練習題解答[第十二章交易管理]

習題題庫 [第十二章：交易管理]
習題12-1
假設你是公司裡的資料庫管理員 (DBA)，公司裡大部分的資料庫應用系統都是執行資料庫的交易，每一筆交易裡包含了記錄的增刪和修改，以及簡單的查詢。你的上司要求你調整一些DBMS 的參數，以提高交易的執行效率。假設你有以下的參數，請描述調整這些參數會如何影響交易的執行效率。 A. LOG_BUFFER_SIZE /* 系統追蹤檔緩衝區的大小 / B. DATA_BUFFER_SIZE / 資料頁緩衝區的大小 / C. CHECKPOINT_INTERVAL / 檢查點的間隔時間 / D. DIRTY_BUFFERSIZE / 記憶體裡最多可有的修改過的資料頁頁數 */
A. 系統追蹤檔緩衝區愈大，愈不會因為系統追蹤檔緩衝區已滿，而強迫將緩衝區裡的硬碟頁寫入硬碟。 B. 資料頁緩衝區愈大，愈不會因為資料頁緩衝區已滿，為空出一個硬碟頁而強迫將緩衝區裡的資料頁寫入硬碟。 C. 檢查點的間隔時間愈長，愈少作檢查點的運算，在系統不當機的情形下，可以提高交易執行效率。 D.記憶體裡最多可有的修改過的資料頁頁數愈多，愈不會因為記憶體的資料被修改太多，而需強迫將緩衝區裡的資料頁寫入硬碟。簡而言之，將這些參數值變大，都有助於提高交易執行效率。

習題題庫 [第十二章：交易管理]

習題12-1

假設你是公司裡的資料庫管理員 (DBA)，公司裡大部分的資料庫應用系統都是執行資料庫的交易，每一筆交易裡包含了記錄的增刪和修改，以及簡單的查詢。你的上司要求你調整一些DBMS 的參數，以提高交易的執行效率。假設你有以下的參數，請描述調整這些參數會如何影響交易的執行效率。
A. LOG_BUFFER_SIZE /* 系統追蹤檔緩衝區的大小 */
B. DATA_BUFFER_SIZE /* 資料頁緩衝區的大小 */
C. CHECKPOINT_INTERVAL /* 檢查點的間隔時間 */
D. DIRTY_BUFFERSIZE /* 記憶體裡最多可有的修改過的資料頁頁數 */

時間

1
2
3
4
5
6
7

begin (T)
read (X, x)
write (5, X)
read (Y, y)
write (10, Y)
write (20, Z)
commit (T)

習題12-3
考慮以下的交易排程：假設資料項的初值如下：X = Y = Z = A = B = C = 0，請問系統復原後，各資料項的值為何？
由於只有T1在當機前Commit，所以復原後T2和T3所執行過的運算全部被還原，因此： X=5, Y=0, Z=15, A=0, B=0, C=0;

習題12-3

考慮以下的交易排程：

假設資料項的初值如下：X = Y = Z = A = B = C = 0，請問系統復原後，各資料項的值為何？

習題12-4
考慮以下的交易排程：假設資料項的初值如下：X = Y = Z = A = B = C = 0，且記憶體夠大，所以作業系統並不主動將緩衝區的資料或追蹤記錄寫回硬碟。請列出在以下時機的資料頁和系統追蹤檔在記憶體和硬碟的內容。 1. 還未執行時 2. 執行 commit (T1) 後 3. 執行checkpoint 後 4. 執行到系統當機前 5. 系統復原後

習題12-4

考慮以下的交易排程：

假設資料項的初值如下：X = Y = Z = A = B = C = 0，且記憶體夠大，所以作業系統並不主動將緩衝區的資料或追蹤記錄寫回硬碟。
請列出在以下時機的資料頁和系統追蹤檔在記憶體和硬碟的內容。
1. 還未執行時
2. 執行 commit (T1) 後
3. 執行checkpoint 後
4. 執行到系統當機前
5. 系統復原後

1. 在未執行時，記憶體與硬碟內容如下：
記憶體硬碟

資料頁 X=Y=Z=A=B=C=D=0

系統追蹤檔

2. 順序1-8：執行commit(T1)前
記憶體硬碟

資料頁 X=5,Y=10,Z=15 X=Y=Z=A=B=C=D=0

系統追蹤檔 T1-begin,r1(X),w1(0,X,5)
T2-begin,r2(Y),w2(0,Y,10)
r1(Z),w1(0,Z,15)

3. 順序9：執行commit(T1)後：將T1-commit前（含）的追蹤記錄寫入硬碟，硬碟值未變
記憶體硬碟

資料頁 X=5,Y=10,Z=15 X=Y=Z=A=B=C=D=0

系統追蹤檔 T1-begin,r1(X),w1(0,X,5)
T2-begin,r2(Y),w2(0,Y,10)
r1(Z),w1(0,Z,15)
T1-commit

4. 順序10-12：執行checkpoint後：將主記憶體和硬碟資料頁同步，並將全部系統追蹤記錄寫入硬碟。
記憶體硬碟

資料頁 X=5,Y=10,Z=15,A=10,
B=0 X=5,Y=10,Z=15,A=10,
B=C=D=0

系統追蹤檔 T1-begin,r1(X),w1(0,X,5)
T2-begin,r2(Y),w2(0,Y,10)
r1(Z),w1(0,Z,15)
T1-commit r2(A),r2(B),w2(0,A,10),checkpoint

5. 順序14-16：執行abort(T2)前(習題12-5-1)：
記憶體硬碟

資料頁 X=5,Y=10,Z=15,A=10
B=30 X=5,Y=10,Z=15,A=10,
B=C=D=0

系統追蹤檔 W2(0,B,30)
T3-begin,r3(C) T1-begin,r1(X),w1(0,X,5)
T2-begin,r2(Y),w2(0,Y,10)
r1(Z),w1(0,Z,15)
T1-commit r2(A),r2(B),w2(0,A,10),checkpoint

6. 順序17：執行abort(T2)後(習題12-5-2)：根據系統追蹤紀錄，會將T2異動過之資料項還原，並將全部系統追蹤記錄寫入硬碟。硬碟值不變。
記憶體硬碟

資料頁 X=5,Y=0,Z=15,A=0
B=0,C=0 X=5,Y=10,Z=15,A=10,
B=C=D=0

系統追蹤檔 T1-begin,r1(X),w1(0,X,5)
T2-begin,r2(Y),w2(0,Y,10)
r1(Z),w1(0,Z,15)
T1-commit r2(A),r2(B),w2(0,A,10),checkpoint
W2(0,B,30)
T3-begin,r3(C)
T2-abort

7. 順序18-20：執行commit(T3)前
記憶體硬碟

資料頁 X=5,Y=0,Z=15,A=50
B=0,C=40 X=5,Y=10,Z=15,A=10,
B=C=D=0

系統追蹤檔 w3(0,C,40),r3(A),
w3(0,A,50) T1-begin,r1(X),w1(0,X,5)
T2-begin,r2(Y),w2(0,Y,10)
r1(Z),w1(0,Z,15)
T1-commit r2(A),r2(B),w2(0,A,10),checkpoint
W2(0,B,30)
T3-begin,r3(C)
T2-abort

8. 順序21：執行commit(T3)後：將T3-commit前（含）的追蹤記錄寫入硬碟。硬碟值不變。
記憶體硬碟

資料頁 X=5,Y=0,Z=15,A=50
B=0,C=40 X=5,Y=10,Z=15,A=10,
B=C=D=0

系統追蹤檔 T1-begin,r1(X),w1(0,X,5)
T2-begin,r2(Y),w2(0,Y,10)
r1(Z),w1(0,Z,15)
T1-commit r2(A),r2(B),w2(0,A,10),checkpoint
W2(0,B,30)
T3-begin,r3(C)
T2-abort
w3(0,C,40),r3(A),w3(0,A,50)
T3-commit

9. 順序22-26：執行flush(Y)前：
記憶體硬碟

資料頁 X=5,Y=8,Z=15,A=50
B=0,C=40,D=10 X=5,Y=10,Z=15,A=10,
B=C=D=0

系統追蹤檔 T4-begin,r4(D),w4(0,D,10)
r4(Y),w4(0,Y,8) T1-begin,r1(X),w1(0,X,5)
T2-begin,r2(Y),w2(0,Y,10)
r1(Z),w1(0,Z,15)
T1-commit r2(A),r2(B),w2(0,A,10),checkpoint
W2(0,B,30)
T3-begin,r3(C)
T2-abort
w3(0,C,40),r3(A),w3(0,A,50)
T3-commit

10. 順序27：執行flush(Y)後(習題12-5-3)：將記憶體中關於Y的資料頁的值與其相對應寫入之系統追蹤記錄（含之前）寫回硬碟。D的異動不變。
記憶體硬碟

資料頁 X=5,Y=8,Z=15,A=50
B=0,C=40,D=10 X=5,Y=8,Z=15,A=10,
B=C=D=0

系統追蹤檔 T1-begin,r1(X),w1(0,X,5)
T2-begin,r2(Y),w2(0,Y,10)
r1(Z),w1(0,Z,15)
T1-commit r2(A),r2(B),w2(0,A,10),checkpoint
W2(0,B,30)
T3-begin,r3(C)
T2-abort
w3(0,C,40),r3(A),w3(0,A,50)
T3-commit
T4-begin, r4(D),w4(0,D,10),r4(Y),w4(0,Y,8)

11. 順序28-29：系統當機前
記憶體硬碟

資料頁 X=5,Y=8,Z=15,A=10
B=0,C=40,D=10 X=5,Y=8,Z=15,A=10,
B=C=D=0

系統追蹤檔 r4(B),w4(50,A,10) T1-begin,r1(X),w1(0,X,5)
T2-begin,r2(Y),w2(0,Y,10)
r1(Z),w1(0,Z,15)
T1-commit r2(A),r2(B),w2(0,A,10),checkpoint
W2(0,B,30)
T3-begin,r3(C)
T2-abort
w3(0,C,40),r3(A),w3(0,A,50)
T3-commit
T4-begin, r4(D),w4(0,D,10),r4(Y),w4(0,Y,8)

順序30：系統當機後，重新開機，完成復原動作後(習題12-5-4)：原主記憶體內容全部消失。從系統追蹤檔checkpoint處開始往後重做，此時checkpoint系統追蹤記錄裡所記載的進行中之交易只有T2。做到T3-begin後，進行中之交易變為{T2,T3}，做到T2-abort後，A, B, 和Y的值還原，所以此時資料為（X=5,Y=0,Z=15,A=0, B=0, C=D=0)，進行中之交易變為{T3}。做到T3-commit後，進行中之交易變為Ø，但做到T4-begin 後，進行中之交易變為{T4}。做到最後一筆系統追蹤記錄後，此時資料為（X=5,Y=8,Z=15,A=50,B=0, C=40, D=10)。接著做Undo，將T4所做過的還原，因此最後資料為（X=5,Y=0,Z=15,A=50,B=0, C=40, D=0)。同學可以檢視一下，其結果同於只做T1, T3。

begin (T1)
read (X, a)
write (a, X)
commit (T1)

begin (T2)
read (X, a)
write (a, X)
commit (T2)

begin (T1)

begin (T2)

read (X, a)

read (X,c)

write (c, X)

write (c, Y)

commit (T1)

commit (T2)

begin (T1)

read (X, a)

read (Y, b)

begin (T2)

read (X,c)

write (a, X)

read (Y,c)

write (c, Y)

commit (T2)

commit (T1)

3 .

begin (T1)

read (X, a)

read (Y, b)

write (a, X)

begin (T2)

read (X,c)

write (b, Y)

read (Y,c)

commit (T2)

commit (T1)

4 .

begin (T1)

read (X, a)

read (Y, b)

write (a, X)

begin (T2)

read (X,c)

read (Y,c)

write (b, Y)

commit (T2)

commit (T1)

begin (T1)

write (X, 200);

begin (T2)

read (X);

commit (T2)

abort (T1)

begin (T1)

read (X);

begin (T2)

read (X);

write (X, 200)

commit (T2)

commit (T1)

begin (T1)

read (X, a);

write (a, X)

begin (T2)

begin (T3)

read (X, b);

read (Z, d);

write(b, Y)

commit(T2)

read(Y, e);

write(e, Z)

write(c, Z)

commit(T3)

commit(T1)

習題12-9
請舉例說明SQL2 的隔離等級之涵義 (READ NCOMMITTED, READ COMMITTED, REPEATABLE READ, SERIALIZABILITY)。

習題12-9

請舉例說明SQL2 的隔離等級之涵義 (READ NCOMMITTED, READ COMMITTED, REPEATABLE READ, SERIALIZABILITY)。

T1:

T2:

Update Product
SET unitPrice=unitPrice+20
WHERE pNo=’b10234’;

Update Product
SET unitPrice=unitPrice+10
WHERE pNo=’b40555’;

硬碟頁動作如下：

Read(n8)

Read(p3)
Write(p3)
Read(n8, temp1)

temp1s(…, …620…)
write(temp1, n8)

硬碟頁動作如下：

Read(n8)
Read(p15)
Write(p15)

Read(n8, temp2)

temp2s(…, …560…)
write(temp2, n8)