正确答案:

题目：在数据库系统中，“事务”是访问数据库并可能更新各种数据项的一个程序执行单元。为了保证数据完整性，要求数据库系统维护事务的原子性、一致性、隔离性和持久性。针对事务的这4种特性，考虑以下的架构设计场景。假设在某一个时刻只有一个活动的事务，为了保证事务的原子性，对于要执行写操作的数据项，数据库系统在磁盘上维护数据库的一个副本，所有的写操作都在数据库副本上执行，而保持原始数据库不变，如果在任一时刻操作不得不中止，系统仅需要删除副本，原数据库没有受到任何影响。这种设计策略称为（1）。事务的一致性要求在没有其他事务并发执行的情况下，事务的执行应该保证数据库的一致性。数据库系统通常采用（2）机制保证单个事务的一致性。事务的隔离性保证操作并发执行后的系统状态与这些操作以某种次序顺序执行（即可串行化执行）后的状态是等价的。两阶段锁协议是实现隔离性的常见方案，该协议（3）。持久性保证一旦事务完成，该事务对数据库所做的所有更新都是永久的，如果事务完成后系统出现故障，则需要通过恢复机制保证事务的持久性。假设在日志中记录所有对数据库的修改操作，将一个事务的所有写操作延迟到事务提交后才执行，则在日志中（4）。当系统发生故障时，如果某个事务已经开始，但没有提交，则该事务应该（5）。

解析：本题主要考查数据库系统架构设计知识。在数据库系统中，“事务”是访问并可能更新各种数据项的一个程序执行单元。为了保证数据完整性，要求数据库系统维护事务的原子性、一致性、隔离性和持久性。题干中第1个架构设计场景描述了数据库设计中为了实现原子性和持久性的最为简单的策略：“影子拷贝”。该策略假设在某一个时刻只有一个活动的事务，首先对数据库做副本（称为影子副本），并在磁盘上维护一个dp_pointer指针，指向数据库的当前副本。对于要执行写操作的数据项，数据库系统在磁盘上维护数据库的一个副本，所有的写操作都在数据库副本上执行，而保持原始数据库不变，如果在任一时刻操作不得不中止，系统仅需要删除新副本，原数据库副本没有受到任何影响。题干中的第2个架构设计场景主要考查考生对事务一致性实现机制的理解。事务的一致性要求在没有其他事务并发执行的情况下，事务的执行应该保证数据库的一致性。数据库系统通常采用完整性约束检查机制保证单个事务的一致性。题干中的第3个架构设计场景主要考查数据库的锁协议。两阶段锁协议是实现事务隔离性的常见方案，该协议通过定义锁的增长和收缩两个阶段约束事务的加锁和解锁过程，能够保证事务的串行化执行，但由于事务不能一次得到所有需要的锁，因此该协议可能会导致死锁。题干中的第4个架构设计场景主要考查数据库的恢复机制，主要描述了基于日志的延迟修改技术（Deferred-ModificationTechruque）的设计与恢复过程。该技术通过在日志中记录所有对数据库的修改操作，将一个事务的所有写操作延迟到事务提交后才执行，日志中需要记录“事务开始”和“事务提交”时间，还需要记录数据项被事务修改后的新值，无须记录数据项被事务修改前的原始值。当系统发生故障时，如果某个事务已经开始，但没有提交，则该事务对数据项的修改尚未体现在数据库中，因此无须做任何恢复动作。

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学习资料的答案和解析：

[单选题]关于诊疗科、医师、患者和治疗观察关系模式如下所示，其中带实下画线的表示主键，带虚下画线的表示外键。（）表示上述关系模式的E-R图。图中，、和分别表示多对多、1对多和1对1的联系。

解析：显然，根据常识，医师和患者之间的关系为多对多的联系，诊疗科和医师之间的关系为1对多的关系。

[单选题]对于关系模式R（X，Y，Z），下列结论错误的是（）

若XY→Z，则X→Z，Y→Z

解析：本题考查函数依赖的推理规则，显然，只有选项D是错误的

[单选题]设关系模式R（U，F），其中，R上的属性集U={A，B，C，D，E}，R上的函数依赖集F=（A→B，DE→B，CB→E，E→A，B→D}。（1）为关系R的候选关键字。分解（2）是无损联接，并保持函数依赖的。

解析：本题考查如何求解候选关键字和对模式分解知识的掌握。候选关键字使用2.1.6规范化理论中的图示法进行求解，对R关系模式画图如图2-14所示。图中C节点为0度节点，所以它必然被包含在候选关键字中，但仅有C节点并不能遍历全图，所以需要加入其他中间节点。若加入B节点，则BC→E，E→A，B→D，能遍历全图。与此同时，加入A、E都能起到同样的效果。所以关系R有3个候选键：BC、EC，AC。接下来是判断模式分解过程中的无损联接与保持函数依赖的问题。这个问题相对来说比较复杂。如果逐个判断每个选项的无损联接与保持函数依赖，无疑工作量是很大的。所以我们可以先观察这些选项有什么特点，通过观察发现A与B选项都存在单个字段的分解。在进行模式分解时，如果出现单字段，同时该字段未在其他分解的子关系模式中出现，并且函数依赖中有此字段的依赖关系，则说明此分解没有保持函数依赖。原因很简单，关于该字段的那个函数依赖，必然在分解中丢失了。所以A与B选项可以先排除。然后判断C与D是否为无损联接。对选项C构造初始的判定表，如表2-14所示。由于A→B，属性A的第1行和第3行相同，可以将第1行b改为a；又由于B→D，属性B的第1行和第3行相同，所以需要将属性D第1行b和第3行b改为同一符号，即取行号值最小的b。修改后的判定表如表2-15所示。反复检查函数依赖集F，无法修改上表，所以选项C是有损联接的。对选项D构造初始的判定表，如表2-16所示。由于A→B，属性A的第1行和第3行相同，可以将第3行b改为a；E→A，属性E的第2行和第3行相同，可以将属性A第2行b改为a；AC→E，属性E的第2行和第3行相同，可以将属性E第1行b改为a；B→D，属性B的第1行和第3行相同，所以需要将属性D第1行b和第3行b，改为同一符号，即取行号值最小的b。E→D，属性E的第1～3行相同，可以将属性D第1行b和第3行b改为a。修改后的判定表如表2-17所示。由于上表第一行全为a，故分解无损。所以本空应选D。

[单选题]由于软、硬件故障可能造成数据库中的数据被破坏，数据库恢复就是（1）。可以有多种方法实现数据库恢复，如定期将数据库作备份；在进行事务处理时，对数据更新（插入、删除、修改）的全部有关内容写入（2）；当系统正常运行时，按一定的时间间隔，设立（3），把内存缓冲区内容还未写入到磁盘中的有关状态记录到该文件中；当发生故障时，根据现场数据内容及相关文件来恢复系统的状态。

解析：数据库恢复是指在数据库中的数据被破坏时，在尽可能短的时间内，把数据库恢复到故障发生前的状态。在进行事务处理时，对数据更新（插入、删除、修改）的全部有关内容写入日志文件；当系统正常运行时，按一定的时间间隔，设立检查点文件，把内存缓冲区内容还未写入到磁盘中的有关状态记录到该文件中；当发生故障时，根据现场数据内容及相关文件来恢复系统的状态。