数据库系统概论并发控制
数据库事务隔离级别与并发控制详解
数据库事务隔离级别与并发控制详解随着数据库的广泛应用，对于数据库事务隔离级别和并发控制的需求也越来越高。
为了保证数据库的数据一致性和可靠性，数据库系统采用了事务隔离级别和并发控制机制。
本文将详细介绍数据库事务隔离级别和并发控制的概念和原理，以及不同隔离级别的特点和应用场景。
首先，我们来了解什么是事务隔离级别。
事务隔离级别指的是多个事务同时运行时彼此之间的影响程度，它提供了一种机制来控制事务的隔离程度，以确保事务在并发环境下执行的可靠性。
数据库管理系统定义了四个标准的事务隔离级别，分别为读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）。
读未提交是最低级别的隔离级别，它允许一个事务读取到另一个事务尚未提交的数据。
这个隔离级别最容易导致脏读（Dirty Read）问题，即一个事务读取到了由另一个未提交事务所修改的数据。
读已提交是数据库系统的默认隔离级别，它保证一个事务读取到的数据是已经提交的数据，解决了脏读的问题。
但是读已提交隔离级别可能导致不可重复读（Non-repeatable Read）的问题，即一个事务多次读取同一数据时，得到的结果不一致。
为了解决不可重复读的问题，可重复读隔离级别引入了额外的机制。
在该隔离级别下，一个事务多次读取同一数据时，会得到一致的结果，即使其他事务修改了该数据。
可重复读隔离级别解决了不可重复读的问题，但依然可能导致幻读（Phantom Read）的问题。
幻读指的是在一个事务中的两次查询过程中的数据行的数量发生了不一致的情况。
最高级别的事务隔离级别是串行化，该级别通过对事务进行加锁的方式来实现隔离。
串行化隔离级别确保所有事务按照顺序依次执行，避免了脏读、不可重复读和幻读的问题。
但是串行化的隔离级别会导致系统的并发性能大幅下降，因此在实际应用中很少使用。
除了事务隔离级别，数据库还需要采取并发控制的措施来保证事务的并发执行安全可靠。
数据库系统概论习题集第八章数据库并发控制
数据库系统概论习题集第⼋章数据库并发控制第⼋章数据库并发控制 ⼀、选择题 1．为了防⽌⼀个⽤户的⼯作不适当地影响另⼀个⽤户，应该采取（）。
A. 完整性控制B. 访问控制C. 安全性控制D. 并发控制 2. 解决并发操作带来的数据不⼀致问题普遍采⽤（）技术。
A. 封锁B. 存取控制C. 恢复D. 协商 3．下列不属于并发操作带来的问题是（）。
A. 丢失修改B. 不可重复读C. 死锁D. 脏读 4． DBMS普遍采⽤（）⽅法来保证调度的正确性。
A. 索引B. 授权C. 封锁D. ⽇志 5．事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放，这是（）。
A. ⼀级封锁协议B. ⼆级封锁协议C. 三级封锁协议D. 零级封锁协议 6．如果事务T获得了数据项Q上的排他锁，则T对Q（）。
A. 只能读不能写B. 只能写不能读C. 既可读⼜可写D. 不能读也不能写 7．设事务T1和T2，对数据库中地数据A进⾏操作，可能有如下⼏种情况，请问哪⼀种不会发⽣冲突操作（）。
A. T1正在写A，T2要读A B. T1正在写A，T2也要写A C. T1正在读A，T2要写A D. T1正在读A，T2也要读A 8．如果有两个事务，同时对数据库中同⼀数据进⾏操作，不会引起冲突的操作是（）。
A. ⼀个是DELETE，⼀个是SELECT B. ⼀个是SELECT，⼀个是DELETE C. 两个都是UPDATE D. 两个都是SELECT 9．在数据库系统中，死锁属于（）。
A. 系统故障B. 事务故障C. 介质故障D. 程序故障 选择题答案： (1) D (2) A (3) C (4) C (5) A (6) C (7) D (8) D (9) B ⼆、简答题 1. 在数据库中为什么要并发控制？ 答：数据库是共享资源，通常有许多个事务同时在运⾏。
当多个事务并发地存取数据库时就会产⽣同时读取和/或修改同⼀数据的情况。
若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的⼀致性。
数据库系统概论第五版资料
1. 并发控制的主要方法是封锁机制。
2. 标准SQL授权语句中允许权限传播的短语为grant。
3. 函数依赖可能造成的数据异常有数据冗余、删除异常、插入异常、和修改异常四种4. 关系数据库的完整性约束包括域完整性、实体完整性和参照完整性、用户自定义的完整性。
5.分E-R图之间的冲突主要有属性冲突、命名冲突、结构冲突三种6.数据库系统的逻辑模型按照计算机的观点对数据建模，主要包括层次模型、网状模型和关系模型、面向对象模型、对象关系模型等7. 一个关系的候选码中的属性被称为主属性、其它属性被称为非主属性8. 最经常使用的概念模型是E-R9. 在关系模型中，关系操作包括查询、插入、删除和修改等10. 嵌入式SQL语句中为了和主语言语句进行区分，在SQL语句前加前缀EXEC SQL，以分号结束。
11.数据库角色实际上是一组与数据库操作相关的各种权限。
12.DBMS的全称是数据库管理系统。
13. 数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、内模式和模式三级构成。
14. 传统的集合操作包括并、交、差、和笛卡尔积。
15. SQL语言具有两种使用方式，分别称为交互式SQL和嵌入式SQL。
16. 在SQL语言中，为了数据库的安全性，设置了对数据的存取进行控制的语句，对用户授权使用grant语句，收回所授的权限使用revoke语句。
17. 数据库设计的几个步骤是需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理设计、系统实施、系统运行和维护。
18.关系模型是目前最常用也是最重要的一种数据模型。
采用该模型作为数据的组织方式的数据库系统称为关系数据库系统。
19. SQL语言集数据操纵、数据定义和数据控制功能于一体，充分体现了关系数据语言的特点和优点。
20.三级模式之间的两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
21.事务必须具备4个特性：原子性、一致性、隔离性和持久性。
22. 数据完整性可分为：实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性。
简述数据库的并发控制概念以及并发控制的主要方法
简述数据库的并发控制概念以及并发控制的主要方法数据库的并发控制是指在多个用户同时访问数据库的情况下，确保数据的一致性和完整性。
并发控制的主要目标是在保证数据库事务的正确执行的同时，提高数据库系统的并发性能。
并发控制的概念：并发控制是指对同一资源的访问是受到一定的控制，以确保数据库的一致性和完整性。
在数据库系统中，多个用户可以同时执行事务，而这些事务可能会对数据库中的数据进行读取和修改操作。
并发控制机制必须保证多个事务对数据库的并发执行不会导致数据的不一致性和冲突。
并发控制的主要方法：1.锁定机制：锁定是指在事务执行期间，对被访问的数据进行加锁，以防止其他事务对该数据进行修改。
锁定机制可以分为共享锁（用于读操作）和排他锁（用于写操作）。
当事务需要对一些数据项进行读取或修改时，需要先获取相应的锁。
如果资源已经被其他事务锁定，则当前事务需要等待资源释放后才能继续执行。
2.时间戳机制：时间戳是给每个事务分配的一个唯一的标识，用来标记事务的开始时间或提交时间。
事务执行期间，每个事务所访问的数据都会被标记上时间戳，以记录事务对数据的读取和修改操作。
在并发执行时，系统可以根据时间戳的顺序来判断事务的串行执行顺序，从而避免冲突和不一致性。
3.多版本并发控制（MVCC）：MVCC是在每个数据项上维护多个版本的数据，每个事务执行时，可以根据事务的时间戳或版本号来读取对应的数据版本。
MVCC对读取操作不加锁，只对写操作加锁，从而提高了并发性能。
当一个事务需要修改一些数据时，会生成新的数据版本，并将新版本的指针指向旧版本，这样其他事务可以继续读取旧版本的数据，不会被阻塞。
4.乐观并发控制：乐观并发控制假设在事务提交时不会发生冲突，因此不对数据进行加锁。
当事务提交时，系统会检查该事务对数据修改时是否发生冲突。
如果没有冲突，该事务的修改操作会被接受，否则会被回滚，重新执行。
除了以上主要的并发控制方法，还有一些辅助的并发控制技术，如死锁检测和恢复、并发控制粒度的调整、多级锁技术等。
数据库管理系统中的并发问题与解决方案
数据库管理系统中的并发问题与解决方案在当今信息化时代，数据库管理系统（DBMS）在各个领域中起着重要的作用。
然而，随着数据量的不断增长和用户的不断增多，数据库的并发访问问题逐渐凸显出来。
数据库并发问题可能导致数据不一致、事务冲突和性能下降等不良影响。
因此，采取有效的解决方案来管理并发，提高数据库的处理能力变得至关重要。
一、并发问题的原因在数据库管理系统中，当多个用户同时访问同一个数据资源时，就会发生并发访问。
然而，并发访问可能会导致以下几个问题：1. 数据不一致：当多个用户对同一数据资源进行读写操作时，如果没有合适的并发控制机制，就会导致数据不一致的问题。
有些读操作可能会读取到未提交的事务修改的数据，而有些读操作可能会读取到已提交的事务修改的数据，造成数据的不一致性。
2. 事务冲突：当多个事务同时尝试对某一个数据资源进行修改时，可能会发生事务冲突。
例如，并发事务A和事务B尝试同时修改同一数据行。
若两个事务都顺利完成并提交，可能导致数据的不一致性和完整性问题。
3. 性能下降：过多的并发访问可能导致系统性能的下降。
并发操作会导致资源的竞争和争用，从而增加系统的响应延迟和吞吐量降低。
二、解决方案为了解决数据库管理系统中的并发问题，以下是一些常见且有效的解决方案：1. 事务隔离级别事务隔离级别是数据库提供的一种并发控制机制。
通常有四个隔离级别：读未提交（Read Uncommitted）、不可重复读（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）。
在应用程序开发中，可以根据实际需求选取合适的隔离级别。
不同的隔离级别通过锁机制、MVCC （Multi-Version Concurrency Control）或快照隔离技术来实现并发控制。
2. 锁机制锁机制是一种常用的并发控制手段。
基于锁机制的并发控制分为悲观并发控制和乐观并发控制。
悲观并发控制通过在事务执行过程中获取并持有资源的锁，强制限制资源的并发访问，从而保证数据的一致性和完整性。
数据库中的并发控制技术研究
数据库中的并发控制技术研究随着互联网的快速发展和大规模数据的日益涌现，数据库管理系统成为了现代信息系统的核心组成部分。
在这些系统中，多用户同时访问和操作数据库的需求变得越来越迫切，而这就引发了并发控制的问题。
并发控制是数据库管理系统中的一个关键概念，它确保多个并发执行的事务可以正确地访问和修改数据，同时保持数据的一致性和完整性。
在数据库中，事务是指一系列要么全部成功要么全部失败的数据库操作。
并发是指多个事务在同一时间段内同时执行。
当多个事务并发执行时，可能会引发以下问题：1. 丢失修改：当两个事务同时对同一数据项进行修改时，可能会导致其中一个事务的修改被另一个事务覆盖。
2. 脏读：一个事务读取到另一个事务修改但未提交的数据，这种读取被称为脏读，因为最终这个修改可能会回滚，导致读取到的数据变得无效。
3. 不可重复读：一个事务多次读取同一数据项，但在事务执行过程中，另一个事务对数据项进行了修改，导致两次读取到的数据不一致。
为了解决这些问题，数据库管理系统提供了多种并发控制技术，下面将介绍其中的几种。
1. 锁技术锁技术是一种最基本和常见的并发控制技术。
通过在数据项上设置锁，可以保证同一时间只有一个事务能够对该数据项进行修改。
当一个事务想要对某个数据项进行操作时，它必须先获取锁，如果这个数据项已被其他事务锁定，则需要等待。
2. 串行化调度串行化调度是最简单和最保守的并发控制技术，它确保所有事务按照一个确定的顺序执行，这样就避免了并发操作导致的问题。
然而，串行化调度的缺点是存在性能问题，因为每个事务必须等待前一个事务完成后才能执行。
3. 时间戳技术时间戳技术是一种基于时间戳的并发控制技术。
每个事务都被分配一个唯一的时间戳，在事务执行过程中，数据库管理系统会根据时间戳来确定事务的执行顺序。
如果一个事务的时间戳早于另一个事务的时间戳，则该事务先执行，否则等待。
时间戳技术能够提高并发性能，但可能会导致一些事务的回滚和重试。
王珊《数据库系统概论》章节题库(并发控制)【圣才出品】
第11章并发控制一、选择题1．实现数据库并发控制的主要方法是（）。
A．授权B．索引C．日志D．封锁【答案】D【解析】数据库管理系统对事务的并发执行进行控制，以保证数据库一致性，最常用的方法是封锁的方法，即当一个事务访问某个数据项时，以一定的方式锁住该数据项，从而限制其他事务对该数据项的访问。
2．在并发控制技术中最常用的是封锁，对于共享锁（S）和排他锁（X）来说，下面列出的相容关系中，哪一个是正确的（）。
A．X-X：相容B．S-S：相容C．S-X：相容D．X-S：相容【答案】B【解析】为了避免发生并发操作引起的数据不一致性问题，则采用数据封锁技术实现并发控制。
封锁是防止存取同一资源的用户之间相互干扰的机制，即当一个用户对数据库某个数据对象执行修改操作时，对该部分数据加锁，拒绝其他用户对该部分的并发访问要求，直至该事务执行完毕才释放数据对象；所以只有当两事务都是读取数据且都加S锁时才相容。
3．如果系统发生死锁，参与死锁的进程的个数至少是（）个。
A．3B．1C．2D．4【答案】C【解析】由于各进程互相独立地活动，不断申请和释放软硬件资源，可能会出现这样一种状态：两个或两个以上的进程彼此等待对方拥有的而又不会释放的资源，则所有进程都不能进一步向前运行，这种状态就称为死锁。
因此，参与死锁的进程至少是两个。
4．对数据对象施加封锁可能会引起活锁和死锁问题，避免活锁的简单方法是采用（）的策略。
A．顺序封锁法B．依次封锁法C．优先级高先服务D．先来先服务【答案】D【解析】活锁：某个事务永远得不到对某个数据资源的封锁，从而永远处于等待状态的现象；采用先来先服务的策略可以有效地避免活锁。
5．二级封锁协议可防止（）。
A．不可重复读、丢失修改B．读“脏”数据C．读“脏”数据、丢失修改D．不可重复读、读“脏”数据【答案】C【解析】一级封锁协议可防止丢失修改；二级封锁协议可以防止丢失修改和读“脏”数据；三级封锁协议可防止丢失修改、读“脏”数据和不可重复读。
数据库系统概论试题及答案
试题四一、单项选择题得分本大题共20小题,每小题分,共30分在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内;错选、多选或未选均无分;1. 数据库系统的特点是、数据独立、减少数据冗余、避免数据不一致和加强了数据保护;A．数据共享B．数据存储C．数据应用D．数据保密2.数据库系统中,物理数据独立性是指;A．数据库与数据库管理系统的相互独立B．应用程序与DBMS的相互独立C．应用程序与存储在磁盘上数据库的物理模式是相互独立的D．应用程序与数据库中数据的逻辑结构相互独立3.在数据库的三级模式结构中,描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的是;A．外模式B．内模式C．存储模式D．模式4. 关系模型的数据结构是;A．层次结构B．二维表结构C．网状结构 D．封装结构5. 关系模型中,一个候选码;A．可由多个任意属性组成B．至多由一个属性组成C．可由一个或多个其值能唯一标识该关系模式中任何元组的属性组成D．必须由多个属性组成6．自然连接是构成新关系的有效方法;一般情况下,当对关系R和S使用自然连接时,要求R和S含有一个或多个共有的;A．元组B．行C．记录D．属性7．设关系R和S的属性个数分别是2和3,那么R S等价于1<2A．σ1<2R⨯S B．σ1<4R⨯SC．σ1<2R S D．σ1<4R S8．SQL语言具有的功能;A．关系规范化、数据操纵、数据控制B．数据定义、数据操纵、数据控制C．数据定义、关系规范化、数据控制D．数据定义、关系规范化、数据操纵9．假定学生关系是SS,SNAME,SEX,AGE,课程关系是CC,CNAME,TEACHER,学生选课关系是SCS,C,GRADE;要查找选修“COMPUTER”课程的“女”学生姓名,将涉及到关系;A．S B．SC,C C．S,SC D．S,C,SC10. 已知关系SPJS,P,J,QTY,把对关系SPJ的属性QTY的修改权授予用户张三的T-SQL语句是 CA. GRANT QTY ON SPJ TO 张三B. GRANT UPDA TE ON SPJ TO张三C. GRANT UPDA TE QTY ON SPJ TO张三D. GRANT UPDA TE ON SPJ QTY TO张三11.图1中是关系完备的系统A B C D图112．在RU中,如果X→Y,并且对于X的任何一个真子集X',都有X'→Y,则;A. Y函数依赖于XB. Y对X完全函数依赖C.X为U的候选码D. R属于2NF13．关系规范化中的插入操作异常是指A．不该删除的数据被删除B．不该插入的数据被插入C．应该删除的数据未被删除D．应该插入的数据未被插入14．在数据库设计中, E－R图产生于A．需求分析阶段B．物理设计阶段C．逻辑设计阶段D．概念设计阶段15．在合并分E-R图时必须消除各分图中的不一致;各分E-R图之间的冲突主要有三类,即属性冲突、命名冲突和结构冲突,其中命名冲突是指;A．命名太长或太短B．同名异义或同义异名C．属性类型冲突D．属性取值单位冲突16．事务是数据库运行的基本单位;如果一个事务执行成功,则全部更新提交；如果一个事务执行失败,则已做过的更新被恢复原状,好像整个事务从未有过这些更新,这样保持了数据库处于状态;A．安全性B．一致性C．完整性D．可靠性17. 用来记录对数据库中数据进行的每一次更新操作;A．后援副本B．日志文件C．数据库D．缓冲区18．若事务T对数据对象A加上S锁,则;A.事务T可以读A和修改A,其它事务只能再对A加S锁,而不能加X 锁;B．事务T可以读A但不能修改A,其它事务能对A加S锁和X锁;C．事务T可以读A但不能修改A,其它事务只能再对A加S锁,而不能加X 锁;D．事务T可以读A和修改A,其它事务能对A加S锁和X锁;19. 设有两个事务T1、T2,其并发操作如图1所示,下面评价正确的是A. 该操作不存在问题B.该操作丢失修改C.修改该操作不能重复读D.该操作读“脏”数据T1 T2readAreadBsum=A+BreadAA＝A2writeAreadAreadBsum=A+BwriteA+B图220. 已知事务T1的封锁序列为：LOCK SA…LOCK SB…LOCK XC…UNLOCKB …UNLOCK A …UNLOCK C 事务T2的封锁序列为：LOCK SA …UNLOCK A …LOCK SB…LOCK XC …UNLOCK C …UNLOCK B则遵守两段封锁协议的事务是 和T 2 D .没有二、填空题本大题共10小题,每小题1分,共10分请在每小题的空格中填上正确答案;错填、不填均无分;1. 数据管理经历了人工管理、文件系统、 三个阶段;2. 数据模型由数据结构、数据操作和 三部分组成;3. 在Student 表的Sname 列上建立一个聚簇索引的SQL 语句为：CREATE Stusname ON studentSname4. SELECT 语句查询条件中的谓词“=ANY ”与运算符 等价;5. 关系模式R{A,B,C},{A,C →B,A,B →C,B →C}最高可达到第 范式;6. 数据抽象主要有分类和 两种;7. 存在一个等待事务集{T 0,T 1,…,T n },其中T 0正等待被T 1锁住的数据项,T 1正等待被T 2锁住的数据项,T n-1正等待被T n 锁住的数据项,且T n 正等待被T 0锁住的数据项,这种情形称为 ; 8. “为哪些表,在哪些字段上,建立什么样的索引”这一设计内容应该属于数据库设计中的 设计阶段;9. 并发控制的主要方法是 机制;10. 故障分为事务故障、 和介质故障三种;三、简答题本大题共3小题,每小题5分,共15分1. 简述等值连接与自然连接的区别和联系;2．说明视图与基本表的区别和联系3．简述事务的特性;四、设计题第1题20分,第2题10分,共30分1.设有一个工程供应数据库系统,包括如下四个关系模式：●SSno,Sname, Status,City；●PPno,Pname,Color,Weight；●JJno,Jname,City；●SPJSno,Pno,Jno,Qty；供应商表S由供应商号、供应商名、状态、城市组成；零件表P 由零件号、零件名、颜色、重量组成；工程项目表J由项目号、项目名、城市组成；供应情况表SPJ由供应商号、零件号、项目号、供应数量组成；1用关系代数查询没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号；3分2用关系代数查询至少使用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO；3分3用ALPHA语言查询供应工程J1零件为红色的供应商号SNO；2分4用T-SQL语句建立“供应商”S表主码必须定义；2分5用SQL查询工程J1使用的各种零件的名称和使用数量；3分6用SQL查询没有使用天津供应商生产的零件的工程号；3分7用SQL语句将全部红色零件改为蓝色；2分8用SQL语句将S2,P4,J6,400插入供应情况关系;2分2．设有关系STUDENTS,SNAME,SDEPT,MNAME,CNAME,GRADE,S,CNAME 为候选码,设关系中有如下函数依赖：S,CNAME→SNAME,SDEPT,MNAMES→SNAME,SDEPT,MNAMES,CNAME→GRADESDEPT→MNAME试求下列问题：1关系STUDENT属于第几范式3分2如果关系STUDENT不属于BCNF,请将关系STUDENT逐步分解为巧BCNF;7分要求：写出达到每一级范式的分解过程,并指明消除什么类型的函数依赖;五、综合题15分某医院病房管理系统中,包括四个实体型,分别为：科室：科名,科地址,科电话病房：病房号,病房地址医生：工作证号,姓名,职称,年龄病人：病历号,姓名,性别且存在如下语义约束：①一个科室有多个病房、多个医生,一个病房只能属于一个科室,一个医生只属于一个科室；②一个医生可负责多个病人的诊治,一个病人的主管医生只有一个；③一个病房可入住多个病人,一个病人只能入住在一个病房;注意：不同科室可能有相同的病房号;完成如下设计：1画出该医院病房管理系统的E－R图；5分2将该E-R图转换为关系模型；5分要求：1:1和1:n的联系进行合并3指出转换结果中每个关系模式的主码和外码;5分试题四参考答案与评分标准一、选择题每题分1．A 2．C 3．D 4．B 5．C 6．D 7．B 8．B 9．D 10．C11．C 12．B 13．D 14．D 15．B 16．B 17．B 18．C 19．C 20．A二、填空题每题1分1. 数据库系统2. 完整性约束3. CLUSTER INDEX4. IN5.三6.聚集7.死锁8.物理9.封锁10.系统故障三、简答题每题5分1、参考答案：答：连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接;它是从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A,B属性值相等的那些元组,即等值连接为：R∞S={trts|tr∈R∧ts∈S∧trA=tsB}A=B自然连接是一种特殊的等值连接,它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组,并且在结果中把重复的属性列去掉;2、参考答案：答：视图是从一个或几个基本表导出的表,它与基本表不同,是一个虚表,数据库中只存放视图的定义,而不存放视图对应的数据,这些数据存放在原来的基本表中,当基本表中的数据发生变化,从视图中查询出的数据也就随之改变;视图一经定义就可以像基本表一样被查询、删除,也可以在一个视图之上再定义新的视图,但是对视图的更新操作有限制;3、参考答案：答：事务具有四个特性,即ACID特性：1原子性：事务中包括的所有操作要么都做,要么都不做;2一致性：事务必须使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态;3隔离性：一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的;4持续性：事务一旦提交,对数据库的改变是永久的;四、设计题１、参考答案：1πJno J-πJnoσCity='天津' S SPJσColor='红' P2πPno,Jno SPJ÷πPnoσSno='S1' SPJ3RANGE P PXGET W : ='J1'∧∃PX=∧PX..Color='红'4CREATE TABLE SSno CHAR6 PRIMARY KEY,Sname CHAR10,Status INT,City CHAR20;5SELECT Pname,TotalQty FROM SELECT Pno,SUMQty TotalQty FROM SPJ WHERE Jno='J1' GROUP BY Pno X,P WHERE =;6SELECT Jno FROM J WHERE Jno NOT IN SELECT Jno FROM SPJ WHERE Sno IN SELECT Sno FROM S WHERE City='天津';或：SELECT Jno FROM J WHERE NOT EXISTS SELECT FROM SPJ,S WHERE = AND = AND City='天津';或：SELECT Jno FROM J WHERE NOT EXISTS SELECT FROM SPJ WHERE = AND EXISTS SELECT FROM S WHERE = AND City='天津';7UPDATE P SET Color='蓝' WHERE Color='红';8INSERT INTO SPJ V ALUES'S2','P4','J6',400评分标准：第1、2、5、6每题3分,其余每题2分,书写是否正确、规范、合理需酌情处理,能正确写出大体结构给一半分,局部漏写、错写视情节扣分,大体结构不正确一律不给分;2、参考答案：1关系STUDENT是1NF,因为F中存在非主属性S NAME,SDEPT,MNAME对侯选码S,CNAME的部分函数依赖;2首先消除部分函数依赖S,CNAME→SNAME,SDEPT,MNAME将关系分解为：R1S,SNAME,SDEPT,MNAME,F1 = { S→SNAME,SDEPT,MNAME}R2S,CNAME,GRADE,F2={S,CNAME→GRADE}在关系R1中存在非主属性对候选码的传递函数依赖S→SDEPT,所以将R1进一步分解：R11S,SNAME,SDEPT ,F11 = { S→SNAME,SDEPT}R12SDEPT,MNAME,F12 = { SDEPT→MNAME}在R2,R11,R12关系模式中函数依赖都是非平凡的,并且决定因素均是候选码,所以上述三个关系模式均是BCNF;评分标准：1回答R是1NF并正确说明理由3分,没有正确回答出理由扣1分;2两次分解各3分,每步所得的两个关系模式各分；正确回答消除什么类型的函数依赖和正确说明所得的三个关系模式是BCNF各1分;五、综合题参考答案：1本题的E-R图如下图所示;某医院病房管理系统的基本E-R图2转化后的关系模式如下：科室科名,科地址,科电话病房病房号,病房地址,科名医生工作证号,姓名,职称,年龄,科名病人病历号,姓名,性别,主管医生,病房号,科名3每个关系模式的主码、外码如下：科室：主码是科名；病房：主码是科名十病房号,外码是科名；医生：主码是工作证号,外码是科名；病人：主码是病历号,外码是科名十病房号;评分标准：1四个联系各分,名称一定可表达联系含义,联系类型错误不给分；四个实体型属性漏写、错写扣分,漏写一个实体型扣1 分;2转化后的科室关系模式、病房关系模式、医生关系模式各１分,有一个属性不正确均不给分,病人关系模式2分,漏写一个属性扣1分,3病房关系模式主码1 分、病人关系模式外码分,其余各分;。
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数据库系统概论并发控制
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事务的特性
保证事务ACID特性是事务处理的任务 破坏事务ACID特性的因素
多个事务并行运行时，不同事务的操作交叉执行 事务在运行过程中被强行停止
数据库系统概论并发控制
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内容提要
并发控制是数据库管理系统的重要组成部分， 通过本章的学习，应重点掌握：
并发控制带来的新问题 封锁及封锁协议 并发调度的可串行性 两段锁协议
数据库系统概论
并发控制
数据库系统概论并发控制
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7.1 事务的基本概念
一、什么是事务 二、如何定义事务 三、事务的特性
数据库系统概论并发控制
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一、什么是事务
事务(Transaction)是用户定义的一个数据库操作序列， 这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的 工作单位
事务和程序是两个概念
数据库系统概论并发控制
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概述
在单处理机系统中，事务的并行执行实际上是 这些并行事务的并行操作轮流交叉运行，称为 交叉并发方式。
在多处理机系统中，每个处理机可以运行一个 事务，多个处理机可以同时运行多个事务，实 现多个事务真正的并行运行，称为同时并发方 式。
并发的目的：
改善系统的资源利用率
在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句，一组 SQL语句或整个程序
一个应用程序通常包含多个事务
事务是恢复和并发控制的基本单位
数据库系统概论并发控制
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二、如何定义事务
显式定义方式
BEGIN TRANSACTION SQL 语句1 SQL 语句2 。。。。。
COMMIT
隐式方式
BEGIN TRANSACTION SQL 语句1 SQL 语句2 。。。。。
数据库系统概论并发控制
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2. 一致性
事务执行的结果必须是使数据库从一个 一致性状态变到另一个一致性状态
一致性状态： 数据库中只包含成功事务提交的结果 不一致状态： 数据库中包含失败事务的结果
数据库系统概论并发控制
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一致性与原子性
银行转帐：从帐号A中取出一万元，存入帐号B。
定义一个事务，该事务包括两个操作
T2 读C=200
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封锁（Locking）(1)
封锁：事务T在对某个数据对象操作之前，先 向系统发出请求，对其加锁。
封锁类型：排它锁（X锁）和共享锁（S锁）
排它锁：又称写锁，若事务T对数据对象A加上 X锁，则只允许T读取和修改A，其它任何事务 都不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上 的X锁。
这种情况称为数据库的不一致性，是由并发 控制引起的。
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数据不一致性（1）
丢失修改：两个事务T1和T2读入同一数据并修改， T2提交的结果破坏了T1提交的结果，导致T1的修 改被丢失。“写—写冲突”
读“脏”数据：事务T1修改某一数据，并将其写 回磁盘，事务T2读取同一数据后，T1由于某种原 因被撤销，这时T1已修改过的数据恢复原值，T2 读到的数据就与数据库中的数据不一致，则T2读 到的数据就为“脏”数据，即不正确的数据。 “读—写冲突”
A
B
A=A-1
B=B+1
这两个操作要么全做，要么全不做
全做或者全不做，数据库都处于一致性状态。
如果只做一个操作，数据库就处于不一致性状态。
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3. 隔离性
对并发执行而言 一个事务的执行不能被其他事务干扰 一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是
隔离的 并发执行的各个事务之间不能互相干扰
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数据不一致性（2）
不可重复读：事务T1读取数据后，事务T2执行更 新操作，使T1无法再现前一次的读取结果。 “读—写冲突”
产生原因：并发操作破坏了事务的隔离性 并发控制的任务：用正确的方式调度并发操作，
使一个用户事务的执行不受其它事务的干扰，避 免造成数据的不一致性。 并发控制的主要方法：封锁
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T1
T2
① 读A=16
②
读A=16
③ A←A-1 写回A=15
④
A←A-3
写回A=13
T1的修改被T2覆盖了！
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4. 持续性
持续性也称永久性（Permanence）
一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变 就应该是永久性的。
接下来的其他操作或故障不应该对其执行结果 有任何影响。
共享锁：又称读锁，若事务T对数据对象A加上
S锁，则事务T可以读A但不能修改A，其它事务
只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A
上的S锁。
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封锁（Locking）(2)
X锁和S锁的控制方式可有相容矩阵表示。
T1 T2
XS-XNNY
S
N
Y
Y
-
Y
Y
Y
最左边表示T1已经获得的锁的类型，最上面表 示T2的封锁请求, -表示没有加锁。
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三、事务的特性(ACID特性)
事务的ACID特性：
原子性（Atomicity） 一致性（Consistency） 隔离性（Isolation） 持续性（Durability ）
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1. 原子性
事务是数据库的逻辑工作单位
事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做
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三种数据不一致性
T1
T2
T1
读A=16
读A=50 读B=100 求和=150
T2
T1
读C=100 C←C*2 写C=200
A←A-1 写A=15
读A=16
A←A-1 写A=15
读A=50 读B=200 求和=250
读B=100 B←B*2 写B=200
ROLLBACK C=100
改善短事务的响应时间
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例子
飞机订票系统中的活动序列：
①甲售票点读出某航班的机票余额A，设A=16 ②乙售票点读出同一航班的机票余额A，也为16 ③甲售票点卖出一张机票，修改余额A←A-1，把
A=15写回数据库 ④乙售票点也卖出一张机票，修改余额A←A-1，
把A=15写回数据库
ROLLBACK
当用户没有显式地定义事务时，
DBMS按缺省规定自动划分事务
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事务结束
COMMIT
事务正常结束 提交事务的所有操作（读+更新） 事务中所有对数据库的更新永久生效
ROLLBACK
事务异常终止 事务运行的过程中发生了故障，不能继续执行 回滚事务的所有更新操作 事务滚回到开始时的状态