數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用復(fù)習(xí)知識(shí)

1、數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用復(fù)習(xí)知識(shí)第一章 緒論一、基本概念：1.數(shù)據(jù)(data)：數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象，是描述事物的符號(hào)記錄，如:數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音等，數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的。2.數(shù)據(jù)庫(kù)(database，db) ：是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合。其特征是： 數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存。 可為各種用戶共享。 冗余度較小。 數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高、易擴(kuò)展。3.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(database management system，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。dbms的主要功能有： 4.數(shù)據(jù)管理功能:數(shù)據(jù)定義功能，數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理，數(shù)據(jù)操縱功

2、能，數(shù)據(jù)庫(kù)的事物管理和運(yùn)行管理，數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能，其他功能：提供數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶接口5.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(database system，dbs)：是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng) “db+dbms+應(yīng)用系統(tǒng)+數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（database administration, dba ）”二、數(shù)據(jù)庫(kù)管理階段：1.人工管理階段(40年代中-50年代中)應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算 硬 件：無(wú)直接存取存儲(chǔ)設(shè)備 軟 件：無(wú)通用的操作系統(tǒng) 處理方式：批處理數(shù)據(jù)管理者：應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)不保存。 數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序。 數(shù)據(jù)共享程度：無(wú)共享、冗余度極大。 數(shù)據(jù)獨(dú)立性：不獨(dú)立，完全依賴于程序。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化：無(wú)結(jié)構(gòu)。

3、 數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制。2.文件系統(tǒng)階段(50年代末-60年代中)應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理 硬 件：出現(xiàn)磁盤、磁鼓等 軟 件：操作系統(tǒng)、高級(jí)語(yǔ)言 處理方式：批處理、共享的實(shí)時(shí)處理方式數(shù)據(jù)管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)期保存。 數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序。 數(shù)據(jù)共享程度：共享性差、冗余度大。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu),整體無(wú)結(jié)構(gòu)。 數(shù)據(jù)獨(dú)立性：邏輯結(jié)構(gòu)改變須修改應(yīng)用程序。 數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制。3.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代末以來(lái))應(yīng)用需求：大規(guī)模管理 硬 件：出現(xiàn)大容量磁盤、磁盤陣列 軟 件：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 處理方式：聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、分布處理和批處理數(shù)據(jù)管理者：dbms 數(shù)據(jù)面

4、向的對(duì)象：整個(gè)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)高度結(jié)構(gòu)化：數(shù)據(jù)庫(kù)與文件系統(tǒng)的根本區(qū)別 數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性高：物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性 數(shù)據(jù)控制能力：由dbms統(tǒng)一管理和控制4.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)獨(dú)立性高數(shù)據(jù)由dbms統(tǒng)一管理和控制三、三級(jí)模式、兩級(jí)映像從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)角度看數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)。 三級(jí)模式結(jié)構(gòu)：外模式、模式 、內(nèi)模式應(yīng)用a應(yīng)用b應(yīng)用c應(yīng)用d應(yīng)用e內(nèi)模式外模式1外模式3模式外模式2數(shù)據(jù)庫(kù)1.模式（邏輯模式） 是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶的需求。 一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式。 模式

5、是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層，與數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境無(wú)關(guān)，與具體的應(yīng)用程序、開(kāi)發(fā)工具及高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言無(wú)關(guān)。2.外模式（子模式或用戶模式） 數(shù)據(jù)庫(kù)用戶使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的數(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。 外模式通常是模式的子集，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以有多個(gè)外模式 同一外模式可以為某一用戶的多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)所使用。 外模式是保證數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的一個(gè)有力措施3.內(nèi)模式（存儲(chǔ)模式） 數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的存儲(chǔ)方式 一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只能有一個(gè)內(nèi)模式三級(jí)模式是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別，兩級(jí)映象是在dbms內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換。

6、4.外模式模式映象定義了外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，每一個(gè)外模式都對(duì)應(yīng)一個(gè)外模式模式映象。 保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性5.模式內(nèi)模式映象定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，數(shù)據(jù)庫(kù)中模式內(nèi)模式映象是唯一的。 保證了數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用3應(yīng)用4外模式1外模式2外模式3模 式映 像內(nèi)模式映像1映像2映像3外模式/模式映像數(shù)據(jù)庫(kù)模式/內(nèi)模式映像數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫(kù)+數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開(kāi)發(fā)工具）+應(yīng)用系統(tǒng)+數(shù)據(jù)庫(kù)管理員6.數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（dba）的主要職責(zé)是負(fù)責(zé)全面管理和控制數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包括：決定數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息內(nèi)容與結(jié)構(gòu)決定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略定義數(shù)據(jù)的安全性和完整性約束條件監(jiān)控

7、數(shù)據(jù)庫(kù)的使用和運(yùn)行（例如定義和實(shí)施備份和恢復(fù)策略）數(shù)據(jù)庫(kù)的改進(jìn)與重組重構(gòu)第二章 數(shù)據(jù)模型一、數(shù)據(jù)模型的組成要素1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的靜態(tài)特性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不僅要描述數(shù)據(jù)庫(kù)組成對(duì)象，還要描述對(duì)象之間的聯(lián)系。通常所說(shuō)的層狀、網(wǎng)狀和關(guān)系模型，就是按照此處的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行劃分的。2.數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的各種對(duì)象運(yùn)行執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則。數(shù)據(jù)庫(kù)的操作包括查詢和更新。3.數(shù)據(jù)的完整性約束條件一組完整性規(guī)則的集合完整性規(guī)則是數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的約束規(guī)則，用來(lái)限定數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確。4.關(guān)系模型是以集合論中的關(guān)系(relation)概念為基礎(chǔ)發(fā)展

8、起來(lái)的數(shù)據(jù)模型。5.基本關(guān)系的性質(zhì)列是同質(zhì)的（homogeneous），即每一列中的分量是同一類型的數(shù)據(jù)，來(lái)自同一個(gè)域。不同的列可出自同一個(gè)域，稱其中的每一列為一個(gè)屬性，不同的屬性要給予不同的屬性名。列的順序無(wú)關(guān)緊要，即列的次序可以任意交換。任意兩個(gè)元組不能完全相同。但在大多數(shù)實(shí)際關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品中，例如oracle、foxpro等，如果用戶沒(méi)有定義有關(guān)的約束條件，它們都允許關(guān)系表中存在兩個(gè)完全相同的元組。行的順序無(wú)關(guān)緊要，即行的次序可以任意交換。分量必須取原子值，即每一個(gè)分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。 二、關(guān)系模型：用二維表的形式表示實(shí)體和實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型1.關(guān)系模型特點(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)操作

9、關(guān)系數(shù)據(jù)操作是集合操作 關(guān)系模型將操作中的存取路徑對(duì)用戶屏蔽 完整性約束 實(shí)體完整性、參照完整性、用戶自定義完整性優(yōu)點(diǎn)： 建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上 概念單一，實(shí)體和聯(lián)系都用關(guān)系表示，數(shù)據(jù)操作結(jié)果為關(guān)系 數(shù)據(jù)的存取路徑對(duì)用戶是透明的。缺點(diǎn)： 由于存取路徑透明，使得數(shù)據(jù)存取的效率不如非關(guān)系模型第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)一、概念、性質(zhì)：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，是建立在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫(kù)，借助于集合代數(shù)等概念和方法來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。選擇運(yùn)算是從關(guān)系的水平方向進(jìn)行運(yùn)算，是從關(guān)系r中選擇滿足給定條件的諸元組，記作，其形式定義如下：其中，f中的運(yùn)算對(duì)象是屬性名(或列的序號(hào))或常數(shù)，運(yùn)算符算術(shù)比較府（，=，)和

10、邏輯運(yùn)算符( ，) 。等值連接：當(dāng)為“=”時(shí),稱之為等值連接,記為,其形式定義如下: 自然連接: 是一種特殊的等值連接，它要求兩個(gè)關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組，并且在結(jié)果中將重復(fù)屬性列去掉 。記為，其形式定義如下: 自然連接可以由基本的關(guān)系運(yùn)算投影、選取和笛卡兒積導(dǎo)出。連接運(yùn)算符是“=”的連接運(yùn)算稱為等值連接。它是從關(guān)系r與s的廣義笛卡爾積中選取a，b屬性值相等的那些元組二、等值連接與自然連接的區(qū)別：自然連接是一種特殊的等值連接，它要求兩個(gè)關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組，并且在結(jié)果中把重復(fù)的屬性列去掉第四章 sql語(yǔ)句一、sql概念：實(shí)際上它的功能包括查詢(query),操縱

11、(manipulation),定義(definition)和控制(control)四個(gè)方面,是一個(gè)綜合的、通用的、功能極強(qiáng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言。二、sql的主要特點(diǎn)1. 綜合統(tǒng)一2. 高度非過(guò)程化3. 面向集合的操作方式4. 兩種使用方式,統(tǒng)一的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)5. 語(yǔ)言簡(jiǎn)潔,易學(xué)易用(1).數(shù)據(jù)庫(kù)查詢 select (2). 數(shù)據(jù)定義 create, drop (3). 數(shù)據(jù)操縱 insert, update, delete (5). 數(shù)據(jù)控制 grant, revoke6.常用語(yǔ)句：創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)create database database-name刪除數(shù)據(jù)庫(kù)drop database dbname備

12、份sql server創(chuàng)建 備份數(shù)據(jù)的 deviceuse masterexec sp_addumpdevice disk, testback, c:mssql7backupmynwind_1.dat開(kāi)始 備份backup database pubs to testback創(chuàng)建新表create table tabname(col1 type1 not null primary key,col2 type2 not null,.)根據(jù)已有的表創(chuàng)建新表：a：create table tab_new like tab_old (使用舊表創(chuàng)建新表)b：create table tab_new as s

13、elect col1,col2 from tab_old definition only刪除新表drop table tabname增加一個(gè)列alter table tabname add column col type注：列增加后將不能刪除。db2中列加上后數(shù)據(jù)類型也不能改變，唯一能改變的是增加varchar類型的長(zhǎng)度。添加主鍵： alter table tabname add primary key(col)說(shuō)明：刪除主鍵： alter table tabname drop primary key(col)創(chuàng)建索引：create unique index idxname on tabnam

14、e(col.)刪除索引：drop index idxname注：索引是不可更改的，想更改必須刪除重新建。創(chuàng)建視圖：create view viewname as select statement刪除視圖：drop view viewname幾個(gè)簡(jiǎn)單的基本的sql語(yǔ)句選擇：select * from table1 where 范圍插入：insert into table1(field1,field2) values(value1,value2)刪除：delete from table1 where 范圍更新：update table1 set field1=value1 where 范圍查找：s

15、elect * from table1 where field1 like %value1% -like的語(yǔ)法很精妙，查資料!排序：select * from table1 order by field1,field2 desc總數(shù)：select count as totalcount from table1求和：select sum(field1) as sumvalue from table1平均：select avg(field1) as avgvalue from table1最大：select max(field1) as maxvalue from table1最?。簊elect

16、min(field1) as minvalue from table1子查詢(表名1：a 表名2：b)select a,b,c from a where a in (select d from b 或者: select a,b,c from a where a in (1,2,3)外連接查詢(表名1：a 表名2：b)select a.a, a.b, a.c, b.c, b.d, b.f from a left out join b on a.a = b.c在線視圖查詢(表名1：aselect * from (select a,b,c from a) t where t.a 1;between的

17、用法,between限制查詢數(shù)據(jù)范圍時(shí)包括了邊界值,not between不包括select * from table1 where time between time1 and time2select a,b,c, from table1 where a not between 數(shù)值1 and 數(shù)值2三、視圖與基表：視圖：在sql中，視圖是外模式一級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本單位。它是從一個(gè)或幾個(gè)基本表中導(dǎo)出的 表，是從現(xiàn)有基本表中抽取若干子集組成用戶的“專用表”。 基本表：基本表的定義指建立基本關(guān)系模式,而變更則是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中已存在的基本表進(jìn)行刪除與修改。四、視圖與基表區(qū)別：1、視圖是已經(jīng)編譯好的sq

18、l語(yǔ)句。而表不是 2、視圖沒(méi)有實(shí)際的物理記錄。而表有。 3、表是內(nèi)容，視圖是窗口 4、表只用物理空間而視圖不占用物理空間，視圖只是邏輯概念的存在，表可以及時(shí)四對(duì)它進(jìn)行修改，但視圖只能有創(chuàng)建的語(yǔ)句來(lái)修改 5、表是內(nèi)模式，試圖是外模式 6、視圖是查看數(shù)據(jù)表的一種方法，可以查詢數(shù)據(jù)表中某些字段構(gòu)成的數(shù)據(jù)，只是一些sql語(yǔ)句的集合。從安全的角度說(shuō)，視圖可以不給用戶接觸數(shù)據(jù)表，從而不知道表結(jié)構(gòu)。 7、表屬于全局模式中的表，是實(shí)表；視圖屬于局部模式的表，是虛表。 8、視圖的建立和刪除只影響視圖本身，不影響對(duì)應(yīng)的基本表。視圖的作用1. 視圖能夠簡(jiǎn)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

19、圖對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)提供了一定程度的邏輯獨(dú)立性.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)的重構(gòu)造是不可避免的。最常見(jiàn)的情況是把一個(gè)表垂直地分為兩個(gè)以上的表。例如把學(xué)生關(guān)系 student(sno,sname,ssex,sage,sdept) 分為： sx(sno,sname,sage) sy(sno,ssex,sdept) 如果視圖涉及兩個(gè)表，意味著有兩個(gè)表的連接操作，而在視圖上執(zhí)行的更新都是最終在基本表上的更新，視圖本身只是一個(gè)用來(lái)簡(jiǎn)化用戶操作的邏輯概念，執(zhí)行時(shí)都是將對(duì)視圖的操作翻譯成基本表的操作。對(duì)視圖的更新無(wú)法翻譯成對(duì)基本表的操作時(shí)，就不允許更新了。除了兩個(gè)基本表的視圖不允許更新外，聚合操作導(dǎo)出的視圖也不允許更新

20、五、模糊查詢：第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)安全性一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全性：為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建立和采取的各種安全保護(hù)措施，以保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件、軟件及數(shù)據(jù)，防止其因偶然或惡意的原因使系統(tǒng)遭到破壞，數(shù)據(jù)遭到更改或泄露等。二、三類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全性問(wèn)題技術(shù)安全類管理安全類政策法律類三、授權(quán)與收權(quán)：1、grantgrant語(yǔ)句的一般格式： grant ,. on to ,. with grant option;語(yǔ)義：將對(duì)指定操作對(duì)象的指定操作權(quán)限授予指定的用戶發(fā)出grant：dba數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象創(chuàng)建者（即屬主owner）擁有該權(quán)限的用戶按受權(quán)限的用戶 一個(gè)或多個(gè)具體用戶public（全體用戶） with grant opti

21、on子句:指定：可以再授予沒(méi)有指定：不能傳播不允許循環(huán)授權(quán)2、revoke授予的權(quán)限可以由dba或其他授權(quán)者用revoke語(yǔ)句收回revoke語(yǔ)句的一般格式為： revoke ,. on from ,.;第六章 數(shù)據(jù)庫(kù)完整性一、數(shù)據(jù)的完整性：防止數(shù)據(jù)庫(kù)中存在不符合語(yǔ)義的數(shù)據(jù)，也就是防止數(shù)據(jù)庫(kù)中存在不正確的數(shù)據(jù)防范對(duì)象：不合語(yǔ)義的、不正確的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)防止惡意的破壞和非法的存取防范對(duì)象：非法用戶和非法操作二、實(shí)體完整性規(guī)則：若屬性（指一個(gè)或一組屬性）a是基本關(guān)系r的主屬性，則a不能取空值或重復(fù)值。關(guān)系模型的實(shí)體完整性create table中用primary key定義單屬性構(gòu)成的

22、碼有兩種說(shuō)明方法 定義為列級(jí)約束條件定義為表級(jí)約束條件對(duì)多個(gè)屬性構(gòu)成的碼只有一種說(shuō)明方法定義為表級(jí)約束條件三、參照完整性規(guī)則：若屬性（或?qū)傩越M）f是基本關(guān)系r的外碼，它與基本關(guān)系s的主碼ks相對(duì)應(yīng)，則對(duì)于r中每個(gè)元組在f上的值必須為： f或者取空值（f的每個(gè)屬性值均為空值） f或者s中某個(gè)元組的主碼值關(guān)系模型的參照完整性定義在create table中用foreign key短語(yǔ)定義那些列為外碼用references短語(yǔ)指明這些外碼參照那些表的主碼四、用戶定義的完整性就是針對(duì)某一具體應(yīng)用的數(shù)據(jù)必須滿足的語(yǔ)義要求 rdbms提供，而不必由應(yīng)用程序承擔(dān)create table時(shí)定義列值非空（not

23、 null）列值唯一（unique）檢查列值是否滿足一個(gè)布爾表達(dá)式（check）索引分為聚簇索引和非聚簇索引兩種，聚簇索引 是按照數(shù)據(jù)存放的物理位置為順序的，而非聚簇索引就不一樣了；聚簇索引能提高多行檢索的速度，而非聚簇索引對(duì)于單行的檢索很快。五、兩類索引1.聚簇索引也叫簇類索引，是一種對(duì)磁盤上實(shí)際數(shù)據(jù)重新組織以按指定的一個(gè)或多個(gè)列的值排序。由于聚簇索引的索引頁(yè)面指針指向數(shù)據(jù)頁(yè)面，所以使用聚簇索引查找數(shù)據(jù)幾乎總是比使用非聚簇索引快。每張表只能建一個(gè)聚簇索引，并且建聚簇索引需要至少相當(dāng)該表120%的附加空間，以存放該表的副本和索引中間頁(yè)。2.非聚簇索引，索引的一種。索引分為聚簇索引和非聚簇索引兩

24、種。建立索引的目的是加快對(duì)表中記錄的查找或排序。牽引順序與數(shù)據(jù)物理排列順序無(wú)關(guān)。第七章 事務(wù)一、概念、特性事務(wù)(transaction)是訪問(wèn)并可能更新數(shù)據(jù)庫(kù)中各種數(shù)據(jù)項(xiàng)的一個(gè)程序執(zhí)行單元(unit)。事務(wù)通常由高級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)操縱語(yǔ)言或編程語(yǔ)言（如sql，c+或java）書寫的用戶程序的執(zhí)行所引起，并用形如begin transaction和end transaction語(yǔ)句（或函數(shù)調(diào)用）來(lái)界定。事務(wù)由事務(wù)開(kāi)始(begin transaction)和事務(wù)結(jié)束(end transaction)之間執(zhí)行的全體操作組成。特性：事務(wù)是恢復(fù)和并發(fā)控制的基本單位。 事務(wù)應(yīng)該具有4個(gè)屬性：原子性、一致性、隔離性

25、、持久性。這四個(gè)屬性通常稱為acid特性。 原子性（atomicity）。一個(gè)事務(wù)是一個(gè)不可分割的工作單位，事務(wù)中包括的諸操作要么都做，要么都不做。 一致性（consistency）。事務(wù)必須是使數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致性狀態(tài)變到另一個(gè)一致性狀態(tài)。一致性與原子性是密切相關(guān)的。 隔離性（isolation）。一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。即一個(gè)事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對(duì)并發(fā)的其他事務(wù)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個(gè)事務(wù)之間不能互相干擾。 持久性（durability）。持續(xù)性也稱永久性（permanence），指一個(gè)事務(wù)一旦提交，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。接下來(lái)的其他操作或故障不應(yīng)該對(duì)其有任

26、何影響。二、故障：1、事務(wù)內(nèi)部的故障 事務(wù)內(nèi)部的故障有的是可以通過(guò)事務(wù)程序本身發(fā)現(xiàn)的，有的是非預(yù)期的，不能由事務(wù)程序處理的。事務(wù)內(nèi)部更多的故障是非預(yù)期的，是不能由應(yīng)用程序處理的。如運(yùn)算溢出、并發(fā)事務(wù)發(fā)生死鎖而被選中撤消該事務(wù)、違反了某些完整性限制等。以后，事務(wù)故障僅指這類非預(yù)期的故障。事務(wù)故障意味著事務(wù)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的終點(diǎn)（commit或者顯式的rollback），因此，數(shù)據(jù)庫(kù)可能處于不正確狀態(tài)。恢復(fù)程序要在不影響其它事務(wù)運(yùn)行的情況下，強(qiáng)行回滾（rollback）該事務(wù)，即撤消該事務(wù)已經(jīng)作出的任何對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改，使得該事務(wù)好象根本沒(méi)有啟動(dòng)一樣。這類恢復(fù)操作稱為事務(wù)撤消（undo）。2、系統(tǒng)故障

27、系統(tǒng)故障是指造成系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的任何事件，使得系統(tǒng)要重新啟動(dòng)。例如，特定類型的硬件錯(cuò)誤（cpu故障）、操作系統(tǒng)故障、dbms代碼錯(cuò)誤、突然停電等等。這類故障影響正在運(yùn)行的所有事務(wù)，但不破壞數(shù)據(jù)庫(kù)。這時(shí)主存內(nèi)容，尤其是數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)（在內(nèi)存）中的內(nèi)容都被丟失，所有運(yùn)行事務(wù)都非正常終止。發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)，一些尚未完成的事務(wù)的結(jié)果可能已送入物理數(shù)據(jù)庫(kù)，有些已完成的事務(wù)可能有一部分甚至全部留在緩沖區(qū)，尚未寫回到磁盤上的物理數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而造成數(shù)據(jù)庫(kù)可能處于不正確的狀態(tài)。為保證數(shù)據(jù)一致性，恢復(fù)子系統(tǒng)必須在系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)讓所有非正常終止的事務(wù)回滾，強(qiáng)行撤消（undo）所有未完成事務(wù)。重做（redo）所有已提交的事

28、務(wù)，以將數(shù)據(jù)庫(kù)真正恢復(fù)到一致?tīng)顟B(tài)。 3、介質(zhì)故障 系統(tǒng)故障常稱為軟故障（soft crash），介質(zhì)故障稱為硬故障（hard crash）。硬故障指外存故障，如磁盤損壞、磁頭碰撞，瞬時(shí)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾等。這類故障將破壞數(shù)據(jù)庫(kù)或部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，并影響正在存取這部分?jǐn)?shù)據(jù)的所有事務(wù)。這類故障比前兩類故障發(fā)生的可能性小得多，但破壞性最大。四、數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)恢復(fù)操作的基本原理：冗余用存儲(chǔ)在系統(tǒng)其它地方的冗余數(shù)據(jù)來(lái)重建數(shù)據(jù)庫(kù)中已被破壞或不正確的那部分?jǐn)?shù)據(jù)。恢復(fù)機(jī)制涉及的關(guān)鍵問(wèn)題：如何建立冗余數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)（backup）登錄日志文件（logging）如何利用這些冗余數(shù)據(jù)實(shí)施數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)1.事務(wù)故障：事務(wù)在運(yùn)行至正常終止

29、點(diǎn)前被終止恢復(fù)方法由恢復(fù)子系統(tǒng)應(yīng)利用日志文件撤消（undo）此事務(wù)已對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的修改事務(wù)故障的恢復(fù)由系統(tǒng)自動(dòng)完成，對(duì)用戶是透明的，不需要用戶干預(yù)事務(wù)故障的恢復(fù)步驟：（1）反向掃描文件日志（即從最后向前掃描日志文件），查找該事務(wù)的更新操作。（2）對(duì)該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作。即將日志記錄中“更新前的值” 寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。插入操作， “更新前的值”為空，則相當(dāng)于做刪除操作刪除操作，“更新后的值”為空，則相當(dāng)于做插入操作若是修改操作，則相當(dāng)于用修改前值代替修改后值（3）繼續(xù)反向掃描日志文件，查找該事務(wù)的其他更新操作，并做同樣處理。（4）如此處理下去，直至讀到此事務(wù)的開(kāi)始標(biāo)記，事務(wù)故障恢復(fù)就完成了。2、

30、系統(tǒng)故障的恢復(fù)系統(tǒng)故障造成數(shù)據(jù)庫(kù)不一致?tīng)顟B(tài)的原因未完成事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新已寫入數(shù)據(jù)庫(kù)已提交事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新還留在緩沖區(qū)沒(méi)來(lái)得及寫入數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)方法1. undo 故障發(fā)生時(shí)未完成的事務(wù)2. redo 已完成的事務(wù)系統(tǒng)故障的恢復(fù)由系統(tǒng)在重新啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)完成，不需要用戶干預(yù)系統(tǒng)故障的恢復(fù)步驟（1）正向掃描日志文件（即從頭掃描日志文件）重做(redo) 隊(duì)列: 在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù)這些事務(wù)既有begin transaction記錄，也有commit記錄撤銷 (undo)隊(duì)列:故障發(fā)生時(shí)尚未完成的事務(wù) 這些事務(wù)只有begin transaction記錄，無(wú)相應(yīng)的commit記錄（2）對(duì)撤銷(und

31、o)隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行撤銷(undo)處理反向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)undo事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作即將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫(kù) （3）對(duì)重做(redo)隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行重做(redo)處理正向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)redo事務(wù)重新執(zhí)行登記的操作即將日志記錄中“更新后的值”寫入數(shù)據(jù)庫(kù)3、介質(zhì)故障的恢復(fù)（1）重裝數(shù)據(jù)庫(kù)（2）重做已完成的事務(wù)恢復(fù)步驟（1） 裝入最新的后備數(shù)據(jù)庫(kù)副本(離故障發(fā)生時(shí)刻最近的轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本) ，使數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到最近一次轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)的一致性狀態(tài)。對(duì)于靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)副本，裝入后數(shù)據(jù)庫(kù)即處于一致性狀態(tài)對(duì)于動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)副本，還須同時(shí)裝入轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)刻的日志文件副本，利用與恢復(fù)系統(tǒng)故障的方法（即r

32、edo+undo），才能將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到一致性狀態(tài)。（2） 裝入有關(guān)的日志文件副本（轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束時(shí)刻的日志文件副本），重做已完成的事務(wù)。首先掃描日志文件，找出故障發(fā)生時(shí)已提交的事務(wù)的標(biāo)識(shí)，將其記入重做隊(duì)列。然后正向掃描日志文件，對(duì)重做隊(duì)列中的所有事務(wù)進(jìn)行重做處理。即將日志記錄中“更新后的值”寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。介質(zhì)故障的恢復(fù)需要dba介入dba的工作重裝最近轉(zhuǎn)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)副本和有關(guān)的各日志文件副本執(zhí)行系統(tǒng)提供的恢復(fù)命令具體的恢復(fù)操作仍由dbms完成第八章 并發(fā)控制一、并發(fā)控制 數(shù)據(jù)不一致發(fā)控制機(jī)制的任務(wù)對(duì)并發(fā)操作進(jìn)行正確調(diào)度保證事務(wù)的隔離性保證數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性二、并發(fā)操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致性1.丟失修改（lost

33、 update）指兩個(gè)事務(wù)t1與t2從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀入同一數(shù)據(jù)并修改，t2的提交結(jié)果破壞了t1提交的結(jié)果，導(dǎo)致t1的修改被丟失。2.不可重復(fù)讀（non-repeatable read）指t1讀取數(shù)據(jù)后，t2執(zhí)行更新操作，使t1無(wú)法再現(xiàn)前一次讀取結(jié)果。3.讀“臟”數(shù)據(jù)（dirty read）指t1修改某一數(shù)據(jù)，并將其寫回磁盤，t2讀取同一數(shù)據(jù)后，t1由于某種原因被撤消，這時(shí)t1已修改過(guò)的數(shù)據(jù)恢復(fù)原值，t2讀到的數(shù)據(jù)就與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)不一致，是不正確的數(shù)據(jù)，又稱為“臟”數(shù)據(jù)。三、封鎖類型的相容矩陣t2t1xs-xnnysnyy-yyy四、 活鎖如何避免活鎖先來(lái)先服務(wù)當(dāng)多個(gè)事務(wù)請(qǐng)求封鎖同一數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)：按

34、請(qǐng)求封鎖的先后次序?qū)@些事務(wù)排隊(duì)；該數(shù)據(jù)對(duì)象上的鎖一旦釋放，首先批準(zhǔn)申請(qǐng)隊(duì)列中第一個(gè)事務(wù)獲得鎖。五. 死鎖解決方法預(yù)防死鎖死鎖的診斷與解除兩段封鎖協(xié)議(two-phase locking，簡(jiǎn)稱2pl)是最常用的一種封鎖協(xié)議，理論上證明使用兩段封鎖協(xié)議產(chǎn)生的是可串行化調(diào)度.指所有事務(wù)必須分兩個(gè)階段對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)加鎖和解鎖：在對(duì)任何數(shù)據(jù)進(jìn)行讀、寫操作之前，事務(wù)首先要申請(qǐng)并獲得對(duì)該數(shù)據(jù)的封鎖；在釋放一個(gè)封鎖之后，事務(wù)不再申請(qǐng)和獲得任何其他封鎖。“兩段”鎖的含義：事務(wù)分為兩個(gè)階段 第一階段是獲得封鎖，也稱為擴(kuò)展階段； 第二階段是釋放封鎖，也稱為收縮階段。六、兩段鎖協(xié)議slock b讀b=2y=bxlock aa=y+1寫回a=3unlock bunlock aslock a 等待 等待 等待 等待slock a讀a=3y=a xlock bb=y+1寫回b=4unlock bunlock aslock b讀b=2y=bunlock bxlock aa=y+1寫回a=3unlock aslock a等待等待等待slock a讀a=3x=