數(shù)據(jù)庫原理知識要點

1、數(shù)據(jù)庫原理知識要點(鄭州大學(xué),范明)數(shù)據(jù)庫知識要點1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng):是一種重要的程序設(shè)計系統(tǒng)，它由一個相互關(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:是持久儲存在計算機中有組織的，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立性和 物理獨立性.10:

3、如何保證數(shù)據(jù)的邏輯獨立性物理獨立性邏輯獨立性和物理獨立性邏輯獨立性物理獨 立性?答:當數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的時候,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,這樣當數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的時候,應(yīng)用程 序是不需要改變的,所以數(shù)據(jù)具有 邏輯獨立性；當數(shù)據(jù)的內(nèi)模式改變的時候，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)用程序獨立于數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，所以具有物理獨立性.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)的日常維護數(shù) 據(jù)庫的重組和重構(gòu)13:實體實體:客觀存在并且可以相互區(qū)分的任何事物.屬性屬性:是實體所代表的事物具有 的某種實體屬性特性.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:是特定的實體在該屬性上復(fù)合屬性多值屬性可以取多個值的屬性.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是一個聯(lián)系，設(shè)涉及實體集E.實體集E中的實體參與聯(lián)系R可以是強制的或隨 意的.如果實體集E中的沒個實體都必須參與聯(lián)系R,則稱E對聯(lián)系R的參與是強制的 強制的，或者強制的全部參與.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:實體完整性，參照完整性，用戶定義完整性.18:實體完整性規(guī)則實體完整性規(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 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)實際問題的語義指定. 21:SQL的特點集多種數(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更加簡潔.視圖提供了一定程度的邏輯獨 立 視圖性.視圖的安全保護作用.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:當更新導(dǎo)致破壞參照完整性時，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:聲明一個域 聲明一個域包括: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 一個域29:斷言斷言:是一種命名約束,它表達了數(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，當某個時間發(fā)生時它被自動執(zhí)行30:DBA保護數(shù)據(jù)庫涉及以下幾個任務(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識與鑒別，存取控制，視圖，審計，數(shù)據(jù)加密安 全性控制方法32:數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計: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)計出數(shù)據(jù)模式, 建立數(shù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計據(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)計一個優(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 其目標目標:為用目標戶和各種應(yīng)用系統(tǒng)提供一個信息基礎(chǔ)設(shè)施和高效率的運行環(huán)境.特 點特點:反復(fù)性試探 特點性多階段性多技術(shù)性.其步驟 步驟:需求分析階段 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)步驟計階段物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的實施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行詳細的分析，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)詳細描述的信息，下一步概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的輸 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)的使用處理計算屬性39:數(shù)據(jù)實施的主要任務(wù)數(shù)據(jù)實施的主要任務(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)試和試運數(shù)據(jù)實施的主要任務(wù)行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序.數(shù)據(jù)庫的運行與維護主要是有 DBA負責(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，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)表達式的等價變換，得到更有 效地計代數(shù)優(yōu)化算查詢的關(guān)系代數(shù)表達式,進而提高查詢效率.41:關(guān)系代數(shù)表達式變換的啟發(fā)式規(guī)則系代數(shù)表達式變換的啟發(fā)式規(guī)則:選擇運算應(yīng)盡可 能先做投影運算應(yīng)當盡可能系代數(shù)表達式變換的啟發(fā)式規(guī)則先做盡量避免笛卡爾積 運算.42:事務(wù)事務(wù):是用戶定義的一個數(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 不事務(wù)可分割的工作單元.其四個特性特性: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 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)一個接一個地執(zhí)行,其中每個事務(wù)都在上 一個事串行調(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)度正確性準則并發(fā)調(diào) 度正確性準則:一組事務(wù)的一個并發(fā)調(diào)

14、度S是正并發(fā)調(diào)度正確性準則確的,并且僅當調(diào)度 S的執(zhí)行結(jié)果與與某一個串行調(diào)度的執(zhí)行結(jié)果相同.此時，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，二級鎖進一步防止讀臟數(shù)據(jù),三級鎖進一步保證可重復(fù)讀.活鎖活鎖 又稱饑餓，是某個事務(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:是兩個或者兩個以上的事務(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、時超時或者事務(wù)等待圖法事務(wù)等待圖法發(fā)現(xiàn)死鎖超時事務(wù)等待圖 法48:兩段鎖協(xié)議兩段鎖協(xié)議:要求每個事務(wù)分兩個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:值某個事務(wù)在運行過程中由于種種原 因未能運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系統(tǒng)的正 常運行突然停止，致使所有正在運行的事務(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)正常運行時建立冗余數(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