大学数据库课本：数据库知识点

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1、第一章1数据库管理系统（DBMS ）数据定义语言（DDL ）、数据操纵语言（DML）2数据库系统（DBS ） 由数据库、数据库管理系统、应用程序和数据库管理员组成3数据库管理技术的产生和发展（1）人工管理阶段（2）文件管理阶段（3）数据库管理阶段各区别见P7表（重）数据库系统与文件系统的本质区别：数据库系统实现整体数据的结构化4物理独立性和逻辑独立性的概念P135数据库系统的核心和基础：数据模型6两类数据模型：第一类概念模型、第二类逻辑模型和物理模型逻辑模型-物理模型,由数据库系统完成7概念模型的表示方法：实体一联系方法（E-R方法）P168数据模型的组成要素：数据结构、数据操作、完整性约束条

2、件9按数据结构的类型来命名数据模型：层次模型、网状模型、关系模型10. 关系模型的数据结构：关系（表）、元组（一行）、码、域、分量（元组中的个属性值）关系模式（表示为关系名（属性1,属性2）11. 模式是相对稳定的，实例时相对变动的12三级模式：模式、外模式、内模式 模式：是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 外模式（子模式或用户模式） ：数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻 辑结构和特征的描述内模式（储存模式）：是数据物理结构和存储方式的描述13.二级映像：（1）模式/外模式映像：保证数据和程序的逻辑独立性 对于每一个外模式，都有一个。（2）模式/内模式映像：保证数据和程序的物理独立性

3、第二章1. 域：具有相同数据类型的值的集合 不同取值个数个数称为域的基数2. 笛卡尔积：所有域的所有不同组合 P383关系：R（D1, D2 , .,Dn） n是关系的目或度关系的候选码、主属性、主码、全码4. 关系有三种类型：基本关系（基本表或基表）、查询表、视图（虚表）5. 基本关系具有的性质：（1）列是同质的（2）不同的列可以出自同一个域（3）分量必须去原子值，即每一个分量都必须是不可分的数据项6. 关系模式是型，关系是值7. 关系操作包括两大部分：查询操作和更新操作（插入、删除、修改）查询操作分为选择、投影、并、差、笛卡尔积（5 种基本操作 、连接、除、交 操作的对象和结果都是集合该操

4、作方式也称“一次一集合方式” 非关系数据模型的数据操作方式称“一次一记录方式8. 关系数据语言的分类关系代数语言 关系演算语言：元组关系演算语言、域关系演算语言 具有关系代数和关系演算双重特点的语言：结构化查询语言 结构化查询语言是集查询、数据定义语言、数据操作语言和数据控制语言于 一体的关系数据语言关系完备性：一个关系数据语言能够表示关系代数可以表示的查询9. 外码：自身不是主码、取值会参照另外一张表（也可同一张表）的主码的取值外码不一定要与相应的主码同名10. 关系的完整性（1）实体完整性：主属性不能取空值（2）参照完整性：关系中的外码或取空值或取等于它参照的关系的主码值（3）用户定义的完

5、整性11. 集合运算（1）传统的关系运算：并：RUS差：-交 笛卡尔积：AxB 关系A、B分别有k1、k2个元组，则AxB有k1xk2个元组（2）专门的关系运算：投影、选择、连接、除运算等A. 投影后会取消相同的元组B. 连接：等值连接（含自然连接，符号：，查询常用到）非等值连接自然连接中被舍弃的元组称为悬浮元组外连接、左外连接、右外连接 P55C. 除运算（待定）D. 查询练习：P53、P5657 （重）第四章数据库安全性1. 数据库安全性主要包括：用户身份鉴别、多层存取控制、审计、视图、数据加 密等技术2. 数据库管理系统提供的最外层安全保护措施：用户身份鉴别 方法：静态口令鉴别、动态口令

6、鉴别、生物特征鉴别、智能卡鉴别3. 存取控制机制主要包括：定义用户权限、合法权限检查（组成数据库管理系统 的存取控制子系统）定义用户权限：登记到数据字典中，这些定义称为安全规则（授权规则）4自主存取控制（MAC）（1）通过SQL的GRANT和REVOKE语句来实现（2）用户权限由两个要素组成：数据库对象和操作类型（3）定义存取权限称为：授权（4）GRANT.ON.TO 用户；详见 P141-P142若用户后面再加WITH GRANT OPTION，表示该用户可以将该权限授权给其 他（5）REVOKE.ON.FROM 用户；详见 P143-P14若用户后面再加CASCADE，表示级联回收了该用户

7、之前对其他用户的授权（6 ）创建用户:CREATE USERvusername WITH3 个权限3 个权限：CONNECT、RESOURCE. DBA 其区别见 P145 表 没有指定权限时，默认只是最低级权限（7 ）角色：是权限的集合 角色的创建（CREATE）和收回（REVOKE ）见P147 4强制存取控制（DAC）（1）数据库全部实体分为：主体（用户、进程）、客体（文件、基本表、视图等）（2）给主体客体指派一个敏感度标记 ：绝密、机密、可信、公开（3）规则：不上读、不下写 P1485.MAC和DAM共同构成数据库管理系统的安全机制。系统先检查MAC ,再检查DAC6视图机制的作用：A

8、.提供数据的逻辑独立性B.提供一定的安全性创建：CREATE VIEW 视图名称AS SELECT选出的一张小表创建后可以对用户在该视图上授权 P1497. 审计：事后检查的安全机制（1）功能：把用户对数据库的所有操作自动记录在审计日志里（2）分为：用户级审计：用户对自己创建的表或视图进行审计系统级审计：监测登录要求、授权和回收等（3 ）通过AUDIT语句设置审计功能，NOAUDIT语句取消审计功能P151（4）审计设置和审计日志存放在：数据字典8. 数据加密 P151第五章 数据库完整性1.指数据的正确性和相容性2数据完整性和安全性的区别：P1573. 实体完整性（1）定义方法： 2种 P1

9、58 PRIMARY KEY（2）实体完整性检查：A. 检查主码是不是唯一（全表扫描或在主码上建立索引如B+树索引）B. 检查主码的各属性是否为空（3）处理：都拒绝执行3参照完整性（1）定义方法：P160 FOREIGN KEY （） REFERENCES 表名（）（2）参照完整性检查：可能破坏参照完整性的情况：参照表增加或修改一个元组；被参照表删除或修改一个元组 P161（3）处理：拒绝（NO ACTION ）级联（CASCADE ）、设置为空值后2个是被参照表删除或修改时，对应的参照表删除或设为空值 后1个还要根据实际情况看是否可以设置为空值（4）默认操作是拒绝，可以自己设置，在定义外码后

10、加 ON DELETE CASCADE 或 ON UPDATE CASCADE 等等 P1624用户定义完整性：（1）属性上的约束条件定义：NOT NULL;UNIQUE;CHECK（.J P163164（2 ）元组上的约束条件定义：在最后用CHECK语句，适用范围所有元组P165（3）处理：拒绝执行5完整性命令约束语句CONSTRAINT名字P165166（1）可以对约束条件命名、可以对2个属性联合进行约束（2 ）可以删除（DROP ）或修改（ADD，修改前先删除）约束条件6触发器（事件-条件-动作规则）：类似约束，但可实施更为复杂的检查和操作（1）只有创建表的用户才可以在表上创建触发器，且

11、数量有限（2）只能在表上创建（触发器的目标表），视图不可（3）定义：CREATE TRIGGER触发器名P170 触发时机 触发事件（包含在哪个表）REFERENCING （引用到的变量）触发动作间隔WHEN （触发条件）触发动作体触发时机：BEFORE、AFTER触发动作间隔:FOR EACH ROW（行级）、FOR EACH STATEMENT语句级） 可引用的变量：对于行级，有OLDROW、NEWROW对于语句级，有OLDTABLE、NEWTABLE（4 ）删除触发器：DORP TRIGGER触发器名ON表名1. 函数依赖、平凡函数依赖和非平凡函数依赖、完全函数依赖和部分函数依赖 传递函

12、数依赖 P1822.1NF ; 2NF :不存在部分函数依赖（若码只有一个属性，则一定满足）；3NF :非主属性对码不存在传递函数依赖BCNF :决定因素都是码4NF:不存在多值依赖3多值依赖P1874. 多值依赖的性质 P1871885. 规范化的目的:尽量消除插入，删除异常，修改复杂，数据冗余6. 采取“一事一地”的模式设计原则7练习题P189第七章 数据库设计1. 数据库设计的特点：（1）数据库建设的基本规律：三分技术，七分管理，十二分基础数据（2）结构（数据）设计和行为（处理）设计相结合2数据库设计的方法：新奥尔良方法、基于E-R模型的设计方法、3NF设计方 法、面向对象的设计方法、统

13、一建模语言（UML ）方法3数据库设计的基本步骤：（1）需求分析（2 ）概念结构设计：产生E-R图（3）逻辑结构设计：转为某个数据库管理系统所支持的数据模型，如关系模型（4）物理结构设计：选取一个物理结构（包括存储结构和存取方法）（5）数据库实施（6）数据库运行和维护以上3、4 步与所选的数据库管理系统密切相关4需求分析（1）调查的重点是“数据”和“处理 ，通过调查获得以下要求： 信息要求、处理要求、安全性和完整性要求（2 ）分析需求的方法：结构化分析方法（SA方法） 采用自顶向下、逐层分解的方式分析系统（3）数据字典：即元数据，在需求分析阶段建立 包括数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理

14、过程 P2135概念结构设计（1）四类方法：自顶向下、自底向上（主要）、逐步扩张、混合策略（2）E-R 图的集成：A. 合并E-R图，生成初步E-R图B. 消除不必要的冗余，设计基本E-R图（3）合并E-R图会产生3种冲突：属性冲突：属性域冲突、属性取值单位冲突 命名冲突：同名异义、异名同义结构冲突：3 种 P228（4）消除冗余的方法：分析方法，即以数据字典和数据流图为依据6逻辑结构设计（1）E-R图转换为关系模式1 : 1关系、1：n关系、m : n关系的转换方法：P232 （重）（2）数据模型的优化：通常以规范化理论为指导 方法：确定函数依赖关系，消除冗余，确定范式，确定是否要对某些模式

15、进行合并或分解7. 物理结构设计（1）常用的存取方法：索引方法、聚簇方法（都是针对某个属性列）（2 ）索引方法：B+树索引、hash索引 P236 （重） 代价：维护索引，查找索引要付出代价（3）聚簇方法：把属性上具有相同值的元组集中存放在连续的物理块中 聚簇的好处：A.大大提高查找的效率B. 减少访问磁盘的次数C. 减少存储空间（相同在聚集在一起，聚簇码只要存1次） 一个关系只能有一个聚簇。何处建立聚簇：A.经常在一起进行连接操作的关系；B. 经常出现在在相等条件比较中的属性C. 属性上的值重复率很高（学号肯定不适合）建立聚簇将导致元组移动其物理存储位置，此关系上原来建立的所有所有 无效；（

16、4）确定数据的存放位置：将易变部分和稳定部分，经常存取部分和存取频率 较低部分分开存放。A. 表和索引放在不同的磁盘上B. 比较大的表分放在不同磁盘上C. 日志文件与数据库对象放在不同磁盘上 第八章1使用游标的步骤：P251 第九章关系查询处理和查询优化1. 查询处理分为四个阶段：查询分析、查询检查、查询优化、查询执行（1）查询分析：语法规则（2）查询检查：语义检查-根据数据字典中的用户权限和完整性约束定义对 用户的存取权限进行检查-转换成关系代数表达式-查询树（语法分析树）（3）查询优化：包括代数优化和物理优化代数优化：关系代数表达式的优化 物理优化：存取路径和底层操作算法的选择（4）查询执

17、行：优化器-执行策略-查询执行计划-代码生成器-代码2. 选择操作的查询算法（1）简单的全表扫描算法（2）索引扫描算法：通过索引找到满足条件的元组指针-元组对于范围选择的，可以用B+树索引3. 连接操作的查询算法（1）嵌套循环算法（2）排序-合并算法：外、内表都要排好序（各扫描一遍）（3）索引连接算法：在内表建立索引（各扫描一遍）（4 ） hash join算法：把连接属性作为hash码 第一步：划分阶段/扩建阶段：扫描一个较少元组的表进入哈希桶 第二步：试探阶段/连接阶段：扫描另外一个表条件：第一阶段那个表能够完全放入内存的hash桶4查询优化例子：P281 （重）引入索引的是属于物理优化5

18、查询树的启发式优化：P284-2856物理优化可以选择的方法：（1）基于规则的启发式优化（2）基于代价估算的优化（3）两者结合的优化方法7基于启发式规的优化（1）选择操作的启发式规则：什么时候用全表扫描，什么时候用索引扫描P286287（2）连接操作的启发式规则：选择算法考虑顺序：有序选 2 算法-有索引的 选3 算法-选 4 算法-选嵌套循环算法（选小的表作为外表）7基于代价估算的优化P288 （重）（1）全表扫描算法（2）索引扫描算法（3）嵌套循环连接算法（4）排序-合并算法8语义优化法：P289 （略看即可）第十章 数据库恢复技术1.事务：恢复和并发控制的基本单位 4个特性：原子性、一致

19、性、隔离性、持续性事物以 BEGIN TRANSACTION 开始，以 COMIT 或 ROLLBACK结束2. 三种写入硬盘的策略：force、no force、steal3. 故障的种类（1）事务内部的故障：非预期的，如运算溢出、并发事务发生死锁 处理：UNDO撤销（2 ）系统故障（软故障）:CPU故障、操作系统故障、DMBS代码错误，断电 处理：未提交的UNDO,已提交的REDO重做（3）介质故障（硬故障）：磁盘损坏（4）计算机病毒4. 恢复的基本原理：冗余5. 建立冗余数据（恢复的实现）最常用的技术：数据转储、登记日志文件6. 数据库恢复中采用的基本技术：数据转储（通过后备副本或后援副

20、本）7. 转储类型（1）静态转储优点：保持数据一致性缺点：转储必须等待.新事务的开始要等待.降低了数据库的可用性（2）动态转储缺点：数据不一致 解决：建立日志文件登记转储期间各事务对数据库的操作（3）海量转储（4）增量转储8. 登记日志文件 P2982999. 恢复策略（1 ）事务故障的恢复：UNDO步骤：A.反向扫描日志文件B. 对该事务的更新操作执行逆操作C. 重复（2 ）系统故障的恢复：UNDO或REDO步骤：A.正向扫描日志文件，找出已提交的事务记入重做队列和未完成的事务记 入撤销队列B.分别对2个队列进行处理（3）介质故障的恢复：重装数据库，重做已完成的事务 步骤：A.装入最新的后备

21、副本对于动态转储，还要装入日志文件副本B.装入相应的日志文件副本，重做已完成的事务10. 具有检查点的恢复技术（1）隔一段时间在日志文件中建立检查点，在另一个文件（重新开始文件）中 记录各个检查点的地址（2 ）检查点记录的内容：P302（3）将缓存中的所有日志记录写入磁盘的日志文件 -建立检查点-缓存中 所有数据记录写入磁盘的数据库-将检查点地址写入重新开始文件（4 ）出现故障时，采取的不同恢复策略：P302303（5 ）使用检查点方法恢复的步骤：P30311. 数据库镜像：只选择对关键数据和日志文件进行镜像，而不是对整个数据库第十一章1.事务执行类型：串行执行，交叉并发方式，同时并发方式2.

22、 并发必须保证事务的一致性和隔离性3. 并发可能带来的问题(1)丢失修改：2 个人同时修改同一数据(2) 不可重复读：一个人读取期间，另一个人对该数据进行修改，删除或添加 新的纪录 幻影现象(3) 读“脏”数据 主要原因是并发破坏了隔离性，并发控制机制就是要用正确的方式调度并发操作4. 封锁(1) 排它锁(写锁，X锁)；共享锁(读锁，S锁)(2) 2种锁的区别：P3125. 活锁解决：采用先来先服务的策略6. 死锁(1) 预防方法：A.次封锁法 B.顺序封锁法(2) 诊断：A.超时法 B.等待图法(有回路)(3) 解除：撤销个代价最小的事务7. 可串行化调度：其结果与某次串行执行的结果相同8. 冲突操作：不同事务对同数据的 读写或写写；其它操作都不是9. 不同事务的冲突操作和同事务的两个操作是不能交换的10. 个调度能够通过交换形成个串行调度，则称冲突可串行化调度 交换例题 P31811. 冲突可串行化调度-串行化调度-正确的调度 不满足冲突可串行化调度也可以是串行化调度 P31912. 两段锁协议 P319(1) 遵守两段锁协议-可串行化调度 只是充分条件(2) 次封锁法遵守两段锁协议，但遵守两段锁协议不定是次封锁法，可 能发生死锁13. 封锁粒度14. 多粒度封锁 多粒度树15.意向锁 IS IX SIX=S+IX相容矩阵