数据库中的基本概念

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1.基本概念

• 数据（data）：描述事物的符号记录称为数据
• 数据库（DataBase，DB）：是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合，具有永久存储、有组织、可共享三个基本特点。
• 数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
• 数据库系统（DataBase System，DBS）：是有数据库、数据库管理系统（及其应用开发工具）、应用程序和数据库管理员（DataBase Administrator DBA）组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
• 实体（entity）：客观存在并可相互区别的事物称为实体。
• 属性（attribute）：实体所具有的某一特性称为属性。
• 码（key）：唯一标识实体的属性集称为码。
• 实体型（entity type）：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。
• 实体集（entity set）：同一实体型的集合称为实体集。
• 联系（relationship）：实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。
• 模式（schema）：模式也称逻辑模式，是数据库全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。
• 外模式（external schema）：外模式也称子模式（subschema）或用户模式，它是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。
• 内模式（internal schema）：内模式也称为存储模式（storage schema），一个数据库只有一个内模式。它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据库在数据库内部的组织方式。

2.常用数据模型

• 层次模型（hierarchical model）
• 网状模型（network model）
• 关系模型（relational model）
  • 关系（relation）：一个关系对应通常说的一张表
  • 元组（tuple）：表中的一行即为一个元组
  • 属性（attribute）：表中的一列即为一个属性
  • 码（key）：表中可以唯一确定一个元组的某个属性组
  • 域（domain）：一组具有相同数据类型的值的集合
  • 分量：元组中的一个属性值
  • 关系模式：对关系的描述，一般表示为 关系名(属性1, 属性2, ..., 属性n)
• 面向对象数据模型（object oriented data model）
• 对象关系数据模型（object relational data model）
• 半结构化数据模型（semistructure data model）

3.常用SQL操作

常用SQL操作

• 更多操作请参见我之前总结的数据库基本操作

4.关系型数据库

• 基本关系操作：查询（选择、投影、连接（等值连接、自然连接、外连接（左外连接、右外连接））、除、并、差、交、笛卡尔积等）、插入、删除、修改
• 关系模型中的三类完整性约束：实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性

5.索引

• 数据库索引：顺序索引、B+ 树索引、hash 索引
• MySQL 索引背后的数据结构及算法原理

6.数据库完整性

• 数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。
  • 完整性：为了防止数据库中存在不符合语义（不正确）的数据。
  • 安全性：为了保护数据库防止恶意破坏和非法存取。
• 触发器：是用户定义在关系表中的一类由事件驱动的特殊过程。

7.关系数据理论

• 数据依赖是一个关系内部属性与属性之间的一种约束关系，是通过属性间值的相等与否体现出来的数据间相关联系。
• 最重要的数据依赖：函数依赖、多值依赖。

8.范式

• 第一范式（1NF）：属性（字段）是最小单位不可再分。强调的是列的原子性，即列不能够再分成其他几列。
• 第二范式（2NF）：满足 1NF，每个非主属性完全依赖于主键（消除 1NF 非主属性对码的部分函数依赖）。首先是1NF，另外包含两部分内容，一是表必须有一个主键；二是没有包含在主键中的列必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分。
• 第三范式（3NF）：满足 2NF，任何非主属性不依赖于其他非主属性（消除 2NF 主属性对码的传递函数依赖）。首先是2NF，另外非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递依赖。即不能存在：非主键列 A 依赖于非主键列 B，非主键列 B 依赖于主键的情况。
• 鲍依斯-科得范式（BCNF）：满足 3NF，任何非主属性不能对主键子集依赖（消除 3NF 主属性对码的部分和传递函数依赖）。
• 第四范式（4NF）：满足 3NF，属性之间不能有非平凡且非函数依赖的多值依赖（消除 3NF 非平凡且非函数依赖的多值依赖）。

9.数据库恢复

• 事务：是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。
• 事物的 ACID 特性：原子性、一致性、隔离性、持续性。
• 恢复的实现技术：建立冗余数据 -> 利用冗余数据实施数据库恢复。
• 建立冗余数据常用技术：数据转储（动态海量转储、动态增量转储、静态海量转储、静态增量转储）、登记日志文件。

10.并发控制

• 事务是并发控制的基本单位。
• 并发操作带来的数据不一致性包括：丢失修改、不可重复读、读 “脏” 数据。
• 并发控制主要技术：封锁、时间戳、乐观控制法、多版本并发控制等。
• 基本封锁类型：排他锁（X 锁 / 写锁）、共享锁（S 锁 / 读锁）。
• 活锁和死锁：
  • 活锁：事务永远处于等待状态，可通过先来先服务的策略避免。
  • 死锁：事物永远不能结束
    • 预防：一次封锁法、顺序封锁法；
    • 诊断：超时法、等待图法；
    • 解除：撤销处理死锁代价最小的事务，并释放此事务的所有的锁，使其他事务得以继续运行下去。
• 可串行化调度：多个事务的并发执行是正确的，当且仅当其结果与按某一次序串行地执行这些事务时的结果相同。可串行性时并发事务正确调度的准则。

11.一个完整的数据库设计一般分为以下六个阶段

• ⑴需求分析：分析用户的需求，包括数据、功能和性能需求；
• ⑵概念结构设计：主要采用E-R模型进行设计，包括画E-R图；
• ⑶逻辑结构设计：通过将E-R图转换成表，实现从E-R模型到关系模型 的转换； 进行关系规范化。
• ⑷数据库物理设计：主要是为所设计的数据库选择合适的存储结构和存取路径；
• ⑸数据库的实施：包括编程、测试和试运行；
• ⑹数据库运行与维护：系统的运行与数据库的日常维护。

12.一个事务执行过程中，其正在访问的数据被其他事务所修改，导致处理结果不正确，这是由于违背了事务的隔离性而引起的！！！

13.having和group by子句的问题

• SQL查询语句中where、group by、having 这些关键字区别和用法总结错误的是：

  
  
  

  问题.png
• A：1.having只能用在group by之后，对分组后的结果进行筛选，筛选行(即用having的前提条件是分组)；2.where肯定在group by 之前；3.where后的条件表达式里不允许使用聚合函数，而having可以。

14.在视图上使用INSERT语句添加数据时，要遵循的规则：

• 1.使用INSERT语句向数据表中插入数据时，用户必须有插入数据的权利。
• 2.由于视图只引用表中的部分字段，所以通过视图插入数据时只能明确指定视图中引用的字段的取值。而那些表中并未引用的字段，必须知道在没有指定取值的情况下如何填充数据，因此视图中未引用的字段必须具备下列条件之一：
  • 该字段允许空值。
  • 该字段设有默认值。
  • 该字段是标识字段，可根据标识种子和标识增量自动填充数据。
  • 该字段的数据类型为timestamp或uniqueidentifier。
• 3.视图中不能包含多个字段值的组合，或者包含使用统计函数的结果。
• 4.视图中不能包含DISTINCT或GROUP BY子句。
• 5.如果视图中使用了WITH CHECK OPTION，那么该子句将检查插入的数据是否符合视图定义中SELECT语句所设置的条件。如果插入的数据不符合该条件，SQL Server会拒绝插入数据。
• 6.不能在一个语句中对多个基础表使用数据修改语句。因此，如果要向一个引用了多个数据表的视图添加数据时，必须使用多个INSERT语句进行添加。

15.CASCADE与RESTRICT的区别

• CASCADE表示表的删除没有限制条件，在删除基本表的同时，相关的依赖对象（如视图）都将被删除。
• RESTRICT表示表的删除是有条件限制的，要删除的基本表不能被其他表的约束所引用，不能有视图，不能有触发器，不能有存储过程或函数等。如果存在这些依赖该表的对象，则表不能被删除

16.实体完整性、参照完整性和用户定义完整性

• 实体完整性：这条规定的现实意义是，关系模型对应的是现实世界的数据实体，而关键字是实体唯一性的表现，没有关键字就没有实体，所有关键字不能是空值。这是实体存在的最基本的前提，所以称之为实体完整性。
• 参照完整性：参照完整性规则也可称为引用完整性规则。这条规则是对关系外部关键字的规定，要求外部关键字的取值必须是客观存在的，即不允许在一个关系中引用另一个关系不存在的元组。
• 用户定义完整性：由用户根据实际情况，对数据库中数据的内容所作的规定称为用户定义的完整性规则。通过这些限制数据库中接受符合完整性约束条件的数据值，不接受违反约束条件的数据，从而保证数据库的数据合理可靠。

17.InnoDB和MylSAM

• InnoDB执行DELETE FROM table 命令时，不会重新建表
• MylSAM的索引和数据是分开保存的

18.数据库中的DDL DML DCL DQL

• DDL：数据库模式定义语言，关键字：create， alter, drop
• DML：数据操作语言，关键字：Insert、delete、update 、select
• DCL：数据库控制语言 ，关键字：grant、remove
• DQL：数据库查询语言，关键字：select

参考博客

• 数据库简明教程