數據庫知識點完整版

第一章概述1.數據管理：對數據的收集、整理、組織、維護、存儲、檢索、傳送、利用2.數據處理：采集、存儲、加工、傳播3.DB：計算機存儲設備上，以一定方式，數據的集合4.DB與文件系統(tǒng)的區(qū)別：數據庫文件系統(tǒng)面向全組織、全系統(tǒng)共享面向專門程序個別應用，不共享結構化非結構化或半結構化非冗余、一致性、相關性分離、獨立、可重復4.DBMS：建立、管理、維護數據庫的軟件系統(tǒng)，例：SQLSERVER功能：定義（語言、外模式、邏輯模式、內模式）；操縱（插入、查詢、更新、刪除），控制（安全、完整、并發(fā)、恢復），維護（備份、轉儲），通信（遠程作業(yè)通信接口）5.硬件（DB）→操作系統(tǒng)（OS）→DBMS（系統(tǒng)軟件）→應用軟件→應用程序6.DBAS：以計算機為平臺，以操作系統(tǒng)、數據庫管理系統(tǒng)、某種程序語言等為軟件環(huán)境，以某一領域需求為背景，利用數據庫技術建立起的可用的應用軟件系統(tǒng)；三要素：數據，物理存儲器，數據庫管理系統(tǒng)軟件。例：教學管理系統(tǒng)7.三個世界：現實世界——客觀世界概念化信息世界——實體—聯(lián)系模型（概念模型）形式化數據世界——數據模型（層次、網狀、關系）8.數據模型：用數據、數據間的聯(lián)系表示現實世界。包括：層次模型——樹狀網狀模型——有向圖關系模型——表示數據與數據聯(lián)系的二維表格9.關系模型：關系——一個二維表格元組——每一行數據元組分量——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系模式——每個關系表的表頭所描述的數據結構候選鍵——唯一標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.數據庫的三級結構體系：用戶級——外模式（多個）——用戶數據視圖，其所用到的那部分數據的邏輯模式邏輯級——邏輯模式（只有一個，但包含多個關系模式）——整個數據庫的邏輯結構描述存儲級——內模式（只有一個）——對邏輯模式中各個關系模式的存儲結構的描述兩級映像：外模式與邏輯模式之間的映像（多對一）；邏輯模式與內模式之間的映射（一對一）；邏輯數據獨立性：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，而無需修改應用程序；物理數據獨立性：存儲結構改變時，只需修改邏輯模式與內模式之間的映射，而無需修改存外模式和應用程序。第二章設計數據庫應用系統(tǒng)1.生命周期：用戶需求分析時期用戶需求分析階段數據庫設計時期概念結構設計階段邏輯結構設計階段物理結構設計階段數據庫實現時期數據庫結構創(chuàng)建數據庫應用與行為設計和實現數據庫運行于維護時期數據庫運行與維護2.人員：用戶；應用程序員；系統(tǒng)分析員；數據庫管理員（DBA）——數據庫運行時，負責監(jiān)管、備份、恢復、存儲空間管理與維護3.各階段任務：（1）用戶需求分析階段——了解機構，分析活動，收集數據，確定數據要求和環(huán)境配置；借助數據流圖和數據字典，形成系統(tǒng)需求分析說明書數據流圖（DFD）：系統(tǒng)邏輯模型的圖形表示，從數據傳遞和處理的角度反映信息流動，包括數據源點或終點、數據處理、數據流、數據存儲數據字典（DD）：數據流圖中所有數據的定義和描述的集合，包括數據項、數據流、數據表和處理（2）概念結構設計階段——根據需求分析階段，將信息需求抽象為信息結構；方法包括：屬性表和實體聯(lián)系模型（E-R）（3）邏輯結構設計階段——將信息結構變?yōu)殛P系模型，并進行規(guī)范化設計和優(yōu)化處理（4）物理結構設計階段——根據需求，在物理存儲設備上選取和設計一個占地少、效率高、代價低的存儲空間數據聚簇：將那些經常在一起連接查詢的表的數據在物理結構上臨近存放（5）數據庫結構創(chuàng)建——根據關系模式，創(chuàng)建表、聚簇等（6）數據庫應用與行為設計和實現——編程實現各種功能；建立必要的用戶視圖；裝入數據試運行（7）數據庫應用系統(tǒng)運行與維護——必要的該整性、適應性、完善性維護；備份與恢復及故障維護；運行性能的檢測與改善第五章SQL1.SQL的功能：數據定義——表、視圖、索引數據操縱——查詢和更新（插入、修改、刪除）數據控制——。。。2.SQL的特點：（1）具有交互式和嵌入式兩種工作方式（2）支持數據庫的三級結構模式（外模式、邏輯模式、內模式）第六章關系數據庫模式1.對關系模式規(guī)范化設計的必要性（1）數據冗余（2）更新異常（3）插入異常（4）刪除異常2.函數依賴（FD）第八章DMAS集中計算模式→客戶-服務器模式（CS）→瀏覽-服務器模式（BS）與CS并存一、三層C-S結構1.表示層：構建視圖，檢查輸入，顯示輸出2.功能層：相應請求，業(yè)務處理，與數據庫服務器打交道3.數據層：接受請求，對DB讀寫、完整性、安全性維護、備份恢復、結構優(yōu)化、管理等例如：QQ、網絡電視缺點：逐級訪問，犧牲了一定效率二、三層B-S結構1.表示層：客戶端的WEB瀏覽器向WEB服務器發(fā)出請求，將WEB服務器用超文本傳輸協(xié)議（HTTP）和超文本標記語言（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等方式向數據庫服務器發(fā)出申請，并將其處理后的結果傳回客戶端3.數據層：接受來自WEB服務器對數據庫操縱的請求，對數據進行查詢、更新等操作，并將結果傳給WEB服務器三、二者區(qū)別C-SB-S硬件環(huán)境局域網局域網+廣域網安全性要求面向固定用戶，信息安全性強面向用戶群，安全性較弱程序架構對系統(tǒng)運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、數據庫訪問接口——應用程序訪問多種數據庫（一）開放式數據庫互連（ODBC）技術1.傳統(tǒng)對數據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)往往會包含多種數據庫；ODBC技術定義了一個標準的數據庫訪問編程接口，實現了應用程序對多種不同DBMS的DB的訪問2.體系結構數據源名（DSN）—DB的位置、類型、連接參數客戶端應用程序應用層ODBC應用程序接口（API）ODBC層ODBC管理器（管理驅動程序和數據源）ODBC驅動程序管理器驅動程序1驅動程序2驅動程序3數據源1數據源2數據源3數據層DBMS1DBMS2DBMS3DB1DB2DB3（二）ADO.NET——一組用于和數據源進行交互的面向對象類庫，用于讀寫數據庫1.組件：（1）.NETFRAMEWORK數據提供程序——與數據庫建立連接、操作、快速只進、只讀訪問種類：SQLSERVER.NET;OLEDB.NETODBC.NETORACLE.NET對象：Connection—與特定數據源建立連接Command—對數據源執(zhí)行操作命令（查詢、插入、刪除、修改）Datareader—讀取數據Dataadapter—使用SQL命令，將數據源中的數據檢索到DATASET數據集中，并保持更新（2）DATASET數據集—不依賴于數據庫的獨立數據集合，用于存放查詢出的數據（三）ADO.NET數據訪問1.模式（1）DATASET斷開式通過訪問DATASET獲取和更新數據，而不直接操縱數據庫（2）Datareader連接式通過Datareader——command——connection——DB的方式，間接訪問2.步驟：Connection鏈接數據源——command操縱數據源——datareader讀取數據——Dataadapter填充DATASET——關閉鏈接第十章數據庫保護技術一、.事務：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：事務故障——輸入數據錯誤、數據溢出、死鎖等，事務未能運行到結束而中途夭折，非預期系統(tǒng)故障——硬件、操作系統(tǒng)、DBMS、停電等故障，事務非正常終止介質故障——磁頭磁盤等存儲介質故障，數據部分或全部丟失（二）.故障恢復——利用冗余地存儲在別處的信息重建數據庫：1.數據庫轉儲：定期地把數據庫或數據拷貝到其他磁盤，稱之為后援本靜態(tài)轉儲：轉儲時系統(tǒng)無運行事務動態(tài)轉儲：轉儲期間有事務運行；必須將此期間事務對數據庫的更新活動記錄到日志文件中日志文件：記錄數據庫中所有的更新信息2.恢復策略（1）事務故障的恢復——撤銷該事物已進行的修改——系統(tǒng)自動完成反響掃描日志文件，若遇到開始標記，則結束；否則，進行逆操作；然后繼續(xù)掃描，直至遇見開始標志（2）系統(tǒng)故障的恢復——系統(tǒng)自動完成首先裝入故障發(fā)生前最新的后援副本，恢復至當時水平；而后正向掃描日志文件，若遇到故障前已經提交的文件，則重做；若遇到故障時正在運行的文件，則撤銷，方法同（1）（3）介質故障的恢復——DBA完成首先裝入最新的后援副本，使數據庫恢復到當時狀態(tài)；而后裝入最新的日志文件副本，重做3.具有檢查點的恢復技術檢查點：表示數據庫是否正常運行的時間標志，存在于日志文件中恢復策略見書本296頁4.數據庫鏡像技術：數據庫以雙復本的形式存在于兩個獨立的磁盤之中，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容（三）并發(fā)控制——多個用戶同時訪問數據庫1.不一致性問題————不一致性破壞了事務的隔離性丟失修改——由于時間交叉，改的沒起作用；讀過時數據——已經改過了，讀的還是沒改的；讀臟數據——讀的是撤銷之前的數據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—事務結束，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—讀數據—讀數據結束，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—讀數據—事務結束，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”，可能會導致先加的事務永遠處于等待狀態(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：事務執(zhí)行之前，數據項按規(guī)定的順序加鎖兩種方法實用性都不強，在DBMS中常用的