中级软件设计师（软考）笔记——数据库系统

数据库系统

1、三级模式-两层映射

三级模式

• 外模式（用户模式，视图级）—— 逻辑 | 是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述
• 内模式（存储模式，文件级）—— 数据的存储 | 是数据物理结构和存储方式的描述
• 概念模式（模式，表级） —— 反映数据库的结构及其联系 | 数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述

两层映射

• 模式/内模式映射 —— 保证数据的物理独立性
• 外模式/模式映射 —— 保证数据的逻辑独立性
  

数据库设计过程

2、E-R模型

E-R图中主要构件

E-R图向关系模型转换的基本方法1、一个实体转换为一个关系模式，实体的属性就是关系的属性2、如果是多个实体之间的多对多的联系，那么这个联系也要转换为一个独立的关系模式，且该关系模式的属性由各实体的关键字和该联系自身的属性组成，关键字由各实体的关键字组成3、一对一联系，可将联系合并到任意一端实体关系模式中4、一对多联系，可将联系合并到 多 端实体关系模式中


3、关系代数

• 并：R∪S={t|t∈R∨t∈S}
• 交：R∩S={t|t∈R∧t∈S}
• 差：R－S={t|t∈R∧t∉S}
• 笛卡儿积：R×S={(t_r t_s ) ?|t_r∈R?t_s∈S}，R×S列=A列+B列，R×S行=A行×B行
• 投影：选择列 πA（R）=…
• 选择：选择行
• 连接：选择相同属性的行，去掉重复列
  • θ连接，从R与S的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组
  • 等值连接，当θ为“=”时，称之为等值连接
  • 自然连接，一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且在结果集中将重复的属性列去掉
    

4、规范化理论

规范化理论

函数依赖：数据依赖指数据之间存在的各种联系和约束

键

• 候选键 —— 唯一标识元组，且无冗余
• 主键 —— 候选键任选一个
• 外键 —— 其他关系的主键

求候选码

关系模式码的确定，设关系模式R
首先应该找出F中所有的决定因素，即找出出现在函数依赖规则中“→”左边的所有属性，组成集合U1；
再从U1中找出一个属性或属性组K，运用Armstrong公理系统及推论1，使得K→U，而K真子集K′→U不成立；这样就得到了关系模式R的一个候选码，找遍U1属性的所有组合，重复过程（2），最终得到关系模式R的所有候选码


范式

• 1NF —— 所有属性都是不可分的基本数据项
• 2NF —— 所有非主属性完全依赖主键（不存在部分依赖）
• 3NF —— 所有非主属性不依赖于其他非主属性（消除传递依赖）
• BCNF —— 每个属性都不部分依赖于候选键也不传递依赖于候选键（完全依赖主键）

模式分解

• 保持函数依赖分解（子模式里满足依赖关系）
• 无损分解（可以还原）
• 有损分解（不可还原）

SQL语言

CURD，建表
……

并发控制

事务

• 原子性
• 一致性
• 隔离性
• 持续性

并发产生的问题

• 丢失修改
• 不可重复读
• 读脏数据

封锁

• 排它锁（X锁）：又称写锁。若事务T对数据对象A加上X锁，只允许T读取和修改A，其他事务不能再对A加任何锁，直到T释放A上的锁
• 共享锁（S锁）：又称读锁。若事务T对数据对象加上S锁，只允许T读取A但不能修改，其他事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到A上所有的S锁解除。保证了其他事务可以读A，但在T释放A上的S锁之前不能对A进行任何修改
  

死锁

……

完整性约束

• 实体完整性约束 —— 主键非空，唯一
• 参照完整性约束 —— 外键为空或者有一个正确的索引
• 用户自定义完整性约束 ——
• 触发器 —— 脚本