【软件设计师-从小白到大牛】上午题基础篇：第三章 数据库系统

前言

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章节提要

上午下午均有涉及

一、三级模式两级映射

• 在数据库系统中，视图是一个虚拟表，查询时可以从一个或者多个基本表或视图中导出。

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• 采用二维表格结构表达实体类型及实体间联系的数据模型是 关系模型。
• 数据库系统通常采用三级模式结构：外模式、模式和内模式。这三级模式分别对应数据库的 视图、基本表、存储文件。
• 数据的物理独立性和逻辑独立性分别是通过修改 模式与内模式之间的映像、外模式与模式之间的映像。
• 在数据库系统中，一般由DBA使用DBMS提供的授权功能为不同用户授权，其主要目的是为了保证数据库的 安全性。
• 采用三级结构/两级映像的数据库体系结构，如果对数据库的一张表创建聚簇索引，改变的是数据库的 内模式。

二、数据库的设计过程

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• 确定系统边界和关系规范化分别在数据库设计的 需求分析和逻辑设计 阶段进行。
• 在数据库逻辑结构设计阶段，需要 需求分析 阶段形成的 需求说明文档、数据字典和数据流(程)图 作为设计依据。
• 关系规范化在数据库设计的 逻辑设计 阶段进行。
• 在基于Web的电子商务应用中，访问存储于数据库中的业务对象的常用方法之一是 JDBC。

三、E-R模型

• 当联系E的类型为 * : * 时必须将E转换成一个独立的关系模式。
• E-R模型向关系模型转换时，两个以上实体之间多对多的联系应该转换为一个独立的关系模式，且该关系模式的关键字由这些实体的关键字组成。
• （注：下图来自希赛网资料）
  
  （说明：E-R图转关系模式的转换原则）
• （注：下图来自前言中up主视频）
  （说明：分E-R图之间的冲突）

1）例题

正确答案：C
解析：A、B、C每个实体各转为1个关系模式，多对多关系转为1个关系模式，总共最少可转换为4个关系模式。

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• E-R图转换成关系模型时，对于实体E1与E2间的多对多联系，应该将 E1与E2码加上联系的属性独立构成一个关系模式。

四、关系代数

• 先进行选择或投影操作后再进行笛卡尔积操作效率更高。
• 若自然连接时无相同属性列，则自然连接的结果和笛卡尔积结果相同。
  
  
  
• 对于连接操作不写条件默认是将两个关系的相同字段作等值。
• 左外连接：以左边的关系为基础，寻找左边每一个元组是否可以与右边关系的每一元组进行自然连接，可以自然连接则连接结果即为自然连接的结果，如果不能则将其余部分填成null。最终，所有连接后的结果就组成了左外连接结果。
• 右外连接与左外连接类似：是以右边关系为基础来进行上述操作。
• 全外连接：左外连接结果和右外连接结果进行并运算。
• （注：下图来自《数据库系统概论》（第6版）（王珊、杜小勇、陈红主编，高等教育出版社））
  
  （说明：外连接相关解释）（了解即可）

SQL基础（补充）

• 有聚合函数时用Having。

• 先分组再进行聚合函数的计算。

• having+聚合函数（正确）；where+聚合函数（错误）

• （注：下图来自希赛网资料）

• （注：下图来自《软件设计师教程》（第5版）（褚华、霍秋艳主编，清华大学出版社））
  
  注：具体SQL内容可参考该专栏。

五、规范化理论

1、函数依赖

2、价值与用途

3、键

正确答案：例1：A，例2：ABCD，例3：B
解析：依据例题上方的方法做，画图分析即可。

4、范式

• （注：下图来自前言中up主视频）
  （说明：函数依赖的公理系统（Armstrong公理系统））
  
  
  

正确答案：去掉“高级职称人数”。

正确答案：将CNO、CREDIT提取出来做一个新的关系模式，在原来关系模式中去掉CREDIT。

正确答案：将DNO、DNAME、LOCATION独立出来成为一个关系模式，原关系模式只剩前三个字段。

• （注：下图来自前言中up主视频）（了解即可）

正确答案：该关系模式候选键可能为SJ、ST,所以不存在非主属性，属于第三范式，而该关系的函数依赖：SJ->T、T->J，而T不是候选键，所以不是BC范式。

1）例题

正确答案：C、D、A
解析：一个部门对应多个职工，应该在职工表中增加部门号，建立起职工和部门的联系。由于第二题已经建立了职工号和部门号的关系，所以无需再添加部门号，而商品号可以确定商品名称，也无需商品名称。所以选C、D、A。

5、模式分解

• 将分解后的的关系进行自然连接，如果可以得到原所有属性则是无损连接。
• 无损连接：
  （注：下图来自希赛网）
  
• （注：下图来自希赛网）
  
  （说明：是否为无损分解的判断方法）
• 保持函数依赖：
  （注：下图来自希赛网）
  
  （说明：是否保持函数依赖的判断方法）

六、并发控制

• （注：下图来自《软件设计师教程》（第5版）（褚华、霍秋艳主编，清华大学出版社））
  （说明：事务的原子性、一致性、隔离性、持久性的相关解释）

真题链接

• “当多个事务并发执行时，任一事务的更新操作直到其成功提交的整个过程对其他事务都是不可见的”，这一性质通常被称为事务的 隔离性。
• 事务的 持久性 是指，当某个事务提交（COMMIT）后，对数据库的更新操作可能还停留在服务器磁盘缓冲区而未写入到磁盘时，即使系统发生故障，事务的执行结果仍不会丢失。

分布式数据库特点（补充）

• （注：下图来自前言中up主视频）
  
  （说明：分布式数据库的相关特点）

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• 在分布式数据库系统中，位置透明 是指用户无需知道数据存放的物理位置。
• 逻辑透明 是指局部数据模型透明，即用户或应用程序无需知道局部使用的是哪种数据模型；分片透明 是指用户或应用程序不需要知道逻辑上访问的表具体是如何分块存储的。
• 当某一场地故障时，系统可以使用其他场地上的副本而不至于使整个系统瘫痪。这称为分布式数据库的 可用性。

七、完整性约束

八、数据库安全

• （注：下图来自前言中up主视频）
  （说明：存储过程具体解释）

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• 数据库的安全机制中，通过提供 存储过程 供第三方开发人员调用进行数据更新，从而保证数据库的关系模式不会被第三方所获取。

九、数据备份

十、数据库故障与恢复

真题链接

• 软硬件故障通常造成数据库中的数据破坏。数据库恢复就是 在尽可能短的时间内，把数据库恢复到故障发生前的状态。
• 计算机系统的软硬件故障可能会造成数据库中数据被破坏。为了防止这一问题，通常需要 定期将数据库作备份：在进行事务处理时，需要将数据更新写入日志文件，以便发生故障时恢复数据库。
• 为了保证数据库中数据的安全可靠和正确有效，系统在进行事务处理时，对数据的插入、删除或修改的全部有关内容先写入 日志文件；当系统正常运行时，按一定的时间间隔，把数据库缓冲区内容写入 数据文件；当发生故障时，根据现场数据内容及相关文件来恢复系统的状态。

十一、数据仓库与数据挖掘

• （注：下图来自前言中up主视频）（了解即可）
  

十二、反规范化

十三、大数据