文章目录
一）数据库
1. 定义
数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库
2. 分类
-
关系型数据库：Oracle、DB2、MySQL等
-
非关系型数据库：MongoDB、Memecached、Redis等
区别：
关系：安全，浪费空间：磁盘存储
非关系：效率高，不是特别安全（内存存储容易丢失）
3. 数据模型
数据模型是数据特征的抽象
- 概念模型：按用户观点对数据和信息建模
- 逻辑模型和物理模型
- 逻辑模型：层次模型，网状模型，关系模型等
- 物理模型：数据在系统内部（如磁盘）的表现方式和存取方法
数据模型组成要素：数据结构，数据操作，数据完整性约束
概念模型：实体，属性，码，实体型，实体集，联系
关系模型：关系，元组，属性，码，域，分量，关系模式
数据操作：增删改查
完整性约束：实体完整性，参照完整性，用户定义完整性
（关系 == 二尾表）
4. 三级结构和二级映像
-
外模式：数据库用户能看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述
外模式：模式的子模式 -
模式：数据库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
-
内模式：数据物理结构和存储方式的描述
二）关系型数据库
1. 定义
关系型数据库，是一种建立在关系模型上的数据库
关系模型：建立在关系（一张二维表）上的模型
2. 组成要素
数据结构
数据操作
完整性约束
- 实体完整性：主键（关系的主属性，不能取空值）
- 参照完整性：外码（空值，或所引用关系元素的主码值）
- 用户定义完整性
3. SQL
关系数据库的三级结构
外模式：局部数据的逻辑结构和视图
模式：全局数据
内模式：物理结构和存储方式
外模式==视图+部分基本表
模式==若干基本表
内模式==存储文件
一或多个表，对应一个存储文件
一个表有若干索引
数据定义语言
- 对象：模式，表，视图，索引
create
drop
alter
数据更新语言
insert
update
delete
数据查询语言
select
数据查询：
指定列：单表查询，多表查询
去重：distinct
条件：where（比较，范围，集合，字符匹配，空值，多重条件）
排序：order by
分组：group by having
聚集函数：count、sum、avg、max、min
连接查询：等值连接，非等值连接
自身连接
外连接：左外，右外，全
嵌套查询：any，all谓词/聚集函数和in等
exists
集合查询：union，intersect，except
数据控制语言
grant
revoke
4. 数据类型
显示宽度：用于显示，长度不够前缀填充0
- 数值：
- 整数：1，2，3，4，8字节
- 小数：浮点，定点
- 字符串：char，varchar，text，blob，enum，set
- 日期时间：日期时间，日期，时间，时间戳，年份
5. 完整性详解
实体完整性
主键定义
参照完整性
外键定义
用户定义完整性
-
属性约束：空与非空，唯一，check
name varchar(12) not null card_id char(18) unique not null sex char(2) check (sex in('男', '女')) score int check (score>=0 and score<=100) -
元组：check
# 男性不能以Ms开头 check (sex='女' or name not like 'Ms%') -
完整性约束命名语句：
constraint <完整性约束条件名> <完整性约束条件>条件：not null，unique，primary key，foreign key，check等
6. 触发器
-
定义：事件，条件，动作
事件：增删改，事务的结束等 条件真，触发动作 create trigger <触发器名> before|after insert|delete|update [of <属性>] on <表> referencing #引用变量 oldrow as <别名>, newrow as <别名> for each row [when <条件>] <动作> 说明：若没有`for each row`，可引用变量为：oldtable，newtable -
激活
-
删除
7. 关系数据库理论
P第6章 《数据库系统概论》
基本名词：平凡函数依赖，非平凡函数依赖，决定因素，完全函数依赖，部分函数依赖，传递函数依赖
（完全：X→Y，但X的真子集不能决定Y
（部分：X→Y，但X的真子集→Y
码，候选码，超码，主属性，非主属性|非码属性
外码
数据依赖
-
函数依赖：例如学号决定学生信息（姓名，专业…），即y=f(x)，x→y
常见问题：数据冗余，更新异常，插入异常，删除异常 -
多值依赖
范式
1NF：关系的每一个变量必须是不可分的数据项
表的列，不可分
2NF：每一个非主属性完全函数依赖于任何一个候选码
3NF：每一个非主属性不传递依赖、不部分依赖于码
BCNF：？？
排除传递和部分函数依赖
## 多值依赖：？？
4NF：？？
8. 数据库编程
-
过程化SQL：块
-
存储过程和函数
-
过程化SQL的游标
三）并发控制
1. 事务
事务（一批操作），要么全成功，要么全失败。
特性
ACID
并发事务问题
- 脏读
- 不可重复读
- 幻读
事务隔离级别
- 读未提交
- 读已提交
- 可重复读
- 串行化
并发事务解决方案
- 锁
- MVCC
事务故障
- 事务故障
- 系统故障：
- 介质故障
- 计算机病毒
数据恢复
-
数据冗余
数据转储：数据库复制到存储介质 登记日志文件 -
数据恢复
2. 并发控制
并发操作带来的数据不一致性包括：丢失修改，不可重复读，读脏数据
- 原因：破坏事务隔离性
- 解决：封锁，时间戳，乐观控制，多版本并发控制MVCC等
封锁
X(排他|独享)锁和S(共享)锁
一级封锁协议：事务修改数据前，加X锁，事务结束后才解锁
解决：丢失修改。不解决：不可重复读，读脏数据
二级封锁协议：一级封锁协议+事务读数据前，加S锁，读完后解锁
解决：丢失修改，读脏数据。不解决：不可重复读
三级封锁协议：一级封锁协议+事务读数据前，加S锁，事务结束后才解锁
解决：丢失修改，读脏数据，不可重复读
其他问题：活锁，死锁
活锁：某个事务一直处于等待
解决：先来先服务
死锁：多个事务一直不能结束
解决：预防；诊断——处理
并发调度的可串行性
可串行化调度：多个事务的并发执行结果 == 按某一次序串行执行这些事务的结果
可串行性：并发调度，当且仅当它是串行化，认为是正确调度
两段锁协议：保证并发调度的正确性，从而保证多个事务执行结果的正确
所有事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁
1. 在对任何数据进行读写之前，首先要申请并获得该数据的封锁
2. 在释放一个封锁之后，事务不可再申请和获取任何其他封锁
封锁的粒度
封锁对象的大小，封锁粒度
- 逻辑单元：属性值，属性值集合，元组，关系，索引项，索引，数据库
- 物理单元：页，物理记录等
多粒度封锁
显示封锁：应事务要求直接加到数据对象上的锁
隐式封锁：上级节点加锁
加锁前，检查数据对象的显示封锁，上级节点——隐式封锁，下级节点显示封锁
效率过低！！
引入意向锁：避免检查下级节点的显示封锁
IS：父IS，子S
IX：父IX，子X
SIX：加S锁，再加IX锁
读整个表，加S锁
更新元组，子X，则父IX，即加IX锁
3. 多版本并发控制
理解不够，暂略
参考
《数据库系统概论 第5版》