至30岁之间”属于数据库系统的（ C ）. A. 恢复功能 B. 并发控制 C 完整性 D. 安全性 9.数据流程图是用于数据库设计中（ D ）阶段的工具. A.概念设计. B可行性分析 C程序编码 D.需求分析 10.数据库系统中，用户使用的数据视图用（ A ）描述. A. 外模式 B. 存储模式 C. 内模式 D.概念模式 11.R为4元关系R（A, B, C,D）,S为3元关系S（B, C, D）, R∞C构成 的新关系是（ B ）元关系. A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 12.关系代数中的Π运算符对应下面语句中的（ A ）子句. A．Select B. From C. Where D. Group By 13.将查询SC表的权限授予用户U1，并允许U1将此权限授予其他用户.实现此功能的 SQL语句是（ D ）. A．grant select to SC on U1 with public B．grant select oh SC to U1 with public C．grant select to SC on U1 with grant option D．grant select on SC to U1 with grant option 14.在数据库系统中，安全性控制可采用：用户标识和鉴定、存取控制、审计、密码 保护和（ C ）五级安全措施来实现. A. 游标 B.索引 C.视图 D.存储过程 15．解决并发操作带来的数据不一致性问题，可以采取（ A ）. A．封锁 B.恢复 C.存储 D.协商 16．在并发控制中，允许其他事务读取数据，但不允许进行数据修改叫（ B）. A.两段锁 B.共享锁 C.独占锁 D.意向锁 数据库教案 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】 课程名称：《数据库原理》 选课课号：(2013-2014-2)-2022-1 课程性质：学科基础课（必修） 学时：48（理论教学）+ 8（上机） 教材：（1）数据库原理及应用.李明等编（西南交大出版社） （2）DataBase Design and Frost，John Day，CraigVan Slyke（清华大学出版社影印版） （3）数据库系统概论.王珊等编（中国人民大学出版社） 课程班级：工程力学11级，信息与计算科学11级1、2班 教室：西教1-310, 授课时间：1-12周，星期一1,2节，星期三 3,4节 授课教师：庞淑侠 考核方式：闭卷 总评成绩=平时成绩(20%) + 期末考试成绩(80%) 参考书 1. 赵艳铎等(译). 数据库原理(第5版). 清华大学出版社, 2011 2. 杨冬青等(译). 数据库系统概念(第6版). 机械工业出版社, 2012 3. 金名等(译). 数据库系统设计、实现与管理(第8版). 清华大学出版社, 2012 4. 刘智勇. SQL Server 2008宝典. 电子工业出版社,2010 5. 苏金国等(译). Oracle Database 9i10g11g人民邮电出版社, 2011 6. 李华. PowerBuilder程序设计教程. 清华大学出版社,2010 第 1 次课授课时间：2013年3月5日 第 2 次课授课时间：2013年3月7日 第 3 次课授课时间：2013年3月12日 院系：控制与计算机工程学院 计算机系（保定） 教研室：软件教研室 教师：王保义阎蕾廖尔崇《数据库原理》课程教案 第一章绪论 一、教学目标及基本要求 1．了解数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念和特点 2．了解数据管理、数据处理的历史及各个阶段的特点 3．掌握数据模型的概念及组成要素 4．学会E-R图 5．了解常见的4种逻辑模型，掌握关系模型的基本概念 6．掌握数据库系统结构 二、各节教学内容及学时分配 1．数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念（1学时） 2．数据管理技术的发展及数据库的特点（1学时） 3．数据模型的概念、分类、要素（1学时） 4．概念模型及概念模型的表示形式E-R图（1学时） 5．了解常见的4种逻辑模型，掌握关系模型的概念（1学时） 6．掌握数据库系统三级模式和两级映像结构（1学时） 三、重点和难点及其处理和解析 1．重点 （1）数据库概念、特点 （2）数据模型的概念、分类、要素 （3）概念模型、E-R图 （4）数据库三级模式和两级映像结构 2．难点 （1）概念模型，E-R图 （2）数据库三级模式和两极映像结构 对于重点与难点内容，着重讲解与分析，并对批处理操作系统的内容结合实例与例题，详细讲解与讨论。 四、深化和拓宽 沿着数据管理的历史，结合学生们学习C++/Java的实际情况，让学生们体会到在高级 语言环境下手工管理数据的难点。引入数据库管理数据的技术，给学生们用一个实例展示数据库管理数据的方便性、快捷性、高效性和安全性。 五、教学方式 主讲式教学，将讲义内容讲解完毕后，留一部分时间让学生们提问和使用多媒体技术给学什么展示数据技术。 六、本章的思考题和习题 4．举出适合用文件系统而不是数据库系统的例子；再举出适合用数据库系统的应用例子。5．试述数据库系统的特点。 6．数据库管理系统的主要功能有哪些？ 7．试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三个要素。 8．试述概念模型的作用。 9．定义并解释概念模型中以下术语：实体，实体型，实体集，属性，码，实体联系图（ER 图）。 10．试给出3个实际部门的ER图，要求实体型之间具有一对一、一对多、多对多各种不同的联系。 11．试给出一个实际部门的ER图，要求有三个实体型，而且3个实体型之间有多对多联系。3个实体型之间的多对多联系和三个实体型两两之间的三个多对多联系等价吗？为什么？12．学校中有若干系，每个系有若干班级和教研室，每个教研室有若干教员，其中有的教授和副教授每人各带若干研究生；每个班有若干学生，每个学生选修若干课程，每门课可由若干学生选修。请用ER图画出此学校的概念模型。 13．某工厂生产若干产品，每种产品由不同的零件组成，有的零件可用在不同的产品上。这些零件由不同的原材料制成，不同零件所用的材料可以相同。这些零件按所属的不同产品分别放在仓库中，原材料按照类别放在若干仓库中。请用ER图画出此工厂产品、零件、材料、仓库的概念模型。 19．试述关系数据库的特点。 22．什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？为什么数据库系统具有数据与程序的独立性？ 23．试述数据库系统的组成。 24.DBA的职责是什么？ 25系统分析员、数据库设计人员、应用程序员的职责是什么？ 数据库系统概论复习资料 第一章 一、名词解释 1. Data：数据，是数据库中存储的基本对象，是描述事物的符号记录。 2. Database：数据库，是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。 3. DBMS：数据库管理系统，是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学 地组织、存储和管理数据、高效地获取和维护数据。 4. DBS：数据库系统，指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员（DBA）构成。 5. 数据模型：是用来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息的工具，是对现实世界的模拟，是数据库系统的核心和基础；其组成元素有数据结构、数据操作和完整性约束。 6. 概念模型：也称信息模型，是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。 7. 逻辑模型：是按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。 8. 物理模型：是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法，是面向计算机系统的。 9. 实体和属性：客观存在并可相互区别的事物称为实体。实体所具有的某一特性称为属性。 10. E-R图：即实体-关系图，用于描述现实世界的事物及其相互关系，是数据库概念模型设 计的主要工具。 11. 关系模式：从用户观点看，关系模式是由一组关系组成，每个关系的数据结构是一张规范化的二维表。 12. 型/值：型是对某一类数据的结构和属性的说明；值是型的一个具体赋值，是型的实例。 13. 数据库模式：是对数据库中全体数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等） 和特征（数据之间的联系以及数据有关的安全性、完整性要求）的描述。 14. 数据库的三级系统结构：外模式、模式和内模式。 15. 数据库内模式：又称为存储模式，是对数据库物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内模式。 16. 数据库外模式：又称为子模式或用户模式，它是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图。通常是模式的子集。一个数据库可有多个外模式。 17. 数据库的二级映像：外模式/模式映像、模式/内模式映像。 二、填空题 1. 数据库系统由数据库、数据库管理系统、应用系统和数据库管理员构成。 2. 数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护等活动。 3. 数据管理技术的发展经历了人工管理、文件系统、数据库系统3个阶段。 4. 数据模型分为概念模型、逻辑模型和物理模型3个方面。 5. 数据模型的组成要素是：数据结构、数据操作、完整性约束条件。 6. 6. 实体型之间的联系分为一对一、一对多和多对多三种类型。 数据库原理课程大纲及实施方案 数据库原理课程大纲与教学实施方案 数据库原理是计算机科学与技术专业、软件工程专业主干课程之一。系统地学习数据库原理，掌握数据库系统技术，从而能够适应从事复杂数据库系统研究、设计、开发与应用工作的需求，是对本计算机相关专业学生的基本要求。 数据库是数据管理的最新技术，是计算机软件与理论学科的一个重要分支，是近年来计算机应用学科中一个非常活跃、发展迅速、应用广泛的领域。随着计算机应用的发展，数据库应用领域已从数据处理、信息管理、事务处理扩大到计算机辅助设计、人工智能、办公信息系统等新的应用领域。对于一个国家来说，数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已经成为衡量这个国家信息化程度的重要标志。因此，数据库技术越来越受到人们的关注。 一、基本描述 课程名称：数据库原理，或称作数据库系统原理，这些课程设置的基本知识单元大致是相同的，只是在侧重点和深度上有所不同。 课程性质：本课程是计算机科学与技术专业和软件工程专业的专业基础核心课程，面向实际应用，它研究如何存储、使用和管理数据,有较强的理论性和实用性。随着计算机应用的发展，数据库应用领域已从数据处理、信息管理、事务处理扩大到计算机辅助设计、人工智能、办公信息系统等新的应用领域。同时，数据库应用渗透到工农业生产、商业、行政管理、科学研究、国防建设、工程技术等各个领域。 基础知识：数据库原理课程与计算机组成原理、数据结构等前修课程有密切联系，更是数据库系统及应用，综合实训，毕业设计等后续课程的基础。数据库系统原理将涉及到计算机许多领域的知识和相关的应用，数据库原理课程与信息类相关课程有着极为紧密的关系，它是一门承前启后的课程。 学时安排：本课程的讲授共52学时，两周的课程设计。由于本课程强调工程实践教学实施，可以考虑在两周的课程设计中以一个完整的软件项目开发过程来组织该课程的训练内容。 教学定位：本课程工程型教学定位包括两个方面：一是从数据库系统外部结构的角度讲解数据库的基本概念、基本原理和基本方法；二是从数据库系统内 北京邮电大学2007 —— 2008学年第2学期 《数据库系统原理》期末考试试题（A） 1. Fill in blanks.(1 9 points) (1) ______ DDL ____ i s the Ianguage for specifying the database schema and as well as other properties of the data. (2) With respect to in tegrity mecha ni sms in DBS, —trigger __ defi nes acti ons to be executed automatically whe n some events occur and corresp onding con diti ons are satisfied. (3) An entity set that does not have sufficient attributes to form a primary key is termed a weak en tity set (4) The com monly-used schemes of orga ni zati on of records in files are heap file organization , sequential file organization, and hashing file organization. (5) The three steps in query processing are parsing and translation, optimization, and evaluation (6) The recovery-management component of a database system implements the support for tran sact ion atomicity and durability . 第一章 2. 简述数据、数据库、数据库管理系统、数据库应用系统的概念。 答：数据是描述事物的符号记录，是信息的载体，是信息的具体表现形式。 数据库就是存放数据的仓库，是将数据按一定的数据模型组织、描述和存储，能够自动进行查询和修改的数据集合。 数据库管理系统是数据库系统的核心，是为数据库的建 立、使用和维护而配置的软件。它建立在操作系统的基础上，位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它为 用户或应用程序提供访问数据库的方法，包括数据库的创 建、查询、更新及各种数据控制等。 凡使用数据库技术管理其数据的系统都称为数据库应 用系统。 3. 简述数据库管理系统的功能。 答：数据库管理系统是数据库系统的核心软件，一般说来，其功能主要包括以下5个方面。 (1) 数据定义和操纵功能 (2) 数据库运行控制功能 (3) 数据库的组织、存储和管理 (4) 建立和维护数据库 (5) 数据通信接口4．简述数据库的三级模式和两级映像。 答：为了保障数据与程序之间的独立性，使用户能以简单的逻辑结构操作数据而无需考虑数据的物理结构，简化了应用程序的编制和程序员的负担，增强系统的可靠性。通常DBMS 将数据库的体系结构分为三级模式：外模式、模式和内模式。 模式也称概念模式或逻辑模式，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。 外模式也称子模式或用户模式，它是对数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。 内模式也称存储模式或物理模式，是对数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式，一个数据库只有一个内模式。 三级模式结构之间差别往往很大，为了实现这3 个抽 象级别的联系和转换，DBMS 在三级模式结构之间提供了两级映像：外模式/ 模式映像，模式/ 内模式映像。 第二章4．实体的联系有哪三种？ 答：一对一联系(1:1)、一对多联系(1 : M)和多对多联系(M : N) 。 《数据库系统原理》课程设计教学大纲 一、课程名称：《数据库系统原理》课程设计 Course Project of Database System 二、课程编码：1300371 三、学时与学分：1周，1学分 四、先修课程：《数据库系统原理》 五、设计目的与要求 课程设计目的: 1.熟悉大型数据库管理系统的结构与组成； 2.熟悉数据库应用系统的设计方法和开发过 程； 3.掌握一种大型数据库管理系统(DM5、ORACLE 或SQL SERVER)的应用技术和开发工具的使 用； 4.熟悉数据库设计工具的使用； 5.熟悉数据库安全的相关知识和技术； 6.熟悉数据库系统的管理和维护。 课程设计要求: 1.在课程设计指导老师的指导下，选定一个数 据库应用系统的题目，完成数据库的设计和 应用系统设计，并提交相应文档。 2.数据库管理系统仅限DM5、Oracle以及MS SQL Server； 3.开发工具限PowerBuilder、Delphi、C++、 JAVA、.NET平台或其它动态网页开发工具； 4.系统采用客户/服务器（C/S）结构或浏览器 /服务器（B/S）结构实现。 5.系统应严格遵照题目要求进行设计，可在其 基础上进一步细化完善，但不得违背，原则 上不额外增加与要求无关的功能。 6.系统中应适当体现下列技术的应用：存储过 程，触发器，索引。 7.提交系统的源码及文档。 六、适用学科专业 信息类各学科专业 七、实验环境 1.Windows 2000/XP/2003操作系统，Server 版； 2.DM5 for Windows企业版/标准版，Microsoft SQL Server 2000/2005企业版/标准版，或 Oracle 9i/10g； 3.PowerBuilder / Delphi / Visual C++ / Java 2014--2015学年第1学期 《数据库系统原理》试卷 开课单位：计算机学院，考试形式：闭卷 案，并将其代码填入以下表格内。每小题2分，共40 1.下述关于数据库系统的正确叙述是( )。 A．数据库系统减少了数据冗余 B．数据库系统避免了一切冗余 C．数据库系统中数据的一致性是指数据类型一致 D．数据库系统比文件系统能管理更多的数据 2. 数据库系统的最大特点是( A )。 A．数据的三级抽象和二级独立性 B．数据共享性 C．数据的结构化 D．数据独立性 3. 自然连接是构成新关系的有效方法。一般情况下，当对关系R和S使用自然连接时，要求R和S含有一个或多个共有的( D )。 A．元组B．行 C．记录D．属性 4．关系模式的任何属性( A )。 A．不可再分 B．可再分 C．命名在该关系模式中可以不惟一 D．以上都不是 5、关系模型中，一个关键字是( C )。 A．可由多个任意属性组成 B．至多由一个属性组成 C．可由一个或多个其值能惟一标识该关系模式中任何元组的属性组成 D．以上都不是 6.SQL语言是( B ) 的语言，易学习。 A．过程化B．非过程化C．格式化D．导航式 7.假定学生关系是S(S#，SNAME，SEX，AGE)，课程关系是C(C#，CNAME，TEACHER)，学生选课关系是SC(S#，C#，GRADE)。 要查找选修“COMPUTER”课程的“女”学生姓名，将涉及到关系( D )。 精品文档 A．S B．SC，C C．S，SC D．S，C，SC 8．关系数据模型（）。 A．只能表示实体间的 1 ： 1 联系 B．只能表示实体间的 1 ： n 联系 C．只能表示实体间的 m ： n 联系 D．可以表示实体间的上述 3 种联系 9.关系运算中花费时间可能最长的运算是( C )。 A．投影B．选择C．笛卡尔积D．除 10.在数据库系统中，保证数据及语义正确和有效的功能是( D )。 A.并发控制 B.存取控制 C.安全控制 D.完整性控制 11.规范化过程主要为克服数据库逻辑结构中的插入异常，删除异常以及( A )的缺陷。 A．数据的不一致性 B．结构不合理C．冗余度大 D．数据丢失 12.关系模型中的关系模式至少是( A )。 A．1NF B．2NF C．3NF D．BCNF 13.在数据库设计中，用E-R图来描述信息结构但不涉及信息在计算机中的表示，它是数据库设计的( B )阶段。 A．需求分析B．概念设计C．逻辑设计D．物理设计 14.在数据库的概念设计中，最常用的数据模型是( D )。 A．形象模型B．物理模型C．逻辑模型D．实体联系模型15.事务的原子性是指( A )。 A．事务中包括的所有操作要么都做，要么都不做 B．事务一旦提交，对数据库的改变是永久的 C．一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的 D．事务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 16.( B )用来记录对数据库中数据进行的每一次更新操作。 A．后援副本B．日志文件C．数据库D．缓冲区 17.在数据库物理设计阶段，建立索引的目的是为了提高数据的( C )。 A．更改效率B．插入效率C．查询效率D．删除效率 18.解决并发操作带来的数据不一致性总是普遍采用( A )。 A．封锁B．恢复C．存取控制D．协商 19.关于“死锁”，下列说法中正确的是( D )。 A．死锁是操作系统中的问题，数据库操作中不存在 B．在数据库操作中防止死锁的方法是禁止两个用户同时操作数据库 C．当两个用户竞争相同资源时不会发生死锁 D．只有出现并发操作时，才有可能出现死锁 20.并发操作会带来哪些数据不一致性( D )。 A．丢失修改、不可重复读、脏读、死锁 B．不可重复读、脏读、死锁C．丢失修改、脏读、死锁 D．丢失修改、不可重复读、脏读广东工业大学数据库原理与应用试卷答案
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