上海大學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)2部分概念整理資料

1、第八章數(shù)據(jù)庫(kù)管理一、本章重要概念1）事務(wù)的定義， COMMIT 和 ROLLBACK 的語義，事務(wù)是由若干 數(shù)據(jù)庫(kù)操作 組成的 一個(gè)邏輯工作單位 ，是一個(gè)不可分割的工作單位。一個(gè)應(yīng)用程序可以包括多個(gè)事務(wù)。事務(wù)以BEGINTRANSACTION語句的成功執(zhí)行開始，以COMMIT或ROLLBACK語句的成功執(zhí)行結(jié)束。COMMIT （提交）語句表示一事務(wù)的全部操作都已成功，它對(duì) DB 的所有更新可真正寫到 DB 中。ROLLBACK （回退）語句表示事務(wù)沒有成功地完成全部操作，系統(tǒng)將撤消該事務(wù)對(duì) DB 已作的更新事務(wù)的 ACID 性質(zhì)事務(wù)有四個(gè)重要性質(zhì)：原子性、一致性、隔離性和持久性。通常稱為“AC

2、ID性質(zhì)”。原子性（ atomicity）：事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新要么全部起作用，要么完全不起作用。DBMS 的事務(wù)管理子系統(tǒng)一致性（ consistency）：事務(wù)將數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)一致性狀態(tài)。程序員（正確地編寫事務(wù)）DBMS 的完整性子系統(tǒng)隔離性（ isolation ）：事務(wù)相互隔離，在多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)，任一事務(wù)的更新操作在該事務(wù)成功提交前對(duì)其他事務(wù)都是不可見的。DBMS 的并發(fā)控制子系統(tǒng)持久性（ durability ）：事務(wù)一旦成功提交，其對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新就永久有效，不會(huì)因系統(tǒng)崩潰等而丟失。 DBMS 的恢復(fù)管理子系統(tǒng)事務(wù)的狀態(tài)變遷圖。2）存儲(chǔ)器類型，穩(wěn)定存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)，

3、數(shù)據(jù)傳送過程。3）恢復(fù)的定義、系統(tǒng)能把數(shù)據(jù)庫(kù)從被破壞、不正確的狀態(tài)、恢復(fù)到最近一個(gè)正確的狀態(tài)，DBMS的這種能力稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的可恢復(fù)性。基本原則和實(shí)現(xiàn)方法，恢復(fù)的基本策略：冗余（數(shù)據(jù)重復(fù)存儲(chǔ)）實(shí)現(xiàn)方法：備份定期對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制或轉(zhuǎn)儲(chǔ) （靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)， 海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)和增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)）。日志執(zhí)行事務(wù)時(shí)，記錄其開始、結(jié)束和對(duì)DB 的每次更新操作。故障的類型，事務(wù)故障非預(yù)期事務(wù)故障：運(yùn)算錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、死鎖等，故障事務(wù)夭折可預(yù)期事務(wù)故障：在事務(wù)中可預(yù)期出錯(cuò)的地方所加的ROLLBACK 語句系統(tǒng)故障： 硬件、系統(tǒng)軟件出錯(cuò)，停電等，事務(wù)執(zhí)行被打斷，內(nèi)存中數(shù)據(jù)被破壞介質(zhì)故障： 磁頭、磁盤控制器或磁盤損壞，盤上數(shù)據(jù)丟失

4、，病毒破壞等，DB遭破壞檢查點(diǎn)機(jī)制，DBMS 定時(shí)設(shè)置檢查點(diǎn)， 在檢查點(diǎn)時(shí)刻才真正做到把對(duì)DB 的修改寫到磁盤， 并在日志文件寫入一條檢查點(diǎn)記錄。根據(jù)日志文件建立重做隊(duì)列和事務(wù)撤消隊(duì)列。對(duì)重做隊(duì)列中的事務(wù)進(jìn)行REDO 處理，對(duì)撤消隊(duì)列中的事務(wù)進(jìn)行UNDO 處理。REDO 和 UNDO 操作，運(yùn)行記錄優(yōu)先原則。（ 4）并發(fā)操作帶來的三個(gè)問題，丟失更新問題： 一事務(wù)所作的更新操作因另一事務(wù)的操作而丟失。讀“臟數(shù)據(jù)”問題： 又稱為未提交依賴，指一事務(wù)取用了別的事務(wù)未提交隨后又被撤消的數(shù)據(jù)。不一致分析問題： 指事務(wù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取了處于不一致狀態(tài)的數(shù)據(jù)，并因此進(jìn)行了不一致的分析。鎖、排它型封鎖（寫鎖，

5、X 封鎖）：一個(gè)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象加了X 鎖后，在它釋放 X 鎖之前不允許其他事務(wù)再對(duì)該數(shù)據(jù)對(duì)象加任何鎖。共享型鎖（讀鎖， S 封鎖） ：一個(gè)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象加了 S 鎖后，允許其他事務(wù)再對(duì)該數(shù)據(jù)對(duì)象加 S 鎖，但在它釋放 S 鎖之前不允許其他事務(wù)加 X 鎖。PX協(xié)議、事務(wù)若要更新數(shù)據(jù)，則必須先提出對(duì)此數(shù)據(jù)對(duì)象的X 封鎖請(qǐng)求；事務(wù)如果未獲準(zhǔn) X 封鎖，那么進(jìn)入等待狀態(tài)，直至獲準(zhǔn)在此數(shù)據(jù)對(duì)象上的X 封鎖，才能繼續(xù)執(zhí)行。PX 協(xié)議可以解決因多事務(wù)同時(shí)更新同一數(shù)據(jù)對(duì)象而引起的更新丟失問題。任何事務(wù) T 在更新記錄 R 之前必須先執(zhí)行“ XFIND R ”操作，以獲得對(duì) R 的 X 鎖，才能讀或?qū)懹涗汻；如

6、果未獲準(zhǔn) X 鎖，那么這個(gè)事務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài)。一直到獲準(zhǔn)X 鎖，事務(wù)才能繼續(xù)做下去。（如果過早地解鎖，有可能使其他事務(wù)讀了未提交數(shù)據(jù)（且隨后被回退），引起丟失其他事務(wù)的更新。PXC 協(xié)議，是在“ PX 協(xié)議”上再加一規(guī)定：解除X 鎖的操作合并到事務(wù)的結(jié)束（COMMIT或 ROLLBACK ）操作中。 PXC 協(xié)議可以解決因事務(wù) ROLLBACK 而引起的更新丟失問題。S 鎖、 PS 協(xié)議、 PSC 協(xié)議，PS：任何要更新記錄R 的事務(wù)必須先執(zhí)行 “ SFIND R”操作 ,以獲得對(duì) R 的 S 鎖 .當(dāng)事務(wù)獲準(zhǔn)對(duì) R 的 S 鎖后 ,若要更新記錄 R 必須用“UPDXR”操作 ，這個(gè)操作首先 把

7、 S 鎖升級(jí)為 X 鎖，若成功則更新記錄，否則這個(gè)事務(wù)進(jìn)入等待隊(duì)列。PSC：PS 協(xié)議加上 S 鎖的解除操作應(yīng)該合并到事務(wù)的結(jié)束（COMMIT 或 ROLLBACK ）操作中?；铈i、出現(xiàn)某個(gè)事務(wù)永遠(yuǎn)處于等待狀態(tài)得不到執(zhí)行的現(xiàn)象。避免活鎖的一個(gè)簡(jiǎn)便方法是采用“先來先服務(wù)” 排隊(duì)的策略。 封鎖子系統(tǒng)按請(qǐng)求在時(shí)間上的先后次序?qū)κ聞?wù)排序,數(shù)據(jù)對(duì)象上原有的鎖一釋放,即執(zhí)行隊(duì)列中第一個(gè)事務(wù)的封鎖請(qǐng)求。餓死和死鎖，出現(xiàn)若干事務(wù)因循環(huán)等待而無法繼續(xù)執(zhí)行的現(xiàn)象。并發(fā)調(diào)度，串行調(diào)度，并發(fā)調(diào)度的可串行化，兩段封鎖法，事務(wù)的執(zhí)行次序稱為“調(diào)度” 。若多個(gè)事務(wù)依次執(zhí)行，則稱為事務(wù)的串行調(diào)度 。若設(shè)法（例如利用分時(shí)的方法

8、）多個(gè)事務(wù)同時(shí)被處理（即交錯(cuò)執(zhí)行） ，則稱為事務(wù)的并發(fā)調(diào)度 。在應(yīng)用環(huán)境中，事務(wù)的任一串行調(diào)度都是有效的（正確的） ，但是事務(wù)的并發(fā)調(diào)度不一定是正確的，有可能產(chǎn)生前面提到的不一致性問題。可串行化概念如果一個(gè)并發(fā)調(diào)度與某一串行調(diào)度具有相同的執(zhí)行結(jié)果， 那么稱這個(gè)并發(fā)調(diào)度是“可串行化的調(diào)度” （即正確的并發(fā)調(diào)度），否則是不可串行化的調(diào)度。兩段封鎖協(xié)議事務(wù)在對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象存取之前必須先獲得對(duì)此數(shù)據(jù)對(duì)象的封鎖，事務(wù)在解除了一個(gè)鎖之后不再獲得任何鎖。SQL 中事務(wù)的存取模式和隔離級(jí)別。事務(wù)的存取模式READ ONLY （只讀型）READ WRITE （讀寫型）事務(wù)的隔離級(jí)別SERIALIZABLE （可串行

9、化）REPEATABLE READ（可重復(fù)讀）READ COMMITED （讀提交數(shù)據(jù)）READ UNCOMMITED （讀未提交數(shù)據(jù)）5）完整性的定義，是指數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。完整性子系統(tǒng)的功能，完整性子系統(tǒng)： DBMS 中執(zhí)行完整性檢查的子系統(tǒng)。其功能：監(jiān)督事務(wù)的執(zhí)行，測(cè)試其是否違反完整性約束條件；若有違反，則按進(jìn)行預(yù)定的處理。完整性規(guī)則的組成。每個(gè)規(guī)則包括三部分：觸發(fā)條件 規(guī)定何時(shí)執(zhí)行本規(guī)則進(jìn)行檢查；約束條件 又稱謂詞，定義應(yīng)滿足的條件；否則子句 規(guī)定不滿足條件時(shí)該作的處理。域完整性規(guī)則：定義屬性取值范圍。域聯(lián)系的規(guī)則：定義屬性間的聯(lián)系、影響和約束。關(guān)系完整性規(guī)則：定義更新操作

10、對(duì)值的影響和限制。SQL 中的三大類完整性約束，完整性約束分為三大類：域約束用“ CREATE DOMAIN ”語句定義新的域 ,并可出現(xiàn) CHECK 子句。非空值約束（ NOT NULL ）基于屬性的檢查子句 (CHECK):基本表約束主鍵約束可用主鍵約束來描述實(shí)體完整性規(guī)則。 主鍵約束可用兩種形式表示： 主鍵子句和主鍵短語。主碼可在定義關(guān)系的 CREATE TABLE 語句中使用 PRIMARY KEY 關(guān)鍵字加以定義。有兩種定義主鍵的方法， 一種是在屬性后增加關(guān)鍵字， 另一種是在屬性表中加入額外的定義主鍵的子句：PRIMARY KEY( 主鍵屬性名表 )使用關(guān)鍵字 UNIQUE ，說明該

11、屬性（或?qū)傩越M）的值不能重復(fù)出現(xiàn)。外鍵約束FOREIGNKEY （列名序列REFERENCES ONDELETE 參照動(dòng)作 ONUPDATE 參照動(dòng)作1）.（ 2）參照動(dòng)作可以有五種方式：NO ACTION （無影響）CASCADE （級(jí)聯(lián)方式）RESTRICT（受限方式）SETNULL （置空值）SETDEFAULT （置缺省值） 檢查約束對(duì)單個(gè)關(guān)系的元組值加以約束。對(duì)表內(nèi)元組說明約束時(shí)，在 CREATE TABLE 語句中的屬性表、主碼、外部碼的說明之后加上 CHECK 子句。每當(dāng)對(duì)元組進(jìn)行插入或修改操作時(shí)， 都要對(duì) CHECK 子句的條件表達(dá)式求值， 如果條件為假， 違背了約束， 系統(tǒng)將

12、拒絕該插入或修改操作。CHECK 子句的一般格式為：CHECK 斷言定義：CREATE ASSERTION 斷言名CHECK （條件）撤消：DROP ASSERTION 斷言名斷言也可以在關(guān)系定義中用檢查子句形式定義， 但是檢查子句不一定能保證完整性約束徹底實(shí)現(xiàn)，而斷言能保證不出差錯(cuò)。 SQL3 中的觸發(fā)器技術(shù)。觸發(fā)器（ Trigger）是一個(gè)能由系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)修改的語句。觸發(fā)器有時(shí)也稱為主動(dòng)規(guī)則（Active Rule ）或事件條件動(dòng)作規(guī)則 （Event ConditionActionRule，ECA 規(guī)則）。(1)觸發(fā)時(shí)間 : BEFORE、 AFTER 、 INSTEADOF ;(

13、2)觸發(fā)事件 :有三類 - UPDATE 、 DELETE 、INSERT(3)目標(biāo)表名 : 當(dāng)目標(biāo)表的數(shù)據(jù)被更新 (插入、刪除、修改）時(shí) , 將激活觸發(fā)器。(4)舊值和新值的別名表 : REFERENCES 子句觸發(fā)器有兩類：元組級(jí)觸發(fā)器和語句級(jí)觸發(fā)器。元組級(jí)觸發(fā)器帶 “ FOREACHROW ” 子句，而語句級(jí)觸發(fā)器沒有；元組級(jí)觸發(fā)器對(duì)每一個(gè)修改的元組都要檢查一次，而語句級(jí)觸發(fā)器對(duì)SQL 語句的執(zhí)行結(jié)果去檢查。語句級(jí)觸發(fā)器，不能直接引用修改前后的元組，但可以引用修改前后的元組集。舊的元組集由被刪除的元組或被修改元組的舊值組成，而新的元組集由插入的元組或被修改元組的新值組成。INSTEAD

14、OF 表示：在觸發(fā)事件發(fā)生時(shí) ,只要滿足 WHEN 條件，就執(zhí)行動(dòng)作部分的操作，而觸發(fā)事件的操作不再執(zhí)行。6）安全性的定義、級(jí)別，定義是指保護(hù) DB ，防止不合法的使用，以免數(shù)據(jù)的泄漏、非法更改和破壞。安全性級(jí)別設(shè)置安全措施所牽涉的層次。分成環(huán)境級(jí)、職員級(jí)、 OS 級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)和 DBS 級(jí)等五個(gè)級(jí)別。這里只討論DBS 級(jí)的安全性問題。權(quán)限，權(quán)限的授予、轉(zhuǎn)授與回收授權(quán)可根據(jù)需要把在某對(duì)象上的某些權(quán)限授予特定的用戶。轉(zhuǎn)授若擁有轉(zhuǎn)授權(quán)，則允許把已獲得的權(quán)限再轉(zhuǎn)授給其他用戶?；厥找部梢猿废咽诮o某用戶的某些權(quán)限。權(quán)限的種類：讀插入修改刪除SQL 中的安全性機(jī)制（視圖、SQL 用戶權(quán)限及操作 )視圖視圖

15、是虛表，視圖機(jī)制使DBS 具有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)安全性、邏輯獨(dú)立性、用戶操作簡(jiǎn)便性。SQL 中的用戶權(quán)限及操作六類權(quán)限： SELECT，INSERT， DELETE ，UPDATE，REFERENCES， USAGE。授權(quán)（ GRANT ）語句：將關(guān)系和視圖操作權(quán)授予特定用戶回收（ REVOKE ）語句：回收已授給某用戶的權(quán)限。第十章對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一、本章重要概念1）新一代 DBS 的兩條途徑： ORDBS 和 OODBS 。ORDB 中的 SELECT 語句（ SQL3 標(biāo)準(zhǔn)）：引入了路徑表達(dá)式、嵌套與解除嵌套等概念。在傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上，提供元組、 數(shù)組、集合一類豐富的數(shù)據(jù)類型以及處理新

16、的數(shù)據(jù)類型操作的能力，并且有繼承性和對(duì)象標(biāo)識(shí)等面向?qū)ο筇攸c(diǎn)。OODB 中的 SELECT 語句（ ODMG 標(biāo)準(zhǔn) OQL ）：有了更多的擴(kuò)充，并與宿主語言語句混合起來，可以表達(dá)更為復(fù)雜的查詢操作。（ 2）平面關(guān)系模型，嵌套關(guān)系模型，復(fù)合對(duì)象模型，引用類型，對(duì)象聯(lián)系圖的成分及表示方法，對(duì)象聯(lián)系圖數(shù)據(jù)的泛化 /細(xì)化，繼承性。數(shù)據(jù)的泛化細(xì)化：對(duì)概念之間聯(lián)系進(jìn)行抽象的一種方法?！胺夯保悍Q較高層上抽象是較低層上抽象的“泛化” 。（在較低層上抽象表達(dá)與之聯(lián)系的較高層上的抽象， ）“細(xì)化”：稱較低層上抽象是較高層上抽象的 “細(xì)化”。這種細(xì)化聯(lián)系是一種 “是”（ is a）的聯(lián)系。子類具有 繼承性 ,繼承超類的特征 ,而子類本身又有其它的特征。泛化 /細(xì)化聯(lián)系用泛化邊 (雙線箭頭 )表示 ,泛化邊從子類指向超類。3） OO 的數(shù)據(jù)類型系統(tǒng) :基本類型，五種復(fù)合類型，引用類型。一、基本數(shù)據(jù)類型 :整型、浮點(diǎn)型、字符型、字符串、布爾型和枚舉型；二、