1、數據庫系統概述一、有關概念四個基本概念1數據（Data）:數據庫中存儲的基本對象2數據庫的定義：數據庫（Database,簡稱DB）是長期儲存在計算機內、有組織的、可共享 的大量數據集合3數據庫管理系統（簡稱DBMS）：位于用戶與操作系統之間的一層數據管理軟件（系 統軟件）。用途:科學地組織和存儲數據；高效地獲取和維護數據主要功能：1.數據定義功能2數據操作功能3數據庫的事務管理和運行管理功能4. 數據庫的建立和維護功能5數據的組織，存儲和管理功能6其他功能4數據庫系統（Database System,簡稱DBS）：指在計算機系統中引入數據庫后的系統 桌面 DBMSAccess ,VFP客戶機

2、 /服務器型 DBMS SQL Server Oracle, MySQL,DB25 數據庫系統（DBS）的構成數據庫數據庫管理系統（及其開發工具）應用系統-數據庫管理員（DBA）和用戶二、數據管理技術的發展1 數據管理的三個階段人工管理階段文件系統階段數據庫系統階段2數據庫系統管理數據的特點如下1數據共享性高、冗余少；2數據結構化；3數據獨立性高；4由DBMS進行統一的數據控制功能3數據庫管理系統的主要功能1數據定義功能2數據操作功能3數據庫的事務管理和運行管理功能4數據庫的建立和維護功能5數據的組織，存儲和管理功能6其他功能4.DBMS可以對數據提供哪些控制功能？數據的安全性（Securit

3、y）保護:保護數據，以防止不合法的使用造成的數據的泄 密和破壞。數據的完整性（Integrity ）檢查:將數據控制在有效的范圍內，或保證數據之間滿足一定的關系。并發（Concurrency）控制:對多用戶的并發操作加以控制和協調，防止相互干擾而 得到錯誤的結果。數據庫恢復（Recovery）:將數據庫從錯誤狀態恢復到某一已知的正確狀態。17數據模型用來 抽象、表示和處理現實世界中的數據和信息的工具。通俗地講數據模型就是現實世界數據的模擬。數據模型三要素：數據結構，數據操作，數據的完整性約束。 數據模型分為概念模型、邏輯模型和物理模型3個方面。數據結構：是所研究的對象類型的集合，它是刻畫一個數

4、據模型性質最重要的方面；數據結構是對系統靜態特性的描述數據操作：對數據庫中數據允許執行的操作及有關的操作規則；對數據庫中數據的操作主要有查詢和更改（包括插入、修改、刪除）；數據操作是對系統動態特性的描述數據的約束條件：數據及其聯系應該滿足的條件限制概念模型一、模型的三個世界1. 現實世界2信息世界：即根據需求分析畫概念模型（即 E-R圖），E-R圖與DBMS無關。3. 機器世界：將E-R圖轉換為某一種數據模型，數據模型與DBMS相關。注意：信息世界又稱概念模型，機器世界又稱數據模型二、實體及屬性1）關系：一個關系對應通常說的一個表2）元組：表中的每一行數據稱作一個元組3）屬性：表中的每一列，列

5、可以命名稱屬性名4）碼：也譯為碼鍵，表中的某個屬性或屬性組，它可以是唯一的確定一個元組。域：屬性的取值范圍6）分量：元組中的一個屬性值7）關系模式：對關系的描述，表示為：關系名（屬性 1,屬性2 ,屬性n）注：關系模型要求關系必須是規范化的，滿足最一定的規范條件，關系的每一個分量必須是一個不可分割的數據項。實體型：即二維表的結構例 student（no, name, sex, age, dept）5實體集：即整個二維表三、實體間的聯系：1兩實體集間實體之間的聯系1:1聯系 1: n聯系 m: n聯系2 同一實體集內實體之間的聯系1: 1聯系 1: n聯系m: n聯系四、概念模型（常用 E-R圖

6、表示） 實體型：屬性訐系: 說明：E-R圖作為用戶與開發人員的中間語言。 E-R圖可以等價轉換為層次、網狀、關系模型。 舉例：n干學生選修。用 E-R圖畫出概念模型。數據模型每個結點代表一個實體型。只能直接處理一對多（含一對一）的實體關系。查找層次數據庫中的記錄，速度較慢。、網狀模型：用圖結構表示實體之間的聯系。每個結點代表一個實體型。可以處理多對多的實體關系。關系完整性規則小結：數據有三種類型，DBMS就有三種類型，DB亦有三種類型。學校有若干個系，每個系有若干班級和教研室， 每個教研室有若干教員， 其中有的教授和副教授每人各帶若干研究生。每個班有若干學生，每個學生選修若干課程，每門課程有若

7、、層次模型:用樹型結構表示實體之間的聯系。查找網狀數據庫中的記錄，速度最快。三、關系模型：用二維表表示實體之間的聯系。1 重要術語:關系：一個關系就是一個二維表;元組：二維表的一行，即實體;關系模式：在實體型的基礎上，注明主碼。關系模型：指一個數據庫中全部二維表結構的集合。2.特點:關系模型是建立在嚴格的數學理論的基礎上的;關系模型的存取路徑對用戶透明;查找關系數據庫中的記錄，速度最慢。關系模型的數據完整性約束實體完整性參照完整性用戶定義的完整性主碼的屬性值不能為空值。因為如果出現空值，那么主碼就無法保證元組的唯一性。參照完整性規則 在關系模式中實體以及實體之間的聯系是用關系來描述的，所以自然

8、存在著關系與關系之間的聯系，而關系之間的聯系是靠公共屬性實現的，如果這個公共屬性則告訴我們外碼的取值只有兩種可能，要么是空值，要么等于R1中某個元組的主碼值。用戶定義完整性 反映某一具體應用所涉及的數據必須滿足的語義要求。是一個關系R1的主碼，那么在另一個與它有聯系的關系R2中就稱為外碼。參照完整性規實體完整性規則數據庫系統結構一、數據庫系統的體系結構 單機結構：DBMS、數據庫、開發工具、應用系統安裝在一臺計算機上。 C/S結構：局域網結構客戶機：裝開發工具、應用系統服務器：裝DBMS、數據庫 B/S結構：In ternet結構服務器：裝DBMS、數據庫、開發工具、應用系統客戶機：裝IE即可

9、三、數據庫系統的模式結構1 三級模式 模式：是數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述。模式只涉及數據庫的結構；模式既不涉及應用程序，又不涉及數據庫結構的存儲； 外模式：是模式的一個子集，是與某一個應用程序有關的邏輯表示。特點：一個應用程序只能使用一個外模式，但同一個外模式可為多個應用程序使用。 內模式（一個數據庫只有一個內模式）：描述數據庫結構的存儲， 但不涉及物理記錄。2. 兩級映象 外模式/模式映象：定義了外模型與模式之間的對應關系（可以有多個），保證數據庫的邏輯獨立性； 模式/內模式映象：定義了模式與存儲結構之間的對應關系（唯一的），保證數據庫的物理獨立性；3 兩級映象的意義通過二級映像

10、，可以使數據庫有較高的數據獨立性，也可以是邏輯結構和物理結構獨 立性，也可以使邏輯結構和物理結構得以分離，換來了用戶使用數據庫的方便。 使數據庫與應用系統完全分開，數據庫改變時，應用系統不必改變。 數據的存取完全由 DBMS管理，用戶不必考慮存取路徑。關系數據庫語言分為關系代數、關系演算和結構化查詢語言三大類。關系的5種基本操作是選擇、投影、并、差、笛卡爾積 。關系數據庫的特點（關系數據模型的特點）優點1）建立在嚴格的數學概念基礎上2）概念單一，數據結構簡單清晰，易懂易用3） 關系模型為存儲路徑對用戶透明，從而具有更好的數據獨立性， 更好的安全保密性， 也簡化了程序員的工作和數據庫開發建立的工

11、作缺點：存儲路徑對用戶透明導致查詢效率往往不如非關系數據模型三級模式優點是對數據的三個抽象級別，它把數據的具體組織留給DBMS管理，使用戶能邏輯的抽象的處理數據，而不必關心數據在計算機中的表示和存儲為了能在內部實現這 3個抽象層次的聯系和轉換，數據庫系統在這三級模式之間提供了二層映像，外/模和模/內保證了數據庫系統中的數據能有較高的邏輯獨立性和物理獨立性數據庫管理系統數據庫管理員有三個主要工作i ）數據庫設計ii）數據庫維護iii）改善系統性能，提高系統效率1. DBMS的功能：負責對數據庫進行統一的管理與控制。 數據定義：即定義數據庫中各對象的結構 數據操縱：包括對數據庫進行查詢、插入、刪除

12、、修改等操作。 數據控制：包括安全性控制、完整性控制、并發控制、數據庫恢復。2. DBMS的組成：廠DDL語言J DML語言DCL語言J實用程序注意：SQL集DDL , DML , DCL功能于一體；所有應用程序通過SQL語句才能訪問數據庫一、基本概念1碼：能唯一標識元組的屬性集。2候選碼：一個屬性集既能唯一標識元組，且又不含有多余屬性，一個關系模式可以 有多個候選碼。3. 主碼：任選候選碼中的一個。4. 主屬性：主碼中包含的各個屬性。5. 非主屬性：不包含在主碼中的各個屬性。6. 外碼：設F是關系R的一個屬性，不是 R的主碼，但卻是另一個關系 S的主碼，則 稱F是關系R的外碼。闡述DBA的職

13、責。決定數據庫的中的信息內容和結構決定數據庫的存儲結構和存取策略決定數據的安全性要求和完整性約束條件監控數據庫的使用和運行數據庫的改進和重組重構定期對數據庫進行重組織，以提高系統的性能日志文件需要登記的內容包括哪些？各個事物的開始（BEGIN TRANSACTION ）標記；各個事物的結束（COMMIT 或ROLLBACK ）標記；各個事物的所有更新操作。日志文件的作用有哪些？事物故障恢復和系統故障恢復必須用日志文件；在動態轉儲方式中必須建立日志文件，后備副本和日志文件結合起來才能有效地恢 復數據庫；在靜態轉儲方式中，也可以建立日志文件。關系模式的規范化一個好的關系模式應滿足： 冗余應盡可能少

14、應盡可能避免插入、刪除異常消去關系中不合適的屬性依賴關系。二、范式 什么叫范式？指一個關系的非主屬性函數依賴于主碼的程度。 什么叫關系規范化？指一個關系從低級范式向高級范式的轉換過程。1NF 二 2NF 二 3NF 二 BCNF 二 4NF 二 5NF 應用：關系規范化理論應用在邏輯結構設計階段。三、關系模式的規范化1第一范式（1NF ） 定義：若關系 R的所有屬性不能再分，則 R? 1NF 存在問題 原因：存在非主屬性對主碼的部分依賴。 解決辦法：消除非主屬性對主碼的部分依賴，將關系R 一分為二，將滿足完全依賴的屬性集組成一個關系；將滿足部分依賴的屬性集組成另一個關系；2第二范式（2NF ）

15、 定義：若關系 R? 1NF,且它的每個非主屬性都完全依賴于主碼，則稱R? 2NF。 存在問題：冗余大：R1必要冗余，R2冗余可以修改。修改麻煩插入異常：如新來的教師沒有上課，則該教師的信息就沒辦法插入R2表中。刪除異常：若某位教師只授一門課，當該門課不開時，該教師的信息亦被刪除。 原因：存在非主屬性對主碼的傳遞依賴。傳遞依賴必須有兩個非主屬性 解決辦法：將 R2 一分為二3第三范式（3NF ） 定義：若關系 R? 2NF,且它的每個非主屬性都不傳遞依賴于主碼，則稱R? 3NR 規范化過程非規范關系J使每個屬性都不能再分1NFJ消去非主屬性對主碼的部分依賴2NFJ消去非主屬性對主碼的傳遞依賴3

16、NF4. 結論 若R? 1NF,且主碼只含一個屬性，則 R定為2NF。 若R? 2NF,且只有01個非主屬性，則 R一定為3NF。 3NF般控制了數據冗余，一般避免了操作異常。 范式并非越高越好，適可而止。數據庫設計數據庫設計必須遵循 結構設計和行為設計 相結合的原則。一、數據庫設計的步驟 需求分析：了解分析用戶的需要、 要求(信息要求、處理要求、安全性與完整性要求)。 概念結構設計：根據需求分析的結果畫概念模型(即 E-R圖)。 邏輯結構設計：將E-R圖轉換為某一種數據模型，并優化。 物理結構設計 數據庫實施 數據庫運行與恢復數據字典主要包括數據項、數據結構、數據流、數據存儲和處理過程五個部

17、分。三種常用抽象方法是分類、聚集和概括。局部E-R圖之間的沖突主要表現在 屬性沖突、命名沖突和結構沖突 三個方面。數據庫常用的存取方法包括索引方法、聚簇方法和 HASH方法三種。確定數據存放位置和存儲結構需要考慮的因素主要有：存取時間、存儲空間利用率和維護代價等。概念結構設計一、局部E-R圖設計1 確定局部范圍通常把系統涉及的各個部門或各個主要功能作為局部。2 確定實體與屬性 屬性是不能再分的數據項； 聯系只發生在兩實體之間； 原則上，能夠作為屬性，就不要作為實體。二、合并成總體E-R圖1. 消除各局部E-R圖的沖突問題。2 按公共實體名合并，生成初步E-R圖。3消除冗余的屬性和冗余的聯系，生

18、成總體E-R圖。邏輯結構設計一、聯系的屬性和主碼(1) 聯系的屬性：必須包含相關聯的各實體型的主碼。(2) 聯系的主碼1： 1聯系：可以是相關聯的任一實體型的主碼。1： n聯系：必須是n方實體型的主碼。m n聯系：必須是相關聯的各實體型的主碼之和。二、E-R圖向關系模型的轉換(1) 把每個實體型轉換為一個關系模式。(2) 1 : 1聯系：可以消化到相關聯的任一實體型對應的關系模式中。(3) 1 : n聯系：可以消化到 n方實體名對應的關系模式中。(4) m : n聯系：必須轉換為一個關系模式，并且不能消化。(5) 多元聯系：不能消化物理結構設計與數據庫實施1物理結構設計在邏輯設計的基礎上，為每

19、個關系模式選擇合適的存儲結構與存儲方式。選擇存儲結構：即決定每個表的記錄順序。選擇存取方式：即決定為哪些屬性建立非聚集索引，以便加快查找速度。一般把經常查詢的屬性名指定為非聚集索引。2 數據庫實施主要工作：定義數據庫結構；組織數據入庫；編寫應用程序；數據庫試運行；創建和使用數據庫一、數據庫文件1一個數據庫至少有一個主要數據文件和一個事務日志文件。如果數據庫很大，可以 使用一個主要數據文件、多個次要數據文件和多個事務日志文件。主數據文件（.mdf ）、丄> 用于存放數據庫的各類對象次數據文件（.ndf ）-事務日志文件（df ）:用來記錄對數據庫對象的所有更新操作。2 系統數據庫Maste

20、r數據庫、Model數據庫二、創建數據庫1 打開數據庫：Use數據庫名2 刪除數據庫：Drop database數據庫名三、修改數據庫1 分離和附加數據庫2 備份和還原數據庫3 數據的導入和導出DBMS對數據庫的安全保護功能是通過四方面實現的，即安全性控制、完整性控制、并發性控制和數據庫恢復。完整性控制數據庫的完整性是指保護數據庫中數據的正確性、有效性和相容性，防止錯誤的數據進入數據庫造成無效操作。關系模型的完整性包括實體完整性，參照完整性和用戶定義完整性。對于違反實體完整性和用戶定義完整性規則的操作一般都是采用|拒絕執行的方式進行處理。完整性約束條件的作用對象可以是表、元組和列。事務處理故障

21、種類事務內部的故障、系統故障、介質故障恢復的實現技術(1) 數據轉儲：轉儲狀態、轉儲方式(2) 日志：基本格式和內容、日志的作用、登記日志文件并發控制1. 問題：丟失修改、不可重復讀、讀"臟”數據2. 封鎖共享鎖、排它鎖1. 什么叫事務？ 事務是用戶定義的一組操作序列。 事務是并發控制的基本單位。 一個事務包含的諸操作要么都執行，要么都不執行。1. 事務的屬性原子性：事務是數據庫的邏輯工作單位，一個事務的諸操作要么都做，要么都不做。一致性：指事務執行前后必須保持數據庫的邏輯一致性。一致性和原子性是密切相關的。隔離性：指并發執行的各個事務之間不能互相干擾。持續性：又稱為持久性或永久性，

22、是指一個事務的操作提交后，其對數據庫的改變是永 久的，屬于物理的而非邏輯的。數據的鎖定一、并發操作與數據不一致性1. 數據不一致性包括三類丟失修改：指事務1與事務2從數據庫中讀入同一數據并修改，事務2的提交結果破壞事務1提交的結果，導致事務 1的修改被丟失。不可重復讀：指事務1讀取數據后，事務2執行更新操作，使事務1無法再現前一次讀 取結果。讀臟數據：指事務1修改某一數據后，事務2讀取該數據，事務1由于某種原因被撤銷， 這時數據又恢復到原值，事務2讀到的數據與數據庫中的數據不一致，稱為“臟”數據。產生“幽靈”數據：指當事務T1按一定條件從數據庫中讀取了某些數據記錄后，事務 T2刪除了其中的部分

23、記錄，或者在其中添加了部分記錄，則當T1再次按相同條件讀取數據時，發現其中莫名其妙地少了(對刪除)或多了(對插入)一些記錄。這樣的數據對T1來說就是“幽靈”數據或稱“幻影”數據。2. 產生數據不一致性的原因并發操作破壞了事務的隔離性。二、并發控制的目標、方法1. 目標：確保DB中的數據一致性。2并發事務正確性的原則 幾個事務的并發執行是正確的，當且僅當其結果與任何一個串行執行的結果相同。3. 并發控制的方法DBMS 般采用“封鎖”技術，保證并發操作的可串行化。一、圭寸鎖(Locking )1. 什么叫封鎖？SQL Server自動強制封鎖，并且會將封鎖粒度控制在合適的級別，用戶不必考慮封鎖問題

24、。2. 封鎖類型排它鎖(X鎖)：事務T對數據A加X鎖，其它事務不能再對 A加鎖，即其它事務不能 J讀取和修改A。共享鎖(S鎖)：事務T對數據A加S鎖，其它事務只能再對 A加S鎖，即其它事務只 能讀A，不能修改A。3. 封鎖粒度封鎖對象可以是屬性列、元組、關系、整個數據庫。封鎖對象的大小稱為封鎖粒度。封鎖粒度越小，并發度越高，但并發控制的開銷越大。4. 圭寸鎖協議 事務T在修改數據A之前，必須對其加 X鎖，直到事務結束才釋放。 事務T在讀取數據A之前，必須對其加 S鎖，直到事務結束才釋放。遵循封鎖協議，可以解決三種數據不一致性問題：丟失修改問題不可重復讀讀“臟”數據四、死鎖和活鎖封鎖技術可以解決

25、并發操作的不一致性問題，但也帶來新的問題，即死鎖和活鎖。1.死鎖： 定義：兩個事務已經各自鎖定一個數據，但是又要訪問被對方鎖定的數據，造成了循環等待，稱為死鎖。避免死鎖的方法：順序封鎖法：若規定封鎖順序為A B,則T1, T2只能先封鎖A,再封鎖Bo2活鎖： 定義：若多個事務請求封鎖同一個數據時，其中的某個事務總處于等待狀態，則稱為活鎖。 避免活鎖的方法：先來先服務一級圭寸鎖協議(1) 事務T在修改數據R之前必須先對其加 X鎖，直到事務結束才釋放(2) 解決的問題：防止丟失修改二級封鎖協議(1) 一級封鎖協議加上事務 T在讀取數據R前必須先對其加 S鎖，讀完后即可釋放 S鎖解決的問題：防止丟失

26、修改、防止讀“臟”數據三級封鎖協議(1) 一級封鎖協議加上事務 T在讀取數據R前必須先對其加 S鎖，直到事務結束才釋放。(2) 解決的問題：防止丟失修改、防止讀“臟”數據、防止不可重復讀預防死鎖 兩種方法：一次封鎖法、順序封鎖法死鎖的診斷：超時法，等待圖法死鎖的解除：選擇一個處理死鎖代價最小的事務，將其撤消，釋放此事務持有的所有 鎖，使其它事務得以繼續進行下去。數據庫的恢復數據庫運行故障：事務故障（可以利用日志文件撤消此事務對數據庫已進行的修改）系統故障介質故障（重裝數據庫，然后利用備份或鏡像設備恢復數據庫。）索引索引可以分為唯一索引、非唯一索引和聚簇索引三種類型一、索引的概念： 如果把數據表

27、比作一本書，那么表的索引就是這本書的目錄。可見，索引使用戶能快速訪問數據表的特定信息。 索引包括兩項：索引字段值、原記錄號 索引必須依附于某個基本表，不能單獨存在。二、索引的類型：聚集索引：影響數據表的記錄順序 非聚集索引：不會影響數據表的記錄順序注：一個表只能建立一個聚集索引，但可以建立若干個非聚集索引。DBMS 常用存取方法：索引方法，目前主要是B+樹索引方法聚簇（Cluster）方法 HASH方法視圖一、視圖的特點： 視圖只有結構，沒有記錄，是虛表；一個視圖總對應著一個 select語句； 對視圖的查詢、更新，實際上是對基本表的查詢、更新。數據庫安全性控制的常用方法有哪些？用戶標識和鑒定

28、是數據庫訪問控制的最外層安全保護措施，通過用戶標識和口令 實現。存取控制：通過用戶權限定義和合法權限檢查機制共同構成DBMS的安全子系統視圖：可在一定程度上對保密數據提供隱藏保護。審計：用于記錄用戶對數據庫的所有操作以便事后跟蹤和追溯。加密存儲：對高度機密的數據進行數據加密，是防止數據在存儲和傳輸過程中失密 的有效手段。恢復的實現技術數據轉儲（動態海量轉儲，動態增量轉儲，靜態海量轉儲，靜態增量轉儲） 登記日志文件故障的種類及其影響以及相應的恢復策略1、 事務內部故障的恢復：事務內部故障的恢復由 DBMS自動完成，對用戶而言是透明的。 DBMS執行的恢復步驟如下：（1） 反向掃描文件日志（即從后

29、向前掃描日志文件），查找該事務的更新操作。（2）對該事務的更新操作執行逆操作，即將日志記錄中“更新前的值”寫入數據庫。（3）繼續反向掃描日志文件，進行同樣的處理。（4）如此繼續下去，直至獨到此事務的開始標記，該事務故障恢復就完成了。2、系統故障的恢復：會造成數據庫處于不一致的狀態，主要是一方面，為完成事務對數據庫所做的更新可能已寫入數據庫；另一方面，已提交事務對數據庫做的更新可能尚留在緩沖區，未能及時寫入數據庫。因此恢復操作就是撤銷（ UNDO ）故障發生時為完成的事務，重 做（REDO ）已完成的事務。恢復步驟如下：（1） 正向掃描日志文件，找出在故障發生之前已經提交的事務隊列（REDO隊列

30、）和為完 成的事務隊列（UNDO隊列）。（2） 對于撤銷隊列中的各個事務進行 UNDO處理。進行UNDO處理的方法是：反向掃描 日志文件，對每個UNDO事務的過呢更新操作執行逆操作， 即將日志記錄中“更新前的值” 寫入數據庫中。（3） 對重做隊列中的各個事務進行REDO處理。進行 REDO處理的方法是：正向掃描日 志文件，對每個 REDO事務重新執行日志文件中所登記的操作，激將日志記錄中“更新后 的值”寫入數據庫。3、截至故障的恢復：恢復方法是重裝數據庫，然后重做已完成的事務，具體操作如下：（1） DBA裝入最新的數據庫后備副本（離故障發生時刻最近的轉儲副本），使數據庫回復 到轉儲時的一致性狀

31、態。（2）DBA裝入轉儲結束時的日志文件副本。（3）DBA啟動系統恢復命令，有 DBMS實現恢復功能，即重做已完成的事務。簡述事務故障的恢復步驟。1）反向掃描日志文件（即從最后向前掃描日志文件），查找該事務的更新操作。2）對該事務的更新操作執行逆操作。即將日志記錄中“更新前的值”寫入數據庫。3）繼續反向掃描日志文件，查找該事務的其他更新操作，并做同樣處理。4）如此處理下去，直至讀到此事務的開始標記，事務故障恢復就完成了。簡述系統故障的恢復步驟。1）正向掃描日志文件（即從頭掃描日志文件），找出重做（REDO）隊列和撤銷（Undo）隊列；2）對撤銷（Undo）隊列事務進行撤銷（UNDO）處理：即反

32、向掃描日志文件 ，對每個UNDO事 務的更新操作執行逆操作，即將日志記錄中“更新前的值”寫入數據庫；3）對重做（Redo）隊列事務進行重做（REDO）處理：即正向掃描日志文件 ，對每個REDO事 務重新執行登記的操作。即將日志記錄中“更新后的值”寫入數據庫。檢查點記錄的內容包括哪些？1）建立檢查點時刻所有正在執行的事物清單；2）這些事物最近一個日志記錄的地址。重新開始文件用來記錄各個檢查點記錄在日志文件中的地址。一、名詞解釋1. 數據庫角色：被命名的一組與數據庫操作相關的權限，是權限的集合，通過角色授權可 簡化授權過程。用 CREATE ROLE語句創建角色，然后用 GRANT語句給角色授權。

33、2. 自主存取控制（DAC）:通過將不同數據庫對象的不同操作權限授予不同的用戶，來實現數據安全性控制的一種機制。在這種機制下，DBA和屬主用戶可以將對象的操作權限自主授予他人，也可隨時回收權限。3. 強制存取控制（MAC）:是建立在DAC之上的安全驗證機制。這種機制分別對主體和客體 施加敏感度標記（許可證和密級），標記與數據是一個不可分的整體，數據的副本與正本一樣擁有密級保護。4. 數據加密：是根據一定的算法將原始數據（明文）變換為不可直接識別的格式（密文）的一種數據保護手段，加密可以使不知道解密算法的人無法獲知數據的內容，從而防止數據在存儲和傳輸過程中失密。5觸發器：是用戶定義在基本表上的一

34、類由事件驅動的特殊過程。由服務器自動激活，能執行更為復雜的檢查和操作，具有更精細和更強大的數據控制能力。使用CREATETRIGGER命令建立觸發器。6計算機系統存在技術安全、管理安全和政策法律三類安全性問題。7. TCSEC/TDI標準由安全策略、責任、保證和文檔四個方面內容構成。8. 常用存取控制方法包括自主存取控制（DAC）和強制存取控制（MAC）兩種。9. 自主存取控制（DAC）的SQL語句包括GRANT和REVOKE兩個。用戶權限由數據對象 和操作類型兩部分構成。10強制存取控制（MAC）將實體分為主體和客體兩大類。11. MAC的敏感度標記分為絕密、機密、可信和公開四個安全級別。1

35、2. 數據加密的方法大致分為替換法、置換法和混合法三種類型。13. 參照完整性違約處理的方式包括拒絕執行、級連操作和置空值三種策略。1. 代數優化：指針對關系代數表達式的優化。即通過對關系代數表達式的等價變換（主要 為改變查詢語句中操作的次序和組合）來提高查詢效率。2. 物理優化：指針對存取路徑和底層操作算法的優化。即選擇高效合理的操作算法或存取 路徑，求得優化的查詢計劃以達到查詢優化的目的。1. 查詢優化分為關系 代數優化和物理優化兩大類。2. 表與表連接操作的實現方法主要有嵌套循環法、排序-合并法、索引連接法和哈希連接法四種。3. 查詢執行的代價主要包括：I/O代價（磁盤存取塊數卜CPU代

36、價（處理機時間）以及內存 代價等。何謂靜態轉儲？何謂動態轉儲？它們各有什么優缺點？靜態轉儲指在系統中無事務運行時進行的轉儲操作。轉儲期間不允許對數據庫的任 何存取、修改活動，得到的一定是一個數據一致性的副本。動態轉儲的轉儲操作與用戶事務并發進行，轉儲期間允許對數據庫進行存取或修 改。靜態轉儲實現簡單，但必須等待正運行的事務結束后才能進行，新的事務也必須等 轉儲結束后方可開始，降低了數據庫的可用性。動態轉儲不用等待正在運行的用戶事務結束即可開始，也不會影響新事務的運行， 但不能確保副本中的數據一定正確有效，需要配合日志記錄才能完成故障恢復。關系的數學定義一、域(domain)1 定義：域是一組具

37、有相同類型的值的集合。2 域的基數：域中所含數據的個數。二、笛卡爾積1.定義：給定一組域 D1,D2,D3，貝U D1 X D2 X D3稱為笛卡爾積。2笛卡爾積D1 X D2 X D3對應一個二維表，所含元組的個數等于各個域的基數之積。三、關系1 定義：笛卡兒積的一部分元組稱為關系。2關系的目(或度)：一個關系所含屬性的個數。3. 關系的性質任意兩個元組不能完全相同，但屬性名允許重復。四、關系的完整性1 實體完整性：指關系的所有主屬性都不能取空值。注意：實體完整性不僅僅是主碼整體不能取空值。2參照完整性：指一個關系外碼的取值必須是相關關系中主碼的有效值或空值。例：班級(班名，人數)學生(學號

38、，姓名，性別，密碼,班名)在學生表中，班名的取值必須是班級表班名的值或空值。關系代數一、傳統的集合運算設關系R、S的結構完全相同，則：RU S:由屬于R或屬于S的元組組成。RA S:由既屬于 R又屬于S的元組組成。R- S:由屬于R而不屬于S的元組組成。思考：(RA S)U( R- S) = ?RX S:設R有m個屬性，K1個元組；S有n個屬性，K2個元組，則 RX S含有(m+n) 個屬性，(K1 X K2)個元組。二、專門的關系運算1 選擇：從關系R中選擇滿足條件的元組。記為： 匚f(R)2投影：從關系 R中選擇若干屬性組成新的關系，并把新關系的重復元組去掉。記為：丨【A (R)3條件連接：將兩關系按一定條件連接成一個新關系，記為：r：f S = ；F (R S)說明：條件連接：兩關系可以沒有公共屬性，若有公共屬性，則新關系含有重復屬性。4自然連接：將兩關系按公共屬性連接成一個新的關系，并把新關系的重復屬性去掉。記為：R：S說明：自然連接：兩關系至少有一個公共屬性。 對于R的每個元組，S都從第一個元組開始判斷，若兩元組的公共屬性值相同，則產生一個新元組添加到新關系中，最后把新關系中的重復屬性去掉。5. 除：給定關系 R (x, y)和S (y, z),則R+ S=P (x),其中x, y, z為屬性組。 求解過程：求R中x可以取哪些值，并