软考-3数据库系统

三.数据库系统（60min）

1.数据库模式

1.1三级模式-两级映射

1.2数据库设计过程

2.ER模型

2.1 ER模型：实体、属性、联系
2.2 ER图集成：多个局部ER图一次集成；逐步集成，一次集成两个局部ER图

2.3 ER图和关系模式的转化
1）1：1联系：2个实体为2个关系模式，联系可以单独成1个关系模式，也可以合并到任意一个实体的关系模式中
2）1：n联系：2个实体为2个关系模式，联系可以单独成1个关系模式，也可以合并到多端实体的关系模式中
3）n：m联系：2个实体为2个关系模式，联系只能单独成1个关系模式

3.关系代数

3.1并、交、差

3.2笛卡尔积、投影、选择

3.3联接（自然联接、条件联接）
自然联接：属性列是二者之和减去重复属性列，元组行满足同名属性列取值相等的保留，取值不相等的减去。
左外联接/右外连接（在自然联接的基础上加上几个属性为空值的元组）：保留所有左表，联接列所匹配的行，如果左表的某行在右表中没有匹配行，则在相关联的元组行中右表的选择列表值为空值。
完全外联接(左外联接与右外联接的并集)：完整外部联接返回左表和右表中的所有行。当某行在另一个表中没有匹配行时，则另一个表的选择列表列包含空值。如果表之间有匹配行，则整个结果集行包含基表的数据值。
(例题2020下，T55）

4.规范化理论

4.1 函数依赖
1）部分函数依赖

2）传递函数依赖

4.2价值和用途
非规范化的关系模式，可能存在的问题：数据冗余、更新异常、插入异常、删除异常
4.3 键

1. 4种键
   （1）超键(super key):在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键
   （2）候选键(candidate key):不含有多余属性的超键称为候选键（主属性：包含在任一候选码中的属性称主属性。简单来说，主属性是候选码所有属性的并集；非主属性：不包含在候选码中的属性称为非主属性。 非主属性是相对于主属性来定义的。）（全码：所有属性都为候选码）
   （3）主键(primary key):用户选作元组标识的一个候选键作为主键
   （4）外键(foreign key)：其他关系的主键
   
   2）求候选键
   
   
   4.4范式
   1)三范式
   
   2）BCNF
   
   3）例题
   
   4.5 模式分解
   1）保持函数依赖分解：分解后的关系模式中的所有函数依赖与分解之前的函数依赖一致
   2）无损（联接）分解：无损-可以还原（通过自然联接和投影等关系代数/通过函数依赖还原到原来的关系模式）；有损-不能还原
   3）例题（判断是否是无损分解）
   （1）方法1（通过函数依赖来还原）
   
   （2）方法2（列表，实质上也是通过函数依赖来还原）
   
   
   （3）方法3（只适用于一分为二）
   

5.并发控制

5.1事务：原子性、一致性、隔离性、持续性
5.2并发产生的问题：丢失更新、不可重复读问题、读“脏”数据

5.3封锁协议（S封锁-读锁、X封锁-写锁）：

6.数据库完整性约束

1）实体完整性约束：主键非空唯一
2）参照完整性约束：外键为空或者为存在的值
3）用户自定义完整性约束：对属性有特别的约束
4）触发器：用脚本写约束

7.数据库安全

8.数据备份

8.1冷备份和热备份

8.2完全备份、差量备份、增量备份

8.3静/动态海/增量备份

8.4日志文件

9.数据故障与恢复

10.数据仓库与数据挖掘

10.1数据仓库
1）特点：面向主题、集成的、相对稳定的（非易失的）、反映历史变化（随着时间变化）
2）数据仓库的建立过程

10.2数据挖掘
1）方法

2）分类

11.反规范化

11.1反规范化由来（以空间换时间，增加查询速度）

11.2技术手段

12.大数据

1）4V：Volume（数据量）、Velocity（速度）、Variety（多样性）、Value（值）
2）传统数据与大数据

3）重要特征