《数据库系统概论》复习笔记

期末复习顺便总结下，书本为高等教育出版社的《数据库系统概论》。

第一章知识点

数据库是长期储存之计算机内的、有组织的、可共享的大量数据的集合。
1，数据库数据特点 P4

      永久存储，有组织，可共享。
2，数据独立性及其如何保证  P10，P34

逻辑独立性：用户的应用程序与数据库的逻辑结构互相独立。（ 内模式保证）

物理独立性：用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据相互（ 外模式保证）

3，数据模型的组成要素 P13

      数据结构、数据操作、完整性约束。
4，用ER图来表示概念模型 P17

      实体、联系和属性。联系本身也是一种实体型，也可以有属性。

第二章

1，关系的相关概念（如关系、候选码、主属性、非主属性）  P42-P44

      单一的数据结构---- 关系。现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示。

       域是一组具有相同数据类型的值的集合。

若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为 候选码

关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为 全码

若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为 主码

候选码的诸属性称为 主属性

不包含在任何侯选码中的属性称为 非主属性

2，关系代数运算符   P52

自然连接是在广义笛卡尔积R×S中选出同名属性上符合相等条件元组，再进行投影，去掉重复的同名属性，组成新的关系。

     给定关系 r(R) 和 s(S),  S ⊂ R,则 r ÷ s是最大的关系 t(R-S) 满足 t x s ⊆ r

3，关系代数表达式

第三章

操 作 对 象	操   作   方   式
	创   建	删   除	修   改
模式	CREATE SCHEMA	DROP SCHEMA
表	CREATE TABLE	DROP TABLE	ALTER TABLE
视   图	CREATE VIEW	DROP VIEW
索   引	CREATE INDEX	DROP INDEX

1，SQL的特点P79-P80

1. 综合统一

2. 高度非过程化 

3. 面向集合的操作方式

4.以同一种语法结构提供多种使用方式

5. 语言简洁，易学易用

2，基本表的定义、删除和修改P84-P87

PRIMARY KEY

PRIMARY KEY (Sno，Cno)

UNIQUE

FOREIGN KEY (Cpno)  REFERENCES  Course(Cno)

ALTER TABLE <表名>

[  ADD <新列名> <数据类型> [ 完整性约束 ] ]

[  DROP <完整性约束名> ]

[  ALTER COLUMN<列名> <数据类型> ]；

DROP TABLE <表名>［ RESTRICT| CASCADE］；

3，索引的建立与删除P89-P90

      CREATE [UNIQUE] [CLUSTER] INDEX <索引名>

      ON <表名>(<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>] ]…)；

     唯一索引  UNIQUE、非唯一索引或聚簇索引 CLUSTER

      DROP INDEX <索引名>；

4，数据查询P91-P114

     唯一  DISTINCT

确定范围  BETWEEN AND，NOT BETWEEN AND

确定集合  IN，NOT IN

字符匹配  LIKE，NOT LIKE

空值   IS NULL，IS NOT NULL

多重条件（逻辑运算）  AND，OR，NOT

                                                                                                                                                                                                                                                                                 

ORDER BY子句 升序： ASC；降序： DESC； 缺省值为升序

聚集函数：

计数

COUNT

（[DISTINCT|ALL] *）

COUNT

（[DISTINCT|ALL] <列名>）

计算总和

SUM

（[DISTINCT|ALL] <列名>）

 计算平均值

AVG

（[DISTINCT|ALL] <列名>）

最大最小值

MAX

（[DISTINCT|ALL] <列名>）

MIN

（[DISTINCT|ALL] <列名>）

GROUP BY子句分组 && HAVING短语

左外连接  LEFT OUT JOIN  XXX  ON  (XX.A = XXX.A)

5，数据更新P115-P118

INSERT

INTO <表名> [(<属性列1>[，<属性列2 >…)]

VALUES (<常量1> [，<常量2>]    …           )/或子查询

UPDATE  <表名>

SET  <列名>=<表达式>[，<列名>=<表达式>]…

 [ WHERE <条件>]；

  DELETE 

  FROM     <表名>

 [ WHERE <条件>]；

6，视图的P118-126

        CREATE  VIEW 

             <视图名>  [(<列名>  [，<列名>]…)]

        AS  <子查询>   --子查询不允许含有ORDER BY子句和DISTINCT短语

       [ WITH  CHECK  OPTION]；

      DROP  VIEW  <视图名>；

第四章、第五章

1，授权与回收P137-P140

GRANT语句的一般格式：

       GRANT <权限>[,<权限>]...    -- ALL PRIVILIGES 

       [ON  <对象类型> <对象名>]

       TO <用户>[,<用户>]...  --PUBLIC

       [WITH GRANT OPTION];   --允许他再将此权限授予其他用户

REVOKE语句的一般格式为：

      REVOKE <权限>[,<权限>]... 

      [ON  <对象类型> <对象名>]

      FROM <用户>[,<用户>]...;    --级联（CASCADE）收回

2，数据库角色P142-P143

   角色是权限的集合

一、 角色的创建

CREATE  ROLE  <角色名> 

二、 给角色授权 

 GRANT  <权限>［，<权限>］… 

 ON  <对象类型>对象名  

 TO <角色>［，<角色>］…

三、 将一个角色授予其他的角色或用户

GRANT  <角色1>［，<角色2>］…

TO  <角色3>［，<用户1>］… 

［WITH ADMIN OPTION］ 

四、 角色权限的收回 

REVOKE <权限>［，<权限>］…

ON <对象类型> <对象名>

FROM <角色>［，<角色>］…

3，数据库的三类完整性及其实现P152-P158

实体完整性

 CREATE  TABLE中用PRIMARY KEY定义

参照完整性

 在CREATE  TABLE中用FOREIGN KEY短语定义哪些列为外码

 用REFERENCES短语指明这些外码参照哪些表的主码

用户定义的完整性

 CREATE TABLE时定义

 列值非空（NOT NULL）

 列值唯一（UNIQUE）

 检查列值是否满足一个布尔表达式（CHECK）

CONSTRAINT 约束

CONSTRAINT <完整性约束条件名>

［PRIMARY KEY短语

   |FOREIGN KEY短语

   |CHECK短语］

使用ALTER TABLE语句修改表中的完整性限制

 可以先删除原来的约束条件，再增加新的约束条件

      ALTER TABLE Student

      DROP CONSTRAINT C1;

      ALTER TABLE Student

      ADD CONSTRAINT C1 CHECK (Sno BETWEEN 900000 AND 999999)

第六章

关系模式 是一个五元组：  R(U, D, DOM, F)

1，函数依赖和码的定义P172-P174

 数据依赖：一个关系内部属性与属性之间的约束关系。

最重要的数据依赖：函数依赖和多值依赖

函数依赖：一个属性或一组属性的值可以决定其它属性的值。

函数依赖： 平凡函数依赖与非平凡函数依赖

在关系模式R(U)中，对于U的子集X和Y，

如果X→Y，但Y 不属于 X，则称X→Y是非平凡的函数依赖

若X→Y，但Y 属于 X,   则称X→Y是平凡的函数依赖

在R(U)中,如果X→Y，并且对于X的任何一个真子集X' ,都有X' Y,则称Y对X完全函数依赖,记作:XY 。 
若X→Y,但Y不完全函数依赖于X,则称Y对X部分函数依赖,记作XY。

在R(U)中,如果X→Y,(YX)，YX,Y→Z,则称Z对X传递函数依赖。 加上条件Y→X,是因为如果Y→X,则X←→Y,实际上是, 是直接函数依赖而不是传递函数依赖。

2，1NF,2NF，3NF  P175-P176

     如果一个关系模式R的所有属性都是 不可分的基本数据项，则R∈ 1NF

     第一范式是对关系模式的最起码的要求

     若R∈1NF，且每一个 非主属性完全函数依赖于码，则R∈ 2NF。

     每一个非主属性既不部分依赖于码也 不传递依赖于码，则R∈ 3NF

 

3，函数依赖公理系统（Armstrong公理系统P183，闭包P184,最小覆盖P186)

Armstrong公理系统

     A1. 自反律（Reflexivity）：若Y属于XU，则X →Y为F所蕴含。属于

     A2. 增广律（Augmentation）：若X→Y为F所蕴含，且Z属于U，则XZ→YZ为F所蕴含。

     A3. 传递律（Transitivity）：若X→Y及Y→Z为F所蕴含，则X→Z为F所蕴含。

（导出规则）：

 合并规则：由X→Y，X→Z，有X→YZ。

       （A2， A3）

 伪传递规则：由X→Y，WY→Z，有XW→Z。

       （A2， A3）

 分解规则：由X→Y及 Z属于Y，有X→Z。

       （A1， A3）

在关系模式R<U，F>中为F所逻辑蕴含的函数依赖的全体叫作 F的 闭包，记为F+。

设F为属性集U上的一组函数依赖，X 属于U， XF+ ={ A|X→A能由F 根据Armstrong公理导出}，XF+称为属性集X关于函数依赖集F 的闭包

F+ = G+ 的充分必要条件是F 属于 G+ ，和G 属于 F+ 

最小依赖集

    (1) F中任一函数依赖的右部仅含有一个属性。

    (2) F中不存在这样的函数依赖X→A，使得F与F-{X→A}等价。

    (3) F中不存在这样的函数依赖X→A， X有真子集Z使得F-{X→A}∪{Z→A}与F等价。 

4，模式分解（模式分解的准则及定义P189-P190,模式分解方法P191)

     模式的分解要保持 无损联接性和函数依赖性。算法见教材...

第七章

1，数据库设计的基本步骤P201

  需求分析

 概念结构设计

 逻辑结构设计

 物理结构设计

 数据库实施

 数据库运行和维护 

2，概念结构设计的方法和步骤P209-P211

设计概念结构的4类方法

  自顶向下 首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化

  自底向上 首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结构

  逐步扩张 首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至总体概念结构

  混合策略 将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。

3，E-R图向关系模型的转换P224-P225

     属性不能再具有需要描述的性质。属性不能与其他实体具有联系。

这种 转换一般遵循如下原则：

⒈ 一个实体型转换为一个关系模式。

⒉ 一个m:n联系转换为一个关系模式。

⒊ 一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。

⒋ 一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。

⒌ 三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式。

⒍ 同一实体集的实体间的联系，即自联系，也可按上述1:1、1:n和m:n三种情况分别处理。

⒎ 具有相同码的关系模式可合并。

4，物理设计（关系模式存取方法的选择P228-P230,数据库的存取结构P230-P231)

常用存取方法

1、 索引方法 B+树索引方法

     查询条件，聚集函数，连接操作

2、 聚簇（Cluster）方法

     连接操作，相等比较，重复率高

3、 HASH方法

     大小可预知，DBMS提供动态存取方法

确定数据库的物理结构

⒈ 确定数据的存储结构

⒉ 设计数据的存取路径

⒊  确定数据的存放位置（ 存取时间 存储空间利用率 维护代价）

⒋  确定系统配置

第十一章

事务(Transaction)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；

事务是恢复和并发控制的基本单位;

1，事务的特性P279

     事务的 ACID特性： 原子性（Atomicity）一致性（Consistency）隔离性（Isolation）持续性（Durability ）

2，并发控制不当导致的问题P294

     1） 丢失修改（Lost Update）

     2） 读“脏数据” （dirty read）

     3） 不可重复读（Non-repeatable Read）

3，封锁P295-296

封锁具有3个环节：

     第一个环节是 申请加锁；

     第二个环节是 获得锁；

     第三个环节是 释放锁。

基本的封锁类型有两种： 排它锁(Exclusive Locks，简称 X锁)和 共享锁(Share Locks，简称 S锁)。

解决活锁问题的方法是采用先来先服务。

解决死锁方法：

(1)预防死锁的发生；(2)允许发生死锁，然后采用一定手段定期诊断系统中有无死锁，若有则解除之。

预防死锁的方法： 一次封锁法， 顺序封锁法

死锁的诊断：超时法，事务等待图法

4，并发调度的可串行性P299-P230

      定义：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。

      冲突操作是指不同的事务对同一个数据的读写操作和写写操作。

      不同事务的冲突操作不能交换。

     同一事务的两个操作不能交换。

     冲突可串行化调度是可串行化调度的充分条件，不是必要条件。

5，两段锁协议P301-P302

     两段锁协议：指所有事务必须 分两个阶段对数据项加锁和解锁。

      第一阶段是 获得封锁，也称为扩展阶。 第二阶段是 释放封锁，也称为收缩阶段。

事务遵守两段锁协议是可串行化调度的充分条件，而不是必要条件。