16-17 数据库试卷2

【现代数据库系统如何实现数据的独立性？】 数据库系统通过数据独立性确保应用程序与底层数据存储方式之间的分离，这样即使数据库结构发生变化，应用程序也不受影响。数据独立性分为两种：物理数据独立性和逻辑数据独立性。 1. 物理数据独立性：确保应用程序不受数据库实际存储方式变化的影响。这通过数据库管理系统（DBMS）提供的查询优化器来实现，它负责将用户的SQL语句转换成针对特定存储结构的最佳执行计划。 2. 逻辑数据独立性：保护应用程序免受数据逻辑结构变化的影响。通过数据库模式和外模式的概念实现，模式是数据库全局逻辑结构，外模式是用户视图，模式到外模式的映射保证了逻辑独立性。 【数据库设计中，数据模式遵循的范式是越高越好么？】 不是越高越好，选择合适的范式取决于具体的应用场景。范式理论是用来减少数据冗余和提高数据一致性。通常，更高的范式意味着更少的数据冗余，但可能增加数据访问的复杂性。在实际应用中，需要在数据冗余和查询效率之间找到平衡，因为过度规范化可能导致过多的JOIN操作，降低查询性能。 【SQL查询示例】 1. 查找预定了编号为210号房的客人姓名： ```sql SELECT 客人.姓名 FROM 客人 JOIN 住宿 ON 客人.身份证号 = 住宿.身份证号 WHERE 住宿.房间号 = '210' ``` 2. 查询预定过所有房间的客人的姓名： ```sql SELECT DISTINCT 客人.姓名 FROM 客人 JOIN 住宿 ON 客人.身份证号 = 住宿.身份证号 GROUP BY 客人.姓名 HAVING COUNT(DISTINCT 住宿.房间号) = (SELECT COUNT(*) FROM 房间) ``` 3. 查询2016年1月份只有一人预定的房间号及客人姓名： ```sql SELECT 住宿.房间号, 客人.姓名 FROM 客人 JOIN 住宿 ON 客人.身份证号 = 住宿.身份证号 WHERE YEAR(住宿.入住日期) = 2016 AND MONTH(住宿.入住日期) = 1 GROUP BY 住宿.房间号 HAVING COUNT(DISTINCT 客人.身份证号) = 1 ``` 4. 查询累计订房次数超过60次的客人，查询每位客人单月预订房间的最大次数及该最大次数对应的年份与月份： ```sql SELECT 客人.姓名, MAX(单月预订次数) AS 最大次数, 最大次数年份, 最大次数月份 FROM ( SELECT 客人.姓名, COUNT(*) AS 单月预订次数, YEAR(住宿.入住日期) AS 最大次数年份, MONTH(住宿.入住日期) AS 最大次数月份 FROM 客人 JOIN 住宿 ON 客人.身份证号 = 住宿.身份证号 GROUP BY 客人.姓名, YEAR(住宿.入住日期), MONTH(住宿.入住日期) ) AS 客户预订统计 GROUP BY 客人.姓名 HAVING SUM(单月预订次数) > 60 ``` 【查询优化对关系型数据库系统的重要性】 相对于层次和网状数据库，关系型数据库的查询优化更为重要，因为关系模型通常涉及更多的表连接操作，这些操作可能导致复杂的查询计划和性能瓶颈。优化查询可以减少响应时间，提高系统吞吐量，尤其是在大型数据集和高并发环境下。 【SQL查询避免使用"OR"的原因】 使用"OR"可能导致查询优化器选择效率较低的执行计划。"OR"条件往往使索引利用率下降，导致全表扫描或部分扫描，从而影响查询性能。如果能通过构造更复杂的查询结构，如UNION或IN子句，有时可以获得更好的查询优化效果。 【并发控制与事务调度】 1. 将计息业务设计为对单个账户分别计算利息，T2(A)和T2(B)可能会导致不正确的结果，因为在并发环境下，两个事务可能会交错执行，导致利息计算错误。 2. 给定的并发调度可能存在死锁或数据不一致问题。初始时A=100, B=60, S=20，根据调度，A最后变为120, B变为96，S变为20，结果看似正确，但并发调度未考虑到并发控制中的隔离级别和锁定策略，可能存在并发问题。 【介质失效恢复与运行记录】 在介质失效恢复时，对于上一检查点以前已提交的事务，需要redo，因为这些事务的更改可能未持久化到磁盘，redo可以确保这些更改被重新写入到新的存储介质上，以保持数据一致性。 【定义触发器】 在住宿关系表上定义触发器，确保插入的记录有退房日期，否则回滚操作： ```sql CREATE TRIGGER check_checkout_date ON 住宿 AFTER INSERT AS BEGIN IF EXISTS (SELECT * FROM inserted WHERE 退房日期 IS NULL) BEGIN ROLLBACK TRANSACTION; RAISERROR('退房日期不能为空', 16, 1); END END ``` 这个触发器会在INSERT操作后检查新插入的记录，如果发现有记录的退房日期为空，就会回滚整个事务并抛出错误信息。