數(shù)據(jù)庫復(fù)習重點概念

1、1. 數(shù)據(jù)管理的幾個階段及其對比1人工管理階段2.文件系統(tǒng)階段3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段2. 數(shù)據(jù)庫三級模式外模式、模式、內(nèi)模式。外模式又稱子模式或用戶模式，對應(yīng)于用戶級。它是某個或某幾個用戶所看到的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。模式又稱概念模式或邏輯模式，對應(yīng)于概念級。它是由數(shù)據(jù)庫設(shè)計者綜合所有用戶的數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一的觀點構(gòu)造的全局邏輯結(jié)構(gòu)，是對數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的總體描述。內(nèi)模式又稱存儲模式，對應(yīng)于物理級，它是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的內(nèi)部表示或底層描述，是數(shù)據(jù)庫最低一級的邏輯描述，它描述了數(shù)據(jù)在存儲介質(zhì)上的存儲方式和物理結(jié)構(gòu)，對應(yīng)著實際存儲在外存儲介質(zhì)上的數(shù)據(jù)庫。3.

2、物理數(shù)據(jù)獨立性和邏輯數(shù)據(jù)獨立性物理獨立性是指用戶的應(yīng)用程序與存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是相互獨立的。即，數(shù)據(jù)在磁盤上怎樣存儲由DBMS管理，用戶程序不需要了解，應(yīng)用程序要處理的只是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，這樣當數(shù)據(jù)的物理存儲改變了，應(yīng)用程序不用改變。邏輯獨立性是指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的，即，當數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變時，用戶程序也可以不變。4. DB、DBMS、DBSDB：Database數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫(Database)是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的建立在計算機存儲設(shè)備上的倉庫。DBMS：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Database Management System)是

3、一種操縱和管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件，用于建立、使用和維護數(shù)據(jù)庫，簡稱DBMSDBS：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：DBS 即Database System，中文意為“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”，是指帶有數(shù)據(jù)庫并利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)進行數(shù)據(jù)管理的計算機系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBS一般由4個部分組成：數(shù)據(jù)庫，即存儲在磁帶、磁盤、光盤或其他外存介質(zhì)上、按一定結(jié)構(gòu)組織在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）。它是一組能完成描述、管理、維護數(shù)據(jù)庫的程序系統(tǒng)。它按照一種公用的和可控制的方法完成插入新數(shù)據(jù)、修改和檢索原有數(shù)據(jù)的操作。數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）。用戶和應(yīng)用程序。5. DBMS的功能數(shù)據(jù)定義；數(shù)據(jù)操作；數(shù)據(jù)庫的運行管理；數(shù)據(jù)組織、存儲與

4、管理；數(shù)據(jù)庫的保護；數(shù)據(jù)庫的維護；通信。6. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的組成、主要模塊：存儲管理和事務(wù)處理查詢處理器：DDL編譯器、DML編譯器、嵌入式DML的預(yù)編譯器和查詢運行核心程序。存儲管理器：權(quán)限和完整性管理器、事物管理器、文件管理器和緩沖區(qū)管理器。7. DBA及其作用DBA是對系統(tǒng)進行集中控制的人，被稱為數(shù)據(jù)庫管理員。主要作用有：模式定義；存儲結(jié)構(gòu)及存取方法定義；模式及物力組織的修改；數(shù)據(jù)訪問授權(quán)；日常維護。8. 數(shù)據(jù)模型（概念模型、結(jié)構(gòu)模型）概念模型；邏輯模型；物理模型。概念模型（Conceptual Data Model），是面向數(shù)據(jù)庫用戶的現(xiàn)實世界的模型，主要用來描述世界的概念化結(jié)構(gòu)。在

5、概念數(shù)據(jù)模型中最常用的是E-R模型、擴充的E-R模型、面向?qū)ο竽Ｐ图爸^詞模型。邏輯模型（Logical Data Model），這是用戶從數(shù)據(jù)庫所看到的模型，是具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，如網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型(Network Data Model)、層次數(shù)據(jù)模型(Hierarchical Data Model)等等。此模型既要面向用戶，又要面向系統(tǒng)，主要用于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）的實現(xiàn)。物理模型（Physical Data Model），是面向計算機物理表示的模型，描述了數(shù)據(jù)在儲存介質(zhì)上的組織結(jié)構(gòu)，它不但與具體的DBMS有關(guān)，而且還與操作系統(tǒng)和硬件有關(guān)。9. 關(guān)系模式關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式（

6、Relation Schema）通常簡記為： R(U)或R(A1，A2，,An) 其中R為關(guān)系名，U為屬性名集合，A1，A2，An為各屬性名。10. 超碼、候選碼、主碼超碼是一個或多個屬性的集合，這些屬性可以讓我們在一個實體集中唯一地標識一個實體。如果K是一個超碼，那么K的任意超集也是超碼，也就是說如果K是超碼，那么所有包含K的集合也是超碼。候選碼是從超碼中選出的，自然地候選碼也是一個或多個屬性的集合。因為超碼的范圍太廣，很多是我們并不感興趣即無用處的。所以候選碼是最小超碼，它們的任意真子集都不能成為超碼。主碼：從多個候選碼中任意選出一個做為主碼，如果候選碼只有一個，那么候選碼就是主碼。11.

7、 強實體、弱實體及其區(qū)別其定義為一個實體對于另一個實體（一般為強實體，也可以是依賴于其他強實體的弱實體）具有很強的依賴聯(lián)系，而且該實體主鍵的一部分或全部從其強實體（或者對應(yīng)的弱實體依賴的強實體）中獲得，則稱該實體為弱實體。注：在現(xiàn)實世界中，有時某些實體對于另一些實體有很強的依賴關(guān)系，即一個實體的存在必須以另一實體的存在為前提。前者就稱為“弱實體”，后者稱為“強實體”。比如在人事管理系統(tǒng)中，職工子女的信息就是以職工的存在為前提的，子女實體是弱實體，子女與職工的聯(lián)系是一種依賴聯(lián)系。表示方法：在ER模型中也稱（實體-聯(lián)系圖(Entity Relationship Diagram)，弱實體用雙線矩形框

8、表示。與弱實體的聯(lián)系用雙線菱形框表示。注意：強實體與弱實體的聯(lián)系只能是1：1或1：N。弱實體參與聯(lián)系時應(yīng)該是“完全參與”，因此弱實體與聯(lián)系間的聯(lián)系也畫成雙線邊。12. 關(guān)系代數(shù)基本操作：選擇、投影、并、差、笛卡爾乘積、更名運算。附加的關(guān)系代數(shù)運算：集合交、連接（連接、自然連接）、除、賦值。拓展的關(guān)系代數(shù)：廣義投影、聚集函數(shù)、外連接。13. 自然連接、外連接及其適用場合自然連接：在連接運算當中，一種最常用的連接是自然連接。如果關(guān)系R與S具有相同的屬性組B，且該屬性組的值相等時的連接稱為自然連接，。結(jié)果關(guān)系的屬性集合為R的屬性并上S減去屬性B的屬性集合 R和S自然連接可記作：RS=t rts |t

9、rRtsStrA=tsB自然連接也可看作是在廣義笛卡爾積RS中選出同名屬性上符合相等條件元組，再進行投影，去掉重復(fù)的同名屬性，組成新的關(guān)系。外連接：如果把舍棄的元組也保存在結(jié)果關(guān)系中，而在其他屬性上空值，那么這種連接就叫外連接。如果只把左邊關(guān)系R要舍棄的元組保留就叫左外連接，如果只把右邊關(guān)系S中要舍棄的元組保留右外連接。自然連接與等值連接的區(qū)別1. 等值連接中不要求相等屬性值的屬性名相同，而自然連接要求相等屬性值的屬性名必須相同，即兩關(guān)系只有在同名屬性才能進行自然連接。2. 等值連接不將重復(fù)屬性去掉，而自然連接去掉重復(fù)屬性，也可以說，自然連接是去掉重復(fù)列的等值連接。14. 視圖及其作用視圖是從

10、一個或幾個基本表（或視圖）導(dǎo)出的表。它與基本表不同，是一個虛表。數(shù)據(jù)庫只存放視圖的定義，而不存放視圖對應(yīng)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)仍存放在原來的基本表中。視圖的作用1. 視圖能夠簡化用戶的操作2. 視圖使用戶能以多種角度看待同一數(shù)據(jù) 3. 視圖對重構(gòu)數(shù)據(jù)庫提供了一定程度的邏輯獨立性 4. 視圖能夠?qū)C密數(shù)據(jù)提供安全保護5. 適當?shù)睦靡晥D可以更清晰的表達查詢。15. SQL標準的發(fā)展SQL-86：“數(shù)據(jù)庫語言SQL”SQL-89：“具有完整性增強的數(shù)據(jù)庫語言SQL”，增加了對完整性約束的支持SQL-92：“數(shù)據(jù)庫語言SQL”，是SQL-89的超集，增加了許多新特性，如新的數(shù)據(jù)類型，更豐富的數(shù)據(jù)操作，更強

11、的完整性、安全性支持等。SQL-3(99年):新的標準，增加對面向?qū)ο竽Ｐ偷闹С?6. DDL、DML、DCLDDL（Data Definition Language 數(shù)據(jù)定義語言）用于操作對象和對象的屬性，這種對象包括數(shù)據(jù)庫本身，以及數(shù)據(jù)庫對象，像：表、視圖等等，DDL對這些對象和屬性的管理和定義具體表現(xiàn)在Create、Drop和Alter上。DML（Data Manipulation Language 數(shù)據(jù)操控語言）用于操作數(shù)據(jù)庫對象中包含的數(shù)據(jù)，也就是說操作的單位是記錄。如insert、update、delete等對記錄的操作。DCL（Data Control Language 數(shù)據(jù)控制

12、語句）的操作是數(shù)據(jù)庫對象的權(quán)限，這些操作的確定使數(shù)據(jù)更加的安全。17. 嵌入式SQL、宿主語言嵌入式SQL(英文: Embedded SQL)是一種將SQL語句直接寫入C語言等編程語言源代碼中的方法。借此方法，可使得應(yīng)用程序擁有了訪問數(shù)據(jù)以及處理數(shù)據(jù)的能力。在這一方法中，將SQL文嵌入的目標源碼的語言稱為宿主語言。18. ODBC、JDBC開放數(shù)據(jù)庫連接（Open Database Connectivity，ODBC）JDBC（Java Data Base Connectivity,java數(shù)據(jù)庫連接）是一種用于執(zhí)行SQL語句的Java API，可以為多種關(guān)系數(shù)據(jù)庫提供統(tǒng)一訪問，它由一組用Ja

13、va語言編寫的類和接口組成。19. 數(shù)據(jù)庫完整性及其主要措施數(shù)據(jù)庫完整性（Database Integrity）是指數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性和相容性，要防止不合語義的數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)庫。保證數(shù)據(jù)庫完整性的措施主要有：完整性約束、觸發(fā)器。完整性約束包括：非空約束、主鍵約束、check約束、唯一約束、參照完整性約束、斷言。20. 觸發(fā)器及其功能觸發(fā)器是一種特殊的存儲過程，它在試圖更改觸發(fā)器所保護的數(shù)據(jù)時自動執(zhí)行觸發(fā)器有如下作用：可在寫入數(shù)據(jù)表前，強制檢驗或轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。觸發(fā)器發(fā)生錯誤時，異動的結(jié)果會被撤銷。部份數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以針對數(shù)據(jù)定義語言（DDL）使用觸發(fā)器，稱為DDL觸發(fā)器?？梢勒仗囟ǖ那闆r，替換異動

14、的指令 (INSTEAD OF)。21. 數(shù)據(jù)庫安全性及其主要措施數(shù)據(jù)庫安全性：保護數(shù)據(jù)庫，防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)泄露、更改或破壞。22. 范式、各范式之間的關(guān)系范式是符合某一種級別的關(guān)系模式的集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系必須滿足一定的要求，滿足不同程度要求的為不同范式第一范式：第一范式是為了要排除 重復(fù)組 的出現(xiàn)，所采用的方法是要求數(shù)據(jù)庫的每個列的值域都是由原子值組成；每個字段的值都只能是單一值。第二范式：它的規(guī)則是要求數(shù)據(jù)表里的所有數(shù)據(jù)都要和該數(shù)據(jù)表的鍵（主鍵與候選鍵）有完全依賴關(guān)系：每個非鍵屬性必須獨立于任意一個候選鍵的任意一部分屬性。第三范式：要求所有非鍵屬性都只和候選鍵有相關(guān)性，也就

15、是說非鍵屬性之間應(yīng)該是獨立無關(guān)的。BCNF：BCNF與第三范式的不同之處在于：第三范式中不允許非主屬性被另一個非主屬性決定，但第三范式允許主屬性被非主屬性決定；而在BCNF中，任何屬性（包括非主屬性和主屬性）都不能被非主屬性所決定。任何一個BCNF必然滿足：所有非主屬性都完全函數(shù)依賴于每個候選鍵所有主屬性都完全函數(shù)依賴于每個不包含它的候選鍵沒有任何屬性完全函數(shù)依賴于非候選鍵的任何一組屬性23. 函數(shù)依賴：完全依賴、部分依賴、傳遞依賴、多值依賴完全函數(shù)依賴：設(shè)X,Y是關(guān)系R的兩個屬性集合，X是X的真子集，存在XY，但對每一個X都有X!Y，則稱Y完全函數(shù)依賴于X。部分函數(shù)依賴：設(shè)X,Y是關(guān)系R的兩

16、個屬性集合，存在XY，若X是X的真子集，存在XY，則稱Y部分函數(shù)依賴于X。傳遞函數(shù)依賴：設(shè)X,Y,Z是關(guān)系R中互不相同的屬性集合，存在XY(Y !X),YZ，則稱Z傳遞函數(shù)依賴于X。多值函數(shù)依賴：設(shè)R(U)是一個屬性集U上的一個關(guān)系模式， X、 Y和Z是U的子集，并且ZUXY。關(guān)系模式R(U)中多值依賴 XY成立，當且僅當對R(U)的任一關(guān)系r，給定的一對（x，z）值，有一組Y的值，這組值僅僅決定于x值而與z值無關(guān)平凡函數(shù)依賴：當關(guān)系中屬性集合Y是屬性集合X的子集時(YX)，存在函數(shù)依賴XY，即一組屬性函數(shù)決定它的所有子集，這種函數(shù)依賴稱為平凡函數(shù)依賴。非平凡函數(shù)依賴：當關(guān)系中屬性集合Y不是屬

17、性集合X的子集時，存在函數(shù)依賴XY，則稱這種函數(shù)依賴為非平凡函數(shù)依賴。24. 規(guī)范化的主要目的：消除冗余使結(jié)構(gòu)合理,使數(shù)據(jù)冗余盡量小,清除插入,刪除和更新異常.25. 無損連接分解、無損鏈接分解：關(guān)系模式R的一個分解 = R1，R2， ，Rn若R與R1、R2、Rn自然連接的結(jié)果相等，則稱關(guān)系模式R的這個分解具有無損連接性（Lossless join）保持函數(shù)依賴分解：設(shè)關(guān)系模式R被分解為若干個關(guān)系模式R1，R2，Rn（其中U=U1U2Un，且不存在Ui Uj，F(xiàn)i為F在Ui上的投影），若F所邏輯蘊含的函數(shù)依賴一定也由分解得到的某個關(guān)系模式中的函數(shù)依賴Fi所邏輯蘊含，則稱關(guān)系模式R的這個分解是保

18、持函數(shù)依賴的（Preserve dependency）。26. 索引在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，索引是一種單獨的、物理的數(shù)對數(shù)據(jù)庫表中一列或多列的值進行排序的一種存儲結(jié)構(gòu)，它是某個表中一列或若干列值的集合和相應(yīng)的指向表中物理標識這些值的數(shù)據(jù)頁的邏輯指針清單。索引的作用相當于圖書的目錄，可以根據(jù)目錄中的頁碼快速找到所需的內(nèi)容。27. 建立索引的優(yōu)缺點優(yōu)點：通過創(chuàng)建唯一索引，可以保證數(shù)據(jù)記錄的唯一性?？梢源蟠蠹涌鞌?shù)據(jù)檢索速度?？梢约铀俦砼c表之間的連接，這一點在實現(xiàn)數(shù)據(jù)的參照完整性方面有特別的意義。在使用ORDER BY和GROUP BY子句中進行檢索數(shù)據(jù)時，可以顯著減少查詢中分組和排序的時間。缺點：但過多的索

19、引會多耗費空間，且降低了插入、刪除、更新的效率。28. 主索引、輔助索引主索引：在順序排序的文件中，搜索鍵指定文件的順序的索引。也稱為聚類索引，主索引的搜索鍵通常但不一定是主鍵。輔助索引：搜索鍵指定與文件順序不同的順序的索引。 也稱為非聚類索引。29. 稠密索引、稀疏索引稠密索引 - 對文件中的每個搜索鍵值顯示索引記錄。稀疏索引 - 某些搜索鍵值的索引記錄。30. 查詢處理、查詢處理的一般過程第一步：語法分析和翻譯；第二步：優(yōu)化查詢；第三步：執(zhí)行查詢31. 決定查詢代價的主要因素磁盤讀寫；CPU；內(nèi)存；網(wǎng)絡(luò)。32. 查詢優(yōu)化的目的及一般原則查詢優(yōu)化：對于給定的查詢選擇代價最小的操作序列，使查詢

20、過程既省時間，具有較高的效率，這就是所謂的查詢優(yōu)化。一般原則1） 選擇運算盡早進行。在優(yōu)化策略中這是最重要、最基本的一條。它常?？墒箞?zhí)行時節(jié)約幾個數(shù)量級，因為選擇運算一般使計算的中間結(jié)果大大變小。2） 投影運算盡早進行 。3） 投影運算與選擇運算可同時進行。如有若干投影和選擇運算，并且它們都對同一個關(guān)系操作，則可以在掃描此關(guān)系的同時完戌所有的這些運算以避免重復(fù)掃描關(guān)系。4） 將笛卡兒積與隨后的選擇運算合并為連接運算。5） 投影運算與其他運算同時進行。33. 事務(wù)以及事務(wù)的ACID性質(zhì)事務(wù)(Transaction)是訪問并可能更新數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)項的一個程序執(zhí)行單元(unit)原子性：一個事務(wù)（

21、transaction）中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不會結(jié)束在中間某個環(huán)節(jié)。事務(wù)在執(zhí)行過程中發(fā)生錯誤，會被回滾（Rollback）到事務(wù)開始前的狀態(tài)，就像這個事務(wù)從來沒有執(zhí)行過一樣。一致性：在事務(wù)開始之前和事務(wù)結(jié)束以后，數(shù)據(jù)庫的完整性沒有被破壞。這表示寫入的資料必須完全符合所有的預(yù)設(shè)規(guī)則，這包含資料的精確度、串聯(lián)性以及后續(xù)數(shù)據(jù)庫可以自發(fā)性地完成預(yù)定的工作。隔離性：數(shù)據(jù)庫允許多個并發(fā)事務(wù)同時對齊數(shù)據(jù)進行讀寫和修改的能力，隔離性可以防止多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時由于交叉執(zhí)行而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致。事務(wù)隔離分為不同級別，包括讀未提交（Read uncommitted）、讀提交（read comm

22、itted）、可重復(fù)讀（repeatable read）和串行化（Serializable）。持久性：事務(wù)處理結(jié)束后，對數(shù)據(jù)的修改就是永久的，即便系統(tǒng)故障也不會丟失。34. 事務(wù)的主要狀態(tài)35. 并行調(diào)度在并行調(diào)度中，來自不同事務(wù)的指令可以交叉執(zhí)行；當并行調(diào)度等價于某個串行調(diào)度時，則稱它是正確的36. 并行調(diào)度有可能引起的問題（重點：丟失修改）丟失修改；讀臟數(shù)據(jù)；不能重復(fù)讀37. 可串行性的并行調(diào)度每個事務(wù)中，語句的順序在各種調(diào)度中始終保持一致。在這個前提下，如果一個并發(fā)調(diào)度的執(zhí)行結(jié)果與某一串行調(diào)度的執(zhí)行結(jié)果等價，則稱該并發(fā)調(diào)度為“可串行化調(diào)度”，否則稱為“不可串行化調(diào)度”。38. 封鎖并發(fā)控

23、制的主要技術(shù)是封鎖（Locking）。某事務(wù)對某個數(shù)據(jù)操作之前，先對其加鎖，其他事務(wù)不能更新加鎖的數(shù)據(jù)，直到釋放封鎖為止39. 死鎖及其解決辦法Deadlock(死鎖)：兩個事務(wù)處于相互等待狀態(tài)，永遠不能結(jié)束。解決方法：撤銷不重要的事務(wù)。死鎖的預(yù)防一次封鎖法：要求每個事務(wù)必須一次將所有要使用的數(shù)據(jù)全部加鎖，否則就不能繼續(xù)執(zhí)行。順序封鎖法：預(yù)先對數(shù)據(jù)對象規(guī)定一個封鎖順序，所有事務(wù)都按這個順序?qū)嵭蟹怄i。40. 獨占鎖(或排他鎖)和共享鎖(1) 排他鎖(X鎖或WLOCK)n 某事務(wù)對數(shù)據(jù)加上排他鎖，該事務(wù)可讀寫數(shù)據(jù)，其他事務(wù)不能再對數(shù)據(jù)加任何類型的鎖，也就不能讀寫該數(shù)據(jù)，只有等待開鎖 (2) 共享鎖 (S鎖或RLOCK)1.允許其他事務(wù)對同一數(shù)據(jù)進行檢索，但不得對同一數(shù)據(jù)進行修改操作2.若事務(wù)T對數(shù)據(jù)對象A加上S鎖，則事務(wù)可以T讀A但不能修改A，其它事務(wù)只能再對A加S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放A上的S鎖。這就保證了其它事務(wù)可以讀