计算机四级考试《数据库系统工程师》试题及答案

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1 .试述DBMS的基本功能? (简答题)

DBMS主要是实现对共享数据有效的组织、管理和存取。DBMS的基本功能有： (1)数据库定义功能; (2)数据存取功能;(3)数据库运行管理功能;(4)数据组织、存储和管理功能; (5)数据库的建立和维护功能;(6)其他功能

2 .试述DBMS 四种进程组织方案，并分析各种方案的特点和优缺点。 (简答题)

DBMS 四种进程组织方案是： N方案：N个DB用户应用程序对应 N个用户进程，DBMS作为应用程序的子程序被 连入用户应用程序中。因此这种方案也称为连入式方案。数据库系统中共有N个进程。 2N方案：每个用户进程有一个DBMS进程为之服务，因此N个用户进程就有N个DBMS 进程，共2N个进程。 N+1方案：N个用户进程仅有一个DBMS进程为它们服务，因此共N+1个进程，共 N+1个进程。 N+M方案：用M个DBMS进程为N个用户进程提供服务，一般M < N。 这四个方案各自的特点和优缺点请参见《概论》11.2.1、11.2.2、11.2.3、11.2.4。

3 .理解并解释下列术语的含义： 进程、任务、“轻权”进程、线程、线索。 (简答题)

进程：操作系统中的核心概念，进程是程序的一次执行过程。进程既是资源分配的最小单 位也是操作系统调度的基本单位。任务：在单处理器系统中任务与进程是类似的概念。随着多处理器系统以及并行计算技术 的发展，进程概念被进一步细划为任务(Task)与线程(Thread)的概念。任务是 申请资源的基本单位，而线程是调度和运行的基本单位。轻权进程：线程又被称为“轻权”或“轻量” 进程。线索：是数据库系统中的概念，它借鉴了操作系统中“线程”的概念：整个DBMS可以看 作是一个Task，当有一个用户申请数据库服务时，Task分配多个Thread为之服务， 多个Thread并行工作，共享资源。一般地讲，DBMS中的线索是DBMS的一个执 行流。

4 .什么是DBMS的多线索机制?有什么优点? (简答题)

DBMS借鉴了操作系统中“线程”的概念和技术，在DBMS的实现中采用多线索机制。一般地讲，DBMS中的线索是DBMS的一个执行流，它服务于整个DBMS系统或DBMS中的某个用户;DBMS服务器响应客户请求是通过为每个用户创建线索(而不是创建进程)来完成的。DBMS的各个线索能在逻辑上并行执行;它们共存于一个服务器进程中，共享DBMS的所有资源，如数据库缓冲区和CPU时间;线索是DBMS的调度单位，服务器进程能按一定的调度算法调度用户请求。与进程相比，线索具有以下优点： 1)线索比进程占用较少的系统资源，如内存 2)线索调度比较灵活，可控制性强 3)线索切换开销较小 4)线索间通信简便

5 .DBMS由哪些主要的程序模块组成? (简答题)

DBMS主要的程序模块有： 1. 数据定义模块 2. 数据操纵模块 3. 数据库运行管理方面的程序模块 4. 数据库组织、存储和管理方面的程序模块 5. 数据库建立、维护和其他方面的程序模块

6 .DBMS的语言翻译层是如何处理一个DDL语句的? (简答题)

语言翻译处理层首先要对DDL语句进行语法检查、语义检查和用户权限检查。语义检查的内容具体做法是，DBMS读取数据字典，检查是否存在与该语句中的表，或视图，或索引等要创建的对象名相同的对象名，检查该用户是否具有创建数据库对象的权限。然后把DDL语句翻译成内部表示，把它存储在系统的数据字典中。例如新建立一个表，就要把关系名、建立者、属性个数、记录长度等等信息记入数据字典中。

7 .试述DBMS的语言翻译层处理一个DML语句的大致过程。 (简答题)

首先，对DML语句进行词法分析和语法分析，并把外部关系名、属性名转换为内部名。词法和语法分析通过后生成语法分析树。 接着，根据数据字典中的内容进行查询检查，包括审核用户的存取权限、视图转换和完整性检查。 然后，对查询进行优化。优化分为两类，一类为代数优化，另一类为存取路径优化。并把选中的查询执行方案描述出来。 DBMS语言翻译层处理一个DML语句的过程称为一个逐步束缚的过程。

8 .什么是处理DML语句的解释方法和预编译方法?试述二者的区别，联系，比较各自的优缺点。 (简答题)

解释执行DML语句的方法是：执行语句前，该语句都以原始字符串的形式保存。当执行到该语句时，才利用解释程序去完成束缚的全部过程，同时予以执行。 解释方法的优点是：应变性强，能适应在解释过程中发生的数据结构、存储结构等的变化，因此能保持较高的数据独立性。缺点是：每次执行一次DML语句时都要经过所有解释步骤，尤其当这样的语句位于一个循环体内时，就要多次重复解释一个DML语句，显然效率比较低。 预编译方法是：在用户提交DML语句之后对它进行翻译处理，保存产生的可执行代码。当需要运行时，取出保存的可执行代码加以执行。优点是：效率高。但是，使用这种方法会遇到这样的问题：在束缚过程中进行优化所依据的条件可能在运行前已不存在，导致已作出的应用规划在执行时不再有效。为了解决这类问题，可以采用自动重编译技术。

9 .试述数据存取层主要的子系统及其功能。 (简答题)

数据存取层中包括记录存取子系统，事务管理子系统，封锁子系统，恢复子系统，存取路径维护子系统，排序/合并模块等等。主要功能有： 1. 记录存取、事务管理子系统：记录存取子系统提供按某个属性值直接取一个元组和顺序取一个元组的存取原语。事务管理子系统提供定义和控制事务的操作。 2. 封锁子系统，执行并发控制。 3. 恢复子系统：主要是日志登记子系统把事务开始、滚回、提交;对元组的插入、删除、修改;对索引记录的插入、删除、修改等每一个操作作为一个日志记录存入日志文件中，对不同的故障恢复策略执行恢复。 4. 控制信息管理模块：该模块利用专门的数据区(内存中)登记不同记录类型以及不同存取路径的说明信息(取自数据字典)和控制信息。 5. 存取路径维护子系统：对数据执行插入、删除、修改操作的同时要对相应的存取路径进行维护。 6. 排序/合并子系统：在语言翻译处理层中，描述性语言表达的集合级操作被转换成一系列的`对数据存取层所提供的存取原语的调用。为了得到用户所要求的有序输出，为了加速关系运算(如自然连接)的中间步骤，为了提高效率，常常需要对关系元组重新排序。这一工作由排序/合并子系统来完成

10 .在操作系统中也有并发控制问题，为什么DBMS还要并发控制机制? (简答题)

操作系统提供的封锁机制和DBMS的封锁机制在封锁对象，封锁对象的状态，封锁的粒度，及封锁的类型上存在很大的差别，操作系统的封锁机制不能直接应用在DBMS中，DBMS必须重新设计，来满足复杂的封锁需求。

11 .DBMS中为什么要设置系统缓冲区? (简答题)

设立系统缓冲区的原因：一是为了把存储层以上DBMS各系统成分和实在的外存设备隔离，外存设备的变更不会影响这些系统，使DBMS具有设备独立性。二是为了提高效率。DBMS利用系统缓冲区滞留数据。当需要读取数据时系统首先到缓冲区中查找。只有当缓冲区中不存在该数据时才真正从外存读入该数据所在的页面。当要写回一元组到数据库中时，系统并不把它立即写回外存，仅把该元组所在的缓冲区页面作一标志，表示可以释放。只有当该用户事务结束或缓冲区已满需要调入新页时才按一定的淘汰策略把缓冲区中已有释放标志的页面写回外存。这样可以减少I/O次数，提高系统效率。

12 .数据库中要存储和管理的数据内容包括哪些方面? (简答题)

数据库中存储四个方面的数据： 1.数据描述，即数据的外模式、模式、内模式; 2.数据本身; 3.数据之间的联系; 4.存取路径。这四个方面的数据内容都要采用一定的方式组织、存储起来。

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