day3 数据库技术考点汇总

一、重点知识点

• 基本概念：三级模式-两级映像、数据库设计
• 数据库模型：E-R模型、关系模型、关系代数（结合SQL语言）
• 规范化：函数依赖、健与约束、范式、模式分解
• 事务并发：并发三种问题、三级封锁协议
• 数据库新技术：数据库安全与备份、反规范化、分布式数据库、缓存数据库、数据库集群

二、三级模式-两级映像

• 内模式：管理如何存储物理的数据，对应具体物理存储文件，
• 模式：又称为概念模式，就是我们通常使用的基本表，根据应用、需求将物理数据划分成一张张表。
• 外模式：对应数据库中的视图这个级别，将表进行一定的处理后再提供给用户使用。
• 外模式-模式映像：是表和视图之间的映射，存在于概念级和外部级之间，若表中数据发生了修改，只需要修改此映射，而无需修改应用程序。
• 模式-内模式映像：是表和数据的物理存储之间的映射，存在于概念级和内部级之间，若修改了数据存储方式，只需要修改此映射，而不需要去修改应用程序。

三、数据库设计

• 需求分析：即分析数据存储的要求，产出物有数据流图、数据字典、需求说明书。
• 概念结构设计：就是设计E-R图，也即实体-属性图，与物理实现无关，说明有哪些实体，实体有哪些属性。
• 逻辑结构设计：将E-R图，转换成关系模式，也即转换成实际的表和表中的列属性，这里要考虑很多规范化的东西。
• 物理设计：根据生成的表等概念，生成物理数据库。

四、E-R模型

• 实体：客观存在并可相关区别的事务。可以是具体的人、事、物或抽象概念。
• 若实体和强实体：若实体依赖于强实体的存在而存在。
• 属性：实体所具有的特性。
• 属性分类：简单属性和符合属性；单值属性和多值属性；NULL属性；派生属性。
• 域：属性的取值范围称为该属性的域。
• 码（key）：唯一标识实体的属性集。
• 联系：在E-R图中反应实体内部的联系和实体之间的联系。
• 联系类型：一对一1:1、一对多1：N、多对多M：N。

五、关系模型

• 关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，由行列组成：
•  E-R模型转换为关系模型：每个实体都对应一个关系模式：联系分为三种：
  • 1:1联系中，联系可以放到任意的两端实体中，作为一个属性（要保证1:1的两端关联），也可以转换为一个单独的关系模式；
  • 1：N的联系中，联系可以单独作为一个关系模式，也可以在B端中加入1端实体的主键；
  • M：N的联系中，联系必须作为一个单独的关系模式，其主键是M和N端的联合主键。

六、关系代数

• 笛卡尔积：S1*S2，产生的结果包括S1和S2的所有属性列，并且S1中每条记录依次和S2中所有记录组合成一条记录，最终属性列为S1+S2属性列，记录数为S1*S2记录数。
• 投影：实际是按条件选择某关系模式中的某列，列也可以用数字表示。
• 选择：实际是按条件选择某关系模式中的某条记录

•  自然连接的结果是显示全部的属性列，但是相同属性列只显示一次，显示两个关系模式中属性相同且值相同的记录。

       

七、函数依赖

• 给定一个X，能唯一确定一个Y，就成X确定Y，或者说Y依赖于X，例如Y=X*X函数。函数依赖又可扩展一下两种规则：
  • 部分函数依赖：A可确定C，（A，B）也可确定C，（A，B）中的一部分（即A）可以确定C，称为部分函数依赖。
  • 传递函数依赖：当A和B不等价时，A可确定B，B可确定C，则A可确定C，是传递函数依赖；若A和B等价，则不存在传递，直接就可确定C。
• 超键：能唯一标识此表的属性的组合。
• 候选键：超键中去掉冗余的属性，剩余的属性就是候选键。
• 主键：任选一个候选键，即可作为主键。
• 外键：其他表中的主键。
• 主属性：候选键内的属性为主属性，其他属性为非主属性。

八、范式     

• 第一范式1NF：关系中的每一个分量必须是一个不可分的数据项
• 实例：用一个单一的关系模式学生来描述学校的教务系统：学生（学号、学生姓名、系号、系主任姓名、课程号、成绩）
• 依赖关系（学号→学生姓名，学号→系名，系名→系主任姓名，（学号，课程号）→成绩）
•  第二范式：如果关系R属于1NF，且每个非主属性完全函数依赖于任何一个候选码，则R属于2NF。通俗地说，2NF就是在1NF的基础上，表中的每一个非主属性不会依赖符合主键中的某一个列。按照定义，上面的学生表就不满足2NF，因为学号不能完全确定课程号和成绩（每个学生可以选多门课）。将学生表分解为：
  • 学生（学号、学生姓名、系名、系主任）
  • 选课（学号、课程号、成绩）
  • 每张表均属于2NF。
• 第三范式：在满足1NF的基础上，表中不存在非主属性对码的传递依赖。
• 继续上面的实例，学生关系模式就不属于3NF，因为学生无法直接决定系主任，是由学号→系名，再由系名→系主任，因此存在非主属性对主属性的传递依赖
• 将学生表进一步分解为：
  • 学生（学号、学生姓名、系编号）
  • 系（系编号，系号，系主任）
  • 选课（学号、课程号、成绩）
  • 每张表都属于3NF

 九、SQL语句关键字

• 数据库查询select…from…where；
• 分组查询group by，分组时要注意select后的列名要适应分组，having为分组查询附加条件：select sno,avg(score)from student group by sno having(avg(score)>60)
• 更名运算as： select sno as “学 号”from t1
• 字符串匹配like，%匹配多个字符串，_匹配任意一个字符串：select*from t1 where sname like 'a_'
• 数据库插入insert into…values（）： insert into t1 values（'a'，66）
• 数据库删除delete from…where： delete t1 where sno=4
• 数据库修改update…set…where： update t1 set sname='aa' where sno=3
• 排序order by，默认为升序，降序要加关键字DESC： select* from t1 order by sno desc
• 授权Grant，with grant option允许授权他人
• DISTINCT：过滤重复的选项，只保留一条记录。
• UNION ： 出现在两个SQL语句之间，将两个SQL语句的查询结果取或运算，即值存在于第一句或第二句都会被选出。
•  INTERSECT ： 对两个SQL语句的查询结果做与运算，即值同时存在于两个语句才被选出。
• MIN、AVG、MAX：分组查询时的聚合函数

十、并发控制

• 丢失更新：事务1对数据A进行了修改并写回，事务2也对A进行了修改并写回，此时事务2写回的数据会覆盖事务1写回的数据，就丢失了事务1对A的更新。即对数据A的更新会被覆盖。
• 不可重复读：事务2读A，而后事务1对数据A进行了修改并写回，此时若事务2再读A，发现数据不对。即一个事务重复读A两次，会发现数据A有误。
• 读脏数据：事务1对数据A进行了修改后，事务2读数据A，而后事务1回滚，数据A恢复了原来的值，那么事务2对数据A做的事是无效的，读到了脏数据。

 

十一、分布式数据库

• 局部数据库位于不同的物理位置，使用一个全局DBMS将所有局部数据库联网管理，这就是分布式数据库。
• 分片模式
  • 水平分片：将表中水平的记录分别存放在不同的地方。
  • 垂直分片：将表中的垂直的列值分别存放在不同的地方。
• 分布透明性
  • 分片透明性：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。
  • 位置透明性：应用程序不关心数据存储物理位置的改变。逻辑透明性：用户或应用程序无需知道局部使用的是哪种数据模型。
  • 复制透明性：用户或应用程序不关心复制的数据从何而来。