數(shù)據(jù)庫原理知識點總結(jié)精華

1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述一、有關(guān)概念四個基本概念1 .數(shù)據(jù)（Data）:數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象2 .數(shù)據(jù)庫的定義：數(shù)據(jù)庫（Database簡稱DB）是長期儲存在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合3 .數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（簡稱DBMS）:位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件（系統(tǒng)軟件）。用途:科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)；高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)4 要功能：1.數(shù)據(jù)定義功能2.數(shù)據(jù)操作功能3.數(shù)據(jù)庫的事務(wù)管理和運行管理功能4.數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能5.數(shù)據(jù)的組織，存儲和管理功能6.其他功能4 .數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem,簡稱DBS）:指在計算機系統(tǒng)中弓I入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)桌面DBMSAccess,

2、VFP客戶機/服務(wù)器型DBMSSQLServer,Oracle,MySQL,DB25 .數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）應(yīng)用系統(tǒng)口數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）和用戶二、數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展1 .數(shù)據(jù)管理的三個階段人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的特點如下1數(shù)據(jù)共享性高、冗余少；2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化；3數(shù)據(jù)獨立性高；4由DBMS進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)控制功能3 .數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能1數(shù)據(jù)定義功能2數(shù)據(jù)操作功能3數(shù)據(jù)庫的事務(wù)管理和運行管理功能4數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能5數(shù)據(jù)的組織，存儲和管理功能6其他功能4 .DBMS可以對數(shù)據(jù)提供哪些控制功能？數(shù)據(jù)的安全性（S

3、ecurity）保護(hù):保護(hù)數(shù)據(jù)，以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞。數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查:將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關(guān)系。并發(fā)（Concurrency）控制:對多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯誤的結(jié)果。數(shù)據(jù)庫恢復(fù)（Recovery）:將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。數(shù)據(jù)模型用來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)和信息的工具。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)的模擬。數(shù)據(jù)模型三要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)操作，數(shù)據(jù)的完整性約束。數(shù)據(jù)模型分為概念模型、邏輯模型和物理模型3個方面。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是所研究的對象類型的集合，它是刻畫一個數(shù)據(jù)

4、模型性質(zhì)最重要的方面；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述數(shù)據(jù)操作：對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)允許執(zhí)行的操作及有關(guān)的操作規(guī)則；對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的操作主要有查詢和更改（包括插入、修改、刪除）；數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述數(shù)據(jù)的約束條件：數(shù)據(jù)及其聯(lián)系應(yīng)該滿足的條件限制概念模型一、模型的三個世界1.現(xiàn)實世界2.信息世界：即根據(jù)需求分析畫概念模型（即E-R圖），E-R圖與DBMS無關(guān)。3.機器世界：將E-R圖轉(zhuǎn)換為某一種數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)模型與DBMS相關(guān)。注意：信息世界又稱概念模型，機器世界又稱數(shù)據(jù)模型二、實體及屬性1）關(guān)系：一個關(guān)系對應(yīng)通常說的一個表2）元組：表中的每一行數(shù)據(jù)稱作一個元組3）屬性：表中的每一列，列可以命

5、名稱屬性名4）碼：也譯為碼鍵，表中的某個屬性或?qū)傩越M，它可以是唯一的確定一個元組。域：屬性的取值范圍6）分量：元組中的一個屬性值7）關(guān)系模式：對關(guān)系的描述，表示為：關(guān)系名（屬性1,屬性2，屬性n）注：關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化的，滿足最一定的規(guī)范條件，關(guān)系的每一個分量必須是一個不可分割的數(shù)據(jù)項。實體型：即二維表的結(jié)構(gòu)例student（no,name,sex,age,dept）5.實體集：即整個二維表三、實體間的聯(lián)系：1 .兩實體集間實體之間的聯(lián)系1: 1聯(lián)系1:n聯(lián)系m:n聯(lián)系2 .同一實體集內(nèi)實體之間的聯(lián)系1: 1聯(lián)系1:n聯(lián)系m:n聯(lián)系四、概念模型（常用E-R圖表示）說明：E-R圖作為用

6、戶與開發(fā)人員的中間語言。E-R圖可以等價轉(zhuǎn)換為層次、網(wǎng)狀、關(guān)系模型。舉例：學(xué)校有若干個系，每個系有若干班級和教研室，每個教研室有若干教員，其中有的教授和副教授每人各帶若干研究生。每個班有若干學(xué)生，每個學(xué)生選修若干課程，每門課程有若干學(xué)生選修。用E-R圖畫出概念模型。數(shù)據(jù)模型一、層次模型：用樹型結(jié)構(gòu)表示實體之間的聯(lián)系。每個結(jié)點代表一個實體型。只能直接處理一對多（含一對一）的實體關(guān)系。查找層次數(shù)據(jù)庫中的記錄，速度較慢。二、網(wǎng)狀模型：用圖結(jié)構(gòu)表示實體之間的聯(lián)系。每個結(jié)點代表一個實體型?？梢蕴幚矶鄬Χ嗟膶嶓w關(guān)系。查找網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫中的記錄，速度最快。三、關(guān)系模型：用二維表表示實體之間的聯(lián)系。1 .重要術(shù)語

7、：關(guān)系：一個關(guān)系就是一個二維表；元組：二維表的一行，即實體；關(guān)系模式：在實體型的基礎(chǔ)上，注明主碼。關(guān)系模型：指一個數(shù)據(jù)庫中全部二維表結(jié)構(gòu)的集合。2 .特點：關(guān)系模型是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ)上的；關(guān)系模型的存取路徑對用戶透明；查找關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的記錄，速度最慢。關(guān)系模型的數(shù)據(jù)完整性約束實體完整性參照完整性用戶定義的完整性關(guān)系完整性規(guī)則實體完整性規(guī)則主碼的屬性值不能為空值。因為如果出現(xiàn)空值，那么主碼就無法保證元組的唯一性。參照完整性規(guī)則在關(guān)系模式中實體以及實體之間的聯(lián)系是用關(guān)系來描述的，所以自然存在著關(guān)系與關(guān)系之間的聯(lián)系，而關(guān)系之間的聯(lián)系是靠公共屬性實現(xiàn)的，如果這個公共屬性是一個關(guān)系R1的主碼，

8、那么在另一個與它有聯(lián)系的關(guān)系R2中就稱為外碼。參照完整性規(guī)則告訴我們外碼的取值只有兩種可能，要么是空值，要么等于R1中某個元組的主碼值。用戶定義完整性反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求。小結(jié)：數(shù)據(jù)有三種類型，DBMS就有三種類型，DB亦有三種類型。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)單機結(jié)構(gòu)：DBMS、數(shù)據(jù)庫、開發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)安裝在一臺計算機上。C/S結(jié)構(gòu)：局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)客戶機：裝開發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器：裝DBMS、數(shù)據(jù)庫B/S結(jié)構(gòu)：Internet結(jié)構(gòu)IE即可服務(wù)器：裝DBMS、數(shù)據(jù)庫、開發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)客戶機：裝三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)3 .三級模式模式:是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的

9、邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。模式只涉及數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)；模式既不涉及應(yīng)用程序，又不涉及數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的存儲；外模式:是模式的一個子集，是與某一個應(yīng)用程序有關(guān)的邏輯表示。特點：一個應(yīng)用程序只能使用一個外模式，但同一個外模式可為多個應(yīng)用程序使用。內(nèi)模式（一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式）:描述數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的存儲，但不涉及物理記錄。4 .兩級映象外模式/模式映象：定義了外模型與模式之間的對應(yīng)關(guān)系（可以有多個），保證數(shù)據(jù)庫的邏輯獨立性；模式/內(nèi)模式映象：定義了模式與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系（唯一的），保證數(shù)據(jù)庫的物理獨立性；5 .兩級映象的意義通過二級映像，可以使數(shù)據(jù)庫有較高的數(shù)據(jù)獨立性，也可以是邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)獨立性，也可

10、以使邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)得以分離，換來了用戶使用數(shù)據(jù)庫的方便。使數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用系統(tǒng)完全分開，數(shù)據(jù)庫改變時，應(yīng)用系統(tǒng)不必改變。數(shù)據(jù)的存取完全由DBMS管理，用戶不必考慮存取路徑。關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言分為關(guān)系代數(shù)、關(guān)系演算和結(jié)構(gòu)化查詢語言三大類。關(guān)系的5種基本操作是選擇、投影、并、差、笛卡爾積。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點（關(guān)系數(shù)據(jù)模型的特點）優(yōu)點1）建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念基礎(chǔ)上2）概念單一，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單清晰，易懂易用3）關(guān)系模型為存儲路徑對用戶透明，從而具有更好的數(shù)據(jù)獨立性，更好的安全保密性，也簡化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫開發(fā)建立的工作缺點：存儲路徑對用戶透明導(dǎo)致查詢效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型三級模式優(yōu)點是對數(shù)據(jù)的三個抽

11、象級別，它把數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMS管理，使用戶能邏輯的抽象的處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計算機中的表示和存儲為了能在內(nèi)部實現(xiàn)這3個抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在這三級模式之間提供了二層映像，外/模和模/內(nèi)保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能有較高的邏輯獨立性和物理獨立性數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理員有三個主要工作i）數(shù)據(jù)庫設(shè)計ii）數(shù)據(jù)庫維護(hù)值）改善系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)效率1 .DBMS的功能：負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理與控制。數(shù)據(jù)定義即定義數(shù)據(jù)庫中各對象的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)操縱：包括對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢、插入、刪除、修改等操作。數(shù)據(jù)控制：包括安全性控制、完整性控制、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。2 .DBMS的組成：lDD

12、L語言JDML語言DCL語言J實用程序注意：SQL集DDL,DML,DCL功能于一體；所有應(yīng)用程序通過SQL語句才能訪問數(shù)據(jù)庫一、基本概念1 .碼：能唯一標(biāo)識元組的屬性集。2 .候選碼：一個屬性集既能唯一標(biāo)識元組，且又不含有多余屬性，一個關(guān)系模式可以有多個候選碼。3 .主碼：任選候選碼中的一個。4 .主屬性：主碼中包含的各個屬性。5 .非主屬性：不包含在主碼中的各個屬性。6 .外碼：設(shè)F是關(guān)系R的一個屬性，不是R的主碼，但卻是另一個關(guān)系S的主碼，則稱F是關(guān)系R的外碼。闡述DBA的職責(zé)。決定數(shù)據(jù)庫的中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)決定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)和存取策略決定數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的使

13、用和運行數(shù)據(jù)庫的改進(jìn)和重組重構(gòu)定期對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行重組織，以提高系統(tǒng)的性能日志文件需要登記的內(nèi)容包括哪些？各個事物白開始（BEGINTRANSACTION）標(biāo)記；各個事物白結(jié)束（COMMIT或ROLLBACK）標(biāo)記；各個事物的所有更新操作。日志文件的作用有哪些？事物故障恢復(fù)和系統(tǒng)故障恢復(fù)必須用日志文件；在動態(tài)轉(zhuǎn)儲方式中必須建立日志文件，后備副本和日志文件結(jié)合起來才能有效地恢復(fù)數(shù)據(jù)庫；在靜態(tài)轉(zhuǎn)儲方式中，也可以建立日志文件。關(guān)系模式的規(guī)范化一個好的關(guān)系模式應(yīng)滿足：冗余應(yīng)盡可能少應(yīng)盡可能避免插入、刪除異常消去關(guān)系中不合適的屬性依賴關(guān)系。二、范式什么叫范式？指一個關(guān)系的非主屬性函數(shù)依賴于主碼的程度。什么叫

14、關(guān)系規(guī)范化？指一個關(guān)系從低級范式向高級范式的轉(zhuǎn)換過程。1NF=2NF=3NF=BCNF=4NF=5NF應(yīng)用：關(guān)系規(guī)范化理論應(yīng)用在邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段。三、關(guān)系模式的規(guī)范化7 .第一范式（1NF）定義：若關(guān)系R的所有屬性不能再分，則R?1NF存在問題原因：存在非主屬性對主碼的部分依賴。解決辦法：消除非主屬性對主碼的部分依賴，將關(guān)系R一分為二，將滿足完全依賴的屬性集組成一個關(guān)系；將滿足部分依賴的屬性集組成另一個關(guān)系；8 .第二范式（2NF）定義：若關(guān)系R?1NF,且它的每個非主屬性都完全依賴于主碼，則稱R?2NF存在問題：冗余大：R1必要冗余，R2冗余可以修改。修改麻煩插入異常：如新來的教師沒有上課，

15、則該教師的信息就沒辦法插入R2表中。刪除異常：若某位教師只授一門課，當(dāng)該門課不開時，該教師的信息亦被刪除。原因：存在非主屬性對主碼的傳遞依賴。傳遞依賴必須有兩個非主屬性解決辦法：將R2一分為二9 .第三范式（3NF）定義：若關(guān)系R?2NF,且它的每個非主屬性都不傳遞依賴于主碼，則稱R?3NE規(guī)范化過程非規(guī)范關(guān)系J使每個屬性都不能再分1NFJ消去非主屬性對主碼的部分依賴2NFJ消去非主屬性對主碼的傳遞依賴3NF10 結(jié)論若R?1NF,且主碼只含一個屬性，則R一定為2NF。若R?2NF,且只有01個非主屬性，則R一定為3NF3NF一般控制了數(shù)據(jù)冗余，一般避免了操作異常。范式并非越高越好，適可而止。

16、數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計必須遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計和行為設(shè)計相結(jié)合的原則。一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟需求分析：了解分析用戶的需要、要求(信息要求、處理要求、安全性與完整性要求)。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)需求分析的結(jié)果畫概念模型(即E-R圖)。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計：將E-R圖轉(zhuǎn)換為某一種數(shù)據(jù)模型，并優(yōu)化。物理結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫實施數(shù)據(jù)庫運行與恢復(fù)數(shù)據(jù)字典主要包括數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲和處理過程五個部分。三種常用抽象方法是分類、聚集和概括。局部E-R圖之間的沖突主要表現(xiàn)在屬性沖突、命名沖突和結(jié)構(gòu)沖突三個方面。數(shù)據(jù)庫常用的存取方法包括索引方法、聚簇方法和HASH方法三種。確定數(shù)據(jù)存放位置和存儲結(jié)構(gòu)需要考慮的因素主要有：存取時

17、間、存儲空間利用率和維護(hù)代生等。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計一、局部E-R圖設(shè)計1 .確定局部范圍通常把系統(tǒng)涉及的各個部門或各個主要功能作為局部。2 .確定實體與屬性屬性是不能再分的數(shù)據(jù)項；聯(lián)系只發(fā)生在兩實體之間；原則上，能夠作為屬性，就不要作為實體。二、合并成總體E-R圖1 .消除各局部E-R圖的沖突問題。2 .按公共實體名合并，生成初步E-R圖。3 .消除冗余的屬性和冗余的聯(lián)系，生成總體E-R圖。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計一、聯(lián)系的屬性和主碼(1)聯(lián)系的屬性：必須包含相關(guān)聯(lián)的各實體型的主碼。(2)聯(lián)系的主碼1: 1聯(lián)系：可以是相關(guān)聯(lián)的任一實體型的主碼。2: n聯(lián)系：必須是n方實體型的主碼。mn聯(lián)系：必須是相關(guān)聯(lián)的各實體

18、型的主碼之和。二、E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換(1)把每個實體型轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。(2) 1:1聯(lián)系：可以消化到相關(guān)聯(lián)的任一實體型對應(yīng)的關(guān)系模式中。(3) 1:n聯(lián)系：可以消化到n方實體名對應(yīng)的關(guān)系模式中。(4) m：n聯(lián)系：必須轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式，并且不能消化。(5) 多元聯(lián)系：不能消化物理結(jié)構(gòu)設(shè)計與數(shù)據(jù)庫實施1 .物理結(jié)構(gòu)設(shè)計在邏輯設(shè)計的基礎(chǔ)上，為每個關(guān)系模式選擇合適的存儲結(jié)構(gòu)與存儲方式。選擇存儲結(jié)構(gòu)：即決定每個表的記錄順序。選擇存取方式：即決定為哪些屬性建立非聚集索引，以便加快查找速度。一般把經(jīng)常查詢的屬性名指定為非聚集索引。2 .數(shù)據(jù)庫實施主要工作：定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu);組織數(shù)據(jù)入庫;編寫應(yīng)用

19、程序;數(shù)據(jù)庫試運行;創(chuàng)建和使用數(shù)據(jù)庫一、數(shù)據(jù)庫文件1 .一個數(shù)據(jù)庫至少有一個主要數(shù)據(jù)文件和一個事務(wù)日志文件。如果數(shù)據(jù)庫很大，可以使用一個主要數(shù)據(jù)文件、多個次要數(shù)據(jù)文件和多個事務(wù)日志文件。主數(shù)據(jù)文件(.mdf)事務(wù)日志文件(.ldf):用來記錄對數(shù)據(jù)庫對象的所有更新操作。2 .系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫Master數(shù)據(jù)庫、Model數(shù)據(jù)庫二、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫1 .打開數(shù)據(jù)庫：Use數(shù)據(jù)庫名2 .刪除數(shù)據(jù)庫：Dropdatabase數(shù)據(jù)庫名三、修改數(shù)據(jù)庫1 .分離和附加數(shù)據(jù)庫2 .備份和還原數(shù)據(jù)庫3 .數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出DBMS對數(shù)據(jù)庫的安全保護(hù)功能是通過四方面實現(xiàn)的，即安全性控制、完整性控制、并發(fā)性控制和數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。寶

20、整性控數(shù)據(jù)庫的完整性是指保護(hù)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性.防止錯誤的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫造成無效操作。關(guān)系模型的完整性包括實體完整性，參照完整性和用戶定義完整性。對于違反實體完整性和用戶定義完整性規(guī)則的操作一般都是采用拒絕執(zhí)行的方式進(jìn)行處理。完整性約束條件的作用對象可以是表、元組和列。事務(wù)處理故障種類事務(wù)內(nèi)部的故障、系統(tǒng)故障、介質(zhì)故障恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù)(1)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲：轉(zhuǎn)儲狀態(tài)、轉(zhuǎn)儲方式(2)日志：基本格式和內(nèi)容、日志的作用、登記日志文件并發(fā)控制1 .問題：丟失修改、不可重復(fù)讀、讀“臟”數(shù)據(jù)2 .封鎖共享鎖、排它鎖1 .什么叫事務(wù)？事務(wù)是用戶定義的一組操作序列。 事務(wù)是并發(fā)控制的基本單位。 一個事

21、務(wù)包含的諸操作要么都執(zhí)行，要么都不執(zhí)行。1 .事務(wù)的屬性原子性：事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位，一個事務(wù)的諸操作要么都做，要么都不做。一致性：指事務(wù)執(zhí)行前后必須保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的邏輯一致性。一致性和原子性是密切相關(guān)的。隔離性：指并發(fā)執(zhí)行的各個事務(wù)之間不能互相干擾。持續(xù)性：又稱為持久性或永久性，是指一個事務(wù)的操作提交后，其對數(shù)據(jù)庫的改變是永久的，屬于物理的而非邏輯的。數(shù)據(jù)的鎖定一、并發(fā)操作與數(shù)據(jù)不一致性2 .數(shù)據(jù)不一致性包括三類丟失修改：指事務(wù)1與事務(wù)2從數(shù)據(jù)庫中讀入同一數(shù)據(jù)并修改，事務(wù)2的提交結(jié)果破壞事務(wù)1提交的結(jié)果，導(dǎo)致事務(wù)1的修改被丟失。不可重復(fù)讀：指事務(wù)1讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)2執(zhí)行更新操作，使事務(wù)1無

22、法再現(xiàn)前一次讀取結(jié)果。讀臟數(shù)據(jù)：指事務(wù)1修改某一數(shù)據(jù)后，事務(wù)2讀取該數(shù)據(jù)，事務(wù)1由于某種原因被撤銷，這時數(shù)據(jù)又恢復(fù)到原值，事務(wù)2讀到的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不一致，稱為“臟”數(shù)據(jù)。產(chǎn)生“幽靈”數(shù)據(jù)：指當(dāng)事務(wù)T1按一定條件從數(shù)據(jù)庫中讀取了某些數(shù)據(jù)記錄后，事務(wù)T2刪除了其中的部分記錄，或者在其中添加了部分記錄，則當(dāng)T1再次按相同條件讀取數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)其中莫名其妙地少了(對刪除)或多了(對插入)一些記錄。這樣的數(shù)據(jù)對T1來說就是“幽靈”數(shù)據(jù)或稱“幻影”數(shù)據(jù)。3 .產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致性的原因并發(fā)操作破壞了事務(wù)的隔離性。二、并發(fā)控制的目標(biāo)、方法1 .目標(biāo)：確保DB中的數(shù)據(jù)一致性。2 .并發(fā)事務(wù)正確性的原則幾個事

23、務(wù)的并發(fā)執(zhí)行是正確的，當(dāng)且僅當(dāng)其結(jié)果與任何一個串行執(zhí)行的結(jié)果相同。3 .并發(fā)控制的方法DBMS一般采用“封鎖”技術(shù)，保證并發(fā)操作的可串行化。一、封鎖(Locking)1 .什么叫封鎖？SQLServer自動強制封鎖，并且會將封鎖粒度控制在合適的級別，用戶不必考慮封鎖問題。2 .封鎖類型排它鎖(X鎖)：事務(wù)T對數(shù)據(jù)A加X鎖，其它事務(wù)不能再對A加鎖，即其它事務(wù)不能J讀取和修改A。共享鎖(S鎖)：事務(wù)T對數(shù)據(jù)A加S鎖，其它事務(wù)只能再對A加S鎖，即其它事務(wù)只能讀A,不能修改A。3 .封鎖粒度封鎖對象可以是屬性列、元組、關(guān)系、整個數(shù)據(jù)庫。封鎖對象的大小稱為封鎖粒度。封鎖粒度越小，并發(fā)度越高，但并發(fā)控制的

24、開銷越大。4 .封鎖協(xié)議事務(wù)T在修改數(shù)據(jù)A之前，必須對其加X鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放。事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)A之前，必須對其加S鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放。遵循封鎖協(xié)議，可以解決三種數(shù)據(jù)不一致性問題：丟失修f問題不打重復(fù)讀讀“臟”數(shù)A四、死鎖和活鎖封鎖技術(shù)可以解決并發(fā)操作的不一致性問題，但也帶來新的問題，即死鎖和活鎖。1 .死鎖：定義：兩個事務(wù)已經(jīng)各自鎖定一個數(shù)據(jù)，但是又要訪問被對方鎖定的數(shù)據(jù)，造成了循環(huán)等待，稱為死鎖。避免死鎖的方法：順序封鎖法：若規(guī)定封鎖順序為AB,則T1,T2只能先封鎖A,再圭鎖Bo2 .活鎖：定義：若多個事務(wù)請求封鎖同一個數(shù)據(jù)時，其中的某個事務(wù)總處于等待狀態(tài)，則稱為活鎖。避免活鎖的

25、方法：先來先服務(wù)一級封鎖協(xié)議(1)事務(wù)T在修改數(shù)據(jù)R之前必須先對其加X鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放(2)解決的問題：防止丟失修改二級封鎖協(xié)議(1) 一級封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R前必須先對其加S鎖，讀完后即可釋放S鎖(2)解決的問題：防止丟失修改、防止讀“臟”數(shù)據(jù)三級封鎖協(xié)議(1)一級封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R前必須先對其加S鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放。(2)解決的問題：防止丟失修改、防止讀“臟”數(shù)據(jù)、防止不可重復(fù)讀預(yù)防死鎖兩種方法：一次封鎖法、順序封鎖法死鎖的診斷：超時法，等待圖法死鎖的解除：選擇一個處理死鎖代價最小的事務(wù)，將其撤消，釋放此事務(wù)持有的所有鎖，使其它事務(wù)得以繼續(xù)進(jìn)行下去。數(shù)據(jù)庫的

26、恢復(fù)數(shù)據(jù)庫運行故障：事務(wù)故障（可以利用日志文件撤消此事務(wù)對數(shù)據(jù)庫已進(jìn)行的修改）系統(tǒng)故障介質(zhì)故障（重裝數(shù)據(jù)庫，然后利用備份或鏡像設(shè)備恢復(fù)數(shù)據(jù)庫。）索引索引可以分為唯一索引、非唯一索引和聚簇索引三種類型一、索引的概念：如果把數(shù)據(jù)表比作一本書，那么表的索引就是這本書的目錄?？梢?，索引使用戶能快速訪問數(shù)據(jù)表的特定信息。索引包括兩項：索引字段值、原記錄號索引必須依附于某個基本表，不能單獨存在。二、索引的類型：聚集索引：影響數(shù)據(jù)表的記錄順序非聚集索引：不會影響數(shù)據(jù)表的記錄順序注：一個表只能建立一個聚集索引，但可以建立若干個非聚集索引。DBMS常用存取方法：索引方法，目前主要是B+樹索引方法聚簇（Clust

27、er）方法HASH方法視圖一、視圖的特點：視圖只有結(jié)構(gòu)，沒有記錄，是虛表；一個視圖總對應(yīng)著一個select語句；對視圖的查詢、更新，實際上是對基本表的查詢、更新。數(shù)據(jù)庫安全性控制的常用方法有哪些？用戶標(biāo)識和鑒定：是數(shù)據(jù)庫訪問控制的最外層安全保護(hù)措施，通過用戶標(biāo)識和口令實現(xiàn)。存取控制：通過用戶權(quán)限定義和合法權(quán)限檢查機制共同構(gòu)成DBMS的安全子系統(tǒng)視囪：可在一定程度上對保密數(shù)據(jù)提供隱藏保護(hù)。盅止:用于記錄用戶對數(shù)據(jù)庫的所有操作以便事后跟蹤和追溯。加密存儲：對高度機密的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，是防止數(shù)據(jù)在存儲和傳輸過程中失密的有效手段。恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲（動態(tài)海量轉(zhuǎn)儲，動態(tài)增量轉(zhuǎn)儲，靜態(tài)海量轉(zhuǎn)儲，靜態(tài)

28、增量轉(zhuǎn)儲）登記日志文件故障的種類及其影響以及相應(yīng)的恢復(fù)策略1、事務(wù)內(nèi)部故障的恢復(fù)：事務(wù)內(nèi)部故障的恢復(fù)由DBMS自動完成，對用戶而言是透明的。DBMS執(zhí)行的恢復(fù)步驟如下：（1）反向掃描文件日志（即從后向前掃描日志文件），查找該事務(wù)的更新操作。（2）對該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作，即將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫。（3）繼續(xù)反向掃描日志文件，進(jìn)行同樣的處理。（4）如此繼續(xù)下去，直至獨到此事務(wù)的開始標(biāo)記，該事務(wù)故障恢復(fù)就完成了。2、系統(tǒng)故障的恢復(fù)：會造成數(shù)據(jù)庫處于不一致的狀態(tài)，主要是一方面，為完成事務(wù)對數(shù)據(jù)庫所做的更新可能已寫入數(shù)據(jù)庫；另一方面，已提交事務(wù)對數(shù)據(jù)庫做的更新可能尚留在緩沖區(qū)，未能及

29、時寫入數(shù)據(jù)庫。因此恢復(fù)操作就是撤銷（UNDO）故障發(fā)生時為完成的事務(wù)，重做（REDO）已完成的事務(wù)。恢復(fù)步驟如下：（1）正向掃描日志文件，找出在故障發(fā)生之前已經(jīng)提交的事務(wù)隊列（REDO隊列）和為完成的事務(wù)隊列（UNDO隊列）。（2）對于撤銷隊列中的各個事務(wù)進(jìn)行UNDO處理。進(jìn)行UNDO處理的方法是：反向掃描日志文件，對每個UNDO事務(wù)的過呢更新操作執(zhí)行逆操作，即將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫中。（3）對重做隊列中的各個事務(wù)進(jìn)行REDO處理。進(jìn)行REDO處理的方法是：正向掃描日志文件，對每個REDO事務(wù)重新執(zhí)行日志文件中所登記的操作，激將日志記錄中“更新后的值”寫入數(shù)據(jù)庫。3、截至故障的恢

30、復(fù)：恢復(fù)方法是重裝數(shù)據(jù)庫，然后重做已完成的事務(wù)，具體操作如下：（1） DBA裝入最新的數(shù)據(jù)庫后備副本（離故障發(fā)生時刻最近的轉(zhuǎn)儲副本），使數(shù)據(jù)庫回復(fù)到轉(zhuǎn)儲時的一致性狀態(tài)。（2） DBA裝入轉(zhuǎn)儲結(jié)束時的日志文件副本。（3） DBA啟動系統(tǒng)恢復(fù)命令，有DBMS實現(xiàn)恢復(fù)功能，即重做已完成的事務(wù)。簡述事務(wù)故障的恢復(fù)步驟。1）反向掃描日志文件（即從最后向前掃描日志文件），查找該事務(wù)的更新操作。2）對該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作。即將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫。3）繼續(xù)反向掃描日志文件，查找該事務(wù)的其他更新操作，并做同樣處理。4）如此處理下去，直至讀到此事務(wù)的開始標(biāo)記，事務(wù)故障恢復(fù)就完成了。簡述系統(tǒng)故

31、障的恢復(fù)步驟。1）正向掃描日志文件（即從頭掃描日志文件），找出重做（REDO）隊列和撤銷（Undo）隊列；2）對撤銷（Undo）隊列事務(wù)進(jìn)行撤銷（UNDO）處理：即反向掃描日志文件，對每個UNDO事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作，即將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫；3）對重做（Redo）隊列事務(wù)進(jìn)行重做（REDO）處理：即正向掃描日志文件，對每個REDO事務(wù)重新執(zhí)行登記的操作。即將日志記錄中“更新后的值”寫入數(shù)據(jù)庫。檢查點記錄的內(nèi)容包括哪些？1）建立檢查點時刻所有正在執(zhí)行的事物清單；2）這些事物最近一個日志記錄的地址。重新開始文件用來記錄各個檢查點記錄在日志文件中的地址。一、名詞解釋1 .數(shù)據(jù)庫角

32、色：被命名的一組與數(shù)據(jù)庫操作相關(guān)的權(quán)限，是權(quán)限的集合，通過角色授權(quán)可簡化授權(quán)過程。用CREATEROLE語句創(chuàng)建角色，然后用GRANT語句給角色授權(quán)。2 .自主存取控制（DAC）:通過將不同數(shù)據(jù)庫對象的不同操作權(quán)限授予不同的用戶，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全性控制的一種機制。在這種機制下，DBA和屬主用戶可以將對象的操作權(quán)限自主授予他人，也可隨時回收權(quán)限。3 .強制存取控制（MAC）:是建立在DAC之上的安全驗證機制。這種機制分別對主體和客體施加敏感度標(biāo)記（許可證和密級），標(biāo)記與數(shù)據(jù)是一個不可分的整體，數(shù)據(jù)的副本與正本一樣擁有密級保護(hù)。4 .數(shù)據(jù)加密：是根據(jù)一定的算法將原始數(shù)據(jù)（明文）變換為不可直接識別的格

33、式（密文）的一種數(shù)據(jù)保護(hù)手段，加密可以使不知道解密算法的人無法獲知數(shù)據(jù)的內(nèi)容，從而防止數(shù)據(jù)在存儲和傳輸過程中失密。5 .觸發(fā)器：是用戶定義在基本表上的一類由事件驅(qū)動的特殊過程。由服務(wù)器自動激活，能執(zhí)行更為復(fù)雜的檢查和操作，具有更精細(xì)和更強大的數(shù)據(jù)控制能力。使用CREATETRIGGER命令建立觸發(fā)器。6 .計算機系統(tǒng)存在技術(shù)安全、管理安全和政策法律三類安全性問題。7 .TCSEC/TDI標(biāo)準(zhǔn)由安全策略、責(zé)任、保證和文檔四個方面內(nèi)容構(gòu)成。8 .常用存取控制方法包括自主存取控制（DAC）和強制存取控制（MAC）兩種。9 .自主存取控制（DAC）的SQL語句包括GRANT和REVOKE兩個。用戶權(quán)限

34、由數(shù)據(jù)對象和操作類型兩部分構(gòu)成。10強制存取控制（MAC）將實體分為主體和客體兩大類。11 .MAC的敏感度標(biāo)記分為絕密、機密、可信和公開四個安全級別。12 .數(shù)據(jù)加密的方法大致分為替換法、置換法和混合法三種類型。13 .參照完整性違約處理的方式包括拒絕執(zhí)行、級連操作和置空值三種策略。1 .代數(shù)優(yōu)化：指針對關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化。即通過對關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的等價變換（主要為改變查詢語句中操作的次序和組合）來提高查詢效率。2 .物理優(yōu)化：指針對存取路徑和底層操作算法的優(yōu)化。即選擇高效合理的操作算法或存取路徑，求得優(yōu)化的查詢計劃以達(dá)到查詢優(yōu)化的目的。1 .查詢優(yōu)化分為關(guān)系代數(shù)優(yōu)化和物理優(yōu)化兩大類。2 .

35、表與表連接操作的實現(xiàn)方法主要有嵌套循環(huán)法、排序-合并法、索引連接法和哈希連接法四種。3 .查詢執(zhí)行的代價主要包括：I/O代價（磁盤存取塊數(shù)卜CPU代彳fU處理機時間）以及內(nèi)存代價等。何謂靜態(tài)轉(zhuǎn)儲？何謂動態(tài)轉(zhuǎn)儲？它們各有什么優(yōu)缺點？靜態(tài)轉(zhuǎn)儲指在系統(tǒng)中無事務(wù)運行時進(jìn)行的轉(zhuǎn)儲操作。轉(zhuǎn)儲期間不允許對數(shù)據(jù)庫的任何存取、修改活動，得到的一定是一個數(shù)據(jù)一致性的副本。動態(tài)轉(zhuǎn)儲的轉(zhuǎn)儲操作與用戶事務(wù)并發(fā)進(jìn)行，轉(zhuǎn)儲期間允許對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取或修改。靜態(tài)轉(zhuǎn)儲實現(xiàn)簡單，但必須等待正運行的事務(wù)結(jié)束后才能進(jìn)行，新的事務(wù)也必須等轉(zhuǎn)儲結(jié)束后方可開始，降低了數(shù)據(jù)庫的可用性。動態(tài)轉(zhuǎn)儲不用等待正在運行的用戶事務(wù)結(jié)束即可開始，也不會影響

36、新事務(wù)的運行，但不能確保副本中的數(shù)據(jù)一定正確有效，需要配合日志記錄才能完成故障恢復(fù)。關(guān)系的數(shù)學(xué)定義一、域（domain）1 .定義：域是一組具有相同類型的值的集合。2 .域的基數(shù)：域中所含數(shù)據(jù)的個數(shù)。二、笛卡爾積1 .定義：給定一組域D1,D2,D3，則D1XD2XD3稱為笛卡爾積。2 .笛卡爾積D1XD2XD3對應(yīng)一個二維表，所含元組的個數(shù)等于各個域的基數(shù)之積。三、關(guān)系1 .定義：笛卡兒積的一部分元組稱為關(guān)系。2 .關(guān)系的目（或度）：一個關(guān)系所含屬性的個數(shù)。3 .關(guān)系的性質(zhì)任意兩個元組不能完全相同，但屬性名允許重復(fù)。四、關(guān)系的完整性1 .實體完整性：指關(guān)系的所有主屬性都不能取空值。注意：實體

37、完整性不僅僅是主碼整體不能取空值。2 .參照完整性：指一個關(guān)系外碼的取值必須是相關(guān)關(guān)系中主碼的有效值或空值。例：班級（班名，人數(shù)）學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，密碼，班名）在學(xué)生表中，班名的取值必須是班級表班名的值或空值。關(guān)系代數(shù)一、傳統(tǒng)的集合運算設(shè)關(guān)系R、S的結(jié)構(gòu)完全相同，則：RUS:由屬于R或?qū)儆赟的元組組成。RAS:由既屬于R又屬于S的元組組成。R-S:由屬于R而不屬于S的元組組成。思考：（RAS）U（RS）=?RXS:設(shè)R有m個屬性，K1個元組；S有n個屬性，K2個元組，則RXS含有（m+n）個屬性，（K1XK2）個元組。二、專門的關(guān)系運算1 .選擇：從關(guān)系R中選擇滿足條件的元組。記為：仃f（R）2 .投影：從關(guān)系R中選擇若干屬性組成新的關(guān)系，并把新關(guān)系的重復(fù)元組去掉。記為：-：A（R）3 .條件連接：將兩關(guān)系按一定條件連接成一個新關(guān)系，記為：S=DF（RMS）說明：條件連接：兩關(guān)系可以沒有公共屬性，若有公共屬性，則新關(guān)系含有重復(fù)屬性。4 .自然連接：將兩關(guān)系按公共屬性連接成一個新的關(guān)系，并把新關(guān)系的重復(fù)屬性去掉。記為：R二S說明：自然連接：兩關(guān)系至少有一個公共屬性。對于R的每個元組，S都從第一個元組開始判斷，若兩元組的公共屬性值相同，則產(chǎn)生一個新元組添加到新關(guān)系中，最后把新關(guān)系