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@ChuckIsReady 2015-12-24T17:54:05.000000Z 字数 6637 阅读 982

数据库系统概论

未分类

2015年12月24日 16:16:15 ： 增加第二第三章，修改了部分错误

2015年12月24日 00:29:53更新：精简了描述，增加了第五章内容以及之前缺失的内容，修改了部分和书不同的描述，字数下降至5000

第一章 绪论

基本概念

数据 －描述事物的符号的记录称为数据 数据库中存储的基本对

数据库－是长期存储在计算机内有组织的大量的共享的数据集合。

基本特点: 永久存储 有组织 可共享。

数据库管理系统－数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。

主要功能：数据定义功能，数据组织、存储和管理，数据操纵功能，数据库的建立和维护功能，其他功能。

数据库系统 －数据库系统是由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员构成的存储、管理、处理和维护数据的系统

数据管理技术的产生和发展

发展 － 数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系统3个阶段。

数据管理技术各个阶段的特点和缺点

人工管理阶段 － 数据不保存、应用程序管理数据、数据不共享、数据不具有独立性
文件系统阶段－数据可以长期保存，由文件系统管理数据，数据共享性差、冗余度大，数据独立性差
数据库系统阶段－（背）
1. 数据结构化
2. 数据的共享高、冗余度低、易扩充、
3. 数据独立性高
4. 数据由DBMS统一管理和控制

DBMS的数据控制功能 － 数据的安全性保护 、 数据的完整性检查、并发控制、数据库恢复

数据独立性 重点 － 由DBMS的二级映像功能来保证。分为物理独立性，逻辑独立性

物理独立性 － 用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。
逻辑独立性 － 用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的

数据模型 重点

数据模型 － 第一类概念模型，第二类逻辑模型和物理模型
概念模型 － 也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模
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。
物理模型 － 数据底层的抽象，它描述数据在系统内部的表示方法和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方法和存取方法，是面向计算机系统的。

数据模型的三要素 － 数据结构、数据操纵、完整性约束

数据结构－数据结构描述数据库的组成对象以及对象之间的联系。
数据操纵－是指对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合。
数据的完整性约束条件－数据的完整性约束条件是一组完整性规则。数据完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规制，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保护数据的正确性、有效、相容。

概念模型

基本概念 －

  • 实体 - 客观存在宾客相互区别的事物
  • 属性 - 实体具有的某一种特性
  • 码 - 唯一标识实体的属性集
  • 域 - 属性的取值范围
  • 实体型 - 具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质
  • 实体集- 同一类型实体的集合
  • 联系 - 实体内部与其之间的联系

两个实体型之间的联系－一对一联系，一对多联系，多对多联系
概念模型的一种表示方法 － ER图 p17 ER图考试必考，主要是写对联系类型

关系数据模式的优点

  1. 关系模型与非关系模型不同，它是建立在严格的数学概念的基础上的。
  2. 关系模型的概念单一。
  3. 关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性、也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。
    缺点
    由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如非关系数据模型，增加了DBMS的开发难度。

数据库系统模式 重点

模式 － 模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅仅涉及到型（属性名）的描述不涉及到具体的值
数据库系统的三级模式结构－外模式、模式、内模式三级构成

内模式－只有一个-内模式也称为存储模式。它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库的内部的表示方法。

模式 － 只有一个 -是数据库系统模式结构的中间层，既不涉及数据物理的存储细节和硬件环境也与具体的应用程序、所使用的应用开发工具及高级程序设计语言无关。模式是数据库数据在逻辑上的视图，

外模式－可有多个-数据库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，是数据库用户的数据试图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式通常是模式的子集，

数据库的二级映像功能与数据独立性－外模式／模式映像、模式／内模式映像。这两层映像保证了数据库系统中数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

外模式／模式映像 － 定义了外模式与模式之间的对应关系。保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。
模式／内模式映像－定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。保证了数据的物理独立性。

第二章

第三章

子查询的查询条件不依赖于父查询，称为不相关子查询

  1. SELECT[DISTINCT] xxx
  2. FROM xx
  3. WHERE X>Y [XXX BETWEEN 20 AND 30]
  4. GROUP BY XXX HAVING X>Y
  5. ORDER BY XXX ASC/DESC
  7. 更新视图
  8. INSERT INTO XXX
  9. VALUES(XXX,XXX,XXX,XXX);
  11. UPDATE XXX
  12. SET XXX = 22
  13. WHERE X>Y
  15. DELETE XXX 
  16. FROM XXX
  17. [WHERE]
  19. CREATE SCHEMA XXX AUTHORIZATION XXX
  20.     CREATE TABLE XXX1 ( XXX INT PRIMARY KEY,
  21.                         XXX CHAR(2) UNIQUE [REFERENCES XXX2(XXX)],
  22.                         FOREIGN KEY XXX REFERENCES XXX2(XXX)
  23.                         );
  25. ALTER TABLE XXX
  26.  ADD ABC INT;
  27.  ADD UNIQUE(XXX);
  28.  DROP XXX 完整性约束名
  29.  ALTER COLUMN XXX INT
  31. DROP TABLE xxx RESTRICT/CASCADE
  33. CREATE [UNIQUE][CLUSTER] INDEX XXX
  34. ON XXX
  36. CREATE VIEW XXX
  37. AS XXX
  38. SELECT ...
  39. [WITH CHECK OPTION]
  41. INSERT
  42. INTO XXX
  43. VALUES(XXX,XXX)

第四章 安全性

授权语句

  3. GRANT [insert/update/select/all privileges]
  4. ON TABLE XXX
  5. TO USER / PUBLIC
  6. [WITH GRANT OPTION]
  8. REVOKE [insert/update/select/all privileges]
  9. ON TABKE XXX
  10. FROM USER/PUBLIC [CASCADE]
  12. CREATE USER XXX WITH [DBA/ RESOURCE/CONNECT]
  14. CREATE ROLE S1 (类似于一种安全策略)
  16. GRANT XXXX,XX,XX,XX
  17. ON XXX
  18. TO S1
  20. GRANT S1 TO USER1,USER2\
  21. REVOKE S1 FROM USER1,USER2

常用存取控制方法

  • 自主存取控制(Discretionary Access Control ,简 称DAC)
    C2级 灵活
    • 用户对于不同的数据库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，而且用户还可以将其拥有的存取权限转授给其他用户。因此非常灵活。
  • 强制存取控制(Mandatory Access Control, 简称 MAC)
    B1级 严格
    • 每一个数据库对象被标以一定的密级，每一个用户也被授予某一个级别的许可证，对于任意一个对象，只有具有合法许可证的用户才可以存取。因此相对比较严格
      敏感度标记: 绝密-机密-可信-公开

第五章 完整性

为了维护数据库的完整性，DBMS必须能够：
  1. 提供定义完整性约束条件的机制
  2. 提供完整性检查的方法
  3. 违约处理
完整性类型

第六章 关系数据理论

关系模式存在的问题
  1. 数据冗余 核心问题
  2. 更新异常
  3. 插入异常
  4. 删除异常

规范化

  1. 平凡函数依赖
    当关系中属性集合Y是属性集合X的子集时(Y?X)，存在函数依赖X→Y，即一组属性函数决定它的所有子集，这种函数依赖称为平凡函数依赖。
  2. 非平凡函数依赖
    当关系中属性集合Y不是属性集合X的子集时，存在函数依赖X→Y，则称这种函数依赖为非平凡函数依赖。
  3. 完全函数依赖 X-F->Y
    设X,Y是关系R的两个属性集合，X’是X的真子集，存在X→Y，但对每一个X’都有X’!→Y，则称Y完全函数依赖于X。
  4. 部分函数依赖 X-p->Y
    设X,Y是关系R的两个属性集合，存在X→Y，若X’是X的真子集，存在X’→Y，则称Y部分函数依赖于X。
  5. 传递函数依赖X-传递->Y
    设X,Y,Z是关系R中互不相同的属性集合，存在X→Y,Y!→X,,Y→Z，则称Z传递函数依赖于X。

1NF
↓ 消除非主属性对码的部分函数依赖
2NF
↓ 消除非主属性对码的传递函数依赖
3NF
↓ 消除主属性对码的部分和传递函数依赖
BCNF
↓ 消除非平凡且非函数依赖的多值依赖
4NF

候选码、主码

第七章 数据库设计

  1. 跟班作业
  2. 开调查会
  3. 请专人介绍
  4. 询问
  5. 设计调查表请用户填写
  6. 查阅记录

数据字典 － 系统中各类数据描述的集合，包含数据项，数据结构，数据流，数据存储和处理过程

数据项 － 数据项是不可再分的数据单位
数据结构 － 反映了数据之间的组合关系
数据流 － 数据结构在系统内传输的路径
数据存储 － 数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一
处理过程 － 具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述。

  • 作为“属性”，不能再具有需要描述的性质。“属性”必须是不可分的数据项，不能包含其他属性
  • “属性”不能与其他实体具有联系，即E—R图中所表示的联系是实体之间的联系

常用分解方法

  • 水平分解 – 把(基本)关系的元组分为若干子集合, 定义每个子集合为一个子关系,以提高系统的效率。

  • 80/20原则:一个大关系中,经常被使用的数据 只是关系的一部分,约20%,把经常使用的数据分解出来,形成一个子关系,可以减少查询的数据量。

  • 如果关系R上具有n个事务,而且多数事务存取的数据不相交,则R可分解为少于或等于n个子 关系,使每个事务存取的数据对应一个关系。

  • 垂直分解– 把关系模式R的属性分解为若干子集合, 形成若干子关系模式

    • 垂直分解的原则 － 经常在一起使用的属性从R中分解出来形 成一个子关系模式。
    • 垂直分解的优点– 可以提高某些事务的效率
    • 垂直分解的缺点– 可能使另一些事务不得不执行连接操 作,从而降低了效率。
    • 直分解的适用范围 – 取决于分解后R上的所有事务的总效率是 否得到了提高

关系模式

  1. 索引存取方法
  2. 聚簇存取方法
  3. HASH存取方法

第十章 恢复技术

事务 - 用户定义的一个数据库操纵序列
事务的特性 － 一元吃梨cadi

  • 一致性 － 事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态
  • 原子性 － 事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的诸操作要么都做，要么不做
  • 持续性 － 也称永久性，指一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的
  • 隔离性 － 一个事务的执行不能被其他事务干扰
  • 事务内部的故障 - 事务在运行至正常终止点前被停止
  • 系统故障
  • 介质故障 － 指硬故障，例如外存故障。
  • 计算机病毒

对数据库的影响：

  1. 数据库本事被破坏
  2. 数据库本身没有被破坏，但是数据可能不正确
  1. 事务故障的恢复
    1. 反向扫描日志文件，查找该事务的更新操作
    2. 对该事务的更新操作执行逆操作
    3. 继续反向扫描日志文件，查找该事务的其他更新操作，并做同样的处理
    4. 如此处理下去，直至读到此事务的开始标记，事务故障恢复就完成了。
  2. 系统故障的恢复
    1. 正向扫描日志文件，找出在故障发生前已经提交的事务，将其事务标识记入重做队列。同时找出故障发生时尚未完成的事务，将其事务标识记入撤销队列。
    2. 对撤销队列中的各个事务进行撤销处理
    3. 对重做队列中的各个事务进行重做处理。
  3. 介质故障的恢复－ 恢复方法: 重装数据库，然后重做已经完成的事务
    1. 装入最新的数据库后备副本，使数据库恢复到最近一次转储时的一致性状态。
    2. 装入相应的日志文件副本，重做已完成的事务。

第十一章 并发控制

并发控制机制的责任 - 保证事务的隔离性和一致性
- 不一致性 － 丢失修改、不可重复读、读“脏”数据

===
15年简答题增量

·转储是指DBA---数据库管理员---将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程。
转储方法 静态转储与动态转储 海量转储与增量转储
静态转储
在系统中无运行事务时进行转储，转储开始时数据库处于一致性状态，转储期间不允许对数据库的任何存取、修改活动。
优点：实现简单，
缺点：降低了数据库的可用性：转储必须等用户事务结束，新的事务必须等转储结束。

动态转储
转储操作与用户事务并发进行，转储期间允许对数据库进行存取或修改。
优点：不用等待正在运行的用户事务结束，不会影响新事务的运行。
缺点：不能保证副本中的数据正确有效

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