數(shù)據(jù)庫原理知識要點(diǎn)

1、數(shù)據(jù)庫原理知識要點(diǎn)(鄭州大學(xué),范明)數(shù)據(jù)庫知識要點(diǎn)1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng):是一種重要的程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它由一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合和一組訪數(shù) 據(jù)庫管理系統(tǒng)問這些數(shù)據(jù)的程序組成.2:數(shù)據(jù)管理的基本操作數(shù)據(jù)管理的基本操作:數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)刪除數(shù)據(jù)修 改.稱為數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)管理的基本操作更新.3:實(shí)際應(yīng)用對數(shù)據(jù)操作的要求：并發(fā)訪問面臨故障數(shù)據(jù)的安全性數(shù)據(jù)的完整性 數(shù)據(jù)的一致性.4:DBMS的功能:數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)操縱事務(wù)管理和運(yùn)行管理數(shù)據(jù)存儲和查詢處理 數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)其他功能包括DBMS與其他軟件通信，異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和 互操作5:數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫:是持久儲存在計(jì)算機(jī)中有組織的，可共享的大量數(shù)據(jù)的集合.數(shù)據(jù)庫

2、6:數(shù)據(jù)庫模式數(shù)據(jù)庫模式:在數(shù)據(jù)庫中，使用數(shù)據(jù)模型對數(shù)據(jù)建模，所產(chǎn)生設(shè)計(jì)結(jié)果成為數(shù)據(jù) 庫模式數(shù)據(jù)庫模式7:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):由數(shù)據(jù)庫,DBMS,應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理員組成.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)8:數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型三要素:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)操作和完整性約束.數(shù)據(jù)模型9:簡述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式兩級映像結(jié)構(gòu)以及兩級映像三級模式兩級映像結(jié)構(gòu)以及兩級 映像的功能?答:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三三級模式兩級映像結(jié)構(gòu)以及兩級映像三級模式結(jié)構(gòu)結(jié) 構(gòu)是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由外模式，模式，內(nèi)模式三級構(gòu)成,兩級映像是指外模式/級模式結(jié)構(gòu)模式 映像，模式/內(nèi)模式映像,這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能具有較高的邏輯獨(dú)立性和 物理獨(dú)立性.10:

3、如何保證數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性物理獨(dú)立性邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性邏輯獨(dú)立性物理獨(dú) 立性?答:當(dāng)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的時(shí)候,修改外模式/模式映像，保證外模式不發(fā)生改變, 而應(yīng)用程序是建立在外模式的基礎(chǔ)之上的,這樣當(dāng)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的時(shí)候,應(yīng)用程 序是不需要改變的,所以數(shù)據(jù)具有 邏輯獨(dú)立性；當(dāng)數(shù)據(jù)的內(nèi)模式改變的時(shí)候，修改模式/內(nèi) 模式映像，保證模式不發(fā)生改變，模式不發(fā)生改變，則外模式不變,從而應(yīng)用程序不需要修改, 應(yīng)用程序獨(dú)立于數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，所以具有物理獨(dú)立性.11:數(shù)據(jù)庫三種語言 數(shù)據(jù)庫三種語言:數(shù)據(jù)定義語言(DDL)用于定義數(shù)據(jù)庫模式數(shù)據(jù)操 縱語言(DM數(shù)據(jù)庫三種語言L)用于表達(dá)數(shù)據(jù)庫的查詢

4、和更新數(shù)據(jù)控制語言(DCL)用于 定義用戶對數(shù)據(jù)對象的訪問權(quán)限.12:DBA的主要職責(zé):決定數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容和數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu).決定數(shù)據(jù)庫的存儲 結(jié)構(gòu)和存取策略定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的日常維護(hù)數(shù) 據(jù)庫的重組和重構(gòu)13:實(shí)體實(shí)體:客觀存在并且可以相互區(qū)分的任何事物.屬性屬性:是實(shí)體所代表的事物具有 的某種實(shí)體屬性特性.復(fù)合屬性復(fù)合屬性:是可以劃分成更小部分的屬性.多值屬性多值 屬性:是特定的實(shí)體在該屬性上復(fù)合屬性多值屬性可以取多個(gè)值的屬性.派生屬性:的值可 以從其他相關(guān)的屬性或?qū)嶓w計(jì)算得到.14:聯(lián)系的類型又叫聯(lián)系的函數(shù)性映射基數(shù) 的函數(shù)性或映射基數(shù) 的函數(shù)性 映射基數(shù).

5、分四 種:一對一，一對多，多對一，多對多15: R是一個(gè)聯(lián)系，設(shè)涉及實(shí)體集E.實(shí)體集E中的實(shí)體參與聯(lián)系R可以是強(qiáng)制的或隨 意的.如果實(shí)體集E中的沒個(gè)實(shí)體都必須參與聯(lián)系R,則稱E對聯(lián)系R的參與是強(qiáng)制的 強(qiáng)制的，或者強(qiáng)制的全部參與.隨意的,或者部分參與部分參與.全部參與.否則,E對聯(lián)系R的參與是隨意的隨意的部分參與16:主碼主碼用于表示由多個(gè)碼中選出的唯一識別關(guān)系元組的碼.而所有的碼又成候選碼候 選碼.碼中主碼候選碼的屬性稱為主屬性主屬性.而不在任何碼中出現(xiàn)的屬性成為非主屬 性非主屬性.如果FK是關(guān)系R的屬主屬性非主屬性性集，并且不是R的碼，但是FK與 關(guān)系R的主碼K對應(yīng)，則稱FK是關(guān)系R的外碼外

6、碼.外碼其中R是參照關(guān)系參 照關(guān)系,R是被參照關(guān)系被參照關(guān)系，并稱FK參照R的主碼K.參照關(guān)系被參照 關(guān)系17:關(guān)系模式的完整性約束有三種:實(shí)體完整性，參照完整性，用戶定義完整性.18:實(shí)體完整性規(guī)則實(shí)體完整性規(guī)則:關(guān)系R的所有元組在主碼上的值必須唯一，并且在主 碼的任何屬性實(shí)體完整性規(guī)則上都不能取空值.（關(guān)系主碼必須是非空，唯一的）.19:參照完整性規(guī)則（要求）參照完整性規(guī)則（:如果屬性集FK是關(guān)系R的外碼，它參照關(guān)系 S的主碼Ks，參照完整性規(guī)則要求）則R的任何元組在FK上的值或者等于S的某個(gè) 元組在主碼Ks上的值，或者為空.20:用戶定義的完整性反映特定的數(shù)據(jù)庫所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義

7、約束條件.由于不存 用戶定義的完整性在一般性的規(guī)則，這些約束條件必須用戶根據(jù)實(shí)際問題的語義指定. 21:SQL的特點(diǎn)集多種數(shù)據(jù)庫語言于一體.高度非過程化面向集合的操作方式一種 語法兩種使用方式功能強(qiáng)大，語言簡潔.22:視圖視圖的作用:使用視圖可以使一些查詢表達(dá)更加簡潔.視圖提供了一定程度的邏輯獨(dú) 立 視圖性.視圖的安全保護(hù)作用.視圖使得用戶能夠以不同的角度看待相同的數(shù)據(jù)23:SQL 語句和主語言語句之間的信息交換信息交換可以通過:SQLCODE，主語言變量和游標(biāo)信息 交換24:數(shù)據(jù)庫的完整性數(shù)據(jù)庫的完整性是指數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的正確性，一致性和相容性.數(shù)據(jù) 庫的完整性25:簡要說明參照完整性的要求

8、參照完整性的要求，什么情況下會破壞實(shí)體的參照完整性？ 答:向參照關(guān)系參照完整性的要求中插入新元組.從被參照關(guān)系中刪除元組.修改參 照關(guān)系的元組外碼上的值.修改被參照關(guān)系中的元組主碼的值.26:當(dāng)更新導(dǎo)致破壞參照完整性時(shí)，可采取的措施:拒絕，對于上述情況的1，4,，一般拒絕， 級聯(lián)置空值置缺省值.27:約束分類:類型（域）約束.屬性約束.關(guān)系約束數(shù)據(jù)庫約束.一般而言，實(shí)體完整性 是一種關(guān)系約束，參照完整性是一種數(shù)據(jù)庫約束，而用戶定義的完整性任意28:聲明一個(gè)域 聲明一個(gè)域包括:域值類型缺省值域值的格式對取值范圍或取值集合的約束.聲明 一個(gè)域29:斷言斷言:是一種命名約束,它表達(dá)了數(shù)據(jù)庫狀態(tài)必須滿

9、足的邏輯條件.觸發(fā)器:是特殊類 斷言型的存儲過程，當(dāng)某個(gè)時(shí)間發(fā)生時(shí)它被自動執(zhí)行30:DBA保護(hù)數(shù)據(jù)庫涉及以下幾個(gè)任務(wù)：防止對數(shù)據(jù)的未經(jīng)授權(quán)的存取，確保敏感信息沒 有被不”需要知道”這些信息的人訪問得到防止未經(jīng)授權(quán)的人員刪除和修改數(shù)據(jù)監(jiān)視對 數(shù)據(jù)的訪問和更改等使用情況.31:安全性控制方法安全性控制方法包括用戶標(biāo)識與鑒別，存取控制，視圖，審計(jì)，數(shù)據(jù)加密安 全性控制方法32:數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì):就是根據(jù)數(shù)據(jù)庫的支撐環(huán)境和用戶的應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)模式, 建立數(shù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)據(jù)庫和典型的應(yīng)用程序,使之能夠有效地存儲數(shù)據(jù),滿足永和的信息要求 和處理要求.其目的目的:設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)

10、，滿足用戶信息管理 要求和操作要目的 求,使我們既不用存儲不必要存儲的冗余信息，又可以方便地獲取信息 其目標(biāo)目標(biāo):為用目標(biāo)戶和各種應(yīng)用系統(tǒng)提供一個(gè)信息基礎(chǔ)設(shè)施和高效率的運(yùn)行環(huán)境.特 點(diǎn)特點(diǎn):反復(fù)性試探 特點(diǎn)性多階段性多技術(shù)性.其步驟 步驟:需求分析階段 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)步驟計(jì)階段物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的實(shí)施33:需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)是調(diào)查應(yīng)用領(lǐng)域，對應(yīng)用領(lǐng)域中的各種應(yīng)用的信息要求, 處理要求，安 需求分析的任務(wù)全性和完整性要求進(jìn)行詳細(xì)的分析，形成需求分析說明書.34: 數(shù)據(jù)字典的作用數(shù)據(jù)字典的作用:提供關(guān)于數(shù)據(jù)詳細(xì)描述的信息，下一步概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的輸 入,和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典的作用流圖一起完

11、整性描述系統(tǒng)的需求信息.35:數(shù)據(jù)抽象的三種方法：數(shù)據(jù)抽象的三種方法將具有某些共同特性和行為的對象抽象 為一個(gè)概念定義某一類型的組成成分定義對象集之間的子集聯(lián)系36:各局部E-R圖之間的沖突沖突:屬性沖突，命名沖突，結(jié)構(gòu)沖突沖突37:關(guān)系模式的優(yōu)化原則關(guān)系模式的優(yōu)化原則:主要按照分析階段得到的各種應(yīng)用對數(shù)據(jù)處 理的要求，對關(guān)系模關(guān)系模式的優(yōu)化原則式進(jìn)行必要的分解或合并，以提高數(shù)據(jù)操作的效率 和存儲空間的利用率.38:外模式優(yōu)化的原則：外模式優(yōu)化的原則使用更符合用戶習(xí)慣的別名對不同的用戶 定義不同的視圖簡化用戶對系統(tǒng)的使用處理計(jì)算屬性39:數(shù)據(jù)實(shí)施的主要任務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)施的主要任務(wù):使用DBMS的DD

12、L建立數(shù)據(jù)庫模式，加載 數(shù)據(jù),并調(diào)試和試運(yùn)數(shù)據(jù)實(shí)施的主要任務(wù)行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序.數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行與維護(hù)主要是有 DBA負(fù)責(zé),其任務(wù)任務(wù):是數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲任務(wù)和恢復(fù)，數(shù)據(jù)庫的安全性，完整性控制，數(shù)據(jù)庫性 能的監(jiān)督，分析和改進(jìn)，數(shù)據(jù)庫重組和重構(gòu)40:代數(shù)優(yōu)化代數(shù)優(yōu)化:利用一些啟發(fā)式規(guī)則,通過對關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的等價(jià)變換，得到更有 效地計(jì)代數(shù)優(yōu)化算查詢的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式,進(jìn)而提高查詢效率.41:關(guān)系代數(shù)表達(dá)式變換的啟發(fā)式規(guī)則系代數(shù)表達(dá)式變換的啟發(fā)式規(guī)則:選擇運(yùn)算應(yīng)盡可 能先做投影運(yùn)算應(yīng)當(dāng)盡可能系代數(shù)表達(dá)式變換的啟發(fā)式規(guī)則先做盡量避免笛卡爾積 運(yùn)算.42:事務(wù)事務(wù):是用戶定義的一個(gè)數(shù)據(jù)庫的操作序列，這些操作要么權(quán)作

13、要么全部做,是一個(gè) 不事務(wù)可分割的工作單元.其四個(gè)特性特性:原子性，一致性,隔離性，持久性.特性43:數(shù)據(jù)庫中為什么要有并發(fā)控制得原因？答：提高吞吐量和資源的利用率減少等待時(shí) 間.44:并發(fā)執(zhí)行可能導(dǎo)致的問題并發(fā)執(zhí)行可能導(dǎo)致的問題:丟失修改讀臟數(shù)據(jù)不可重復(fù) 讀.其方式:交叉并發(fā)并發(fā)執(zhí)行可能導(dǎo)致的問題方式和同時(shí)并發(fā)方式45:串行調(diào)度串行調(diào)度:是指一組事務(wù)中，這些事務(wù)一個(gè)接一個(gè)地執(zhí)行,其中每個(gè)事務(wù)都在上 一個(gè)事串行調(diào)度務(wù)完全結(jié)束之后才執(zhí)行.并發(fā)調(diào)度并發(fā)調(diào)度:一組事務(wù)中，這些事務(wù)中至少 有兩個(gè)事務(wù)都開始了并發(fā)調(diào)度它們的執(zhí)行，并且都尚未結(jié)束.并發(fā)調(diào)度正確性準(zhǔn)則并發(fā)調(diào) 度正確性準(zhǔn)則:一組事務(wù)的一個(gè)并發(fā)調(diào)

14、度S是正并發(fā)調(diào)度正確性準(zhǔn)則確的,并且僅當(dāng)調(diào)度 S的執(zhí)行結(jié)果與與某一個(gè)串行調(diào)度的執(zhí)行結(jié)果相同.此時(shí)，我們稱并發(fā)調(diào)度S是可串行化 可串行化的. 可串行化46:一級鎖防止丟失修改，二級鎖進(jìn)一步防止讀臟數(shù)據(jù),三級鎖進(jìn)一步保證可重復(fù)讀.活鎖活鎖 又稱饑餓，是某個(gè)事務(wù)因等待鎖而處于無限期等待狀態(tài).活鎖是不公平的鎖調(diào)度導(dǎo)致的.死 鎖:是兩個(gè)或者兩個(gè)以上的事務(wù)之間的循環(huán)等待現(xiàn)象.解決死鎖解決死鎖有兩種策略:采取 死鎖解決死鎖一定的預(yù)防措施預(yù)防死鎖發(fā)生允許死鎖，采用一定的方法定期檢測系統(tǒng)中 有無死鎖，若有則將其解除.防止死鎖 防止死鎖就是要破壞產(chǎn)生死鎖的條件,采用一次封 鎖順序封鎖防止死鎖47:數(shù)據(jù)庫通常采用超

15、時(shí)超時(shí)或者事務(wù)等待圖法事務(wù)等待圖法發(fā)現(xiàn)死鎖超時(shí)事務(wù)等待圖 法48:兩段鎖協(xié)議兩段鎖協(xié)議:要求每個(gè)事務(wù)分兩個(gè)階段提出加鎖和解鎖，既加鎖階段和解鎖階 段:對任 兩段鎖協(xié)議 何數(shù)據(jù)進(jìn)行讀，寫操作之前，首先要申請并獲得對該數(shù)據(jù)對象的相應(yīng)封 鎖，在釋放一個(gè)鎖之后，事務(wù)不能再申請新的鎖.49:多粒度封鎖的種 多粒度封鎖的種類:IS鎖:意向共享鎖IX鎖:意向排它鎖SIX鎖: 共享意向排它多粒度封鎖的種鎖S鎖:共享鎖X鎖:排它鎖.50:故障處理角度故障處理角度分為三種:事務(wù)故障:值某個(gè)事務(wù)在運(yùn)行過程中由于種種原 因未能運(yùn)行故障處理角度到正常終止而夭折系統(tǒng)故障:由于某種原因造成整個(gè)系統(tǒng)的正 常運(yùn)行突然停止，致使所有正在運(yùn)行的事務(wù)以非正常方式終止介質(zhì)故障:是存儲數(shù)據(jù)庫的 存儲設(shè)備故障51:故障恢復(fù)思想故障恢復(fù)思想:在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)建立冗余數(shù)據(jù)，保證有足夠的信息可用 于故障恢復(fù)，故障發(fā)生后采取措施，將數(shù)據(jù)庫內(nèi)容恢復(fù)到個(gè)一致性狀態(tài),保證事務(wù)原子性和持 久性.52:日志日志:是日志記錄的序列，記