上海大學(xué)數(shù)據(jù)庫2部分概念整理資料

1、第八章數(shù)據(jù)庫管理一、本章重要概念1）事務(wù)的定義， COMMIT 和 ROLLBACK 的語義，事務(wù)是由若干 數(shù)據(jù)庫操作 組成的 一個(gè)邏輯工作單位 ，是一個(gè)不可分割的工作單位。一個(gè)應(yīng)用程序可以包括多個(gè)事務(wù)。事務(wù)以BEGINTRANSACTION語句的成功執(zhí)行開始，以COMMIT或ROLLBACK語句的成功執(zhí)行結(jié)束。COMMIT （提交）語句表示一事務(wù)的全部操作都已成功，它對 DB 的所有更新可真正寫到 DB 中。ROLLBACK （回退）語句表示事務(wù)沒有成功地完成全部操作，系統(tǒng)將撤消該事務(wù)對 DB 已作的更新事務(wù)的 ACID 性質(zhì)事務(wù)有四個(gè)重要性質(zhì)：原子性、一致性、隔離性和持久性。通常稱為“AC

2、ID性質(zhì)”。原子性（ atomicity）：事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新要么全部起作用，要么完全不起作用。DBMS 的事務(wù)管理子系統(tǒng)一致性（ consistency）：事務(wù)將數(shù)據(jù)庫從一個(gè)一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)一致性狀態(tài)。程序員（正確地編寫事務(wù)）DBMS 的完整性子系統(tǒng)隔離性（ isolation ）：事務(wù)相互隔離，在多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)，任一事務(wù)的更新操作在該事務(wù)成功提交前對其他事務(wù)都是不可見的。DBMS 的并發(fā)控制子系統(tǒng)持久性（ durability ）：事務(wù)一旦成功提交，其對數(shù)據(jù)庫的更新就永久有效，不會因系統(tǒng)崩潰等而丟失。 DBMS 的恢復(fù)管理子系統(tǒng)事務(wù)的狀態(tài)變遷圖。2）存儲器類型，穩(wěn)定存儲器的實(shí)現(xiàn)，

3、數(shù)據(jù)傳送過程。3）恢復(fù)的定義、系統(tǒng)能把數(shù)據(jù)庫從被破壞、不正確的狀態(tài)、恢復(fù)到最近一個(gè)正確的狀態(tài)，DBMS的這種能力稱為數(shù)據(jù)庫的可恢復(fù)性?；驹瓌t和實(shí)現(xiàn)方法，恢復(fù)的基本策略：冗余（數(shù)據(jù)重復(fù)存儲）實(shí)現(xiàn)方法：備份定期對數(shù)據(jù)庫復(fù)制或轉(zhuǎn)儲 （靜態(tài)轉(zhuǎn)儲和動態(tài)轉(zhuǎn)儲， 海量轉(zhuǎn)儲和增量轉(zhuǎn)儲）。日志執(zhí)行事務(wù)時(shí)，記錄其開始、結(jié)束和對DB 的每次更新操作。故障的類型，事務(wù)故障非預(yù)期事務(wù)故障：運(yùn)算錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、死鎖等，故障事務(wù)夭折可預(yù)期事務(wù)故障：在事務(wù)中可預(yù)期出錯(cuò)的地方所加的ROLLBACK 語句系統(tǒng)故障： 硬件、系統(tǒng)軟件出錯(cuò)，停電等，事務(wù)執(zhí)行被打斷，內(nèi)存中數(shù)據(jù)被破壞介質(zhì)故障： 磁頭、磁盤控制器或磁盤損壞，盤上數(shù)據(jù)丟失

4、，病毒破壞等，DB遭破壞檢查點(diǎn)機(jī)制，DBMS 定時(shí)設(shè)置檢查點(diǎn)， 在檢查點(diǎn)時(shí)刻才真正做到把對DB 的修改寫到磁盤， 并在日志文件寫入一條檢查點(diǎn)記錄。根據(jù)日志文件建立重做隊(duì)列和事務(wù)撤消隊(duì)列。對重做隊(duì)列中的事務(wù)進(jìn)行REDO 處理，對撤消隊(duì)列中的事務(wù)進(jìn)行UNDO 處理。REDO 和 UNDO 操作，運(yùn)行記錄優(yōu)先原則。（ 4）并發(fā)操作帶來的三個(gè)問題，丟失更新問題： 一事務(wù)所作的更新操作因另一事務(wù)的操作而丟失。讀“臟數(shù)據(jù)”問題： 又稱為未提交依賴，指一事務(wù)取用了別的事務(wù)未提交隨后又被撤消的數(shù)據(jù)。不一致分析問題： 指事務(wù)從數(shù)據(jù)庫中讀取了處于不一致狀態(tài)的數(shù)據(jù)，并因此進(jìn)行了不一致的分析。鎖、排它型封鎖（寫鎖，

5、X 封鎖）：一個(gè)事務(wù)對數(shù)據(jù)對象加了X 鎖后，在它釋放 X 鎖之前不允許其他事務(wù)再對該數(shù)據(jù)對象加任何鎖。共享型鎖（讀鎖， S 封鎖） ：一個(gè)事務(wù)對數(shù)據(jù)對象加了 S 鎖后，允許其他事務(wù)再對該數(shù)據(jù)對象加 S 鎖，但在它釋放 S 鎖之前不允許其他事務(wù)加 X 鎖。PX協(xié)議、事務(wù)若要更新數(shù)據(jù)，則必須先提出對此數(shù)據(jù)對象的X 封鎖請求；事務(wù)如果未獲準(zhǔn) X 封鎖，那么進(jìn)入等待狀態(tài)，直至獲準(zhǔn)在此數(shù)據(jù)對象上的X 封鎖，才能繼續(xù)執(zhí)行。PX 協(xié)議可以解決因多事務(wù)同時(shí)更新同一數(shù)據(jù)對象而引起的更新丟失問題。任何事務(wù) T 在更新記錄 R 之前必須先執(zhí)行“ XFIND R ”操作，以獲得對 R 的 X 鎖，才能讀或?qū)懹涗汻；如

6、果未獲準(zhǔn) X 鎖，那么這個(gè)事務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài)。一直到獲準(zhǔn)X 鎖，事務(wù)才能繼續(xù)做下去。（如果過早地解鎖，有可能使其他事務(wù)讀了未提交數(shù)據(jù)（且隨后被回退），引起丟失其他事務(wù)的更新。PXC 協(xié)議，是在“ PX 協(xié)議”上再加一規(guī)定：解除X 鎖的操作合并到事務(wù)的結(jié)束（COMMIT或 ROLLBACK ）操作中。 PXC 協(xié)議可以解決因事務(wù) ROLLBACK 而引起的更新丟失問題。S 鎖、 PS 協(xié)議、 PSC 協(xié)議，PS：任何要更新記錄R 的事務(wù)必須先執(zhí)行 “ SFIND R”操作 ,以獲得對 R 的 S 鎖 .當(dāng)事務(wù)獲準(zhǔn)對 R 的 S 鎖后 ,若要更新記錄 R 必須用“UPDXR”操作 ，這個(gè)操作首先 把

7、 S 鎖升級為 X 鎖，若成功則更新記錄，否則這個(gè)事務(wù)進(jìn)入等待隊(duì)列。PSC：PS 協(xié)議加上 S 鎖的解除操作應(yīng)該合并到事務(wù)的結(jié)束（COMMIT 或 ROLLBACK ）操作中?；铈i、出現(xiàn)某個(gè)事務(wù)永遠(yuǎn)處于等待狀態(tài)得不到執(zhí)行的現(xiàn)象。避免活鎖的一個(gè)簡便方法是采用“先來先服務(wù)” 排隊(duì)的策略。 封鎖子系統(tǒng)按請求在時(shí)間上的先后次序?qū)κ聞?wù)排序,數(shù)據(jù)對象上原有的鎖一釋放,即執(zhí)行隊(duì)列中第一個(gè)事務(wù)的封鎖請求。餓死和死鎖，出現(xiàn)若干事務(wù)因循環(huán)等待而無法繼續(xù)執(zhí)行的現(xiàn)象。并發(fā)調(diào)度，串行調(diào)度，并發(fā)調(diào)度的可串行化，兩段封鎖法，事務(wù)的執(zhí)行次序稱為“調(diào)度” 。若多個(gè)事務(wù)依次執(zhí)行，則稱為事務(wù)的串行調(diào)度 。若設(shè)法（例如利用分時(shí)的方法

8、）多個(gè)事務(wù)同時(shí)被處理（即交錯(cuò)執(zhí)行） ，則稱為事務(wù)的并發(fā)調(diào)度 。在應(yīng)用環(huán)境中，事務(wù)的任一串行調(diào)度都是有效的（正確的） ，但是事務(wù)的并發(fā)調(diào)度不一定是正確的，有可能產(chǎn)生前面提到的不一致性問題。可串行化概念如果一個(gè)并發(fā)調(diào)度與某一串行調(diào)度具有相同的執(zhí)行結(jié)果， 那么稱這個(gè)并發(fā)調(diào)度是“可串行化的調(diào)度” （即正確的并發(fā)調(diào)度），否則是不可串行化的調(diào)度。兩段封鎖協(xié)議事務(wù)在對數(shù)據(jù)對象存取之前必須先獲得對此數(shù)據(jù)對象的封鎖，事務(wù)在解除了一個(gè)鎖之后不再獲得任何鎖。SQL 中事務(wù)的存取模式和隔離級別。事務(wù)的存取模式READ ONLY （只讀型）READ WRITE （讀寫型）事務(wù)的隔離級別SERIALIZABLE （可串行

9、化）REPEATABLE READ（可重復(fù)讀）READ COMMITED （讀提交數(shù)據(jù)）READ UNCOMMITED （讀未提交數(shù)據(jù)）5）完整性的定義，是指數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。完整性子系統(tǒng)的功能，完整性子系統(tǒng)： DBMS 中執(zhí)行完整性檢查的子系統(tǒng)。其功能：監(jiān)督事務(wù)的執(zhí)行，測試其是否違反完整性約束條件；若有違反，則按進(jìn)行預(yù)定的處理。完整性規(guī)則的組成。每個(gè)規(guī)則包括三部分：觸發(fā)條件 規(guī)定何時(shí)執(zhí)行本規(guī)則進(jìn)行檢查；約束條件 又稱謂詞，定義應(yīng)滿足的條件；否則子句 規(guī)定不滿足條件時(shí)該作的處理。域完整性規(guī)則：定義屬性取值范圍。域聯(lián)系的規(guī)則：定義屬性間的聯(lián)系、影響和約束。關(guān)系完整性規(guī)則：定義更新操作

10、對值的影響和限制。SQL 中的三大類完整性約束，完整性約束分為三大類：域約束用“ CREATE DOMAIN ”語句定義新的域 ,并可出現(xiàn) CHECK 子句。非空值約束（ NOT NULL ）基于屬性的檢查子句 (CHECK):基本表約束主鍵約束可用主鍵約束來描述實(shí)體完整性規(guī)則。 主鍵約束可用兩種形式表示： 主鍵子句和主鍵短語。主碼可在定義關(guān)系的 CREATE TABLE 語句中使用 PRIMARY KEY 關(guān)鍵字加以定義。有兩種定義主鍵的方法， 一種是在屬性后增加關(guān)鍵字， 另一種是在屬性表中加入額外的定義主鍵的子句：PRIMARY KEY( 主鍵屬性名表 )使用關(guān)鍵字 UNIQUE ，說明該

11、屬性（或?qū)傩越M）的值不能重復(fù)出現(xiàn)。外鍵約束FOREIGNKEY （列名序列REFERENCES ONDELETE 參照動作 ONUPDATE 參照動作1）.（ 2）參照動作可以有五種方式：NO ACTION （無影響）CASCADE （級聯(lián)方式）RESTRICT（受限方式）SETNULL （置空值）SETDEFAULT （置缺省值） 檢查約束對單個(gè)關(guān)系的元組值加以約束。對表內(nèi)元組說明約束時(shí)，在 CREATE TABLE 語句中的屬性表、主碼、外部碼的說明之后加上 CHECK 子句。每當(dāng)對元組進(jìn)行插入或修改操作時(shí)， 都要對 CHECK 子句的條件表達(dá)式求值， 如果條件為假， 違背了約束， 系統(tǒng)將

12、拒絕該插入或修改操作。CHECK 子句的一般格式為：CHECK 斷言定義：CREATE ASSERTION 斷言名CHECK （條件）撤消：DROP ASSERTION 斷言名斷言也可以在關(guān)系定義中用檢查子句形式定義， 但是檢查子句不一定能保證完整性約束徹底實(shí)現(xiàn)，而斷言能保證不出差錯(cuò)。 SQL3 中的觸發(fā)器技術(shù)。觸發(fā)器（ Trigger）是一個(gè)能由系統(tǒng)自動執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫修改的語句。觸發(fā)器有時(shí)也稱為主動規(guī)則（Active Rule ）或事件條件動作規(guī)則 （Event ConditionActionRule，ECA 規(guī)則）。(1)觸發(fā)時(shí)間 : BEFORE、 AFTER 、 INSTEADOF ;(

13、2)觸發(fā)事件 :有三類 - UPDATE 、 DELETE 、INSERT(3)目標(biāo)表名 : 當(dāng)目標(biāo)表的數(shù)據(jù)被更新 (插入、刪除、修改）時(shí) , 將激活觸發(fā)器。(4)舊值和新值的別名表 : REFERENCES 子句觸發(fā)器有兩類：元組級觸發(fā)器和語句級觸發(fā)器。元組級觸發(fā)器帶 “ FOREACHROW ” 子句，而語句級觸發(fā)器沒有；元組級觸發(fā)器對每一個(gè)修改的元組都要檢查一次，而語句級觸發(fā)器對SQL 語句的執(zhí)行結(jié)果去檢查。語句級觸發(fā)器，不能直接引用修改前后的元組，但可以引用修改前后的元組集。舊的元組集由被刪除的元組或被修改元組的舊值組成，而新的元組集由插入的元組或被修改元組的新值組成。INSTEAD

14、OF 表示：在觸發(fā)事件發(fā)生時(shí) ,只要滿足 WHEN 條件，就執(zhí)行動作部分的操作，而觸發(fā)事件的操作不再執(zhí)行。6）安全性的定義、級別，定義是指保護(hù) DB ，防止不合法的使用，以免數(shù)據(jù)的泄漏、非法更改和破壞。安全性級別設(shè)置安全措施所牽涉的層次。分成環(huán)境級、職員級、 OS 級、網(wǎng)絡(luò)級和 DBS 級等五個(gè)級別。這里只討論DBS 級的安全性問題。權(quán)限，權(quán)限的授予、轉(zhuǎn)授與回收授權(quán)可根據(jù)需要把在某對象上的某些權(quán)限授予特定的用戶。轉(zhuǎn)授若擁有轉(zhuǎn)授權(quán)，則允許把已獲得的權(quán)限再轉(zhuǎn)授給其他用戶。回收也可以撤消已授給某用戶的某些權(quán)限。權(quán)限的種類：讀插入修改刪除SQL 中的安全性機(jī)制（視圖、SQL 用戶權(quán)限及操作 )視圖視圖

15、是虛表，視圖機(jī)制使DBS 具有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)安全性、邏輯獨(dú)立性、用戶操作簡便性。SQL 中的用戶權(quán)限及操作六類權(quán)限： SELECT，INSERT， DELETE ，UPDATE，REFERENCES， USAGE。授權(quán)（ GRANT ）語句：將關(guān)系和視圖操作權(quán)授予特定用戶回收（ REVOKE ）語句：回收已授給某用戶的權(quán)限。第十章對象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一、本章重要概念1）新一代 DBS 的兩條途徑： ORDBS 和 OODBS 。ORDB 中的 SELECT 語句（ SQL3 標(biāo)準(zhǔn)）：引入了路徑表達(dá)式、嵌套與解除嵌套等概念。在傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上，提供元組、 數(shù)組、集合一類豐富的數(shù)據(jù)類型以及處理新

16、的數(shù)據(jù)類型操作的能力，并且有繼承性和對象標(biāo)識等面向?qū)ο筇攸c(diǎn)。OODB 中的 SELECT 語句（ ODMG 標(biāo)準(zhǔn) OQL ）：有了更多的擴(kuò)充，并與宿主語言語句混合起來，可以表達(dá)更為復(fù)雜的查詢操作。（ 2）平面關(guān)系模型，嵌套關(guān)系模型，復(fù)合對象模型，引用類型，對象聯(lián)系圖的成分及表示方法，對象聯(lián)系圖數(shù)據(jù)的泛化 /細(xì)化，繼承性。數(shù)據(jù)的泛化細(xì)化：對概念之間聯(lián)系進(jìn)行抽象的一種方法。“泛化”：稱較高層上抽象是較低層上抽象的“泛化” 。（在較低層上抽象表達(dá)與之聯(lián)系的較高層上的抽象， ）“細(xì)化”：稱較低層上抽象是較高層上抽象的 “細(xì)化”。這種細(xì)化聯(lián)系是一種 “是”（ is a）的聯(lián)系。子類具有 繼承性 ,繼承超類的特征 ,而子類本身又有其它的特征。泛化 /細(xì)化聯(lián)系用泛化邊 (雙線箭頭 )表示 ,泛化邊從子類指向超類。3） OO 的數(shù)據(jù)類型系統(tǒng) :基本類型，五種復(fù)合類型，引用類型。一、基本數(shù)據(jù)類型 :整型、浮點(diǎn)型、字符型、字符串、布爾型和枚舉型；二、