一、分析说明题
图 1 TiDB与OceanBase特性比较
近年来，随着5G、云计算、人工智能、区块链等新技术的发展，以及突如其来的疫情催化，各行各业对于数字化转型升级的需求越来越迫切。数字化转型离不开强大的IT基础设施，更离不开基础软件的支持。但一个不得不面对的现实是，国内基础软件95%以上的市场份额仍被国外商用或开源软件所占据。
我国产业中存在一些“卡脖子”的技术问题，特别是芯片、发动机、材料、数控机床、工业软件等领域存在短板，一些关键零部件、关键装备依赖国外。别人一制裁我们，我们国民经济中的一些关键部分就会受到重大影响。造成这种现象的主要原因是我国科技创新的能力还不够强，特别是在关键核心技术领域还缺少重大突破，原创能力、特别是从零到一的技术，我们还掌握得太少。
要发展国产数据库，就要加强基础研究，提升原创能力。
首先要加强基础研究和应用基础研究，要增强基础研究的经费、人员和平台。
既要“补短板”，也要“筑长板”。“补短板”就是奔着最紧急、最紧迫的问题去，提出科学方法、科学答案。“筑长板”就是向前看，需要有预见性，甚至在“无人区”要及早部署研究，使中国经济在向前发展的过程中得到最关键的科技支撑。
此外，对于如何解决卡脖子问题，国家已有重大部署。多个中央文件都提出要强化国家战略科技力量、健全新型举国体制，这其实就是我们解决“卡脖子”问题的抓手，要以国家实验室为抓手，汇聚大学、科研机构、企业等科研力量来组成攻关团队，形成国家战略科技力量的体系。
二、DBMS软件动手实践题
- PostgreSQL及pgAdmin4的安装
在官网下载最新版安装包并运行，但遇到以下乱码报错的问题。
图 2 乱码报错
查询后发现报错原因是主机名包含中文，更改为全英文名称后，能正常安装。
图 3 正常安装
安装过程中选择将pgAdmin 4一并安装。
图 4 pgAdmin 4安装
- 使用pgAdmin 4管理数据库
- 启动pgAdmin 4并连接数据库服务器。
图 5 连接服务器
- 查看各类对象，如模式、表、视图、函数、存储过程、触发器等。每一种都可以通过pgAdmin 4方便地进行操作。
图 6 各类对象
- 以教材为例，创建数据库。
图 7 创建名为CurriculaDB的数据库
- 在数据库下创建表。
图 8 创建名为Plan的表
- 在表中添加列并定义列属性，如列名、数据类型、是否允许为空等。
图 9 定义列属性
- 数据完整性定义，以图8中CoursePlanID为例，这是一个代理键。除了将其取值类型设置为“Serial”，定义其为主键外，还需要对其创建唯一性索引，以满足实体完整性。
图 10 定义代理键
- 创建完成的表可在表的属性里查看。
图 11 表创建完成
三、PostgreSQL具体如何存储元数据
PostgreSQL采用客户端/服务器的架构提供服务，整个系统由连接管理系统、编译执行系统、存储管理系统、事务系统、系统表五部分组成。其中系统表负责管理PostgreSQL数据库的元数据信息，包括数据库对象信息和数据库管理控制信息。数据库初始化的时候，会自动创建pg_default和pg_global两个表空间，其中pg_global用于存放系统表。
查阅PostgreSQL官方文档的System Catalogs条目，我们发现系统表数目相当多。
如pg_class，记录了数据库中的表，索引，序列，视图。其中比较重要字段有：①relname ：表，索引，视图等的名字；②relnamespace：包含这个关系的名字空间的OID，对应pg_namespace.oid；③relkind：r = 普通表，i = 索引，S = 序列，v =视图，c =复合类型，s = 特殊，t = TOAST表。
又如pg_type，记录了数据库有关数据类型的信息。其中比较重要的字段有：①typname:数据类型名字；②typlen：对于定长类型，typlen是该类型内部表现形式的字节数目。对于变长类型，typlen是负数。-1表示一种“变长”类型（有长度字属性的数据），-2表示这是一个NULL结尾的C字串。
通过SQL Shell，我们可以更直观地理解关系表。输入服务器、数据库、端口号、用户及密码，登录到CurriculaDB。
图 12 登陆到对应的数据库
使用命令\d tablename，可以查看对应的表的内容。
图 13 查看pg_class
图 14 查看pg_type
以上文建好的CurriculaDB数据库为例，使用命令查看表Plan的relkind（表类型），查询结果为r（普通表）。说明数据库的元数据确实存放于系统表中。
图 15 查询Plan的relkind