1、精選優質文檔-傾情為你奉上 1. 為什么要使用數據庫？因為數據管理技術經歷了人工管理、文件系統和數據庫管理系統三個階段。人工管理階段的數據面向應用程序，一個數據集只能對應于一個程序，缺點是無法共享利用，存在大量冗余數據；文件系統階段在操作系統之上建立的文件系統已經成熟并廣泛應用，數據由專門的軟件進行統一管理。缺點是共享性差、獨立性差、數據獲取困難存在安全性問題、原子性問題、并發訪問異常。因此引發展到了數據庫管理系統，它可以有效地管理的數據，并可以解決文件處理系統中存在的問題，所以使用數據庫系統。2. 數據庫管理系統的特點數據結構化：一是指數據不僅僅是內部結構化，而是將數據以及數據之間的聯系統一

2、管理起來，使之結構化。 二是指在數據庫中的數據不是僅僅針對某一個應用，而是面向全組織的所有應用。數據的共享度高，冗余度低，易擴充數據獨立性高數據由數據庫系統統一管理和控制3. 數據獨立性指什么數據獨立性：描述數據與應用程序之間的依賴程度，包括數據的物理獨立性和數據的邏輯獨立性。物理獨立性：指用戶的應用程序與存儲在磁盤上數據庫中的數據是相互獨立的邏輯獨立性：指用戶的應用程序與數據庫的邏輯結構是相互獨立的。數據的獨立問題是通過3級模式結構和兩層映像功能解決的。3級模式是指模式，對應于邏輯層，是數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數據視圖。外模式，對應于視圖層，是數據庫用戶的數據

3、視圖，是保證數據庫安全性的一個有力措施。內模式，對應于物理層數據抽象，它是數據的物理結構和存儲方式的描述，是數據在數據庫內部的表示方式。兩層映像是指外模式/模式映像，保證了數據的邏輯獨立性。模式/內模式映像，保證了數據的物理獨立性 4. 數據模型的分類數據模型是一個描述數據語義、數據與數據之間聯系(數據結構)，數據操作，以及一致性(完整性)約束的概念工具的集合。根據數據抽象的不同級別，將數據模型劃分為3類：概念模型：概念層次的數據模型。常用的概念模型有實體-聯系模型(E-R模型)和面向對象模型(OO模型) 邏輯模型：用于描述數據庫數據的整體邏輯結構。常用的邏輯模型有層次模型、網狀模型、XML模

4、型物理模型：用來描述數據的物理存儲結構和存取方法 5. 數據模型的組成要素數據模型的組成要素有：數據結構：描述數據庫的組成對象(數據)以及對象之間的聯系 數據操作：指對數據庫中各種對象(型)的實例(值)允許執行的操作集合，包括操作及有關的操作規則 完整性約束：用以限定符合數據模型的數據庫狀態以及狀態的變化，以保證數據庫中數據的正確、有效和相容6. 關系數據模型的完整性約束條件：實體完整性、參照完整性和用戶自定義完整性 7. 數據抽象的層次：物理層抽象：最低層次的抽象，描述數據實際上是怎樣存儲的邏輯層抽象：描述數據庫中存儲什么數據以及這些數據之間的關系 視圖層抽象：最高層次的抽象，只描述數據庫的

5、某個部分8. 數據庫管理系統的功能：數據庫管理系統(DBMS)是一組軟件，負責數據庫的存取、維護和管理DBMS的功能有數據定義數據組織、存儲和管理數據操縱數據庫的事務和運行管理 數據庫的建立和維護其他功能9. DBMS的組成：查詢處理器、存儲管理器、事務管理器10. 關系完整性約束條件實體完整性：主碼不能取空值，是一對一的聯系參照完整性：參照表的主碼要么為空，要么必須在被參照表的主碼中存在。可以實現一對多或多對多的聯系用戶自定義完整性：針對不同應用業務的不同語義而由用戶自己定義的一些完整性約束條件。11. 關系操作的分類有查詢操作和更新操作兩類。查詢操作是關系操作中最主要的部分，查詢操作分為選

6、擇、投影、連接、除、并、交、差、笛卡爾積等。更新操作包括插入、刪除、修改12. 數據庫設計過程需求分析：了解和分析系統將要提供的功能及未來數據庫用戶的數據需求概念設計：根據需求分析中得到的信息，運用適當的數據模型將這些需求轉化為數據庫的概念模式。邏輯設計：將數據庫的概念設計轉化為所選擇的數據庫管理系統支持的邏輯數據模型。模式求精：分析并發現邏輯模式存在的問題，并進行改進和優化。物理設計：考慮數據庫要支持的負載和應用需求，為邏輯數據庫選取一個最適合現實應用的物理結構。應用與安全設計13. 數據冗余導致的問題冗余存儲 、更新異常 、插入異常 、刪除異常14. 查詢優化：處理一個給定的查詢，尤其是復

7、雜的查詢，通常會有許多種策略。查詢優化就是從這許多策略中找出最有效的查詢執行計劃的處理過程。 查詢優化分3步進行：邏輯優化：產生邏輯上與給定關系代數表達式等價的表達式；代價估計：估計每個執行計劃的代價；物理優化：對所產生的表達式以不同方式作注釋，產生不同的查詢執行計劃。15. 數據庫完整性與安全數據庫的安全性：指保護數據庫以防止不合法使用所造成的數據泄密、更改或破壞。數據庫的完整性：防止數據庫中存在不符合語義的數據，其防范對象是不合語義的、不正確的數據。16. 存取控制：決定用戶對數據庫中的哪些對象進行操作、進行何種操作。存取控制機制主要包括兩部分：定義用戶權限及將用戶權限登記到數據字典中；合

8、法權限檢查：當用戶發出操作請求后，DBMS查找數據字典并根據安全規則進行合法權限檢查，若操作請求超出了定義的權限，系統將拒絕執行此操作。17. 用戶權限：是指用戶可以在哪些數據對象上進行哪些類型的操作。它由兩個要素組成：數據對象和操作類型。18. 自主存取控制：用戶可自由地決定將數據的存取權限授予何人，決定是否將“授權”的權限授予別人。19. 授權分為數據庫級、表級和列級權限。20. 權限的授予與收回GRANT和REVOKE有兩種權限：目標權限和命令權限。命令權限的授予與收回：主要指DDL 操作權限，語法分別為：GRANT all | <command_list> TO publi

9、c |<username_list> REVOKE all | <command_list> FROM public | <username_list>其中：<command_list>可以是create database、create default、create function、create procedure、create rule、create table、create view、create index、backup database和backup log等；目標權限的授予和收回：主要指DML操作權限，語法分別為：GRANT all

10、| <command_list> ON <objectName>?(<columnName_list>) TO public | <username_list> WITH GRANT OPTION?REVOKE all | <command_list> ON <objectName> (<columnName_list >) FROM public | <username_list> CASCADE | RESTRICT其中：<command_list>可以是update、select、

11、insert、delete、excute和all21. 數據庫管理系統提供什么來維護數據庫的完整性數據庫的完整性是針對數據庫中的數據進行正確性的維護，防止數據庫中存在不符合語義、不正確的數據。為維護數據庫的完整性，數據庫管理系統提供：1）完整性約束條件定義：完整性約束條件也稱為完整性規則 ，是數據庫中的數據必須滿足的語義約束條件；由SQL 的DDL 實現，作為模式的一部分存入數據庫中。2）完整性檢查方法：檢查數據是否滿足已定義的完整性約束條件稱為完整性檢查；3）違約處理：若發現用戶操作違背了完整性約束條件，應采取一定的措施，如拒絕操作等。22. 參照完整性違約處理的策略：1）拒絕（NO ACT

12、ION）執行，是系統的默認策略： 當在被參照關系中刪除元組 時，僅當參照關系中沒有任何元組的外碼值與被參照關系中要刪除元組的主碼值相同時，系統才執行刪除操作，否則拒絕此操作。2）級聯(CASCADE)操作。當刪除或修改被參照關系的某些元組造成了與參照關系的不一致時，則刪除或修改參照表中所有不一致的元組。23. 事務：是數據庫管理系統中競爭資源、并發控制和恢復的基本單元。 事務結束的兩種類型：事務提交(commit) ：將成功完成事務的執行結果(即更新)永久化 ，并釋放事務占有的全部資源。事務回滾(rollback) ：中止當前事務、撤銷其對數據庫所做的更新 ，并釋放事務占有的全部資源。24.

13、事務特性：原子性、一致性、隔離性、持久性24. 并發執行出現的問題：讀臟數據、不可重復讀、丟失更新25. 串行調度：在調度S 中，如果屬于同一事務的操作都是相鄰的 ，則稱S是串行調度 。沖突操作：在一調度S中，如果Oi與Oj是不同事務在相同數據對象上的操作，并且其中至少有一個是寫操作，則稱Oi與Oj是沖突操作；否則稱為非沖突操作。沖突操作舉例：rT(X)和wT(X)，分別表示事務T讀和寫數據X沖突操作是指不同的事務對同一個數據的讀寫操作和寫寫操作Ri (x)與Wj(x) /* 事務Ti讀x，Tj寫x*/Wi(x)與Wj(x) /* 事務Ti寫x，Tj寫x*/沖突等價：如果一調度S可以經過交換一

14、系列非沖突操作執行的順序而得到一個新的調度S，則稱S與S是沖突等價的可串行化：假設調度S包含兩個事務Ti與Tj，若兩個相鄰操作OiTi，OjTj訪問不同的數據對象，則交換Oi與Oj不會影響調度中任何操作的結果。若Oi與Oj訪問相同的數據對象，并且有一個為寫操作時，則不能改變它們被調度執行的順序。 沖突可串行化：如果一調度S與一串行調度是沖突等價的，則稱S是沖突可串行化的。沖突可串行化調度執行結果一定是正確的，而正確的調度不一定都是沖突可串行化的。26. 優先圖：設S是一個調度。由S構造一個有向圖，稱為優先圖，記為G=(V, E)，其中V是頂點集，E是邊集。頂點集由所有參與調度的事務組成，邊集由

15、滿足下列3個條件之一的邊TiTj組成：Ti 執行了Wi(Q)后Tj 執行Rj(Q)；Ti 執行了Ri(Q)后Tj 執行Wj(Q)；Ti 執行了Wi(Q)后Tj 執行Wj(Q)。對于得到的優先圖，如果圖中無環，則S是沖突可串行化的；如果有環，則S是非沖突可串行化的。測試沖突可串行化的算法為：構建S 的優先圖； 采用環路測試算法 （如基于深度優先搜索的環檢測算法）檢測S 中是否有環 ； 若S 包含環，則S 是非沖突可串行化的 ，否則調度S 是沖突可串行化的 。例 調度S涉及三個事務T1、T2和T3。S：r2(A);r1(B);w2(A);r3(A);w1(B);w3(A);r2(B);w2(B)關

16、于A的動作 ，可找到t2<t3 的多個原因。如在S中,r2(A)在w3(A)前，w2(A)即在r3(A)前又在w3(A)前這兩種情況中的任一種足以證明圖9-9的優先圖中從2到3的弧是正確的。關于B的動作 ，可找到T1<T2 的多個原因。如，r1(B)在w2(B)前，s的優先圖中也有從1到2的弧。 S：r2(A);r1(B);w2(A);r3(A);w1(B);w3(A);r2(B);w2(B)S是沖突可串行化的。與該圖相符的結點順序或事務順序只有一個：(T1,T2,T3)S 中這一串行順序是：S'：r1(B); w1(B); r2(A);w2(A);r2(B); w2(B)

17、; r3(A); w3(A);例10.9 假設三個事務T1, T2, T3的操作按調度S1執行：S1：R2(A); R1(B); W2(A); R3(A); W1(B); W3(A); R2(B); W2(B)(1) 畫出S1調度的優先圖；(2) S1沖突可串行化嗎？若是，給出它的等價串行調度。(3) 將R2(B)移到R3(A)之前可得到新的調度S2：S2: R2(A); R1(B); W2(A); R2(B); R3(A); W1(B); W3(A); W2(B)。S2 沖突可串行化嗎？若是，給出它的等價串行調度。S1：R2(A); R1(B); W2(A); R3(A); W1(B); W

18、3(A); R2(B);W2(B)由R1(B) W2(B)、W1(B) R2(B)、W1(B) W2(B) 得到 T1->T2由R2(A)W3(A)、W2(A) W3(A)、W2(A)R3(A) 得到 T2->T3。 S1調度的優先圖 T1->T2->->T3S1沖突可串行化，等價串行調度為R1(B); W1(B);R2(A); W2(A); R2(B); R3(A); W3(A); W2(B)(3) S2: R2(A); R1(B); W2(A); R2(B); R3(A); W1(B); W3(A); W2(B)。因為R2(A); R1(B); W2(A);

19、R2(B);中，進行沖突交換得到R2(A); W2(A);R1(B); R2(B); 但是R1(B); R2(B)不可以交換，所以該調度不是沖突可串行化的。由R2(A); W3(A); 得到 T2->T3。 R1(B) W2(B) 得到 T1->T2 R2(B); W1(B); 得到 T2->T1S1調度的優先圖有環路，故不是沖突可串行化的。27. 基本鎖類型：共享鎖 ：如果事務T 獲得了數據對象Q 的共享鎖，則事務T可讀Q但不能寫Q 。排它鎖 ：如果事務T 獲得了數據對象Q 上的排它鎖，則事務T既可讀Q又可寫Q 。28. 兩階段封鎖協議要求每個事務分兩個階段完成封鎖操作:增長(申請鎖)階段和縮減(釋放鎖)階段：增長