前言

今天剛結(jié)束考試，考的范圍基本沒(méi)有超過(guò)這套重點(diǎn)內(nèi)容，覺(jué)得整理的這份資料還算比較有用，遂睡前整理了下分享給大家，希望能幫到要準(zhǔn)備數(shù)據(jù)庫(kù)期末又時(shí)間緊張的學(xué)弟學(xué)妹~

文章參考：

1.課程老師發(fā)《數(shù)據(jù)庫(kù)期末考試復(fù)習(xí)重點(diǎn)（2022）》
2.HNU數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)教學(xué)PPT
3.《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》官網(wǎng)考試平臺(tái) http

第一章 緒論

1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的4個(gè)基本概念（數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)）

數(shù)據(jù)：描述事物的符號(hào)記錄，是數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象

數(shù)據(jù)庫(kù)：是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，有組織的，可共享的大量數(shù)據(jù)的集合

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：位于用戶(hù)與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件；是基礎(chǔ)軟件，是一個(gè)大型復(fù)雜的軟件系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員組成的存儲(chǔ)、管理、處理和維護(hù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)

1.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系

特點(diǎn)：

1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化

2. 數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低且易擴(kuò)充

3. 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性高

4. 數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制

區(qū)別：

文件系統(tǒng)面向某一應(yīng)用程序，共享性差，冗余度大，獨(dú)立性差，記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無(wú)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用程序自己控制。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面向現(xiàn)實(shí)世界，共享度高，冗余度小，具有高度的物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)立性，整體結(jié)構(gòu)化，用數(shù)據(jù)模型描述，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù)能力

聯(lián)系：

文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)的軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的組織和存儲(chǔ)是通過(guò)操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)（外模式、模式、內(nèi)模式）

數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映像功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性（邏輯獨(dú)立性、物理獨(dú)立性）

外模式：亦稱(chēng)子模式或用戶(hù)模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)能夠看見(jiàn)和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。

模式：亦稱(chēng)邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶(hù)的公共數(shù)據(jù)視圖。模式描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)。

內(nèi)模式：亦稱(chēng)存儲(chǔ)模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的表示，即對(duì)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述。

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式是對(duì)數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別，它把數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMS管理，使用戶(hù)能邏輯抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中地存儲(chǔ)和表示。

為了能在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次地聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在這三級(jí)模式之間提供了兩層映像：外模式/模式映像和模式/內(nèi)模式映像。正是這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。

邏輯獨(dú)立性：當(dāng)模式改變時(shí)，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)各個(gè)外模式/模式的映像作相應(yīng)改變，可以使外模式保持不變。應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫(xiě)的，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性。

物理獨(dú)立性：當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)模式/內(nèi)模式映像作相應(yīng)改變，可以使模式保持不變，從而應(yīng)用程序也不必改變，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性。

第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

2.1 碼、主屬性、非主屬性、外碼

候選碼：能唯一地標(biāo)示一個(gè)元組的某一個(gè)屬性組，而其子集不能

全碼：關(guān)系模式的所有屬性組是這個(gè)關(guān)系模式的候選碼

主碼：若一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選碼，則選定其中一個(gè)為主碼

主屬性：候選碼的諸屬性稱(chēng)為主屬性

非主屬性：不包含任何候選碼中的屬性

外碼：設(shè)F是基本關(guān)系R的一個(gè)或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼。如果F與基本關(guān)系S的主碼Ks相對(duì)應(yīng)，則稱(chēng)F是R的外碼

2.2 關(guān)系代數(shù) 并、差、交、笛卡爾積、選擇、投影、連接、除運(yùn)算。

除運(yùn)算步驟：R÷S

1.找R中和S不重合屬性的取值集合

2.對(duì)每個(gè)值求在重合屬性上象集

3.求S在重合屬性組上的投影

4.象集包含投影的值為答案

2.3關(guān)系代數(shù)查詢(xún)及關(guān)系運(yùn)算

題目中含有"至少（多個(gè)）"，"全部"的就包含除法，除數(shù)為這個(gè)至少/全部的限制

第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL

3.1 SQL的基本概念，基本表、視圖。

SQL：結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言，是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言

基本表：本身獨(dú)立存在的表；SQL中一個(gè)關(guān)系就對(duì)應(yīng)一個(gè)基本表；一個(gè)或多個(gè)基本表對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)文件；一個(gè)表可以帶若干索引

視圖：是從一個(gè)或多個(gè)基本表中導(dǎo)出的表；數(shù)據(jù)庫(kù)中只存放視圖的定義而不存放視圖對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；視圖是一個(gè)虛表；用戶(hù)可以在視圖上再定義視圖

3.2基本表及視圖的定義、查詢(xún)、更新

表

定義
CREATE TABLE Student(Sno CHAR(9) RRIMARY KEY,Sname CHAR(20) UNIQUE,Ssex CHAR(2),Sage SMALLINT,Sdept CHAR(20)
);CREATE TABLE SC(Sno CHAR(9),Cno CHAR(4),Grade SMALLINT,PRIMARY KEY(Sno,Cno),FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno),FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno)
);更新：
ALTER TABLE Student ADD S_en DATE;
ALTER TABLE Student ALTER COLUMN Sage INT;刪除：
DROP TABLE Student CASCADE;
DROP TABLE Student RESTRICT;

視圖

定義
CREATE VIEW IS_Student
AS
SELECT Sno,Sname,Sage
FROM Student
WHERE Sdept='IS'
WITH CHECK OPTION;//刪除
DROP VIEW IS_Student CASCADE;//查詢(xún)更新同基本表 更新無(wú)法轉(zhuǎn)換為對(duì)基本表的更新則不能執(zhí)行

3.3 數(shù)據(jù)查詢(xún):常用的SQL語(yǔ)句，常用的查詢(xún)、修改、刪除、分組、排序等SQL 語(yǔ)句

SELECT Sno,Sname FROM Student;
SELECT * FROM Student;//查詢(xún)經(jīng)過(guò)計(jì)算的值并取別名(空格)
SELECT Sname Name,2014-Sage BIRTHDAY,LOWER(Sdept) DEP FROM Student;//去除表中重復(fù)的行
SELECT DISTINCT Sno FROM SC;//簡(jiǎn)寫(xiě)條件
WHERE Sage BETWEEN 20 AND 23;  //包括20和23
WHERE Sdept IN ('CS','MA');
WHERE Sdept='CS' AND Sage<20;//ORDER BY
SELECT Sno,Grade
FROM SC
WHERE Cno='3'
ORDER BY Grade DESC;  //默認(rèn)為ASC 升序//聚集函數(shù) 除了COUNT,還有AVG MAX MIN SUM
SELECT COUNT(*) FROM Student;  //查詢(xún)學(xué)生總?cè)藬?shù)
SELECT COUTN(DISTINCT Sno) FROM SC; //查詢(xún)選修了課程的學(xué)生人數(shù)//GROUP BY
//求各個(gè)課程號(hào)及相應(yīng)的選課人數(shù)
SELECT Cno,COUNT(Sno)
FROM SC
GROUP BY Cno;
//使用HAVING選擇滿(mǎn)足條件的組
SELECT Sno 
FROM SC
GROUP BY Sno
HAVING COUNT(*)>3；

3.4 能熟練使用通配符

WHERE Sname LIKE '劉%';
WHERE Sname NOT LIKE '歐_';
WHERE Cname LIKE 'DB\_%I__' ESCAPE'\';    \\ ESCAPE'\'表示“\”為換碼字符

3.5多表連接查詢(xún)、復(fù)合條件連接查詢(xún)、嵌套查詢(xún)

多表連接查詢(xún)

//1.等值
WHERE Student.Sno=SC.Sno//2.自然連接 顯式指出保留哪個(gè)值
SELECT Student.Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept,Cno,Grade
FROM Student,SC
WHERE Student.Sno=SC.Sno;//多表
SELECT Student.Sno,Sname,Cname,Grade
FROM Student.Sno=SC.SnoAND SC.Cno=Course.Cno;

復(fù)合條件連接查詢(xún)

SELECT Student.Sno,Sname
FROM Student,SC
WHERE Student.Sno=SC.Sno ANDSC.Cno='2' AND SC.Grade>90;

自身連接 需取別名以區(qū)分

SELECT FIRST.Cno,SECOND.Cno
FROM Course FIRST,Course SECOND
WHERE FIRST.Cpno=SECOND.Cno;

嵌套查詢(xún)

SELECT Sno
FROM Studen
WHERE Sdept IN(SELECT SdeptFROM StudentWHERE Sname='劉晨');

省EXIST

UNION 并集去重

UNION ALL 并集不去重

INTERSECT 交集

EXCEPT 差集

3.6 數(shù)據(jù)更新 插入數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)

插入

INSERT INTO Student(Sno,Sname，Sage) VALUES('200801','陳東',18);INSERT INTO SC VALUES('200801',1,NULL);INSERT INTO Dept_age(Sdept,Avg_age)SELECT Sdept,AVG(Sage)FROM StudentGROUP BY Sdept;

修改

UPDATE Student SET Sage=22 WHERE Sno='234345';UPDATE SC
SET Grade=0
WHERE Sno IN(SELECT SnoFROM StudentWHERE Sdept='CS');

刪除

DELETE FROM Student WHERE Sno='23456';DELETE FROM Studen;DELETE 
FROM SC
WHERE Sno IN(SELECT SnoFROM StudentWHERE Sdept='CS');

3.7 空值的處理

WHERE Grade IS NULL;
WHERE Grade IS NOT NULL;

第四章 數(shù)據(jù)庫(kù)安全性

4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性

保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)以防止不合法使用所造成的數(shù)據(jù)泄露、更改或破壞

4.2實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)安全性控制常用的方法和技術(shù)

1.用戶(hù)標(biāo)識(shí)和鑒別：該方法由系統(tǒng)提供一定的方法讓用戶(hù)標(biāo)識(shí)自己的名字或身份。每次用戶(hù)要求進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，由系統(tǒng)進(jìn)行核對(duì)，通過(guò)鑒定后才提供系統(tǒng)的使用權(quán)

2.存取控制：通過(guò)用戶(hù)權(quán)限定義和合法權(quán)檢查確保只有合法權(quán)限的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，所有未被授權(quán)的人員無(wú)法存取數(shù)據(jù)。例如C2級(jí)別中的自主存取控制，B1級(jí)別中的強(qiáng)制存取控制

3.視圖機(jī)制：為不同的用戶(hù)定義視圖，通過(guò)視圖機(jī)制把要保密的數(shù)據(jù)對(duì)無(wú)權(quán)存取的用戶(hù)隱藏起來(lái)，從而自動(dòng)地對(duì)數(shù)據(jù)提供一定程度地安全保護(hù)

4.審計(jì)：建立審計(jì)日志，把用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有操作自動(dòng)記錄下來(lái)放入審計(jì)日志中，DBA可以利用審計(jì)跟蹤信息，重現(xiàn)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)有狀況的一系列事件，找出非法存取數(shù)據(jù)的人、時(shí)間和內(nèi)容等

5.數(shù)據(jù)加密：對(duì)存儲(chǔ)和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，從而使得不知道解密算法的人無(wú)法獲知數(shù)據(jù)的內(nèi)容

補(bǔ)充：

自主存取控制方法：定義各個(gè)用戶(hù)對(duì)不同數(shù)據(jù)對(duì)象的存取權(quán)限。當(dāng)用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)首先檢查用戶(hù)的存取權(quán)限。防止不合法用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的存取。

強(qiáng)制存取控制方法：每一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象被（強(qiáng)制地）標(biāo)以一定的密級(jí)，每一個(gè)用戶(hù)也被（強(qiáng)制地）授予某一個(gè)級(jí)別的許可證。系統(tǒng)規(guī)定只有具有某一許可證級(jí)別的用戶(hù)才能存取某一個(gè)密級(jí)的數(shù)據(jù)對(duì)象。

4.3能熟練使用SQL語(yǔ)句完成對(duì)關(guān)系模式的授權(quán)/回收操作

授權(quán)

GRANT UPDATE(Sno) SELECT
ON TABLE Student
TO U1
WITH GRANT OPTION;//全部權(quán)限
GRANT ALL PRIVILIGES
ON TABLE Student,Course
TO U2,U3;//全部用戶(hù)
GRANT SELECT
ON TABLE Student
TO PUBLIC;

回收

REVOKE UPDATE(Sno)
ON TABLE Student
FROM  U4;REVOKE UPDATE(Sno) SELECT
ON TABLE Student
FROM U1 CASCADE; //級(jí)聯(lián)收回

角色

CREATE ROLE R1;GRANT SELECT
ON TABLE Student
TO R1;GRANT R1 TO U1;
REVOKE R1 FROM U1;REVOKE SELECT
ON TABLE Student
FROM R1;

第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性

5.1數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性

據(jù)庫(kù)的完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性

5.2實(shí)體完整性、參照完整性、用戶(hù)定義完整性

實(shí)體完整性:主碼 PRIMARY KEY

• 檢查主碼是否唯一，不唯一則拒絕插入或修改
• 檢查主碼的各個(gè)屬性是否為空，只要有一個(gè)為空將拒絕插入或修改

參照完整性：外碼 FOREIGN KEY

FOREIGN KEY(Sno) REFERENCES Student(Sno)ON DELETE CASCADEON UPDATE CASCADE,
FOREIGN KEY(Cno) REFERENCES Course(Cno)ON DELETE NO ACTIONON UPDATE CASCADE,

用戶(hù)定義完整性:

• NOT NULL
• UNIQUE
• CHECK (…) 列級(jí)表級(jí)皆可

完整性約束命名子句(創(chuàng)建表時(shí))

CONSTRAINT C1 CHECK (Sage<30)CONSTRAINT C1 NOT NULL//刪除
ALTER TABLE Student
DROP CONSTRAINT C1;

第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論

6.1對(duì)函數(shù)依賴(lài)、碼、主屬性、非主屬性、外碼等有深入的理解

X—>Y：關(guān)系r中不可能存在兩個(gè)元組在X上的屬性值相等，而在Y上的屬性值不等，則稱(chēng)X函數(shù)確定Y或Y函數(shù)依賴(lài)于X

ps：函數(shù)依賴(lài)是指R的一切關(guān)系均要滿(mǎn)足的約束條件

非平凡的函數(shù)依賴(lài)：X—>Y,但Y?x

平凡的函數(shù)依賴(lài)：X—>Y,但Y∈x 對(duì)任一關(guān)系模式，平凡函數(shù)依賴(lài)必然成立

決定因素：若X—>Y,則稱(chēng)X為這個(gè)函數(shù)依賴(lài)的決定屬性組

Y對(duì)X完全函數(shù)依賴(lài)：在R(U)中，如果X—>Y，并且對(duì)于X的任一真子集X’,都有X-\->Y。記作：

部分函數(shù)依賴(lài)：X—>Y，但Y不完全函數(shù)依賴(lài)于X。記作：

傳遞函數(shù)依賴(lài)：

多值依賴(lài)：

定義有點(diǎn)繞，其實(shí)就是從函數(shù)依賴(lài)的一對(duì)一關(guān)系，變成了一對(duì)多

平凡的多值依賴(lài)：X—>—>Y，而Z=?，即Z為空

性質(zhì)：

• 對(duì)稱(chēng)性。若X—>—>Y，則X—>—>Z，其中Z=U-X-Y
• 傳遞性。若X—>—>Y，Y—>—>Z，則X—>—>Z-Y
• 函數(shù)依賴(lài)可以看做是多值依賴(lài)的特殊情況
• 若X—>—>Y，X—>—>Z，則X—>—>YZ
• 若X—>—>Y，X—>—>Z，則X—>—>Y∩Z
• 若X—>—>Y，X—>—>Z，則X—>—>Y-Z，X—>—>Z-Y

多值依賴(lài)和函數(shù)依賴(lài)的區(qū)別

• 多值依賴(lài)的有效性與屬性集的范圍有關(guān)

• 

候選碼：K為R<U,F>中的屬性或?qū)傩越M合，若U完全依賴(lài)于K，則K為R的候選碼

超碼：U部分函數(shù)依賴(lài)于K。 候選碼是最小的超碼

主碼：候選碼中的一個(gè)

主屬性：包含在任何一個(gè)候選碼中的屬性

全碼：整個(gè)屬性是碼（候選碼/主碼）

外碼：關(guān)系模式R中的屬性X并非R中的碼，但X是另一個(gè)關(guān)系模式的碼，則稱(chēng)X為R的外部碼

6.2掌握規(guī)范化理論，能夠判斷給定關(guān)系模式的規(guī)范化程度

6.3掌握模式的分解,能夠按要求對(duì)給定關(guān)系模式進(jìn)行分解，修改為符合更高一級(jí)的范式

實(shí)行模式分解的三條準(zhǔn)則：

• 分解具有無(wú)損連接性（lossless join）

• 分解要保持函數(shù)依賴(lài)（preserve functional dependency）

• 分解既要保持函數(shù)依賴(lài)，又要具有無(wú)損連接性

6.4 掌握數(shù)據(jù)依賴(lài)的公理系統(tǒng)，能求解閉包和最小依賴(lài)集。

Armstrong公理系統(tǒng)

求XF+的算法

極小函數(shù)依賴(lài)集

第七章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

7.1掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)的步驟

1. 需求分析：準(zhǔn)確了解與分析用戶(hù)需求（包括數(shù)據(jù)與處理）。

2. 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：通過(guò)對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體DBMS的概念模型。

3. 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個(gè)DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

4. 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)：為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法）。

5. 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施：設(shè)計(jì)人員運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)語(yǔ)言、工具及宿主語(yǔ)言，根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫(kù)，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫(kù)，并進(jìn)行試運(yùn)行。

6. 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)：在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整與修改。

7.2根據(jù)語(yǔ)義設(shè)計(jì)系統(tǒng)的E-R圖，并將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式（寫(xiě)出關(guān)系名稱(chēng)和所有屬性）

例子：

7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方面有自己獨(dú)到的理解

第八章 嵌入式SQL

8.1理解主變量

在SQL語(yǔ)句中使用的主語(yǔ)言程序變量簡(jiǎn)稱(chēng)為主變量

8.2理解嵌入式SQL中引入游標(biāo)的作用

游標(biāo)是系統(tǒng)為用戶(hù)開(kāi)設(shè)的一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，存放SQL語(yǔ)句的執(zhí)行結(jié)果

用戶(hù)可以用SQL語(yǔ)句逐一從游標(biāo)中獲取記錄，并賦給主變量，交由主語(yǔ)言進(jìn)一步處理

8.3 理解存儲(chǔ)過(guò)程

存儲(chǔ)過(guò)程：由過(guò)程化SQL語(yǔ)句書(shū)寫(xiě)的過(guò)程，經(jīng)編譯和優(yōu)化后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，使用時(shí)只要調(diào)用即可。

第九章 關(guān)系查詢(xún)處理和查詢(xún)優(yōu)化

9.1關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化策略及步驟

優(yōu)化策略：

• 選擇盡可能先做
• 投影選擇同時(shí)進(jìn)行
• 把投影和其前或其后的雙目運(yùn)算（笛卡爾乘積、自然連接）結(jié)合起來(lái)執(zhí)行
• 把某些選擇同在它前面要執(zhí)行的笛卡爾積結(jié)合起來(lái)成為一個(gè)連接運(yùn)算
• 找出公共子表達(dá)式
• 選取合適的連接運(yùn)算

查詢(xún)優(yōu)化的一般步驟：

• 把查詢(xún)轉(zhuǎn)換成某種內(nèi)部的表示（語(yǔ)法樹(shù)）
• 利用優(yōu)化算法，把原始的語(yǔ)法樹(shù)轉(zhuǎn)換成優(yōu)化的形式
• 選擇低層的存取路徑
• 生成查詢(xún)計(jì)劃，選擇代價(jià)最小的

9.2代數(shù)優(yōu)化、物理優(yōu)化

代數(shù)優(yōu)化：改變查詢(xún)語(yǔ)句中操作的次序和組合，不涉及底層的存取路徑

物理優(yōu)化：就是要選擇高效合理的操作算法或存取路徑，求得優(yōu)化的查詢(xún)計(jì)劃

第十章 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)

10.1對(duì)事務(wù)的基本概念及事務(wù)的ACID特性有一定的理解和掌握

事務(wù)：是用戶(hù)定義的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作序列，這些操作要么全做，要么全不做，是一個(gè)不可分割的工作單位

事務(wù)是恢復(fù)和并發(fā)控制的基本單位

事務(wù)的ACID特性：

• 原子性

  事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯工作單位

• 一致性

  事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致性狀態(tài)變到另一個(gè)一致性狀態(tài)

• 隔離性

  一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾

• 持續(xù)性/永久性

  事務(wù)一旦提交，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的改變就是永久的

10.2 理解數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中故障的種類(lèi)

• 事務(wù)內(nèi)部的故障

  • 運(yùn)算溢出

  • 并發(fā)事務(wù)發(fā)生死鎖而被選中撤銷(xiāo)該事務(wù)

  • 違反了某些完整性限制而被終止等

    恢復(fù)：事務(wù)撤銷(xiāo)（UNDO）

• 系統(tǒng)故障

  • 整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行突然被破壞

  • 操作系統(tǒng)故障

  • 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)代碼錯(cuò)誤

  • 系統(tǒng)斷電

    恢復(fù)：1.撤銷(xiāo)所有未完成的事務(wù)；重做所有已提交的事務(wù)

• 介質(zhì)故障/硬故障/外存故障

  • 磁盤(pán)損壞

  • 磁頭碰撞

  • 瞬時(shí)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾

    恢復(fù)：需要重新裝入發(fā)生介質(zhì)故障前某個(gè)時(shí)刻的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)副本，并重做（REDO）自備份相應(yīng)副本數(shù)據(jù)庫(kù)之后的所有成功執(zhí)行事務(wù)，將這些事務(wù)已提交的更新結(jié)果重新反應(yīng)到數(shù)據(jù)庫(kù)中去。無(wú)需UNDO操作

• 計(jì)算機(jī)病毒

  恢復(fù)：通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全機(jī)制、審計(jì)機(jī)制等實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的授權(quán)訪(fǎng)問(wèn)和保護(hù)

10.3掌握數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、登記日志文件），對(duì)恢復(fù)子系統(tǒng)及其功能有一定的掌握。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：數(shù)據(jù)庫(kù)管理員定期地將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制到磁盤(pán)、磁帶或其他存儲(chǔ)介質(zhì)上保存起來(lái)的過(guò)程

要想恢復(fù)到故障發(fā)生時(shí)的狀態(tài)，必須重新運(yùn)行自轉(zhuǎn)儲(chǔ)以后的所有更新事務(wù)

• 靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：在系統(tǒng)中無(wú)運(yùn)行事務(wù)時(shí)進(jìn)行的轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作（降低了數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性）

• 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作與用戶(hù)事務(wù)并發(fā)進(jìn)行（不能保證副本中的數(shù)據(jù)正確有效）。需要把動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間各事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改活動(dòng)登記下來(lái)，建立日志文件

• 海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：每次轉(zhuǎn)儲(chǔ)全部數(shù)據(jù)庫(kù)

• 增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：只轉(zhuǎn)儲(chǔ)上次轉(zhuǎn)儲(chǔ)后更新過(guò)的數(shù)據(jù)

日志文件：用來(lái)記錄事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作的文件

以記錄為單位的日志文件：

作用： 進(jìn)行事務(wù)故障恢復(fù)；進(jìn)行系統(tǒng)故障恢復(fù)；協(xié)助后備副本進(jìn)行介質(zhì)故障恢復(fù)。

原則：

• 登記的次序嚴(yán)格按并發(fā)事務(wù)執(zhí)行的時(shí)間次序
• 必須先寫(xiě)日志文件，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)

事故恢復(fù)的基本步驟：

• 反向掃描日志文件，查找該事務(wù)的更新操作
• 對(duì)該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作。即將日志記錄中“更新前的值”寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)
• 讀到此事務(wù)的開(kāi)始標(biāo)志，事務(wù)故障恢復(fù)就完成了

系統(tǒng)故障的恢復(fù)：

• 正向掃描日志文件
  • 重做隊(duì)列
  • 撤銷(xiāo)隊(duì)列
• Undo故障發(fā)生時(shí)未完成的事務(wù)：反向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)撤銷(xiāo)事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作
• Redo已完成的事務(wù)：正向掃描日志我文件，對(duì)每個(gè)重做事務(wù)重新執(zhí)行登記的操作（即將“更新后的值”寫(xiě)入是數(shù)據(jù)庫(kù)）

介質(zhì)故障的恢復(fù)（需要數(shù)據(jù)庫(kù)管理員的介入）

• 重裝數(shù)據(jù)庫(kù)
• 裝入有關(guān)的日志文件副本，重做已完成的事務(wù)

10.4掌握并能熟練使用具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)。

提高恢復(fù)效率

• 在日志文件中增加檢查點(diǎn)記錄
• 增加重新開(kāi)始文件
• 恢復(fù)子系統(tǒng)在登錄日志文件期間動(dòng)態(tài)地維護(hù)日志

檢查點(diǎn)記錄：建立檢查點(diǎn)時(shí)刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單；這些事務(wù)最近一個(gè)日志記錄的地址

重新開(kāi)始文件：記錄各個(gè)檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址

動(dòng)態(tài)維護(hù)日志文件的方法

周期性的執(zhí)行：建立檢查點(diǎn)，保存數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)

利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)步驟：

1. 從重新開(kāi)始文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址，由該地址在日志文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄
2. 由該檢查點(diǎn)記錄得到檢出點(diǎn)建立時(shí)刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單
3. 從檢查點(diǎn)開(kāi)始正向掃描日志文件，直到日志文件結(jié)束
4. 撤銷(xiāo)檢查點(diǎn)后未完成事務(wù)（包括檢查點(diǎn)前，事務(wù)開(kāi)始后的修改）；重做檢查點(diǎn)后已完成事務(wù)（只重做檢查點(diǎn)后的）

第十一章 并發(fā)控制

11.1并發(fā)控制及并發(fā)操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致性

由于并發(fā)操作破壞了事務(wù)的隔離性

1. 丟失修改
2. 不可重復(fù)讀
3. 讀"臟"數(shù)據(jù)

11.2封鎖技術(shù)及基本封鎖類(lèi)型（排他鎖和共享鎖）、三級(jí)封鎖協(xié)議

封鎖：事務(wù)T在對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象操作之前，先向系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，對(duì)其加鎖。加鎖后事務(wù)T就對(duì)該數(shù)據(jù)對(duì)象有了一定的控制，在事務(wù)T釋放它的鎖之前，其他的事務(wù)不能更新此數(shù)據(jù)對(duì)象

排他鎖/寫(xiě)鎖：若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上X鎖，則其他事務(wù)在T釋放A上的鎖之前不能再讀取和修改A

共享鎖/讀鎖：若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上S鎖，則事務(wù)T可以讀A但不能修改A，其他事務(wù)只能再對(duì)A加S鎖，而不能加X(jué)鎖，直到T釋放A上的鎖（大家都可以讀）

三級(jí)封鎖協(xié)議

一級(jí)：在事務(wù)T修改數(shù)據(jù)R之前必須先對(duì)其加X(jué)鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放（只讀不鎖，還存在2、3問(wèn)題）

二級(jí)：一級(jí)封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對(duì)其加S鎖，讀完后即可釋放S鎖（還存在2問(wèn)題）

三級(jí)：一級(jí)封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對(duì)其加S鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放

11.3活鎖和死鎖，死鎖的預(yù)防、診斷與解除

活鎖：某事務(wù)T永遠(yuǎn)等待

避免方法：采用先來(lái)先服務(wù)

死鎖：你等我，我等你，幾個(gè)事務(wù)永遠(yuǎn)不能結(jié)束

預(yù)防：

• 一次封鎖法

  要求每個(gè)事務(wù)必須一次將所有要使用的數(shù)據(jù)全部加鎖，否則不能繼續(xù)執(zhí)行

  問(wèn)題：過(guò)早加鎖，降低系統(tǒng)并發(fā)度；難于事先精確確定封鎖對(duì)象

• 順序封鎖法

  預(yù)先對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象規(guī)定一個(gè)封鎖順序，所有事務(wù)都按這個(gè)順序?qū)嵭蟹怄i

  問(wèn)題：維護(hù)成本高；難于實(shí)現(xiàn)

診斷與解除：由DBMS的并發(fā)控制子系統(tǒng)定期檢測(cè)系統(tǒng)中是否存在死鎖，一旦檢測(cè)到，就要設(shè)法解除

診斷：

• 超時(shí)法

  如果一個(gè)事務(wù)的等待時(shí)間超過(guò)了規(guī)定的時(shí)限，就認(rèn)為發(fā)生了死鎖

• 等待圖法

  用事務(wù)等待圖G=(T,U)動(dòng)態(tài)反映所有事務(wù)的等待情況（生成回路，則表示系統(tǒng)中出現(xiàn)了死鎖）

解除：選擇一個(gè)處理死鎖代價(jià)最小的事務(wù)，將其撤銷(xiāo)，釋放此事務(wù)持有的所有的鎖，使其他事務(wù)能繼續(xù)運(yùn)行下去

11.4可串行化調(diào)度及兩段鎖協(xié)議，判斷一個(gè)并發(fā)調(diào)度是不是沖突可串行化調(diào)度。

可串行化調(diào)度：多個(gè)事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行是正確的，并且僅當(dāng)其結(jié)果與按某一次序串行地執(zhí)行這些事務(wù)時(shí)的結(jié)果相同

沖突操作：讀寫(xiě)、寫(xiě)寫(xiě)

沖突可串行化調(diào)度：一個(gè)調(diào)度Sc在保證沖突操作的次序不變的情況下，通過(guò)交換兩個(gè)事務(wù)不沖突操作的次序得到另一個(gè)調(diào)度Sc’，如果Sc’是串行的，稱(chēng)調(diào)度Sc是沖突可串行化的調(diào)度

兩段鎖協(xié)議：指所有事務(wù)必須分兩個(gè)階段對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)加鎖和解鎖（是可串行化調(diào)度的充分條件）

• 在對(duì)任何數(shù)據(jù)進(jìn)行讀、寫(xiě)操作之前，事務(wù)首先要獲得對(duì)該數(shù)據(jù)的封鎖
• 在釋放一個(gè)封鎖之后，事務(wù)不再申請(qǐng)和獲得任何其他封鎖

遵守三級(jí)封鎖協(xié)議（在不同程度上保證數(shù)據(jù)一致性）必然遵守兩段鎖協(xié)議（保證并發(fā)調(diào)度的正確性）

11.5理解封鎖粒度及多粒度封鎖。

封鎖粒度：封鎖對(duì)象的大小

封鎖粒度越小，并發(fā)度越高，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)越大

多粒度封鎖：在一個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)支持多種封鎖粒度供不同的事務(wù)選擇

對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖，系統(tǒng)要檢查：

• 該數(shù)據(jù)對(duì)象
• 所有上級(jí)結(jié)點(diǎn)
• 所有下級(jí)結(jié)點(diǎn)

意向鎖：對(duì)任一結(jié)點(diǎn)加基本鎖，必須先對(duì)它的上層結(jié)點(diǎn)加意向鎖

無(wú)需逐個(gè)檢查下一級(jí)結(jié)點(diǎn)的顯示封鎖，提高了對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖時(shí)系統(tǒng)的檢查效率

• 意向共享鎖 \ IS鎖
• 意向排他鎖 \ IX鎖
• 共享意向排他鎖 \ SIX鎖

鎖的強(qiáng)度：

11.6能熟練使用并發(fā)控制進(jìn)行事務(wù)調(diào)度

注：標(biāo)“*”號(hào)章節(jié)不考，第8章需要復(fù)習(xí)8.1到8.3