數(shù)據(jù)庫概論復習資料王珊版

1、第一章數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性,并可為各種用戶共享。PS：數(shù)據(jù)庫具有永久存儲、有組織和可共享三個基本特點。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是為于用戶和操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和操作系統(tǒng)一樣是計算機的基礎軟件，也是一個大型復雜的軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(及其應用開發(fā)工具)、應用程序和數(shù)據(jù)庫管理員組成的存儲、管理、處理和維護數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)的邏輯獨立性：是指用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互.獨近的。數(shù)據(jù)的物

2、理獨立性:是指用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的物理存儲是相互獨立的。模式：模式也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(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。外模式：外模式也稱子模式或用戶模式,它是數(shù)據(jù)庫用戶能夠存見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。內(nèi)模式：內(nèi)模式也稱存儲模式，一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的組織方式。第二章關(guān)系：DiXDzXxDn的子集叫做在域,D2,Dn上的關(guān)系，表示為R(%,D2,Dn)這里R表示關(guān)系名字，n是關(guān)系的目或度。1/10關(guān)系模式：關(guān)系的描述稱為關(guān)系

3、模式。它可以形式化地表示為R（U,D,DOM,F）其中R為關(guān)系名，U為組成該關(guān)系的屬性名集合，D為U中屬性所來自的域，DOM為屈性向域的映像集合，F(xiàn)為屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫：關(guān)系數(shù)據(jù)庫也有型和值之分。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的型也稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式，是對關(guān)系數(shù)據(jù)庫的描述。關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式包括若干域的定義，以及在這些域上定義的若干關(guān)系模式。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的值是這些關(guān)系模式在某一時刻對應的關(guān)系的集合，通常就稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。完整性（實體，參照實體完整性：若屬性A（指一個或一組屬性）A是基本關(guān)系R的主屬性，則A不能取空值。所謂空值就是“不知道”或“不存在”或“無意義”的值。參照完整性:設F是基本關(guān)系R的一個

4、或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼，K,是基本關(guān)系S的主碼。如果F與凡相對應，則稱F是R的外碼，并稱基本關(guān)系R為參照關(guān)系，基本關(guān)系S為被參照關(guān)系或目標關(guān)系。第三章SQL（語句的熟練掌握，包括增，刪，改，g,like,統(tǒng)計，視圖創(chuàng)建等）：增：P115插入元組：INSERTINTO表名乂（屬性歹lj1,屬性列2）VALUES（常量1,常量2-）;插入子查詢：INSERTINTO表名（屬性列1,屬性列2-）子查詢：刪：P118DELETEFROM表名WHERE條件習：2/10改：P117UPDATEc表名SET（列名>=<表達式>,<列名>=<表達式習WHERE條件習；

5、查：P89SELECTALL|DISTINCT<目標列表達式>,<目標列表達式習FROM<表名或視圖名>/表名或視圖名山（SELECT語句川AS<別名WHERE<條件表達式習GROUPBY（列名1>HAVING條件表達式習ORDERBY<列名2>ASC|DESC；Like：P94字符匹配：謂詞LIKE可以用來進行字符串的匹配。NOTUKE'<匹配串>'ESCAPE'換碼字符>'統(tǒng)計：P97聚集函數(shù):COUNT（*）COUNT（DISTINCT|ALLiJ）SUM（DISTINCT|AL

6、L列名）AVG（DISTINCT|AI1列名）MAX（DISTINCT|ALL列名）統(tǒng)計元組個數(shù)統(tǒng)計一列中值的個數(shù)計算一列值的總和（此列必須是數(shù)值型）計算一列值的平均值（此列必須是數(shù)值型）求一列值中的最大值MIN（DISTINCT|ALL<列名>求一列值中的最小值視圖創(chuàng)建：P121CREATEVIEW視圖名>（歹ij名乂，列名習）AS<子查詢WITHCHECKOPTION：第四章數(shù)據(jù)庫安全性：數(shù)據(jù)庫的安全性是指保護數(shù)據(jù)庫以防止不合法使用所造成的數(shù)據(jù)泄露、更改或破壞。第五章數(shù)據(jù)庫完整性：數(shù)據(jù)庫完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。（數(shù)據(jù)的正確性是指數(shù)據(jù)是符合現(xiàn)實世界語義、反映當

7、前實際情況的；數(shù)據(jù)的相容性是指數(shù)據(jù)庫同一對象在不同關(guān)系表中的數(shù)據(jù)是符合邏輯的。）3/10第六章函數(shù)依賴:P180設R(U)是屬性集U上的關(guān)系模式，X,Y是U的子集。若對于R(U)的任意一個可能的關(guān)系r,中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等，而在丫上的屬性值不等，則稱X函數(shù)確定Y或Y函數(shù)依賴X,記作XfY。主碼:設K為R<U,F>中的屬性或?qū)傩越M合，若K-U,則K為R的候選科。若候選碼多于一個，則選定其中一個為主碼0候選碼:設K為R<U,F>中的屬性或?qū)傩越M合，若K1U,則K為R的候選碼。外部碼:關(guān)系模式R中屬性或?qū)傩越MX并非R的碼，但X是另外一個關(guān)系模式的碼，則稱X是

8、R的外部碼，也稱外碼。1NF：P178作為一個二維表，關(guān)系要符合一個基本的條件：每一個分量必須是不可分的數(shù)據(jù)項。滿足了這個條件的關(guān)系模式就屬于第一范式(1NF).2NF：P182若RW1NF,且每一個非主屬性完全函數(shù)依賴于任何一個候選碼，則R£2NF。3NF：P184設關(guān)系模式R<U,F>W1NF,若R中不存在這樣的碼X,屬性組Y及非主屬性ZgDY)使得XfY,YZ成立,YX,則稱R<U,F>e3NFoBCNF：P184關(guān)系模式R<U,F>£1NF,若XfY且YgX時X必含有碼，則R<U,F>GBCNFo4/10部分函:依賴:

9、在R(U)中，如果X-Y,并且對于X的任何一個真子集X,，都有X'#Y,則稱Y對X完全函數(shù)依賴，記作xSy。若X-Y,但Y不完全函數(shù)依賴于X,則稱Y對X部分函數(shù)依賴，記作X：Y。傳遞函數(shù)依賴：在R(U)中，如果XfY(YNX),Y/X,Y-*Z,Z0則稱Z勸X傳遞函數(shù)依賴。記為梃遞X一Zo第七章數(shù)據(jù)庫概念模型：P215概念模型的主要特點：1 .能真實、充分地反映現(xiàn)實世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿足用戶對數(shù)據(jù)的處理要求，是現(xiàn)實世界的一個真實模型。2 .易于理解，可以用它和不熟悉計算機的用戶交換意見。用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫設計成功的關(guān)鍵。3 .易于更改，當應用環(huán)境和應用要求改變時容易

10、村概念模型修改和擴充。4 .易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。描述概念模型的有力工具是E-R模型。數(shù)據(jù)庫邏輯模型：P231邏輯結(jié)構(gòu)設計的任務就是把概念結(jié)構(gòu)設計階段設計好的基本E-R圖轉(zhuǎn)換為選用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。第十章轉(zhuǎn)儲：P298靜態(tài)轉(zhuǎn)儲：是在系統(tǒng)中無運行事務時進行的轉(zhuǎn)儲操作。即轉(zhuǎn)儲操作開始的時刻數(shù)據(jù)庫處于一致性狀態(tài)，而轉(zhuǎn)儲期間不允許(或不存在)號數(shù)據(jù)庫的任何存取、修改活動。顯然，靜態(tài)轉(zhuǎn)儲得到的一定是一個數(shù)據(jù)一致性的副本。動態(tài)轉(zhuǎn)儲：是指轉(zhuǎn)儲期間允許對數(shù)據(jù)庫進行存取或修改。即轉(zhuǎn)儲和用戶事物可以并發(fā)執(zhí)行。日志文件:5/10P298口志文件是用來記錄事物而數(shù)

11、據(jù)庫的更新操作的文件。事務內(nèi)部的故障行的是可以通過事務程序本身發(fā)現(xiàn)的有的是非預期的，不能由事務程序處理。（事務故障是指事物在運行至正常終止前被終止，這時恢復子系統(tǒng)利用口志文件撤銷此事物對數(shù)據(jù)庫的修改。事務故障的恢復是由系統(tǒng)自動完成的，灼用戶是透明的。）系統(tǒng)故障是指造成系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)的任何事件，使得系統(tǒng)要重新啟動。（系統(tǒng)故障造成數(shù)據(jù)庫不一致狀態(tài)的原因有兩個,一是未完成事物對數(shù)據(jù)庫的更新可能已寫入數(shù)據(jù)而，二是已提交事物對數(shù)據(jù)庫的更新可能還留在緩沖區(qū)沒來得及寫入數(shù)據(jù)庫。因此恢女操作就是要撤銷故障發(fā)生時未完成的事物，重做已完成的事物。）系統(tǒng)故障常被成為軟故障，介質(zhì)故障稱為硬故障。硬故障指外存故障，如磁盤

12、損壞、磁頭碰撞，瞬時強磁場干擾等。第十一章排他鎖:又稱寫鎖。事物T對數(shù)據(jù)對象A加上X鎖，則只允許T讀取和修改A,其他任何事物都不能再對A加任何類型的鎖直到T釋放A上的鎖為止。這就保證了其他事物T釋放AE的鉞之前不能再讀取和修改Ao共享鎖:又稱讀鎖。若事物T對數(shù)據(jù)灼象A加上S鎖，則事物T可以讀A但不能修改A.其他事物只能再對A加上S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放A上的S鎖為止。這就保證了其他事物可以讀A,但在T釋放A上的S鎖之前不能對A做任何修改。兩段鎖協(xié)議:所謂兩段鎖協(xié)議是指所有事物必須分兩個階段對數(shù)據(jù)項加鎖和解鎖。在對任何數(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)的封鎖。6/10三級封鎖

13、協(xié)議：是指，在一級封鎖協(xié)議的基礎上增加事物T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對其加S鎖，直到事物結(jié)束才釋放。PS：一級封鎖協(xié)議：是指事物T在修改數(shù)據(jù)R之前必須先對其加X鎖，直到事物結(jié)束才釋放。二級封鎖協(xié)議：是指在一級封鎖協(xié)議基礎上增加事物T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對其加S鎖，讀完后即可杼放S鎖?？纱行哉{(diào)度：多個事物的并發(fā)執(zhí)行是正確的，并且僅當其結(jié)果與某一次序串行地執(zhí)行這些事物時的結(jié)果相同，稱這種調(diào)度策略為可串行化調(diào)度?？纱谢遣l(fā)事物正確調(diào)度的準則。按這個準則規(guī)定，一個給定的并發(fā)調(diào)度，當且僅當它是可串行化的，才認為是正確調(diào)度。問答題:1.使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有什么好處?答：>使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的好處是由數(shù)

14、據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點或優(yōu)點決定的。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的好處很多，例如，可以大大提高應用開發(fā)的效率，方便用戶的使用，減輕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理人員維護的負擔，等等。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以大大提高做用開發(fā)的效率。因為在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中應用程序不必考慮數(shù)據(jù)的定義、存儲和數(shù)據(jù)存取的具體路徑,這些工作都由DBMS來完成。>用一個通俗的比喻，使用了DBMS就如有了一個好參謀、好助手，許多具體的技術(shù)工作都由這個助手來完成。開發(fā)人員就可以專注于應用邏輯的設計，而不必為數(shù)據(jù)管理的許許多多復雜的細節(jié)操心。還有，當應用邏輯改變，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)也需要改變時，由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)與程序之間的獨立性，數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的改變是DBA的責任

15、，開發(fā)人員不必修改應用程序，或者只需要修改很少的應用程序，從而既簡化了應用程序的編制,又大大減少了應用程序的維護和修改。> 使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以減輕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理人員維護系統(tǒng)的負擔。因為DBMS在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制，包括數(shù)據(jù)的完整性、安全性、多用戶并發(fā)控制、故障恢復等，都由DBMS執(zhí)行。> 總之，使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點是很多的，既便于數(shù)據(jù)的集中管理，控制數(shù)據(jù)冗余,提高數(shù)據(jù)的利用率和一致性，又有利于應用程序的開發(fā)和維護。讀者可以在自己今后的工作中結(jié)合具體應用，認真加以體會和總結(jié)。2 .解釋一下術(shù)語的含義，并說明它們之間的聯(lián)系和區(qū)別：主碼，候選答:第六章的

16、復習資料。7/103 .試述查詢優(yōu)化在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的重要性和可能性。 重要性：查詢優(yōu)化在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中有著非常重要的地位。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和非過程化的SQL之所以能夠取得巨大的成功，關(guān)鍵是得益于查詢優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展。關(guān)系查詢優(yōu)化是影響關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因索。 可能性：優(yōu)化對關(guān)系系統(tǒng)來說既是挑戰(zhàn)又是機遇。所謂挑戰(zhàn)是指關(guān)系系統(tǒng)為了達到用戶可接受的性能必須進行資詢優(yōu)化。由于關(guān)系表達式的語義級別很高，使關(guān)系系統(tǒng)可以從關(guān)系表達式中分析查詢語義，提供了執(zhí)行查詢優(yōu)化的可能性。這就為關(guān)系系統(tǒng)在性能上接近甚至超過非關(guān)系系統(tǒng)提供了機遇。4 .試述事物概念及特征。答：概念：事務是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作

17、序列，這些操作要么全做要么全不做,是一個不可分割的工作單位。特征：1 .原子性：事務是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位，事務中包括的諸操作要么都做，要么都不做。2 .一致性：事務執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。3 .隔離性：一個事務的執(zhí)行不能被其他事務干擾。即一個事務內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對其他并發(fā)事務是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個事務之間不能互相干擾。4 .持續(xù)性：持續(xù)性也稱永久性，指一個事務一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就應該是永久性的。接卜來的其他操作或故障不應該對其執(zhí)行結(jié)果有任何影響。5 .并發(fā)操作可能會產(chǎn)生哪幾類數(shù)據(jù)不一致?答：并發(fā)操作帶來的數(shù)據(jù)不一致性包括三類：丟失修

18、改、不可重復讀和讀“臟”數(shù)據(jù)。1 .丟失修改(LostUpdate)兩個事務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。2 .不可重復讀(Non-RepeatableRead)不可重復讀是指事務T1讀取數(shù)據(jù)后，事務T2執(zhí)行更新操作，使T1無法再現(xiàn)前一次讀取結(jié)果。不可重復讀包括三種情況:P310。3 .讀“臟”數(shù)據(jù)(DirtyRead)讀”臟"數(shù)據(jù)是指事務TT修改某一數(shù)據(jù)，并將其寫回磁盤，事務T2讀取同-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”

19、數(shù)據(jù)，即不正確的數(shù)據(jù)。8/106 .試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)，并說明這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是什么？答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)由外模式、模式和內(nèi)模式組成。1 .外模式，也稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶(包括應用程序員和最終用戶)能夠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，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。2 .模式，也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(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。3 .內(nèi)模式，也稱存儲模式，一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的組織方式。優(yōu)點：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別，它把數(shù)

20、據(jù)的具體組織留給DBMS管理，使用戶能邏輯抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計算機中的表示和存儲。為了能夠在內(nèi)部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在這三級模式之間提供了兩層映像:外模式/模式映像和模式/內(nèi)模式映像。正是這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。7 .解釋一下術(shù)語的含義，并說明他們之間的聯(lián)系和區(qū)別：關(guān)系模式,關(guān)系，關(guān)系數(shù)據(jù)庫。答：第二章復習資料。8 .試述關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)查詢優(yōu)化的一般步驟。1 .選擇運算應盡可能先做：2 .把投影運算和選擇運算同時進行：3 .把投影同其前或其后的雙目運算結(jié)合起來執(zhí)行；4 .把某些選擇同在它前面要執(zhí)行的笛卡兒枳結(jié)合起來成為一個連接運算:5 .找出公共子表達式：9 .什么是數(shù)據(jù)鏡像及鏡像有什么用途？答：為