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数据库原理

2019-07-01  本文已影响0人  以虚名称之

本文整理自《数据库原理》和期末复习提纲


1. DBMS

数据库管理系统(Database Management System),简称DBMS,是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。


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数据库系统的特点


2. 数据库管理技术的发展过程

人工管理阶段 —— 20 世纪 40 年代中期 - 20 世纪 50 年代中期
文件系统阶段 —— 20 世纪 50 年代末期 - 20 世纪 60 年代中期
数据库系统阶段 —— 20 世纪 60 年代后期以来


3. 数据模型

通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟,在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。

数据模型分成两个不同的层次

概念模型(用户),也称信息模型,它是按用户的观点来对数据和信息建模。
数据模型(计算机),主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等,它是按计算机系统的观点对数据建模。


4. 数据库系统的模式

模式.png

4.1 三级模式结构

(1) 外模式(又名子模式、用户模式),是数据库用户可见可用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示

(2) 模式(又名逻辑模式),是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图

(3) 内模式(又名存储模式),是数据物理结构和存储方式的描述,是数据在数据库内部的存储方式

(4) 一个数据库只有一个模式和一个内模式,但是可以有多个外模式。

(5) 模式与外模式的关系:一对多

(6) 外模式与应用的关系:一对多

4.2 二级映像模式

(1) 外模式 - 模式映象(逻辑独立性)

(2) 模式 - 内模式映像(物理独立性)


5. 事务

(1) 事务是恢复和并发控制的基本单位

(2) 事务的特性(ACID)


6. 故障的种类

6.1 事务故障

(1) 事务故障的恢复 (先UNDO再REDO)

清除该事务对数据库的所有修改,使得这个事务像根本没有启动过一样。

(2) 事务故障的常见原因
输入数据有误、运算溢出、违反了某些完整性限制、某些应用程序出错、并行事务发生死锁

6.2 系统故障

(1) 什么是系统故障

(2) 系统故障的恢复 (先UNDO再REDO)

(3) 系统故障的常见原因
操作系统或DBMS代码错误、操作员操作失误、特定类型的硬件错误(如CPU故障)、突然停电

6.3 介质故障

(1) 什么是介质故障
硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部丢失。

介质故障比前两类故障的可能性小得多,但破坏性大得多

(2) 介质故障的恢复

先找备份点再重新执行备份点之后的成功事务

恢复操作的基本原理:冗余

(3) 介质故障的常见原因
硬件故障:磁盘损坏、磁头碰撞、操作系统的某种潜在错误、瞬时强磁场干扰


7. 并发控制

数据库管理系统中并发控制的责任是保证事务的 ACID (原子性、一致性、隔离性、持久性;在此主要针对一致性和隔离性)特性。

(1) 不加控制的并发操作会导致数据的不一致性,包括:

(2) 并发控制的主要技术有封锁、时间戳、乐观控制法和多版本并发控制

(3) 基本封锁类型

(4) 封锁协议


8. 范式

范式是一种分层结构的规范,分为六层:每一次层都比上一层更加严格:若要满足下一层范式,前提是满足上一层范式。

六层范式:1NF,2NF,3NF,BCNF,4NF,5NF,1NF要求最低;5NF要求最严格。

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