重慶大學在職研究生數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

#/7主要內(nèi)容口第1章緒論口第2章關(guān)系模型口第3章結(jié)構(gòu)化査詢語言-SQL口第4章并發(fā)控制口第5章數(shù)據(jù)庫設(shè)計第1章緒論口基本概念■數(shù)據(jù)庫(Database,DB)：長期儲存在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。■數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DatabaseManagementSystem，DBMS)：是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。常用的大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)包括DB2、SQLSERVER、Oracle、Sybase、Informix等。應用ASERVER、Oracle、Sybase、Informix等。應用A應用D|外摸式1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的樓式結(jié)構(gòu)應問￡井蟆式制外鎖式￡離式/內(nèi)棲式映能數(shù)據(jù)陽口外模式(ExternalSchema)也稱子模式或用戶模式，是把現(xiàn)實世界中的信息按照不同用戶的觀點抽象為多個邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個邏輯結(jié)構(gòu)稱為一個視圖，描述了每個用戶關(guān)心的數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)庫用戶看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。數(shù)據(jù)庫外模式是面向用戶的數(shù)據(jù)庫模式。口數(shù)據(jù)庫三級模式體系結(jié)構(gòu)的劃分，有利于保持數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)獨立性。口數(shù)據(jù)的邏輯獨立性口數(shù)據(jù)的物理獨立性口數(shù)據(jù)模型：是現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象。口概念數(shù)據(jù)模型:按用戶的觀點對數(shù)據(jù)和信息建模。如：實體聯(lián)系模型口邏輯數(shù)據(jù)模型：按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模。如：層次模型，網(wǎng)狀模型，關(guān)系模型口數(shù)據(jù)倉庫口數(shù)據(jù)倉庫是一個面向主題的、集成的、不可更新的、隨時間不斷變化的數(shù)據(jù)集合，用以支持企業(yè)或組織的決策分析處理?？诜植际綌?shù)據(jù)庫系統(tǒng)是邏輯上屬于同一系統(tǒng)，物理上分布在用計算機網(wǎng)絡(luò)連接的多個場地（或叫結(jié)點）上的數(shù)據(jù)集合，且每個場地具有獨立處理和自治能力，至少能參加一個全局應用，并由分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理?？诜植际綌?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點：口數(shù)據(jù)獨立性；口中和自治相結(jié)合的控制機制口可控冗余口事務(wù)管理的分布性口存取效率第2章關(guān)系模型口關(guān)系模型：用二維表的形式表示實體和實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型口關(guān)系數(shù)據(jù)模型由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作和完整性約束三部分組成。口數(shù)據(jù)完整性：是指保護數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性，防止不合語義的數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)庫?？陉P(guān)系模型符合1NF。口第一范式（1NF）是指數(shù)據(jù)庫表的每一列都是不可分割的基本數(shù)據(jù)項?？?NF：不存在非主屬性部分依賴于侯選鍵的關(guān)系模式口3NF：不存在非主屬性傳遞依賴于侯選鍵的關(guān)系模式口超鍵（Superkey）:在一個關(guān)系中，能唯一標識元組的屬性集?？阪IKey（候選鍵candidatekey）：—個屬性集能惟一標識元組，又不含有多余屬性?？谥麈I（primarykey）：關(guān)系模式中用戶正在使用的候選鍵稱主鍵。用作主鍵的列不可以為NULL，在行記錄中不可以重復，可以將幾個列合并起來用作主鍵?？谕怄I（ForeignKey）：是指關(guān)系R中的一組屬性A不是關(guān)系R的主鍵，但A是另一個關(guān)系S的主鍵，則屬性組A就是關(guān)系R的外鍵?？诶河幸粋€讀者關(guān)系，其主鍵為借書證號。另有一個借閱關(guān)系，其屬性有借書證號、總編號、借書日期等，主鍵為總編號，則借書證號為借閱關(guān)系的?？陉P(guān)系代數(shù)：用關(guān)系的運算來表達查詢要求的方式?？诓?、差、交口廣義笛卡爾積口投影：是從關(guān)系R中選擇出若干屬性列組成新的關(guān)系。口選擇：在關(guān)系R中選擇滿足給定條件的元組?？谶B接：從兩個關(guān)系的笛卡兒積中選取屬性間滿足一定條件的元組?？诔ǖ?章結(jié)構(gòu)化查詢語言一SQL口SQL(StructuredQueryLanguage)是結(jié)構(gòu)化查詢語言，包括查詢、定義、操縱和控制四個部分，是一種功能齊全的數(shù)據(jù)庫語言。目前已成為關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標準語言。SQL功能關(guān)鍵動詞數(shù)據(jù)查詢DQL(DataQueryLanguage)SELECT數(shù)據(jù)定義DDL(DataDefinitionLanguage)CREATE,DROP,ALTER數(shù)據(jù)操縱DML(DataManipulationLanguage)INSERT,UPDATE,DELETE數(shù)據(jù)控制DCL(DataControlLanguage)GRANT,REVOKE口1.定義基本表口CREATETABLE＜表名＞(＜列名＞＜數(shù)據(jù)類型＞[列級完整性約束條件][，＜列名＞＜數(shù)據(jù)類型＞[列級完整性約束條件]...)[,＜表級完整性約束條件＞];口設(shè)有一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫，有三個基本表，表結(jié)構(gòu)如下：口STUDENT(學號姓名年齡性別學院號)、口SC(學號課程號成績)、口COURSE(課程號課程名學時數(shù)課程類型)口創(chuàng)建COURSE表的SQL語句口CreateTableCOURSE(課程號char(6)notnullprimarykey,課程名char(30),學時數(shù)smallint,課程類型char(10))口查詢口SELECT[ALL|DISTINCT]v目標列表達式＞[,＜目標列表達式＞]…FROM＜表名或視圖名＞[,＜表名或視圖名＞]...[WHERE＜條件表達式＞][GROUPBY＜列名1＞[HAVING＜條件表達式＞]][ORDERBY＜列名2＞[ASC|DESC]];口GROUP：將結(jié)果按＜列名1＞的值進行分組，該屬性列值相等的元組為一個組，每個組產(chǎn)生結(jié)果表中的一條記錄?？谌绻鸊ROUP子句帶HAVING短語，則只有滿足指定條件的組才予輸出。口如果有ORDER子句，則結(jié)果表還要按＜列名2＞的值的升序或降序排序?？谑褂镁酆虾瘮?shù)口COUNT([DISTINCT|ALL]*)統(tǒng)計元組個數(shù)口COUNT([DISTINCT|ALL]＜列名＞)統(tǒng)計一列中值的個數(shù)口SUM([DISTINCT|ALL]＜列名＞)計算一列值的總和口AVG([DISTINCT|ALL]＜列名＞)計算一列值的平均值口MAX([DISTINCT|ALL]＜列名＞)求一列值中的最大值口MIN([DISTINCT|ALL]＜列名＞)求一列值中的最小值口客戶表CUSTOMERS(cid,cname,city,discnt)口產(chǎn)品表PRODUCTS(pid,pname,city,quantity,price)口代理商表AGENTS(aid,aname,city,percent)口訂單表ORDERS(ordno,month,cid,aid,pid,qty,dollars)口1)查詢居住在紐約的客戶的cid值和名字。口Selectcid,cnamefromCUSTOMERSwherecity='NewYork';口2)查詢沒有通過代理商a01訂購過商品的顧客的cid值。口Selectcidfromcustomerscwherenotexists(select*fromordersowherec.cid=o.cidandaid='a01')口客戶表CUSTOMERS(cid,cname,city,discnt)口產(chǎn)品表PRODUCTS(pid,pname,city,quantity,price)口代理商表AGENTS(aid,aname,city,percent)口訂單表ORDERS(ordno,month,cid,aid,pid,qty,dollars)口3)查詢滿足條件為某個代理商所訂購的某種產(chǎn)品的總量超過500的產(chǎn)品ID、代理商ID和總量?？赟electpid,aid,sum(qty)asTOTALfromordersgroupbypid,aidhavingsum(qty)＞500;口更新數(shù)據(jù)口格式為：口UPDATE＜表名＞口SET＜列名1＞=＜表達式1＞[,＜列名2＞=＜表達式2＞][,...n]口[WHERE＜條件＞];口客戶表CUSTOMERS(cid,cname,city,discnt)口產(chǎn)品表PRODUCTS(pid,pname,city,quantity,price)口代理商表AGENTS(aid,aname,city,percent)口訂單表ORDERS(ordno,month,cid,aid,pid,qty,dollars)口例：修改表PRODUCTS的數(shù)據(jù),把存放在城市Duluth或Dallas的所有產(chǎn)品的價格提高20%?？赨pdateproductssetprice=1.2*pricewherecityin('duluth','dallas')口數(shù)據(jù)庫的安全性控制是指保護數(shù)據(jù)以防止未經(jīng)授權(quán)或不合法的使用造成的數(shù)據(jù)泄露更改或破壞。口保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全性措施：口1)用戶標識和身份鑒定；口2)存取控制；口3)定義視圖；口4)審計；口5)數(shù)據(jù)加密?？谝?、授權(quán)口grant表級權(quán)限on｛表名|視圖名｝to傭戶[，用戶]…|public｝[withgrantoption]withgrantoption表示獲得權(quán)限的用戶可以把權(quán)限再授予其它用戶口回收權(quán)限口revoke表級權(quán)限on俵名|視圖名｝from｛用戶[，用戶]…|public｝口例:授予用戶SQLTest對數(shù)據(jù)庫Sales的CUSTOMERS表的列cid、cname的查詢權(quán)限?？趃rantselectoncustomers(cid,cname)tosqltest口視圖是從一個或幾個基本表(或視圖)導出的表,它是一個虛表,只存放視圖的定義，而不存放視圖對應的數(shù)據(jù)?？趦?yōu)點：口1）簡化用戶的操作；口2）使用戶能從多種角度看待同一數(shù)據(jù)；口3）對重構(gòu)數(shù)據(jù)庫提供了一定程度的邏輯獨立性；口4）能夠?qū)C密數(shù)據(jù)提供安全保護?？谒饕↖NDEX）是對數(shù)據(jù)庫表中一列或多列的值進行排序的一種結(jié)構(gòu)。建立索引是加快查詢速度的有效手段，用戶可以根據(jù)應用環(huán)境的需要，在基本表上建立一個或多個索引，以提供多種存取路徑，加快查找速度?？谟螛耸窍到y(tǒng)為用戶開設(shè)的一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，存放SQL語句的執(zhí)行結(jié)果，用戶可以用SQL語句逐一從游標中獲取記錄，并賦值給主變量，交由主語言進一步處理?？谝粋€SQL語句原則上可產(chǎn)生或處理一組記錄，而程序語言一次只能處理一個記錄，為此必須協(xié)調(diào)兩種處理方式，這是通過使用游標機制來解決的?？诖鎯^程是一組為了完成特定功能的SQL語句集，經(jīng)編譯后存儲在數(shù)據(jù)庫中。用戶通過指定存儲過程的名字并給出參數(shù)來執(zhí)行它。存儲過程有以下的優(yōu)點：口重復使用?？谔岣咝阅?。存儲過程在創(chuàng)建的時候就進行了編譯，將來使用的時候不用再重新編譯?？跍p少網(wǎng)絡(luò)流量。存儲過程位于服務(wù)器上，調(diào)用的時候只需要傳遞存儲過程的名稱以及參數(shù)就可以了，因此降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。口安全性。參數(shù)化的存儲過程可以防止SQL注入式的攻擊，而且可以將Grant、Deny以及Revoke權(quán)限應用于存儲過程。口函數(shù)是由一個或多個Transact-SQL語句組成的子程序，可用于封裝代碼以便重新使用?？诖鎯^程和函數(shù)的區(qū)別：口存儲過程可以返回參數(shù)，而函數(shù)只能返回值或者表對象。口存儲過程一般是作為一個獨立的部分來執(zhí)行，而函數(shù)可以作為查詢語句的一個部分來調(diào)用，由于函數(shù)可以返回一個表對象，因此它可以在查詢語句中位于FROM關(guān)鍵字的后面?？诤瘮?shù)在系統(tǒng)啟動時就進行編譯并加載，存儲過程在調(diào)用時才加載?？谟|發(fā)器是一種特殊的存儲過程，它可以在對一個表上進行INSERT、UPDATE和DELETE操作中的任一種或幾種操作時被自動調(diào)用執(zhí)行。第4章并發(fā)控制口日志文件是用來記錄事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件，在數(shù)據(jù)庫恢復中其著非常重要的作用，可以用來進行事務(wù)故障恢復和系統(tǒng)故障恢復，并協(xié)助后備副本進行介質(zhì)恢復。口并發(fā)控制口為了充分利用數(shù)據(jù)庫資源，發(fā)揮數(shù)據(jù)庫共享資源的特點，應該允許多個用戶并行地存取數(shù)據(jù)庫，但會產(chǎn)生多個用戶并發(fā)存取同一數(shù)據(jù)的情況，需要對并發(fā)操作進行控制，以防止數(shù)據(jù)庫的不一致性?？诓l(fā)控制機制的好壞是衡量數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)性能的重要標志之一。并發(fā)控制是以事務(wù)為單位進行的?？诜怄i技術(shù)（Locking）是并發(fā)控制的主要技術(shù)，所謂封鎖就是當一個事務(wù)在對某個數(shù)據(jù)對象（可以是數(shù)據(jù)項、記錄、數(shù)據(jù)集以至整個數(shù)據(jù)庫）進行操作之前，先請求系統(tǒng)對其加鎖，成功加鎖之后該事務(wù)就對該數(shù)據(jù)對象有了控制權(quán)，只有該事務(wù)對其進行解鎖之后，其他的事務(wù)才能更新它?？贒BMS普遍采用封鎖方法保證調(diào)度的正確性?？谒梨i：在數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制中，兩個或多個事務(wù)處于等待狀態(tài)。口事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位，是用戶定義的一組操作序列。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，一個事務(wù)可以是一組SQL語句或整個程序。事務(wù)通常是以BEGINTRANSACTION開始，以COMMIT或ROLLBACK結(jié)束。事務(wù)應具有原子性、一致性、隔離性和持續(xù)性?？谠有裕菏聞?wù)必須是原子工作單元，對于其數(shù)據(jù)操作，要么全都執(zhí)行，要么全都不執(zhí)行?？谝恢滦裕菏聞?wù)的執(zhí)行結(jié)果必須使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)?？诟綦x性：一個事務(wù)的執(zhí)行不能被其它事務(wù)干擾?？诔掷m(xù)性（持久性）：一旦事務(wù)成功提交，其對數(shù)據(jù)庫的更新操作將永久有效，即使數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障?？诓l(fā)操作帶來的數(shù)據(jù)不一致性包括三類：丟失更新問題、不可重復讀問題和讀“臟”數(shù)據(jù)問題?？冢?）丟失修改口兩個事務(wù)T1和T2讀入同一數(shù)據(jù)并修改，T2提交的結(jié)果破壞了（覆蓋了）T1提交的結(jié)果，導致T1的修改被丟失?？冢?）不可重復讀口不可重復讀是指事物T1讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2執(zhí)行更新操作，使T1無法再現(xiàn)前一次讀取結(jié)果?？冢?）讀“臟”數(shù)據(jù)口讀“臟”數(shù)據(jù)是指事務(wù)T1修改某一數(shù)據(jù)，并將其寫回磁盤，事務(wù)T2讀取同一數(shù)據(jù)后，T1由于某種原因被撤銷，這時T1已修改過的數(shù)據(jù)恢復原值，T2讀到的數(shù)據(jù)就與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不一致，則T2讀到的數(shù)據(jù)就為“臟”數(shù)據(jù)，即不正確的數(shù)據(jù)?？诒苊獠灰恢滦缘姆椒ê图夹g(shù)就是并發(fā)控制。最常用的技術(shù)是封鎖技術(shù)?？跀?shù)據(jù)庫運行中可能產(chǎn)生三種故障：口事務(wù)故障：違反完整性約束引起事務(wù)夭折；口系統(tǒng)故障：軟硬件錯誤斷電引起事務(wù)夭折；口介質(zhì)故障：磁盤損壞部分或全部數(shù)據(jù)丟失?？谑聞?wù)故障和系統(tǒng)故障影響事務(wù)的正常執(zhí)行，介質(zhì)故障破壞數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)?？跀?shù)據(jù)庫系統(tǒng)故障常用的恢復方法?？诖?DBMS—般都使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和登錄日志文件實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的恢復功能。針對不同的故障，使用不同的恢復策略和方法。例如，對于事務(wù)故障的恢復是由DBMS自動完成的，對用戶是透明的?？趯τ谙到y(tǒng)故障，也是由DBMS完成恢復操作，包括撤銷（UNDO）故障發(fā)生時未完成的事務(wù)，重做（REDO）已完成的事務(wù)。DBA的任務(wù)是重新啟動系統(tǒng)，系統(tǒng)啟動后恢復操作就由DBMS來完成了?？趯τ诮橘|(zhì)故障，則恢復方法是由DBA重裝最新的數(shù)據(jù)庫后備副本和轉(zhuǎn)儲結(jié)束時刻的日志文件副本，然后DBA啟動系統(tǒng)恢復命令，由DBMS完成恢復功能，即重做已完成的事務(wù)?？谌罩疚募怯脕碛涗浭?/p>