點擊查看：2018全國計算機四級數(shù)據(jù)庫工程師過關試題及答案匯總

　　1 . 什么是并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)? (填空題)

　　答案

　　答案要點：并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在并行機上運行的具有并行處理能力的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫技術與并行計算技術相結(jié)合的產(chǎn)物。

　　2 . 試述并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研制目標。 (填空題)

　　答案

　　答案要點：并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)該實現(xiàn)如下目標： ? 高性能 并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過將數(shù)據(jù)庫管理技術與并行處理技術有機結(jié)合，發(fā)揮多處理機結(jié)構的優(yōu)勢，提供比相應的大型機系統(tǒng)更高的性能價格比和可用性。 ? 高可用性 并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可通過數(shù)據(jù)復制來增強數(shù)據(jù)庫的可用性。 ? 可擴充性系統(tǒng)通過增加處理和存儲能力來平滑地擴展性能，應具有線性伸縮比和線性加速比。具體說明可參考《概論》15.2。

　　3 . 什么是并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的伸縮比和加速比? (填空題)

　　答案

　　答案要點： 線性伸縮比是指當任務擴大N倍，系統(tǒng)處理和存儲能力也擴大N倍時系統(tǒng)性能不變。線性伸縮比= (小任務在小系統(tǒng)上的運行時間)/(大(N倍)任務在大任務上的運行時間)=1 線性加速比是指當任務不變而系統(tǒng)處理和存儲能力擴大N倍時，系統(tǒng)性能也提高N倍。線性加速比= (小系統(tǒng)上執(zhí)行一個任務的時間)/(大(N倍)系統(tǒng)上執(zhí)行同一任務的時間)=N

　　4 . 并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有哪幾種體系結(jié)構?試比較它們的特點。 (填空題)

　　答案

　　答案要點：從硬件結(jié)構來看，根據(jù)處理機與磁盤、內(nèi)存的相互關系可以將并行計算機分為三種基本的體系結(jié)構： ?共享內(nèi)存結(jié)構(SM); ?共享磁盤結(jié)構(SD); ?無共享資源結(jié)構(SN)。此外還有混合結(jié)構，即整個系統(tǒng)是Shared_Nothing結(jié)構而每個結(jié)點是Shared_Memory結(jié)構。這種結(jié)構綜合了SM與SN的優(yōu)點。 (1) SM并行結(jié)構 SM并行結(jié)構由多個處理機、一個共享內(nèi)存(主存儲器)和多個磁盤存儲器構成。多處理機和共享內(nèi)存由高速通訊網(wǎng)絡連接，每個處理機可直接存取一個或多個磁盤，即所有內(nèi)存與磁盤為所有處理機共享。 (2) SD并行結(jié)構 SD并行結(jié)構由多個具有獨立內(nèi)存的處理機和多個磁盤構成。每個處理機都可以讀寫任何磁盤。 (3) SN并行結(jié)構 SN并行結(jié)構由多個處理節(jié)點構成。每個處理節(jié)點具有自己獨立的處理機、內(nèi)存和磁盤存儲器。多個處理機結(jié)點由高速通信網(wǎng)絡連接。并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構的詳細說明可參考《概論》15.3.1、15.3.2、15.3.3。

　　5 . 闡述并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中并行粒度的概念。 (填空題)

　　答案

　　答案要點： 并行粒度是用來刻畫查詢執(zhí)行的并行程度，有四種并行粒度：不同用戶事務間的并行性、同一事務內(nèi)不同查詢間的并行性、同一查詢內(nèi)不同操作間的并行性和同一操作內(nèi)的并行性。具體說明可參考《概論》15.4.1。

　　6 . 舉例說明水平并行和垂直并行的概念。 (填空題)

　　答案

　　水平并行化指：互相獨立的多個操作或者一個操作內(nèi)互相獨立的多個子操作分別由不同的處理機并行執(zhí)行的形式。如果兩個操作OP1和OP2之間沒有數(shù)據(jù)的依賴關系，這兩個操作可以獨立地并行執(zhí)行。例如圖(a)中對不同表的掃描操作Scan S和Scan P，由不同的處理機并行執(zhí)行就是水平并行化的實例。如果把操作的輸入數(shù)據(jù)分解為多個子集，該操作就可以分成多個獨立的子操作，每個子操作只處理一部分數(shù)據(jù)，這種針對單個操作的并行被稱為操作內(nèi)并行。例如圖(c)中的Scan S和Sort S都被分解成三個子操作，每個子操作只對部分數(shù)據(jù)進行掃描和排序。如果一個操作的輸出流是另一個操作的輸入流，這兩個操作之間就存在著流水線并行性，操作間流水線并行又被直觀地稱為垂直并行。垂直并行化也就是指存在流水線方式依賴關系的操作分別由不同處理機并行執(zhí)行的形式。例如圖(b)中的四個操作都可以采用流水線方式并行執(zhí)行。詳細說明可參考《概論》15.4.2。

　　7 . 并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中并行查詢優(yōu)化的必要性和困難何在? (填空題)

　　答案

　　答案要點： 查詢優(yōu)化始終是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的重要組成部分，查詢優(yōu)化的目標在于提高執(zhí)行效率。由于并行數(shù)據(jù)庫環(huán)境中存在多個處理機，并行查詢優(yōu)化應盡可能地使每個操作并行處理，充分利用系統(tǒng)資源提高并行度來達到提高系統(tǒng)性能的目的。并行查詢優(yōu)化面臨的兩大困難在于：(1) 執(zhí)行計劃的搜索空間十分龐大(2) 執(zhí)行時的某些系統(tǒng)參數(shù)比如CPU數(shù)目、內(nèi)存大小在優(yōu)化時是未知的。具體說明可參考《概論》15.4.4。

　　8 . 試述數(shù)據(jù)劃分在并行查詢處理中的重要性。 (填空題)

　　答案

　　答案要點：數(shù)據(jù)劃分是并行查詢處理的重要基礎。研究和實際表明，數(shù)據(jù)劃分對于并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能具有很大的影響。通過將每個關系的數(shù)據(jù)劃分為小的片段，并把這些小片段均勻地分布在系統(tǒng)的多個磁盤驅(qū)動器上可以降低數(shù)據(jù)的聚集度，使得每個操作能夠由多個處理機來承擔，從而減少查詢的響應時間并提高整個系統(tǒng)的吞吐量。若負載不均，往往會造成多個處理機結(jié)點能力的浪費。所以使用正確的數(shù)據(jù)分布算法以達到負載均衡是并行數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)分布的關鍵問題。具體說明可參考《概論》15.5.1。

　　9 . 并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中有哪幾種常用的數(shù)據(jù)劃分方法? (填空題)

　　答案

　　答案要點：劃分數(shù)據(jù)時可以依據(jù)一個屬性的值，也可以同時依據(jù)多個屬性的值，前者稱為一維數(shù)據(jù)劃分，后者則稱為多維數(shù)據(jù)劃分。一維數(shù)據(jù)劃分方法相對比較簡單，常用的數(shù)據(jù)劃分方法有： ?輪轉(zhuǎn)法 ?Hash法 ?值域劃分法此外，還有用戶定義的劃分法、模式劃分法、Hybrid_Range劃分法等。具體說明可參考《概論》15.5.1。

　　10 . 試述并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別。 (填空題)

　　答案

　　答案要點：分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特別是與SN結(jié)構的并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有很多相似點: ? 它們都是用網(wǎng)絡連接各個數(shù)據(jù)處理結(jié)點; ? 整個網(wǎng)絡中的所有結(jié)點構成一個邏輯上統(tǒng)一的整體; ? 用戶可以對各個結(jié)點上的數(shù)據(jù)進行透明存取等等。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應用目標和具體實現(xiàn)方法不同，使得它們具有很大的不同： ? 應用目標不同并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的目標是充分發(fā)揮并行計算機的優(yōu)勢，利用各個處理機結(jié)點并行地完成任務，提高系統(tǒng)的整體性能。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的目標是實現(xiàn)場地自治和數(shù)據(jù)的全局透明共享，而不要求利用網(wǎng)絡中的各個結(jié)點來提高系統(tǒng)處理性能。 ? 實現(xiàn)方式不同在并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中各結(jié)點間采用高速網(wǎng)絡互連，結(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸代價相對較低，因此當某些結(jié)點處于空閑狀態(tài)時，可以將工作負載過大的結(jié)點上的部分任務通過高速網(wǎng)傳送給空閑結(jié)點處理，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的負載平衡。在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，各結(jié)點間一般采用局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)相連，網(wǎng)絡帶寬較低，點到點的通信開銷較大，因此在查詢處理時一般應盡量減少結(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸量。 ? 各結(jié)點的地位不同在并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，不存在全局應用和局部應用的概念。各結(jié)點是非獨立的。而在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，各結(jié)點除了能通過網(wǎng)絡協(xié)同完成全局事務外，更重要的是各結(jié)點具有場地自治性。

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