資料庫技術概述

一 基本概念

1 資料庫與資料庫管理系統

   1）資料庫系統，由資料庫、硬體、軟體、人員組成。

   2）資料庫是統一管理的、長期儲存在電腦內的，有組織的相關資料的集合。

   3）軟體包括作業系統、資料庫管理系統及應用程式。

   4）人員

         a 系統分析員和資料庫設計人員

         b 應用程式員

         c 終端使用者

         d 資料庫管理員

2 DBMS的功能

  1）資料定義 a 資料庫結構描述 b 完整性定義 c 安全保密定義

  2）資料庫操作 a 檢索 b 插入 c 修改 d 刪除

  3）資料庫運行管理 a 並發控制 b 安全性檢查 c 存取控制 d 完整性檢查和執行 e 作業記錄的組織管理 f 交易管理 g 自動回復

  4）資料群組織、儲存和管理 a 包括資料字典、使用者資料和存取路徑。 b 確定儲存級上的檔案結構和存取方式。 c 實現資料間的聯絡，提高儲存空間的利用率。

  5）資料庫的建立和維護

  6）其它功能

3 DBMS的特徵

  1）資料庫結構化且統一管理。

  2）有較高的資料獨立性。

  3）資料控制功能。

      a 資料庫的安全性保護。

      b 資料的完整性。

      c 並發控制。

      d 故障恢複。

4 DBMS的分類

  1）關聯式資料庫系統（RDBS）

  2）物件導向資料庫系統（OODBS）

  3）對象關聯式資料庫系統（ORDBS）

5 資料庫系統的體繫結構

  1）集中式資料庫系統

  2）主從架構

  3）並行資料庫系統

  4）分散式資料庫系統

6 資料庫的三級模式結構

  1）概念模式

  2）外模式

  3）內模式

  4）兩級映像

二 資料模型

1 概念

2 資料模型的三要素

3 E-R模型

4 層次模型

5 網狀模型

6 關聯式模式目前最常用的資料模型之一。關聯式模式中用表格表達實體集以及實體集之間的聯絡。

7 物件導向模型

  1）對象和對象標示（OID）

  2）封裝

  3）對象的屬性

  4）類和類層次

  5）繼承

三 關係代數

1 屬性和域

2 笛卡爾積與關係

3 關係的相關概念

4 關係的類型

5 關聯式資料庫模式

6 完整性條件約束

7 關係運算

四 關聯式資料庫SQL語言簡介

1、SQL資料庫體繫結構

2、SQL的基本組成

3、SQL資料定義

4、SQL資料查詢

5、SQL資料更新

6、SQL存取控制

7、嵌入式SQL

五 關聯式資料庫正常化

1、函數依賴

    1）函數依賴

    2）非平凡函數依賴

    3）平凡的函數依賴

    4）完全函數依賴

    5）部分函數依賴（局部函數依賴）

    6）傳遞依賴

    7）碼

           a、主碼

           b、候選碼

           c、主屬性

           d、非主屬性

           e、外碼

      8）函數依賴的公理系統

2、正常化

3、模式分解及分解應具有的特性

六 資料庫的控制功能

1、交易管理

事務是一個操作序列，要麼都做，要麼都不做；是不可分割的邏輯工作單位。

1）SQL中事務定義的語句：

    BEGIN TRANSACTION：事務開始

    COMMIT：事務提交

    ROLLBACK：交易回復

2）事務的特性（ACID）

    原子性（atomicity）

    一致性（consistency）

    隔離性 （isolation）

    持久性（durability）

2、資料庫的備份和恢複

1）資料庫的關鍵技術在與建立冗餘資料，即備份資料。如何在系統出現故障後能夠及時使資料庫恢複到故障前的正確狀態，就是資料庫恢複技術。

2）故障類型：

    a、內部故障

    b、系統故障

    c、介質故障

    d、電腦病毒

3）備份方法

    a、靜態轉儲和動態轉儲

    b、海量轉儲和增量轉儲

    c、記錄檔

4）恢複

     a、反向掃描日誌，尋找該事務的更新操作；

     b、對事務的更新操作執行逆操作；

     c、繼續重複操作a、b直到事務開始標誌；

5）資料庫鏡像

3、並發控制

1) 並行作業帶來的問題

    a、丟失修改

    b、不可重複讀取

    c、讀髒資料

2）並發控制技術

    a、封鎖

         獨佔鎖定：寫控制，封鎖後，只有封鎖的事務可以讀取和修改該資料對象，其餘事務不可讀也不可寫。

         共用鎖定：讀控制，封鎖後所有事物都可以讀，但是都不可以修改。

    b、三級封鎖協議

         一級封鎖協議：

         二級封鎖協議：

         三級封鎖協議：

    c、活鎖與死結

    d、並發調度的可串列性

    e、兩段封鎖協議

         概念：指所有事務必須分兩個階段對資料項目加鎖和解鎖。

         獲得封鎖

         釋放封鎖

    f、封鎖的粒度

         封鎖對象的大小稱為粒度；封鎖的對象有邏輯單元（屬性、元組、關係、索引項目、整個索引、整個資料庫）和物理單元（資料頁或索引頁）。