數(shù)據(jù)庫知識點(diǎn)完整版

第一章概述1.數(shù)據(jù)管理：對數(shù)據(jù)的收集、整理、組織、維護(hù)、存儲、檢索、傳送、利用2.數(shù)據(jù)處理：采集、存儲、加工、傳播3.DB：計(jì)算機(jī)存儲設(shè)備上，以一定方式，數(shù)據(jù)的集合4.DB與文件系統(tǒng)的區(qū)別：數(shù)據(jù)庫文件系統(tǒng)面向全組織、全系統(tǒng)共享面向?qū)ｉT程序個別應(yīng)用，不共享結(jié)構(gòu)化非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化非冗余、一致性、相關(guān)性分離、獨(dú)立、可重復(fù)4.DBMS：建立、管理、維護(hù)數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)，例：SQLSERVER功能：定義（語言、外模式、邏輯模式、內(nèi)模式）；操縱（插入、查詢、更新、刪除），控制（安全、完整、并發(fā)、恢復(fù)），維護(hù)（備份、轉(zhuǎn)儲），通信（遠(yuǎn)程作業(yè)通信接口）5.硬件（DB）→操作系統(tǒng)（OS）→DBMS（系統(tǒng)軟件）→應(yīng)用軟件→應(yīng)用程序6.DBAS：以計(jì)算機(jī)為平臺，以操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、某種程序語言等為軟件環(huán)境，以某一領(lǐng)域需求為背景，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立起的可用的應(yīng)用軟件系統(tǒng)；三要素：數(shù)據(jù)，物理存儲器，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件。例：教學(xué)管理系統(tǒng)7.三個世界：現(xiàn)實(shí)世界——客觀世界概念化信息世界——實(shí)體—聯(lián)系模型（概念模型）形式化數(shù)據(jù)世界——數(shù)據(jù)模型（層次、網(wǎng)狀、關(guān)系）8.數(shù)據(jù)模型：用數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)間的聯(lián)系表示現(xiàn)實(shí)世界。包括：層次模型——樹狀網(wǎng)狀模型——有向圖關(guān)系模型——表示數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)聯(lián)系的二維表格9.關(guān)系模型：關(guān)系——一個二維表格元組——每一行數(shù)據(jù)元組分量——元組在每一個屬性上的取值屬性——每一列名屬性值——行列交匯處的元素的取值關(guān)系模式——每個關(guān)系表的表頭所描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)候選鍵——唯一標(biāo)識元組且不含多余屬性的屬性集主鍵——只有一個侯選建時的侯選鍵；具有唯一性、非冗余性、有效性（不可為空）外鍵——屬性集X的子集不是自己的主鍵，卻是別人的主鍵，則稱之為自己的外鍵主屬性——包含于侯選鍵里的屬性非主屬性——不包含于侯選鍵10.數(shù)據(jù)庫的三級結(jié)構(gòu)體系：用戶級——外模式（多個）——用戶數(shù)據(jù)視圖，其所用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯模式邏輯級——邏輯模式（只有一個，但包含多個關(guān)系模式）——整個數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)描述存儲級——內(nèi)模式（只有一個）——對邏輯模式中各個關(guān)系模式的存儲結(jié)構(gòu)的描述兩級映像：外模式與邏輯模式之間的映像（多對一）；邏輯模式與內(nèi)模式之間的映射（一對一）；邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性：邏輯模式發(fā)生改變時，只需修改外模式與邏輯模式之間的映像，而無需修改應(yīng)用程序；物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性：存儲結(jié)構(gòu)改變時，只需修改邏輯模式與內(nèi)模式之間的映射，而無需修改存外模式和應(yīng)用程序。第二章設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)1.生命周期：用戶需求分析時期用戶需求分析階段數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時期概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)時期數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與行為設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行于維護(hù)時期數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)2.人員：用戶；應(yīng)用程序員；系統(tǒng)分析員；數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）——數(shù)據(jù)庫運(yùn)行時，負(fù)責(zé)監(jiān)管、備份、恢復(fù)、存儲空間管理與維護(hù)3.各階段任務(wù)：（1）用戶需求分析階段——了解機(jī)構(gòu)，分析活動，收集數(shù)據(jù)，確定數(shù)據(jù)要求和環(huán)境配置；借助數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典，形成系統(tǒng)需求分析說明書數(shù)據(jù)流圖（DFD）：系統(tǒng)邏輯模型的圖形表示，從數(shù)據(jù)傳遞和處理的角度反映信息流動，包括數(shù)據(jù)源點(diǎn)或終點(diǎn)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)字典（DD）：數(shù)據(jù)流圖中所有數(shù)據(jù)的定義和描述的集合，包括數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)表和處理（2）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段——根據(jù)需求分析階段，將信息需求抽象為信息結(jié)構(gòu)；方法包括：屬性表和實(shí)體聯(lián)系模型（E-R）（3）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段——將信息結(jié)構(gòu)變?yōu)殛P(guān)系模型，并進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)和優(yōu)化處理（4）物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段——根據(jù)需求，在物理存儲設(shè)備上選取和設(shè)計(jì)一個占地少、效率高、代價低的存儲空間數(shù)據(jù)聚簇：將那些經(jīng)常在一起連接查詢的表的數(shù)據(jù)在物理結(jié)構(gòu)上臨近存放（5）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)創(chuàng)建——根據(jù)關(guān)系模式，創(chuàng)建表、聚簇等（6）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與行為設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)——編程實(shí)現(xiàn)各種功能；建立必要的用戶視圖；裝入數(shù)據(jù)試運(yùn)行（7）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)——必要的該整性、適應(yīng)性、完善性維護(hù)；備份與恢復(fù)及故障維護(hù)；運(yùn)行性能的檢測與改善第五章SQL1.SQL的功能：數(shù)據(jù)定義——表、視圖、索引數(shù)據(jù)操縱——查詢和更新（插入、修改、刪除）數(shù)據(jù)控制——。。。2.SQL的特點(diǎn)：（1）具有交互式和嵌入式兩種工作方式（2）支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的三級結(jié)構(gòu)模式（外模式、邏輯模式、內(nèi)模式）第六章關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式1.對關(guān)系模式規(guī)范化設(shè)計(jì)的必要性（1）數(shù)據(jù)冗余（2）更新異常（3）插入異常（4）刪除異常2.函數(shù)依賴（FD）第八章DMAS集中計(jì)算模式→客戶-服務(wù)器模式（CS）→瀏覽-服務(wù)器模式（BS）與CS并存一、三層C-S結(jié)構(gòu)1.表示層：構(gòu)建視圖，檢查輸入，顯示輸出2.功能層：相應(yīng)請求，業(yè)務(wù)處理，與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器打交道3.數(shù)據(jù)層：接受請求，對DB讀寫、完整性、安全性維護(hù)、備份恢復(fù)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、管理等例如：QQ、網(wǎng)絡(luò)電視缺點(diǎn)：逐級訪問，犧牲了一定效率二、三層B-S結(jié)構(gòu)1.表示層：客戶端的WEB瀏覽器向WEB服務(wù)器發(fā)出請求，將WEB服務(wù)器用超文本傳輸協(xié)議（HTTP）和超文本標(biāo)記語言（HTML）描述和組織的主頁文件顯示出來2.功能層：接收用戶請求，通過SQL等方式向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)出申請，并將其處理后的結(jié)果傳回客戶端3.數(shù)據(jù)層：接受來自WEB服務(wù)器對數(shù)據(jù)庫操縱的請求，對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、更新等操作，并將結(jié)果傳給WEB服務(wù)器三、二者區(qū)別C-SB-S硬件環(huán)境局域網(wǎng)局域網(wǎng)+廣域網(wǎng)安全性要求面向固定用戶，信息安全性強(qiáng)面向用戶群，安全性較弱程序架構(gòu)對系統(tǒng)運(yùn)行速度可以較少考慮對系統(tǒng)性能優(yōu)化要求更高軟件重用性差好系統(tǒng)維護(hù)需求開銷大開銷小處理問題固定用戶面不同用戶群用戶接口WINDOWS平臺上瀏覽器上四、數(shù)據(jù)庫訪問接口——應(yīng)用程序訪問多種數(shù)據(jù)庫（一）開放式數(shù)據(jù)庫互連（ODBC）技術(shù)1.傳統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的訪問都必須通過其特定接口，通用性與移植性較差，而一個綜合信息系統(tǒng)往往會包含多種數(shù)據(jù)庫；ODBC技術(shù)定義了一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫訪問編程接口，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序?qū)Χ喾N不同DBMS的DB的訪問2.體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)源名（DSN）—DB的位置、類型、連接參數(shù)客戶端應(yīng)用程序應(yīng)用層ODBC應(yīng)用程序接口（API）ODBC層ODBC管理器（管理驅(qū)動程序和數(shù)據(jù)源）ODBC驅(qū)動程序管理器驅(qū)動程序1驅(qū)動程序2驅(qū)動程序3數(shù)據(jù)源1數(shù)據(jù)源2數(shù)據(jù)源3數(shù)據(jù)層DBMS1DBMS2DBMS3DB1DB2DB3（二）ADO.NET——一組用于和數(shù)據(jù)源進(jìn)行交互的面向?qū)ο箢悗欤糜谧x寫數(shù)據(jù)庫1.組件：（1）.NETFRAMEWORK數(shù)據(jù)提供程序——與數(shù)據(jù)庫建立連接、操作、快速只進(jìn)、只讀訪問種類：SQLSERVER.NET;OLEDB.NETODBC.NETORACLE.NET對象：Connection—與特定數(shù)據(jù)源建立連接Command—對數(shù)據(jù)源執(zhí)行操作命令（查詢、插入、刪除、修改）Datareader—讀取數(shù)據(jù)Dataadapter—使用SQL命令，將數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)檢索到DATASET數(shù)據(jù)集中，并保持更新（2）DATASET數(shù)據(jù)集—不依賴于數(shù)據(jù)庫的獨(dú)立數(shù)據(jù)集合，用于存放查詢出的數(shù)據(jù)（三）ADO.NET數(shù)據(jù)訪問1.模式（1）DATASET斷開式通過訪問DATASET獲取和更新數(shù)據(jù)，而不直接操縱數(shù)據(jù)庫（2）Datareader連接式通過Datareader——command——connection——DB的方式，間接訪問2.步驟：Connection鏈接數(shù)據(jù)源——command操縱數(shù)據(jù)源——datareader讀取數(shù)據(jù)——Dataadapter填充DATASET——關(guān)閉鏈接第十章數(shù)據(jù)庫保護(hù)技術(shù)一、.事務(wù)：要么不做、要么全做的SQL語句序列原子性atomicity——不可分割一致性consistency——正確狀態(tài)隔離性isolation——互不干擾永久性durability——穩(wěn)定不變二、故障（一）.故障分類：事務(wù)故障——輸入數(shù)據(jù)錯誤、數(shù)據(jù)溢出、死鎖等，事務(wù)未能運(yùn)行到結(jié)束而中途夭折，非預(yù)期系統(tǒng)故障——硬件、操作系統(tǒng)、DBMS、停電等故障，事務(wù)非正常終止介質(zhì)故障——磁頭磁盤等存儲介質(zhì)故障，數(shù)據(jù)部分或全部丟失（二）.故障恢復(fù)——利用冗余地存儲在別處的信息重建數(shù)據(jù)庫：1.數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲：定期地把數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)拷貝到其他磁盤，稱之為后援本靜態(tài)轉(zhuǎn)儲：轉(zhuǎn)儲時系統(tǒng)無運(yùn)行事務(wù)動態(tài)轉(zhuǎn)儲：轉(zhuǎn)儲期間有事務(wù)運(yùn)行；必須將此期間事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新活動記錄到日志文件中日志文件：記錄數(shù)據(jù)庫中所有的更新信息2.恢復(fù)策略（1）事務(wù)故障的恢復(fù)——撤銷該事物已進(jìn)行的修改——系統(tǒng)自動完成反響掃描日志文件，若遇到開始標(biāo)記，則結(jié)束；否則，進(jìn)行逆操作；然后繼續(xù)掃描，直至遇見開始標(biāo)志（2）系統(tǒng)故障的恢復(fù)——系統(tǒng)自動完成首先裝入故障發(fā)生前最新的后援副本，恢復(fù)至當(dāng)時水平；而后正向掃描日志文件，若遇到故障前已經(jīng)提交的文件，則重做；若遇到故障時正在運(yùn)行的文件，則撤銷，方法同（1）（3）介質(zhì)故障的恢復(fù)——DBA完成首先裝入最新的后援副本，使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到當(dāng)時狀態(tài)；而后裝入最新的日志文件副本，重做3.具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)檢查點(diǎn)：表示數(shù)據(jù)庫是否正常運(yùn)行的時間標(biāo)志，存在于日志文件中恢復(fù)策略見書本296頁4.數(shù)據(jù)庫鏡像技術(shù)：數(shù)據(jù)庫以雙復(fù)本的形式存在于兩個獨(dú)立的磁盤之中，一個為主磁盤，一個為副，二者可以相互切換；讀時，可任選其一，寫時，先主后副寫入相同內(nèi)容（三）并發(fā)控制——多個用戶同時訪問數(shù)據(jù)庫1.不一致性問題————不一致性破壞了事務(wù)的隔離性丟失修改——由于時間交叉，改的沒起作用；讀過時數(shù)據(jù)——已經(jīng)改過了，讀的還是沒改的；讀臟數(shù)據(jù)——讀的是撤銷之前的數(shù)據(jù)2.鎖排他鎖（X）——寫鎖共享鎖（S）——讀鎖共享更新鎖（SU）——限定更新權(quán)利X與任和鎖都不相容；S鎖只和X鎖不相容；SU鎖也只和X鎖不相容。3.鎖協(xié)議一級鎖協(xié)議：加X鎖—修改—事務(wù)結(jié)束，釋放X鎖（COMMITROLLBACK）防丟失修改二級鎖協(xié)議：一級鎖協(xié)議+加S鎖—讀數(shù)據(jù)—讀數(shù)據(jù)結(jié)束，釋放S鎖（UNLOCK）防丟失+防讀臟三級鎖協(xié)議：一級鎖協(xié)議+加S鎖—讀數(shù)據(jù)—事務(wù)結(jié)束，釋放S鎖（COMMITROLLBACK）防丟失+防讀臟+防讀過時4.活鎖：由于加鎖的規(guī)則是“后加先起效”，可能會導(dǎo)致先加的事務(wù)永遠(yuǎn)處于等待狀態(tài)死鎖：兩個事物都需要其中一個解鎖之后才能執(zhí)行的相互等待狀態(tài)5.死鎖的預(yù)防：一次加鎖法：每個事物必須對所要加的鎖一次加完順序加鎖法：事務(wù)執(zhí)行之前，數(shù)據(jù)項(xiàng)按規(guī)定的順序加鎖兩種方法實(shí)用性都不強(qiáng)，在DBMS中常用的