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1、度1一、填空一、填空二、判断二、判断三、选择三、选择四、简答四、简答五、应用五、应用2基础篇基本概念、产生与发展关系数据库、查询优化规范化理论、体系结构DB设计恢复技术并发控制安全性完整性设计篇系统篇DB应用篇3数数据据库库系系统统的的组组成成硬件硬件操作系统操作系统DBMSDBMS应用开发工具应用开发工具应用系统应用系统DB4DB物理数据库物理数据库DBMS操作系统操作系统(OS)用户用户5DB：在计算机的存储设备上合理存放、相关联、有结构的数据集合。DBMS：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。它主要功能是建立和维护数据库，接受和完成用户访问数据库的各种请求。功能：功
2、能：数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理、数据库的建立和维护功能6DBS：数据库系统是指在计算机系统中引进数据库和数据库管理系统后的组成。DBAS：数据库系统及应用程序的组成。数据库的产生：人工管理阶段、文件系统阶段 数据库系统阶段 数据库系统的特点：数据库系统的特点：数据结构化；数据的共享性高、冗余度低、易扩充；数据独立性高；数据由DBMS统一管理和控制（数据的安全性保护、数据的完整性检查、并发控制、数据库恢复）三个重要里程碑：IMS系统、DBTG系统、关系数据库系统7数据模型数据模型:现实世界的模拟。最常用的数据模型：最常用的数据模型：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型数据
3、模型的组成要素：数据模型的组成要素：数据结构、数据操作、数据的约束条件。关系模型：关系模型：数据结构：二维表格（常用术语：关系、元组、属性、主码、域、分量、关系模式）数据操纵和完整性约束：（完整性约束：实体完整性、参照完整性、用户定义完整性）优点：坚实的理论基础、表达能力强、简单、数据独立性高。缺点：效率低8应用A应用B应用C应用D应用E外模式1外模式2外模式3模式内模式外模式模式内模式模式/内模式外模式/模式数据库9关系:关系定义、关系的性质、关系操作关系代数：并、差、交、笛卡尔积、选择、投影、连接、自然连接、除关系演算：元组关系演算、域关系演算关系模式：关系的描述。R(U，F)关系数据库：
4、所有实体及实体之间联系的关系的集合。10关系模式（Relation Schema）关系模式是关系中信息内容结构的描述。R（U，D，DOM，I，）R：是关系名U：是组成关系R的全部属性的集合D：是U中属性取值的值域DOM：是属性列到域的映射I：是一组完整性约束条件（F）：是属性集间的一组数据依赖简写：R（U）或 R（U，F）11APLHAAPLHAQUELQUEL关系代数语言关系代数语言关系演算语言关系演算语言具有关系代数和关系具有关系代数和关系演算双重特点的语言演算双重特点的语言域关系数域关系数据语言据语言元组关系元组关系数据语言数据语言ISBLISBLQBEQBESQLSQL12运算运算 单
5、单/双目双目基本运算基本运算 复合运算复合运算表示方法表示方法并并双目双目 RS差差双目双目 R-S交交双目双目差差RS笛卡笛卡儿积儿积双目双目 RS选择选择 单目单目 F(R)投影投影 单目单目 A(R)连接连接 双目双目笛卡儿积、笛卡儿积、选择选择R S自然自然连接连接双目双目笛卡儿积、选笛卡儿积、选择、投影择、投影RS除除双目双目笛卡儿积、投笛卡儿积、投影、差影、差RSA B13SQL语言：特点：综合统一、高度非过程化、面向集合的操作方式、提供两种使用方式、简捷、易学易用。数据定义：定义基本表、修改基本表、删除基本表建立与删除索引：建立索引、删除索引查询：单表查询、连接查询、嵌套查询、集
6、合查询数据更新：插入数据、修改数据、删除数据视图：从一个或几个基本表（或视图）导出的表。建立视图的优点：简化用户的操作、灵活、提供一定程度的逻辑独立性、提供安全保护。14关系系统的定义：支持关系模型的数据库管理系统。关系系统的分类：表式系统：仅支持数据结构。(最小)关系系统：数据结构+三种关系操作。关系完备的系统:数据结构+所有关系代数操作。全关系系统：支持关系模型的所有特征。S:结构 M:数据操纵 I:完整性 15查询优化目的：即在许多存取方案中选择最佳的存取方案，以获得较高的查询效率。查询优化准则：1、尽可能早地执行选择操作（减少中间运算结果）2、对关系进行预处理（索引、排序）3、同时进行
7、投影和选择运算4、把投影同其前或后的双目运算结合起来。（合并连接的选择与投影操作，以减少扫描的次数）5、合并选择与笛卡尔积组成一个连接6、寻找公共子表达式16关系数据理论范式：符合某些条件的关系模式集合。关系模式一般简写为：R(U，F)或 R(U)F数据依赖：关系中属性间互相依存、互相制约的关系。如：函数依赖、多值依赖等。1NF 2NF 3NF BCNF 4NF 5NF建立多级范式的必要性：冗余太大、操作异常插入异常 、删除异常、修改异常17函数依赖：属性或属性组之间可能存在的依赖性。决定因素、平凡的函数依赖、非平凡的函数依赖、互相依赖、完全函数依赖、传递函数依赖码：候选码、主码、主属性、非主
8、属性、全码、外码。1NF：满足关系的每一个分量是不可分的数据项。2NF：若R1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R2NF。3NF：若R 2NF，且每一个非主属性不传递依赖于码，则R3NF。BCNF：若R BCNF，当且仅当每一个决定因素都是码。18数据依赖的数据依赖的公理系统公理系统逻辑蕴含：XY可以由F导出Armstrong公理系统：自反律、增广律、传递律是最基本的自反律、增广律、传递律是最基本的Armstrong公理。公理。由上面三个公理可以推导出合并、伪传递、分解规则。由上面三个公理可以推导出合并、伪传递、分解规则。等价的定义：如果G+=F+，就说F与G等价。最小依赖集：F中任一
9、函数依赖的右部仅含有一个属性、不存在冗余FD、决定因素不存在冗余。19求XF+的算法(1)令X(0)=X，i=0 (2)求B,B=A|(V)(W)(VWFVX(i)AW)(3)X(i+1)=BX(i)(4)判断X(i+1)=X(i)吗？(5)若相等或X(i)=U则X(i)就是XF+，算法终止。(6)若否，则i=i+1，返回第(2)步。定理：Armstrong公理系统是有效的、完备的。有效性：指由F出发根据Armstrong公理推导出来的每一个函数依赖一定在F+。完备性：指F+中的每一个函数依赖，必定可以由F出发根据Armstrong公理推导出来。20无损连接性：无损连接性：如果一个关系模式分解
10、后，可以通过自然连接恢复原模式的信息，这一特性称为分解的无损连接性。函数依赖保持性：函数依赖保持性：若关系R(U,F)的一个分解=R1(U1,F1),Rk(Uk,Fk)的所有函数依赖的并集(Fi)逻辑蕴涵了F中所有函数依赖，即(Fi)+=F+，则称分解具有函数依赖保持性。21数据库设计需求分析：是整个设计过程的基础。(1)信息需求分析 (2)操作需求分析概念结构设计：将需求分析的结果用一种工具进行形式化的定义和描述，是整个DB设计的关键。如：E-R图逻辑结构设计：概念模型数据模型 根据需求分析和概念设计的结果，选择合适的数据模型，并选用某一设计方法构造一数据库模式。22物理设计：选择合适的物理
11、结构。选取合适的物理结构（包括存储结构和存取方法）。实施阶段：根据逻辑设计和物理设计建立数据库；编制和调试应用程序；试运行；DB运行和维护阶段 根据运行记录对DB进行评价；根据评价对DB调整和修改23数据库安全性数据库安全性数据库安全性：保护数据库以防止不合法使用。数据库安全性控制：用户标识与鉴别、存取控制 、视图机制、审计、数据加密。24数据库完整性数据库完整性：数据的正确性和相容性。完整性和安全性的区别：完整性约束条件：加在数据库数据之上的语义作用对象：关系、元组、列。状态：静态、动态完整性控制：定义功能、检查功能、保证完整性约束条件 25数据库恢复技术事务：是一个不可分割的操作序列，该操
12、作序列要么全做，要么全不做。事务的性质：原子性、一致性、隔离性、持续性。恢复技术：把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。常用的技术：数据转储、日志文件、设置检查点、数据库镜像故障的种类及恢复：事务内部故障及恢复、系统故障、介质故障、计算机病毒26并发控制并发操作会造成数据库的不一致性。丢失修改 不可重复读 读“脏”数据封锁：排它锁 共享锁封锁协议：一级封锁协议 二级封锁协议 三级封锁协议活锁与死锁：避免活锁的方法：采用先来先服务的原则。解决死锁的方法：预防死锁：一次封锁法 顺序封锁法 判断并解除死锁：超时法 等待图法串行化：事务的表示方法、冲突操作、调度、串行调度、可串行化的调度、2PL、串行化定理27DBDBMSDBAS恢复技术并发控制安全性完整性规范化理论数据库设计关系数据库SQL查询优化28