分布式数据库问题考过的

1.1，1.2，1.3，1.113.1，3.34.4，4.5，4.65.2，5.7，5.96.2，6.77.2，7.58.1，8.518个题1.1采用分布式数据库系统的主要原因是什么？答：集中式数据库系统的不足：1.数据按实际需要已经在网络上分布存储，如果再采用集中式处理，势必造成附加成本和通信开销，2,。应用程序集中在一台计算机上运行，一旦该计算机发生故障，将会影响整个系统的运行，可靠性不高。3集中式处理导致系统的规模和配置都不够灵活，系统的可扩展性较差。在这种情况下，数据库应用普遍构建于计算机网络上，分布式数据库系统应运而生。1.2分布式数据库系统有几种分类方法？这些方法分别是如何分类的？答：有两种分类方法：一种是按构成分布式数据库系统的局部数据库管理系统的数据模型类型来进行分类；另一种是按分布式数据库系统的全局控制系统类型来进行分类。1.3什么是分布式数据库系统？它具有哪些主要特点？？怎么区别分布式数据库系统与只提供远程数据访问功能的网络数据库系统？答：分布式数据库系统：物理上分散而逻辑上集中的系统，它使用计算机网络将地理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多个逻辑单位（通常是集中式数据库系统）连接起来，共同组成一个统一的数据库系统。分布式数据库系统可以看成是计算机网络和数据库系统的有机结合。特点：物理分布性、逻辑整体性、站点自治性、数据分布透明性、集中与自治相结合的控制机制、存在适当的数据冗余度、事务管理的分布性。用户应该完全感觉不到远程与本地结合的接缝的存在，即“一个分布式系统应该看起来完全像一个非分布式系统”，那些只提供远程数据存取的数据库系统，虽然也能通过计算机网络访问和操作远程站点上的数据，但用户必须清楚的知道数据是存储在哪个远程站点上的，需要采取哪些相应的操作。1.11简述分布式数据库目录的内容、用途、组织方式、逻辑结构和分布方式。为什么说在分布式数据库系统中目录系统的地位非常重要？答:分布式数据库目录的内容：全局模式描述，分片模式描述，分布模式描述，局部名映射，存取方法描述，数据库的统计信息，一致性约束，状态信息，数据表示，数据命令，系统描述。主要用途：设计应用，翻译应用，优化处理，运行监督，系统维护。组织方式：独立式，分离式，嵌入式。逻辑结构：网络目录，全局外模式目录，全局概念模式目录，局部外模式目录与局部概念模式目录，内模式目录分布方式：集中式目录，全复制式目录，局部式目录，混合式目录，目录的高速缓存。3.1分布式数据库和集中式数据库设计目标和设计内容的主要区别是什么？答：设计目标，还包括以下几点：1.分布式数据库的本地性和近地性；2.控制数据的适当冗余；3.工作负荷分布；4.存储能力和费用。设计内容区别：集中式数据库设计的主要内容是模式和内模式的设计，这两个问题在分布式数据库中变为全局模式设计和每个站点的局部数据库设计问题，其中的关键是数据库的全局模式应如何划分，以及如何把他们映射到合适的站点上，这就产生了分布式数据库设计所特有的两个新问题，数据的分片设计和片段的位置分配设计。3.3数据分片应遵守哪些基本原则？数据分片有哪些基本类型和方法？答：数据分片应遵守的基本原则：完整性条件，可重构性条件，不相交条件。数据分片的基本类型和方法：水平分片和垂直分片4.4概述基于半连接算法的查询优化的基本原理和适用情形答：基本原理1.通常有两次传输2.但是传输的数据量和传输整个关系相比，要远远少3.一般有：T半T全4.半连接的得益：当card（R）card（R’），可减少站点间的数据传输量5.半连接的损失：传输B(S)=C0+C1*size(B)*val(B[S])6.基本原理是在传到另一个站点做连接前，消除与连接无关的数据，减少做连接操作的数据量，从而减小传输代价适用情况：如果只需要一个关系中的一小部分元组参与和另一个关系连接的时候，使需要数据传输量要求最小化，采用半连接方案是合适的。4.5概述基于直接连接算法的查询优化的基本原理和适用情形。答：4.6答：（1）R∞S∞TABCDEI235669168389535669268389（2）R∝SABC235168535268S∝RBCD356359683S∝TBCD356683596416T∝R为空R∝T为空T∝SDEI6693895.2请用自己的语言描述分布式事务管理的抽象模型和分布式事务执行的控制模型5.7请用自己的语言描述两阶段提交协议的执行过程答：两阶段提交协议把事务提交过程分为两个阶段：第一阶段是表决阶段，目的是形成一个共同的决定。开始时，协调者在它的日志中写入一条开始提交的记录，再给所有参与者发送“准备（提交）”消息，并进入等待状态，当参与者收到“准备”消息后，它检查是否能否提交本地事务。如果能提交，参与者在日志中写入一条就绪记录，并给协调者发送“建议提交”消息，然后进入就绪状态：否则，参与者写入撤销日志记录，并给协调者发送“建议撤销”消息。如果某个站点做出“建议提交”提议，由于撤销决定具有否决权（即单方面撤销），该站点可以忽略这个事务。协调者收到所以参与者的回答后，就做出是否提交事务的决定。因此，它写入一条撤销日志记录，并给所以参与者发送“全局撤销”消息，然后进入撤销状态；否则，它写入提交日志记录，并给所以参与者发送“全局提交”消息，然后进入提交状态。第二阶段是执行阶段，目的是实现这个决定。根据协调者的指令，参与者或者提交事务，或者插销事务，并给协调者发送确认消息。此时，协调者在日志中写入一条事务结束记录并终止事务。5.9两阶段提交协议适合哪种故障发生的情况？谨慎两阶段提交协议的基本思想是什么？答：两阶段提交协议适合通信故障很少发生，站点故障发生概率较高的系统中。谨慎两阶段提交协议的基本思想是：满足两阶段提交协议的所有特征，并在决定插销前，给全局事务第二次机会。在协调者站点决定撤销之前，通过重新发送“准备”消息和重新设置一个定时器，允许协调者站点在另一个时间段与它没有收到消息的参与者站点通信。6.2描述分布式事物的可串行化理论的一些定义：事物、冲突操作、并发调度、串行调度、一致性调度、等价调度、可串行调度。答：6.7什么是多粒度封锁和意向锁？他们在什么情况下使用？答：多粒度封锁是：封锁的粒度不是单一的一种粒度，而是有多种粒度。可以定义多粒度树，根节点是整个数据库，叶节点表示最小的封锁粒度。意向锁是：如果对一个节点加意向锁，则说明该节点的下层节点正在被封锁。对任一节点封锁时，必须先对它的上层节点加意向锁。具有意向锁的多粒度加锁方法中，任意事务T要对一个数据对象加锁，必须先对它的上层节点加意向锁。申请封锁时应该按自上而下的次序进行，释放锁时则应该按自下而上的次序进行。具有意向锁的多粒度加锁方法提高了系统的并发度,减少了加锁和释放锁的开销。它已经在实际的DBMS系统中广泛应用，例如Oracle中。7.2分析分布式数据库系统中系统失败的原因。你知道有哪些基本的容错方法和技术？答：分布式数据库系统中系统失败的原因：1.软故障和硬故障2.软件和硬件故障3.软件故障的主要原因是代码中的“BUG”。基本的容错方法和技术：容错和错误预防，故障检测，冗余，故障-停止模块和进程对，面对回话的通信。7.5什么是三阶段提交协议？讨论三阶段提交协议的终结协议和三阶段提交协议的恢复协议。答：三阶段提交协议（3PC）设计成非阻断协议。我们可以在等待状态（以及就绪状态）和提交状态之间增加一个状态，它作为一个缓冲，用于在准备提交（如果这是最后决定）但还没有提交的时候。此协议中协调和参与者的状态转换图在图1中给出。因为从初始状态到提交状态之间有三次状态转换，所以它称为三阶段提交协议。图2描述了协调者和一个参与者之间的执行过程。三阶段提交协议也是在一次状态转换内同步的协议。终结协议：8.1讨论数据库权限和授权、自主访问控制、强制访问控制、数据库审计、多级安全数据库、BLP模型的含义或内容答：数据库的权限和授权：当前流行的数据库管理系统，他们大都支持标准SQL中的权限授权语句GRANT。自主访问控制：是基于主体身份或者主体所属组的身份或二者的组合来限制对客体访问的一种方法。强制访问控制：基于主体与客体各自所具有的敏感度标记的控制关系来决定主体对客体的访问。数据库审计：是通过跟踪并记录用户对数据库或数据库对象的创建，修改，删除，特色角色激活的用户的所有活动，权限的授予，收回，数据库数据的装入，导出，用户注册或退出等。多级安全数据库：BLP模型：是精确的描述符合多级安全策略的系统及其中的操作，BLP模型是一个状态机模型，它形式化定义了模型中的概念，证明了其中的定理和结论并表明系统可通过数学推导证明其自身的安全性。8.5理解并解释强制访问控制（MAC）机制中的主体、客体、安全性级别标记（敏感度标记）的含义。举例说明MAC机制如何确定主体能否访问客体。答：主体是系统中的活动实体，既包括DBMS所管理的实际用户，也包括代表用户的各进程。客体是系统中的被动实体，是受主体操纵的，包括文件、基表、索引、视图等。对于主体和客体，DBMS为它们每个实例（值）指派一个敏感度标记（Label）。敏感度标记被分成若干级别，例如绝密（TopSecret）、机密（Secret）·可信(Confidential）、公开（PubliC）等。主体的敏感度标记称为许可证级别（ClearanCe玫vel)，客体的敏感度标记称为密级（ClassificationLevel）。