研究生用分布式数据库参考习题

简介：
本书旨在为研究生提供深入理解与实践分布式数据库技术的机会，通过精选的练习题帮助读者掌握设计、实现和管理复杂数据系统的关键技能。 ### 分布式数据库系统概述 #### 1. 数据库查询与优化示例 假设要查询系号为1的所有学生的姓名和成绩，则可以编写如下SQL查询语句： ```sql SELECT Sname, Grade FROM Student WHERE DeptNo = 1; ``` 将其转化为关系代数表示为： ```plaintext σDeptNo=1 (πSname, Grade (Student)) ``` 优化过程包括： - **全局优化：** 可以首先执行`σDeptNo=1`筛选出符合条件的行，然后执行`πSname, Grade`投影操作。 - **分片优化：** 由于数据已经根据系号进行了分片，可以只在分片P1上执行查询操作，避免扫描其他分片。 #### 2. 分布式事务处理中的可串行化调度 对于给定的分布式事务T1和T2，考虑以下两种情况： - **局部是可串行化的，而全局是不可串行化的：** - 局部历程H1：先执行所有操作。 - 局部历程H2：后执行所有操作。 理由：由于操作之间没有冲突，因此这两种局部历程都是可串行化的。但由于T1和T2分别在不同的场地操作，当这两个事务同时访问同一数据项时（如x），即使局部历程是可串行化的，全局序列化也可能被破坏。 - **局部和全局都是可串行化的：** - 局部历程H1和H2： T1和T2的操作顺序可以互换。 理由：只要确保在读取数据项之前，先执行写操作的事务已经完成了所有的写操作即可保证局部和全局都为可串行化。 #### 3. 数据库系统体系结构 - **集中式体系结构**： - 特点：所有数据存储在一个单一服务器上。适用于小型数据库应用环境。 - **客户端/服务端（C/S）架构**： - 特点：将任务分为两部分，一部分在客户端执行用户界面和前端业务逻辑；另一部分则由后台的数据库管理系统处理所有的数据请求及事务管理。 - **分布式体系结构**： - 特点：数据分布在多个节点上。这种设计提高了系统的可用性和可扩展性。 每种架构都有其适用场景和技术特点，集中式简单直接但不适用于大规模应用；C/S架构分离了用户界面和数据库逻辑，增加了灵活性；而分布式则进一步提升了性能并提供了高可靠性。 #### 4. 决策支持系统（DSS）与在线事务处理系统（OLTP） - **决策支持类应用 (DSS)**： - 特点：主要用于高层管理人员进行复杂的数据分析及制定战略决策。 - **在线交易处理 (OLTP) 应用**： - 特点：主要面向日常业务操作，如订单管理、库存控制等。 两者在功能需求和技术实现上有显著差异。DSS强调复杂的查询和数据分析能力，并依赖于数据仓库来支持历史数据的访问；而OLTP系统注重快速响应用户请求及高并发处理的能力，同时保证事务的一致性和安全性。 #### 5. 面向对象数据库的发展与创新 - **背景**：随着面向对象编程语言的应用日益广泛，为了更好地适应这种开发模式下产生的复杂数据模型和业务逻辑需求，面向对象的数据库管理系统（ODBMS）应运而生。 - **基本原理**： - 数据被视为一个具有属性的方法集合的对象。 - **创新特性**： - 支持直接存储面向对象的数据结构； - 提供了对嵌套、复合数据类型的全面支持； - 引入了面向对象查询语言（OQL）等灵活的查询机制。 通过这些特点，面向对象数据库能够更自然地处理复杂的业务逻辑，并为软件开发人员提供了一种更加直观和高效的数据管理方式。