chapter14 实践习题1

在本章的实践习题中，我们探讨了与数据库系统相关的关键概念，特别是事务处理及其在文件系统中的应用。以下是对各个习题的详细解答： 14.1 问题：即使在这种情况下，恢复管理器也需要执行已中止事务的回滚。 解答：这涉及到事务管理的核心，即确保数据的一致性和完整性。当事务由于错误或异常而终止时，恢复管理器通过回滚未完成的操作来恢复系统到一致状态。这是数据库系统中不可或缺的一部分，确保了系统的稳定性和可靠性。 14.2 问题：创建和删除文件的过程。 解答：创建文件时，首先要为文件分配存储空间，然后在文件系统中赋予文件一个唯一的i号，并在i节点列表中插入一个条目。删除文件则需要执行相反的操作，包括释放文件占用的空间，从i节点列表中移除对应条目。对于文件系统用户来说，持久性（durability）至关重要，但原子性（atomicity）通常不那么重要，因为文件系统通常不支持事务。然而，对于文件系统的实现者，许多内部操作需要具有事务性质，例如文件的创建和删除必须是原子性的，以防止出现无法访问的文件或文件系统中无效的区域。 14.3 问题：为什么数据库系统需要保证ACID属性，而文件系统用户可能不愿意支付相应代价？ 解答：数据库系统常用于执行诸如货币交易、座位预订等关键任务，这些任务的结果需要原子性和持久性，并对现实世界产生永久影响。因此，ACID属性（原子性、一致性、隔离性、持久性）是必需的。相比之下，大多数文件系统用户可能不会接受为了支持ACID属性而付出的成本，包括金钱、磁盘空间和时间。 14.4 问题：并发执行的重要性以及何时变得尤为重要。 解答：如果事务执行时间过长或者从慢速磁盘读取数据，完成时间会增加。在没有并发控制的情况下，其他事务将不得不等待更长时间，导致平均响应时间上升。此外，当事务从磁盘读取数据时，CPU处于空闲状态，资源没有得到充分利用。因此，对于长时间运行或需要从慢速介质读取数据的事务，并发执行至关重要。然而，如果事务较短或数据已缓存在内存中，这些问题就不太突出。 14.5 问题：实际使用的大多数并发控制协议基于什么？ 解答：实践中大多数并发控制协议都是建立在冲突可串行化的基础上，它们实际上只允许冲突可串行化调度的一个子集。这意味着它们确保事务的执行顺序与某次序列化执行的结果等价，从而避免数据不一致。例如，两阶段锁定（2PL）、多版本并发控制（MVCC）和乐观并发控制（OCC）等协议都是为了确保事务间的正确交互和系统的高并发性能。 这些习题涵盖了数据库事务的基本原理，包括其在文件系统中的应用、ACID属性的重要性、并发执行的必要性和并发控制策略。这些知识对于理解数据库系统的工作原理和设计是非常重要的。