第1章绪论
1 数据:数据是数据库中存储的基本对象。
数据库(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。
数据库管理系统(DBMS):提供数据定义语言(DDL),用户通过它可以方便地对数据库中的数据对象的组成与结构进行定义。
数据库系统(DBS):由数据库、数据库管理系统、应用程序和数据库管理员(DBA)组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
数据操纵语言(DML):用户可以使用它操纵数据,实现对数据库的基本操作,如查询、插入、删除和修改等。
2人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段的比较
人工管理阶段
文件系统阶段
数据库系统阶段
背
景
应用背景
科学计算
科学计算、数据管理
大规模数据管理
硬件背景
无直接存取存储设备
磁盘、磁鼓
大容量磁盘、磁盘列阵
软件背景
没有操作系统
有文件系统
有数据库管理系统
处理方式
批处理
联机实时处理,批处理
联机实时处理、分布处理、批处理
特
点
数据的管理者
用户(程序员)
文件系统
数据库管理系统
数据面向的对象
某一应用程序
某一应用
现实世界
数据的共享程度
无共享,冗余度极大
共享性差,冗余度大
共享性高、冗余度小
数据的独立性
不独立,完全依赖于程序
独立性差
具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性
数据的结构化
无结构
记录内有结构、整体无结构
整体结构化,用数据模型描述
数据控制能力
应用程序自己控制
应用程序自己控制
由数据库管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力
3 数据库系统的特点:(1)数据结构化(2)数据的共享性高、冗余度低且易扩充
(3)数据独立性高(4)数据由数据库管理系统统一管理和控制
数据的物理独立性:是指用户的 应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的
逻辑独立性:是指用户的 应用程序与存储在 磁盘上的数据库中数据是相互独立的
DBMS必须提供的数据控制功能:(1)数据定义功能(2)数据存取功能(3)数据库运行管理功能(4)数据库的建立和维护功能(5)数据库的传输
4数据模型是对现实世界数据特征的抽象
5概念模型:是面向数据库用户的实现世界的模型
实体:客观存在并可相互区别的实物称为实体
属性:实体所具有的某一特征成为属性
码:唯一识别实体的属性集称为码
联系:实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系
联系有一对一、一对多和多对多等多种类型。
6数据模型通常由数据结构、数据操作和数据的完整性约束条件三个部分组成。
7常用的数据模型:层次模型、网状模型、关系模型。
8 关系模型:是基于谓词逻辑和集合论的一种数据模型。
9 数据库系统的三级模式结构:外模式、模式和内模式
10 数据库的二级映像:外模式/模式映像、模式/内模式映像。
11 数据库系统的组成:硬件平台、软件、人员
DBA的职责:(1)决定数据库中的信息内容和结构(2)决定数据库的存储结构和完整性约束条件(3)定义数据的安全性要求和完整性约束条件(4)监控数据库的使用和运行(5)数据库的改进和重组、重构
第2章关系数据库
1 域:是一组具有相同数据类型的值的集合。
笛卡尔积:域上的一种集合运算。
关系:是笛卡尔积的有限子集。
候选码:某一属性组的值能唯一地标识一个元组,而其子集不能,则称该属性组为候选码
主码:若一个关系有多个候选码,则选定其中一个为主码
主属性:候选码的诸属性称为主属性。
非主属性:不包含在任何候选码中的属性称为非主属性。
全码:在最极端的情况下,关系模式的所有属性是这个关系模式的候选码,称为全码。
2 关系模式的概念:p42
3 基本的关系操作:选择、投影、并、差、笛卡尔积是5种基本操作
4 关系的三类完整性约束:实体完整性、参照完整性、用户定义完整性。
外码:p46
5重点掌握关系代数的应用; p52-57 例2.4—2.13。
6 习题第六题
第3章SQL
1 基本表:基本表是本身独立存在的表,在关系数据库管理系统中一个关系就对应一个基本表。
2 视图:视图是从一个或几个基本表导出的表。
3 3.3--3.7 重点掌握SQL语句的应用;例3.5—例3.97。P80-129
4 习题第5题。P130
第4章 数据库安全性
1 数据库安全性:数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法使用所造成的数据泄露、更改或破坏。
2 数据库安全性控制的主要技术:身份鉴别、多层存取控制、审计、视图和数据加密
3 ²4.2.4 授权与收回权限的SQL语句;例4.1---4.10 P141-144
GRANT语句的一般格式为:
GRANT[,]...
ON[,]...
TO[,]...
[WITH GRANT OPTION];
第5章 数据库完整性
1 数据库完整性的概念:数据库的完整性是指数据的正确性和相容性
2 5.1-5.4。P158-166
第6章关系数据理论
1 第一范式:关系数据库中的关系是要满足一定的要求的,满足不同程度要求的为不同范式。满足最低要求的叫第一范式,简称1NF。
2 重点掌握根据已知条件能够写出存在的函数依赖FD;关系模式可能存在的问题。
3 6.2.4-6.2.6 重点掌握如何求主码及根据已知条件能够判断所属的最高范式,能将其规范化到3NF。
4 Armstrong公理系统:设U 为属性集总体,F是U上的一组函数依赖,于是有关系模式R,人们把自反律、传递律、增广律称为Armstrong公理系统。
5 定义6.13:设F为属性集U上的一组函数依赖,X、Y⊆U,XF+={A|X→A能由F根据Armstrong公理系统},XF+称为属性集X关于函数依赖集F 的闭包。
6 引理6.2:设F为属性集U上的一组函数依赖,X、Y⊆U、X→Y能由于F根据Armstrong公理系统导出的充分必要条件是Y⊆XF+。
7 算法6.1;例6.11 P191-192
8 定义6.15:如果函数依赖F满足下列条件,则称F为一个极小函数的依赖集,亦称为最小函数依赖集或最小覆盖。
9 例6.12;例6.13。P193-194
10 定义6.18:ρ={R,...,Rk}是R的一个分解,若对R的任何一个关系r均有r=mρ(r)成立,则称分解ρ具有无损链接性。简称ρ具有无损连接性。简称ρ为无损分解。
11 算法6.2 例6.15 P197
12 定理6.5 对于R的一个分解ρ={R1,R2},如果U1∩U2→U1-U2∈F+或U1∩U2→U2-U1∈F+,则ρ具有无损连接性。
13 定义6.19
K
若F+=(UFi)+,则R的分解ρ={R,...,Rk}保持函
i=1
数依赖
14 ²6.4 算法6.3;P198 算法6.4 P199。
第7章 数据库设计
1 数据库设计的基本步骤及每个步骤的任务。
(1)需求分析;(2)概念结构设计(3)逻辑结构设计(4)物理结构设计(5)数据库实施(6)数据库运行和维护
(2)每个步骤的任务:P209
2数据字典的组成。
数据字典通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程几部分。
3概念模型的特点。
(1)能真实、充分地反映现实世界,包括事物和事物之间的联系,能满足用户对数据的处理要求,是现实世界的一个真实模型。
(2)易于理解,可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见。用户的积极参与是数据库设计成功的关键。
(3)易于更改,当应用环境和应用要求改变时容易对概念模型修改和扩充。
(4)易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。
4E-R模型。
P215-216
5实体与属性的划分原则;各分E-R图之间冲突的分类。
实体与属性的划分原则:为了简化E-R图的处置,现实世界的事物对待的尽量作为属性对待。
各分E-R图之间冲突的分类:各子系统的E-R图之间的冲突主要有三类:属性冲突、命名冲突和结构冲突。
6E-R图向关系模型的转换。
一个实体型转换为一个关系模式,关系的属性就是实体的属性,关系的码就是实体的码。(P232)
第10章 数据库恢复技术
1事务的概念;定义事务的语句;事务的ACID特性。
事务的概念:所谓事物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。
定义事务的语句:BEGIN TRANSACTION;
COMMIT;
ROLLBACK;
事务的ACID特性:原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持续性(Durability)。这4个特性简称为ACID特性(ACID properties)。
2故障的种类。
(1)事务内部的故障(2)系统故障(3)介质故障(4)计算机病毒
3建立冗余数据常用的技术;登记日志文件要遵循的两条准则。
建立冗余数据常用的技术是数据转储和登记日志文件(logging)。
登记日志文件要遵循的两条准则:
(1)登记的次序严格按并发事务执行的时间次序
(2)必须先写日志文件,后写数据库。
4理解各种故障的恢复策略。
P300-301
510.6 具有检查点的恢复技术,书中例题。
P302
11第11章 并发控制
1事务的串行执行方式和交叉并发执行方式。
事务的串行执行方式:事务可以一个一个地串行执行,即每个时刻只有一个事务运行,其他事务必须等到这个事务结束以后方能运行。
交叉并发执行方式:在单处理机系统中,事务的并行执行实际上是这些并行事务的并行操作轮流交叉运行,这种并行执行方式称为交叉并行方式。
2 并发操作带来的数据不一致性的分类;书中例题;产生数据不一致性的主要原因。
并发操作带来的数据不一致性的分类:并发操作带来的数据不一致性包括丢失修改、不可重复读和读“脏”数据。
书中例题:p311
产生数据不一致性的主要原因:产生数据不一致性的主要原因是并发操作破坏了事务的隔离性。
3 封锁的概念和基本封锁类型。
封锁的概念:所谓封锁就是事务T在对某个数据对象例如表、记录等操作之前,先向系统发出请求,对其加锁。
基本封锁类型:基本封锁类型有两种:排他锁(简称X锁)和共享锁(简称S锁)。
4 封锁协议;书中例题。
封锁协议:一级封锁协议是指,事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁,直到事务结束才释放。
二级封锁协议:二级封锁协议是指:在一级封锁协议基础上增加事务T在读取数据 R之前必须先对其加S锁,读完后即可释放S锁。
三级封锁协议是指:在一级封锁协议的基础上增加事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁,直到事务结束才释放。
书中例题:P314
5 活锁和死锁的概念。
活锁:活锁指的是任务或者执行者没有被阻塞,由于某些条件没有满足,导致一直重复尝试-失败-尝试-失败的过程。
死锁:死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象,若无外力作用,他们都将无法推进下去。(来源百度)
6可串行化调度、冲突操作、冲突可串行化调度的概念。
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结果相同,称这种调度策略为可串行化调度。
冲突操作: 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。
冲突可串行化调度:一个调度Sc在保证冲突操作的次序不变的情况下,通过交换两个事务不冲突操作的次序得到另一个调度Sc’,如果Sc’是串行的,称调度Sc为冲突可串行化地调度。
7 两段封锁协议。
所谓两段锁的封锁协议是指所有事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁。
l在对任何数据进行读、写操作之前,首先要申请并获得对该数据的封锁。
l在释放一个封锁之后,事务不再申请和获得任何其他封锁。
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