計算機四級考試《數據庫系統工程師》試題及答案

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　　1 .試述DBMS的基本功能? (簡答題)

DBMS主要是實現對共享數據有效的組織、管理和存取。DBMS的基本功能有： (1)數據庫定義功能; (2)數據存取功能;(3)數據庫運行管理功能;(4)數據組織、存儲和管理功能; (5)數據庫的建立和維護功能;(6)其他功能

　　2 .試述DBMS 四種進程組織方案，並分析各種方案的特點和優缺點。 (簡答題)

DBMS 四種進程組織方案是： N方案：N個DB用戶應用程序對應 N個用戶進程，DBMS作爲應用程序的子程序被 連入用戶應用程序中。因此這種方案也稱爲連入式方案。數據庫系統中共有N個進程。 2N方案：每個用戶進程有一個DBMS進程爲之服務，因此N個用戶進程就有N個DBMS 進程，共2N個進程。 N+1方案：N個用戶進程僅有一個DBMS進程爲它們服務，因此共N+1個進程，共 N+1個進程。 N+M方案：用M個DBMS進程爲N個用戶進程提供服務，一般M < N。 這四個方案各自的特點和優缺點請參見《概論》11.2.1、11.2.2、11.2.3、11.2.4。

　　3 .理解並解釋下列術語的含義： 進程、任務、“輕權”進程、線程、線索。 (簡答題)

進程：操作系統中的核心概念，進程是程序的一次執行過程。進程既是資源分配的最小單 位也是操作系統調度的基本單位。任務：在單處理器系統中任務與進程是類似的概念。隨着多處理器系統以及並行計算技術 的發展，進程概念被進一步細劃爲任務(Task)與線程(Thread)的概念。任務是 申請資源的基本單位，而線程是調度和運行的基本單位。輕權進程：線程又被稱爲“輕權”或“輕量” 進程。線索：是數據庫系統中的概念，它借鑑了操作系統中“線程”的概念：整個DBMS可以看 作是一個Task，當有一個用戶申請數據庫服務時，Task分配多個Thread爲之服務， 多個Thread並行工作，共享資源。一般地講，DBMS中的線索是DBMS的一個執 行流。

　　4 .什麼是DBMS的多線索機制?有什麼優點? (簡答題)

DBMS借鑑了操作系統中“線程”的概念和技術，在DBMS的實現中採用多線索機制。一般地講，DBMS中的線索是DBMS的一個執行流，它服務於整個DBMS系統或DBMS中的某個用戶;DBMS服務器響應客戶請求是通過爲每個用戶創建線索(而不是創建進程)來完成的。DBMS的各個線索能在邏輯上並行執行;它們共存於一個服務器進程中，共享DBMS的所有資源，如數據庫緩衝區和CPU時間;線索是DBMS的調度單位，服務器進程能按一定的調度算法調度用戶請求。與進程相比，線索具有以下優點： 1)線索比進程佔用較少的系統資源，如內存 2)線索調度比較靈活，可控制性強 3)線索切換開銷較小 4)線索間通信簡便

　　5 由哪些主要的程序模塊組成? (簡答題)

DBMS主要的程序模塊有： 1. 數據定義模塊 2. 數據操縱模塊 3. 數據庫運行管理方面的程序模塊 4. 數據庫組織、存儲和管理方面的程序模塊 5. 數據庫建立、維護和其他方面的程序模塊

　　6 的語言翻譯層是如何處理一個DDL語句的? (簡答題)

語言翻譯處理層首先要對DDL語句進行語法檢查、語義檢查和用戶權限檢查。語義檢查的內容具體做法是，DBMS讀取數據字典，檢查是否存在與該語句中的表，或視圖，或索引等要創建的對象名相同的對象名，檢查該用戶是否具有創建數據庫對象的權限。然後把DDL語句翻譯成內部表示，把它存儲在系統的數據字典中。例如新建立一個表，就要把關係名、建立者、屬性個數、記錄長度等等信息記入數據字典中。

　　7 .試述DBMS的語言翻譯層處理一個DML語句的大致過程。 (簡答題)

首先，對DML語句進行詞法分析和語法分析，並把外部關係名、屬性名轉換爲內部名。詞法和語法分析通過後生成語法分析樹。 接着，根據數據字典中的內容進行查詢檢查，包括審覈用戶的存取權限、視圖轉換和完整性檢查。 然後，對查詢進行優化。優化分爲兩類，一類爲代數優化，另一類爲存取路徑優化。並把選中的查詢執行方案描述出來。 DBMS語言翻譯層處理一個DML語句的過程稱爲一個逐步束縛的過程。

　　8 .什麼是處理DML語句的解釋方法和預編譯方法?試述二者的區別，聯繫，比較各自的優缺點。 (簡答題)

解釋執行DML語句的方法是：執行語句前，該語句都以原始字符串的形式保存。當執行到該語句時，才利用解釋程序去完成束縛的全部過程，同時予以執行。 解釋方法的優點是：應變性強，能適應在解釋過程中發生的數據結構、存儲結構等的變化，因此能保持較高的數據獨立性。缺點是：每次執行一次DML語句時都要經過所有解釋步驟，尤其當這樣的語句位於一個循環體內時，就要多次重複解釋一個DML語句，顯然效率比較低。 預編譯方法是：在用戶提交DML語句之後對它進行翻譯處理，保存產生的可執行代碼。當需要運行時，取出保存的可執行代碼加以執行。優點是：效率高。但是，使用這種方法會遇到這樣的問題：在束縛過程中進行優化所依據的條件可能在運行前已不存在，導致已作出的應用規劃在執行時不再有效。爲了解決這類問題，可以採用自動重編譯技術。

　　9 .試述數據存取層主要的子系統及其功能。 (簡答題)

數據存取層中包括記錄存取子系統，事務管理子系統，封鎖子系統，恢復子系統，存取路徑維護子系統，排序/合併模塊等等。主要功能有： 1. 記錄存取、事務管理子系統：記錄存取子系統提供按某個屬性值直接取一個元組和順序取一個元組的存取原語。事務管理子系統提供定義和控制事務的操作。 2. 封鎖子系統，執行併發控制。 3. 恢復子系統：主要是日誌登記子系統把事務開始、滾回、提交;對元組的插入、刪除、修改;對索引記錄的插入、刪除、修改等每一個操作作爲一個日誌記錄存入日誌文件中，對不同的故障恢復策略執行恢復。 4. 控制信息管理模塊：該模塊利用專門的數據區(內存中)登記不同記錄類型以及不同存取路徑的說明信息(取自數據字典)和控制信息。 5. 存取路徑維護子系統：對數據執行插入、刪除、修改操作的同時要對相應的存取路徑進行維護。 6. 排序/合併子系統：在語言翻譯處理層中，描述性語言表達的集合級操作被轉換成一系列的`對數據存取層所提供的存取原語的調用。爲了得到用戶所要求的有序輸出，爲了加速關係運算(如自然連接)的中間步驟，爲了提高效率，常常需要對關係元組重新排序。這一工作由排序/合併子系統來完成

　　10 .在操作系統中也有併發控制問題，爲什麼DBMS還要併發控制機制? (簡答題)

操作系統提供的封鎖機制和DBMS的封鎖機制在封鎖對象，封鎖對象的狀態，封鎖的粒度，及封鎖的類型上存在很大的差別，操作系統的封鎖機制不能直接應用在DBMS中，DBMS必須重新設計，來滿足複雜的封鎖需求。

　　11 中爲什麼要設置系統緩衝區? (簡答題)

設立系統緩衝區的原因：一是爲了把存儲層以上DBMS各系統成分和實在的外存設備隔離，外存設備的變更不會影響這些系統，使DBMS具有設備獨立性。二是爲了提高效率。DBMS利用系統緩衝區滯留數據。當需要讀取數據時系統首先到緩衝區中查找。只有當緩衝區中不存在該數據時才真正從外存讀入該數據所在的頁面。當要寫回一元組到數據庫中時，系統並不把它立即寫回外存，僅把該元組所在的緩衝區頁面作一標誌，表示可以釋放。只有當該用戶事務結束或緩衝區已滿需要調入新頁時才按一定的淘汰策略把緩衝區中已有釋放標誌的頁面寫回外存。這樣可以減少I/O次數，提高系統效率。

　　12 .數據庫中要存儲和管理的數據內容包括哪些方面? (簡答題)

數據庫中存儲四個方面的數據： 1.數據描述，即數據的外模式、模式、內模式; 2.數據本身; 3.數據之間的聯繫; 4.存取路徑。這四個方面的數據內容都要採用一定的方式組織、存儲起來。