第9章事务与并发控制 第10章数据库恢复

可编辑修改精选全文完整版《数据库技术及应用》课程教学大纲一、课程简介本课程是计算机类专业必修的专业课程。

关系数据库是当今数据库技术的主流，本课程以关系数据库为核心，全面概述了数据库系统的基本概念、基本原理和基本技术。

内容覆盖了数据管理技术的进展和特点、数据库系统的组成、数据库的三级模式结构、数据模型的组成和分类、关系模型、SQL语言（含数据库完整性的实现）、索引和视图、数据库安全性、事务的并发控制和恢复、规范化设计理论、ER模型和数据库设计等。

面对21世纪互联网应用所产生的海量数据和巨大点击量，关系型数据库技术显得有些力不从心，这助推了更注重大数据存储和高并发交互响应的NoSQL数据库技术的诞生。

本课程概要介绍NoSQL数据库技术的概念与特点、存储模式、基本操作和应用场景。

数据库技术是信息处理技术中的核心和关键技术，也是一切信息系统的基础。

本课程采用基本理论与实际应用相结合的原则，在注重理论性、系统性和科学性的同时，结合目前最流行的数据库管理系统（SQL Server 2014和MongoDB）对照讲述数据库的基本技术与应用。

通过Python数据处理技术的学习，训练运用数据库技术解决实际应用问题的知识、素质和能力，为后继课程的学习和今后的工作奠定重要基础。

二、课程目标1、掌握数据库技术的基本概念、原理、方法和技术；2、掌握SQL语言查询和编程的基本技术，具备SQL语言编程能力；3、掌握一个典型的RDBMS（如SQL Server）数据库安全性管理、事务并发控制以及数据库备份和恢复的基本技能；4、掌握关系数据库规范化设计理论和ER模型基本方法，具备独立思考设计数据库的能力；5、初步掌握使用Python语言连接SQL Server数据库的方法，培养学生应用数据库技术解决实际问题的思维方法与基本能力；6、初步掌握自主学习方法，能够阅读并理解数据库相关文献，不断拓展知识面，更新知识结构，从而了解数据库技术的最新发展。

【数据库系统原理与应用】数据库的事务处理与数据恢复.ppt1、第6章数据库的事务处理与数据恢复6.1事务管理的基本概念6.2并发掌握6.3数据库恢复6.1事务管理的基本概念6.1.1事务〔Transaction〕的概念 6.1.2事务的状态 6.1.3事务的特性6.1.4SQLServer中的事务返回首页6.1.1事务〔Transaction〕的概念事务是用户定义的数据库操作序列，这些操作可作为一个完好的工作单元。

一个事务内的全部语句是一个整体，要么全部执行，要么全部不执行。

即事务是不行再分的原子性工作。

如在银行业务中，“从帐户A转移资金X到帐户B”就是一个典型2、的事务。

这个事务可以分解为两个动作：〔1〕从账户A减去金额X。

〔2〕在账户B中加上金额X。

返回本节6.1.2事务的状态事务的基本操作包括：〔1〕事务开始〔BEGIN_TRANSACTION〕。

事务开始执行。

〔2〕事务读写〔Read/Write〕。

事务进行数据操作。

〔3〕事务结束〔END_TRANSACTION〕。

事务完成全部的读/写操作。

〔4〕事务交付〔COMMIT_TRANSACTION〕。

事务完成全部的读/写操作，并保存操作结果。

返回本节6.1.3事务的特性事务所必需具有的重要特性包括：〔1〕3、原子性〔Atomicity〕。

〔2〕一致性〔Consistency〕。

〔3〕隔离性〔Isolation〕。

〔4〕长久性〔Durability〕。

上述的四个特性也简称为ACID特性，保证ACID特性是事务处理的重要任务。

事务的ACID特性可能遭到破坏的缘由有：1〕多个事务并行运行时，不同事务的操作交叉执行。

2〕事务在运行过程中被强迫停止。

返回本节6.1.4SQLServer中的事务SQLServer的事务分为两种类型：系统提供的事务和用户定义的事务。

系统提供的事务是指在执行某些语句时，一条语句就是一4、个事务，它的数据对象可能是一个或多个表〔视图〕，可能是表〔视图〕中的一行数据或多行数据；用户定义的事务以BEGINTRANSACTION语句开始，以COMMIT或ROLLBACK结束。

第一章数据库系统概述1.几个概念：数据、数据库、数据库管理系统(DBMS)、DDL（数据库模式定义语言）、DML(数据操纵语言)、数据库系统（DBS）.2. 数据库系统的三级模式结构由外模式、模式、内模式三级构成模式（逻辑模式）：是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。

内模式（存储模式）：对应于物理级，它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述，是数据库最低一级的逻辑描述，它描述了数据在存储介质上的存储方式翱物理结构，对应着实际存储在外存储介质上的数据库。

外模式（子模式或用户模式）：是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述.3.数据库的二级映象功能与数据独立性数据库管理系统在三级模式之间提供了两层映象:外模式/模式映象（体验逻辑）、模式/内模式映象（体现物理）这两层映象保证了数据库系统中数据的逻辑独立性和数据的物理独立性.4.构成数据模型的三要素：数据结构、数据操作和数据完整性约束。

5.数据模型的分类：第一类是概念模型，第二类是逻辑模型和物理模型。

概念模型按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。

逻辑模型按计算机系统的观点对数据建模，主要用于DBMS的实现。

信息世界涉及的概念主要有：实体、属性、码、域、实体型、实体集、联系。

概念模型的表示方法：实体-联系表示法，即E-R模型（E-R图）。

第二章关系数据库1．几个概念：什么是码、候选码？什么是主码、外码、主属性、全码？码：唯一标识实体的属性集称为码。

候选码：若关系中的某一属性组的值能惟一地标识一个元组，则称该属性组为候选码。

主属性：候选码的诸属性称为主属性。

全码：关系模式的所有属性是这个关系模式的候选码，称为全码。

外部码（外码）：设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码，Ks是基本关系S的主码。

若F与Ks相对应，则称F是R 的外码。

并称R为参照关系，F为被参照关系。

数据库系统概论第五版课后答案第十章
1。

在数据库中为什么要并发控制？
答：数据库就是共享资源，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与，或修改同一数据得情况。

若对并发操作不加控制就可能会存取与存储不正确得数据，破坏数据库得一致性。

所以数据库管理系统必须提供并发控制机制．
2．并发操作可能会产生哪几类数据不一致？用什么方法能避免各种不一致得情况？
答：并发操作带来得数据不一致性包括三类：丢失修改、不可重复读与读“脏’夕数据。

( l)丢失修改(]ostupdate)两个事务Tl与T2读入同一数据并修改，T2提交得结果破坏了（覆盖了）提交得结果，导致l得修改被丢失。

(2)不可重复读(No n- RepeatableRead) 不可重复读就是指事务l读取数据后，事务几执行更新操作，使Tl 无法再现前一次读取结果。

( 3)读“脏”数据( D irtyRead)读“脏’夕数据就是指事务Tl修改某一数据，并将其写回磁盘，事务几读取同一数据后，Tl由于某种原因被撤销，这时Tl己修改过得数据恢复原值，几读到得数据就与数据库中得数据不一致，则几读到得数据就为“脏”数据，即不正确得数据。

避免不一致性得方法与技术就就是并发控制。

最常用得技术就是封锁技术。

也可以用其她技术，例如在分布式数据库系统中可以采用时间戳方法来进行并发控制．。

数据库的安全性、完好性、并发控制和恢复为了保证数据库数据的安全靠谱性和正确有效， DBMS 一定供给一致的数据保护功能。

数据保护也为数据控制，主要包含数据库的安全性、完好性、并发控制和恢复。

数据库的安全性数据库的安全性是指保护数据库以防备不合法的使用所造成的数据泄漏、改正或损坏。

计算机系统都有这个问题，在数据库系统中大批数据集中寄存，为很多用户共享，使安全问题更加突出。

在一般的计算机系统中，安全举措是一级一级设置的。

在 DB 储存这一级可采纳密码技术，当物理储存设施失窃后，它起到保密作用。

在数据库系统这一级中供给两种控制：用户表记和判定，数据存取控制。

在 ORACLE 多用户数据库系统中，安全体制作以下工作：防备非受权的数据库存取；防备非受权的对模式对象的存取；控制磁盘使用；控制系统资源使用；审计用户动作。

数据库安全可分为二类：系统安全性和数据安全性。

系统安全性是指在系统级控制数据库的存取和使用的体制，包含：有效的用户名 /口令的组合；一个用户能否受权可连结数据库；用户对象可用的磁盘空间的数目；用户的资源限制；数据库审计是不是有效的；用户可履行哪些系统操作。

数据安全性是指在对象级控制数据库的存取和使用的体制，包含：哪些用户可存取一指定的模式对象及在对象上同意作哪些操作种类。

在 ORACLE 服务器上供给了一种随意存取控制，是一种鉴于特权限制信息存取的方法。

用户要存取一对象一定有相应的特权授给该用户。

已受权的用户可随意地可将它受权给其余用户，因为这个原由，这类安全性种类叫做随意型。

ORACLE 利用以下体制管理数据库安全性：数据库用户和模式；特权；角色；储存设置和空间份额；资源限制；审计。

数据库的存取控制ORACLE保护信息的方法采纳随意存取控制来控制所有用户对命名对象的存取。

用户对对象的存取受特权控制。

一种特权是存取一命名对象的同意，为一种规定格式。

ORACLE 使用多种不一样的体制管理数据库安全性，此中有两种体制：模式和用户。

第九章一、填空题1.数据库2.原子3.START TRANSACTION4.AUTOCOMMIT5.READ UNCOMMITTED二、判断题对1.对2.对3.错4.对5.对三、选择题1. C2.B、C、D3. B4. B5. D四、简单题1.请简述什么是事务。

答：在MySQL中，事务就是针对数据库的一组操作，它可以由一条或多条SQL语句组成，且每个SQL语句是相互依赖的。

只要在程序执行过程中有一条SQL语句执行失败或发生错误，则其他语句都不会执行。

也就是说，事务的执行要么成功，要么就返回到事务开始前的状态，这就保证了同一事务操作的同步性和数据的完整性。

2.请简述什么是事务的ACID特性。

答：①原子性是指一个事务必须被视为一个不可分割的最小工作单元。

②一致性是指在事务处理时，无论执行成功还是失败，都要保证数据库系统处于一致的状态，保证数据库系统从不返回到一个未处理的事务中。

③隔离性是指当一个事务在执行时，不会受到其他事务的影响。

④持久性是指事务一旦提交，其对数据库的修改就是永久性的。

五、实训题1.请利用事务实现在用户下订单时，检查商品库存是否充足。

START TRANSACTION;1# 查询id为1的商品的库存SELECT stock FROM sh_goods WHERE id = 1;# 根据结果回滚或提交COMMIT;2.请利用事务在用户下订单前，检测当前用户是否已被激活，若未激活，则需激活此用户后，才能再次下订单。

START TRANSACTION;# 查询id为1的用户是否激活SELECT is_active FROM sh_user WHERE id = 1;# 根据结果回滚或提交COMMIT;2。

第11章并发控制为保障事务的隔离性和一致性，DBMS需要对并发操作进行正确的调度。

可串行化调度：多个事务并发执行是正确的，当且仅当其结果与按某一次序串行地执行它们时的结果相同，称这种调度策略为可串行化的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。

数据库管理系统必须提供并发控制机制。

2.并发操作会产生哪几类数据不一致？用什么方法能避免答：（1）并发操作带来的数据不一致性包括三类：丢失修改、不可重复读和读“脏’夕数据。

（2）避免方法和技术就是并发控制。

最常用技术是封锁技术。

或者时间戳和乐观控制法。

9 ．设Tl ，几，几是如下的 3 个事务：Tl ：A : = A + 2 ; T2：A : = A * 2 ; T3：A : = A **2 ; ( A <-A*A）设A 的初值为0 。

( l ）若这3 个事务允许并行执行有多少可能的正确结果，请一一列举出来。

答：A 的最终结果可能有2 、4 、8 、16 。

因为串行执行次序有Tl T2T3、Tl T3T2、T2T1T3、T2T3Tl 、T3T1T2、T3T2 Tl 。

对应的执行结果是16 、8 ·4 ·2 ·4 ·2 。

( 2 ）请给出一个可串行化的调度，并给出执行结果最后结果A 为16 ，是可串行化的调度。

( 3 ）请给出一个非串行化的调度，并给出执行结果。

答：最后结果A 为0 ，为非串行化的调度。

( 4 ）若这3 个事务都遵守两段锁协议，请给出一个不产生死锁的可串行化调度。

( 5 ）若这3 个事务都遵守两段锁协议，请给出一个产生死锁的调度。

第10章数据库恢复技术1．试述事务的概念及事务的4 个特性。

答：事务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。

数据库原理及应用教案第一章：数据库概述1.1 数据库基本概念介绍数据库的定义、发展历程和分类解释数据、信息、知识的概念及其关系1.2 数据库系统介绍数据库系统的组成及作用讲解数据库管理系统（DBMS）的功能和特点1.3 数据库设计与管理讲解数据库设计的原则和方法介绍数据库管理的基本任务和内容第二章：数据模型2.1 数据模型的概念解释数据模型的定义和作用介绍常见的数据模型分类2.2 关系模型讲解关系模型的基本概念和特点介绍关系代数和SQL语言的基本操作2.3 实体-关系模型讲解实体-关系模型的基本概念和表示方法介绍实体-关系模型的转换方法和步骤第三章：数据库的创建与管理3.1 数据库的创建讲解数据库创建的基本步骤和注意事项介绍常用的数据库设计工具和方法3.2 数据库的打开、关闭和删除讲解如何打开、关闭和删除数据库解释相关操作的含义和作用3.3 数据库表的管理讲解数据库表的创建、修改和删除介绍表结构的设计和优化方法第四章：数据操作与查询4.1 数据的基本操作讲解数据的添加、修改和删除操作介绍相关SQL语句的编写方法4.2 数据库查询讲解查询的基本概念和分类介绍SQL查询语句的编写方法和技巧4.3 高级查询技术讲解联接、子查询、聚合函数等高级查询技术介绍如何在实际应用中运用高级查询技术第五章：数据库的安全性与完整性5.1 数据库安全性讲解数据库安全性的概念和重要性介绍SQL Server和MySQL等数据库的安全机制5.2 数据库完整性讲解数据库完整性的概念和作用介绍完整性约束的种类和实现方法5.3 数据库备份与恢复讲解数据库备份和恢复的概念和方法介绍常见的数据库备份策略和恢复场景第六章：事务管理6.1 事务的基本概念解释事务的定义、特点和重要性讲解事务的ACID属性6.2 事务控制讲解事务的控制方法，包括提交、回滚和终止介绍事务管理器的作用和事务隔离级别6.3 并发控制讲解并发控制的概念和必要性介绍常用的并发控制技术，如锁、乐观并发控制等第七章：数据库性能优化7.1 性能优化的基本概念解释数据库性能优化的目标和方法介绍性能监测和评估的工具和技术7.2 索引优化讲解索引的作用和分类介绍索引的设计和优化策略7.3 查询优化讲解查询优化的方法和技巧介绍查询优化器的工作原理和策略第八章：数据库Replication 和Partitioning 8.1 数据库复制讲解数据库复制的作用和类型介绍复制设置和维护的基本步骤8.2 数据库分区解释分区的作用和类型介绍分区表的设计和维护方法8.3 数据分区和复制的综合应用讲解如何在实际应用中结合使用数据复制和分区介绍相关的最佳实践和性能考量第九章：数据库触发器和存储过程9.1 触发器的基本概念解释触发器的定义和作用介绍触发器的类型和触发时机9.2 创建和使用触发器讲解如何创建、编辑和删除触发器介绍触发器的应用场景和示例9.3 存储过程的基本概念解释存储过程的定义和优点介绍存储过程的语法和调用方式第十章：数据库设计和范式理论10.1 数据库设计的基本原则讲解数据库设计的目标和原则介绍需求分析和逻辑设计的方法10.2 范式理论解释第一范式、第二范式和第三范式的概念讲解范式之间的关系和转换方法10.3 数据库设计实例分析分析实际数据库设计案例讲解如何应用范式理论进行数据库设计第十一章：数据库维护和备份策略11.1 数据库维护概述解释数据库维护的重要性介绍数据库维护的主要任务11.2 数据库备份策略讲解备份的类型和备份策略的选择介绍备份操作的执行和管理11.3 数据库恢复解释数据库恢复的概念和重要性讲解使用备份进行数据库恢复的步骤第十二章：数据库管理和维护的工具12.1 数据库管理工具介绍数据库管理工具的功能和种类讲解如何使用这些工具进行数据库管理和监控12.2 SQL Server Management Studio (SSMS) 讲解SSMS 的安装和界面布局介绍使用SSMS 进行数据库对象管理和维护的操作12.3 MySQL 命令行工具和图形界面工具讲解MySQL 的命令行操作介绍MySQL Workbench 等图形界面工具的使用第十三章：数据库性能监控和调优13.1 数据库性能监控解释性能监控的目标和重要性介绍性能监控的关键指标和工具13.2 数据库性能调优讲解性能调优的方法和技巧介绍使用查询优化器和其他工具进行性能调优的步骤13.3 性能调优案例分析分析实际的数据库性能问题讲解如何针对这些问题进行性能调优第十四章：数据库迁移和扩展14.1 数据库迁移讲解数据库迁移的概念和原因介绍数据库迁移的步骤和方法14.2 数据库扩展策略解释数据库扩展的目的和需求讲解数据库的水平扩展和垂直扩展方法14.3 云数据库服务介绍云数据库服务的概念和优势讲解如何使用云数据库服务进行数据库迁移和扩展第十五章：数据库安全性和合规性15.1 数据库安全性讲解数据库安全性的概念和重要性介绍数据库安全策略的制定和实施15.2 用户权限和角色管理解释用户权限和角色的概念讲解如何设置和管理用户权限和角色15.3 数据合规性解释数据合规性的含义和重要性介绍数据合规性的实现方法和最佳实践重点和难点解析重点：数据库的基本概念、数据模型的理解、数据库的创建与管理、数据操作与查询、数据库的安全性与完整性、事务管理、数据库性能优化、数据库Replication 和Partitioning、数据库触发器和存储过程、数据库设计和范式理论、数据库维护和备份策略、数据库管理和维护的工具、数据库性能监控和调优、数据库迁移和扩展、数据库安全性和合规性。

数据库系统原理福州大学计算机系郭红G u o h o n g @f z u .e d u .c n第10-11章习题课第三篇系统篇*第九章关系查询处理和查询优化第十章数据库恢复技术第十一章并发控制*第十二章数据库管理系统查询处理步骤查询优化是查询处理的核心，只在具有非过程性查询语言的D B M S 才具有此功能。

在这样系统中，用户使用数据库语言定义查询要求，而无需要说明怎样去查询，因此查询优化是完全必要而且非常重要的。

查询优化包括：1、代数优化——关系代数表达式优化改变表达式中操作的次序和组合，提高查询效率2、物理优化——存取路径和低层操作算法的选择。

选择的依据可以是基于规则，代价或语义。

关系查询处理与查询优化关系代数表达式优化的一般准则典型的启发式规则:1、选择运算应尽可能先做。

2、同时执行相同关系上的多个选择与投影操作，以免多次扫描关系。

3、把投影同其前或后的双目运算结合起来，以免多次扫描关系。

关系代数表达式优化的一般准则n4、某些选择运算＋在其前面执行的笛卡尔积===>等值连接运算例：бS t u d e n t.S n o=S C.S n o(S t u d e n t×S C)S t u d e n t∞S CS t u d e n t.S n o=S C.S n on5、提取公共子表达式关系代数表达式的内部表示查询的内部表示形式——查询树∏A(σp=‘IS’AND N=‘User’((R1×R2) ×R3))×∏AσP=‘IS’AND N=‘User’×R3R2R1优化的关系代数表达式∏C,CN ((∏SC.C#(∏S#(σSD=’IS’(S))∞S.S#=SC.S#∏S#.C#(SC))∞SC.C#=C.C#∏C#,CN (C))∏∞SC.C#=C.C#∏SC.C# ∏C.C#,∞S.S#=SC.S# C∏S.S# ∏SC.S#, SC.C#σSD=’IS’SCD B M S 的数据控制功能数据库系统中的数据是由D B M S 统一管理和控制的。

第11章并发控制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。

所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。

2 ．并发操作可能会产生哪几类数据不一致？用什么方法能避免各种不一致的情况？答：并发操作带来的数据不一致性包括三类：丢失修改、不可重复读和读“脏’夕数据。

( l ）丢失修改（lost update ) 两个事务 Tl 和T2读入同一数据并修改，T2提交的结果破坏了（覆盖了） Tl 提交的结果，导致Tl 的修改被丢失。

( 2 ）不可重复读（ Non 一 Repeatable Read ) 不可重复读是指事务 Tl 读取数据后，事务几执行更新操作，使 Tl 无法再现前一次读取结果。

( 3 ）读“脏”数据（ Dirty Read ) 读“脏’夕数据是指事务 Tl 修改某一数据，并将其写回磁盘，事务几读取同一数据后， Tl 由于某种原因被撤销，这时 Tl 已修改过的数据恢复原值，几读到的数据就与数据库中的数据不一致，则几读到的数据就为“脏”数据，即不正确的数据。

避免不一致性的方法和技术就是并发控制。

最常用的技术是封锁技术。

也可以用其他技术，例如在分布式数据库系统中可以采用时间戳方法来进行并发控制。

3 ．什么是封锁？基本的封锁类型有几种？试述它们的含义。

答：封锁就是事务 T 在对某个数据对象例如表、记录等操作之前，先向系统发出请求，对其加锁。

加锁后事务 T 就对该数据对象有了一定的控制，在事务 T 释放它的锁之前，其他的事务不能更新此数据对象。

封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术。

基本的封锁类型有两种：排它锁（ Exclusive Locks ，简称 x 锁）和共享锁 ( Share Locks，简称 S 锁）。

排它锁又称为写锁。

数据库原理及应用教案第一章：数据库基础知识1.1 数据库概念介绍数据库的定义、特点和作用解释数据库管理系统（DBMS）的作用1.2 数据模型介绍实体-关系模型、关系模型和对象-关系模型解释模型中的概念，如实体、属性、关系等1.3 数据库设计介绍数据库设计的过程和方法解释需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的关系第二章：SQL语言2.1 SQL概述介绍SQL的作用和特点解释SQL的基本语法和命令2.2 数据定义介绍数据表的创建、修改和删除命令解释字段数据类型的选择和约束条件的设置2.3 数据操作介绍数据插入、更新、删除和查询命令解释SQL语句中的条件筛选和排序功能第三章：关系数据库管理3.1 关系数据库概述介绍关系数据库的概念和特点解释关系数据库管理系统（RDBMS）的作用3.2 关系代数和元组演算介绍关系代数和元组演算的基本操作解释选择、投影、连接和除法等操作的含义和应用3.3 数据库事务管理介绍事务的概念和属性解释事务管理的基本操作，如提交、回滚和隔离级别第四章：数据库安全与性能优化4.1 数据库安全介绍数据库安全的重要性解释访问控制、用户身份验证和加密等安全措施4.2 数据库性能优化介绍数据库性能优化的目标和方法解释查询优化、索引创建和数据分区等技术的作用和应用4.3 数据库备份与恢复介绍数据库备份和恢复的概念和重要性解释备份策略、恢复模式和故障转移等操作的实现方法第五章：数据库应用系统设计与实现5.1 数据库应用系统概述介绍数据库应用系统的概念和组成部分解释系统分析、设计和实现的关系和流程5.2 数据库应用系统设计介绍数据库应用系统设计的方法和步骤解释需求分析、系统架构设计、界面设计和数据访问设计等内容5.3 数据库应用系统实现介绍数据库应用系统实现的工具和技术解释编程语言的选择、数据库连接和业务逻辑实现等步骤第六章：关系数据库高级功能6.1 函数依赖与规范化介绍函数依赖的概念和分类解释规范化理论及其应用，包括第一范式至第三范式6.2 数据库模式设计介绍模式设计的原则和方法解释如何进行模式分解和模式重构6.3 数据库触发器和存储过程介绍触发器和存储过程的概念和作用解释它们的语法和应用场景第七章：数据库编程技术7.1 数据库访问接口介绍ODBC、JDBC等数据库访问接口的概念和作用解释如何使用这些接口进行数据库编程7.2 参数化查询与预编译语句介绍参数化查询和预编译语句的概念解释它们的优点和编程实现方法7.3 事务处理与并发控制介绍事务的概念和并发控制的重要性解释事务处理和并发控制的技术，如锁定和乐观并发控制第八章：XML数据库和大数据技术8.1 XML数据库概述介绍XML数据库的概念和特点解释XML数据模型和XML查询语言8.2 大数据技术简介介绍大数据的概念、特征和挑战解释大数据处理技术，如Hadoop和Spark8.3 NoSQL数据库技术介绍NoSQL数据库的概念和分类解释非关系型数据库的优缺点和应用场景第九章：数据库系统的案例分析9.1 企业级数据库应用案例分析企业级数据库应用的典型案例解释案例中的数据库设计、性能优化和安全性考虑9.2 云计算环境下的数据库应用介绍云计算对数据库技术的影响分析云计算环境下的数据库部署和运维策略9.3 移动数据库应用案例探讨移动数据库的特点和挑战分析移动数据库在特定应用场景下的解决方案第十章：数据库发展趋势与未来10.1 数据库技术的发展趋势分析数据库技术的发展方向讨论新兴技术如NewSQL、图数据库等的发展状况10.2 数据库未来的挑战与机遇讨论数据库技术在未来的挑战探讨应对挑战的可能解决方案和发展机遇10.3 数据库教育的未来分析数据库教育在未来的发展需求讨论如何培养适应未来数据库技术发展的人才重点和难点解析重点环节1：数据库概念和特点数据库的定义和作用是理解数据库原理的基础，需要重点关注。

数据库事务的并发控制数据库事务的并发控制是指在多个用户同时访问数据库时，保证数据的一致性和隔离性的一种机制。

在并发环境中，多个事务可能同时读取和修改数据库中的数据，如果没有合适的控制机制，可能会导致数据的错乱或者丢失。

因此，数据库管理系统提供了各种技术来确保事务的并发执行时不会产生冲突。

一、锁机制在数据库中，最基本的并发控制机制是锁机制。

通过事务在读取或修改某个数据时，对该数据进行锁定，其他事务在需要访问相同数据时，必须先获得相应的锁才能进行操作。

锁的类型包括共享锁和排他锁。

共享锁允许多个事务对同一数据进行读操作，而排他锁则只允许一个事务对数据进行写操作。

通过合理地给数据对象加锁，可以防止事务之间的读写冲突，保证数据的一致性和隔离性。

二、并发控制策略除了锁机制，数据库管理系统还提供了其他并发控制策略。

其中最常用的策略有以下几种：1. 串行化（Serializability）：将并发执行的事务转化为串行执行的效果。

在串行化的并发控制策略下，事务按照先后顺序一个接一个地执行，每个事务都完全独立。

尽管串行化策略保证了完全的数据一致性，但是它的效率较低，不适用于并发访问较多的数据库系统。

2. 乐观并发控制（Optimistic Concurrency Control，简称OCC）：这种策略假设并发事务之间的冲突是较少的，它允许多个事务同时访问数据库，并在事务提交时通过一种检查机制来保证数据的一致性。

当检测到冲突时，OCC会回滚某个事务并允许其他事务重新执行。

这种策略的优点是不需要显式加锁，减少了锁开销，但是需要更多的检查工作。

3. 悲观并发控制（Pessimistic Concurrency Control，简称PCC）：与乐观并发控制相反，悲观并发控制策略假设并发事务之间的冲突是常见的，因此采取悲观的态度，在访问数据时总是假设其他事务会对数据进行修改，并对数据加锁。

虽然悲观并发控制策略能够确保数据的一致性，但是在高并发的情况下会导致大量的锁竞争，从而降低了系统的性能。

1．试述实现数据库安全性控制的常用方法和技术。

数据库安全性控制的常用技术包括用户标识与鉴别、存取控制、视图机制、审计、密码保护等。

2．什么是数据库中的自主存取控制方法和强制存取控制方法？在自主存取控制方法中，用户对于不同的数据对象有不同的存取权限，不同的用户对同一对象也有不同的权限，而且用户还可将其拥有的存取权限转授给其他用户。

DBMS通过验证用户是否具有对访问数据有相应的权限来决定是否允许用户执行数据访问。

在强制存取控制中，DBMS所管理的全部实体被分为主体和客体两大类。

主体和客体都具有自己的安全级别。

但主体访问客体时，不仅要求主体具有访问客体的权限，而且要求主体的安全级和客体的安全级之间满足支配关系。

3．DBMS的完整性控制机制应具有哪些功能？DBMS的数据库完整性控制机制应具有以下三个功能：（1）定义功能：提供定义完整性约束条件的机制；（2）检查功能：检查用户发出的操作请求是否违背了约束条件。

一般有两种检查方式：一种是立即执行约束（即一条语句执行完成后立即检查），另一种是延迟执行约束（即在整个事务执行完毕后再检查约束）；（3）违约响应功能：如果操作请求使数据违背了完整性约束条件，则采取一定的动作来保证数据的完整性。

4．试述事务的概念及事务的四个特性。

数据库系统中的事务是一个不可分的操作序列，其中的操作要么全部都不执行，要把全部都执行。

事务一般应满足四个性质，即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。

这四个性质在数据库领域中一般合称为事务的ACID性质。

（1）原子性事务的原子性是指一个事务内部的所有操作要么全部都执行，要么一个也不执行，即所有操作是一个整体。

（2）一致性事务的一致性是指事务的执行保证数据库从一个一致状态转到另一个一致状态，即数据不会应事务的执行而导致不一致。

但是，事务的内部无须满足数据库的一致性。