软件设计师考点3 数据库系统

数据库模式

①三级模式-两级映射

物理数据库在计算机中的表现形式为文件

内模式管的是如何存储数据

概念模式是表的级别，把数据分为多个表，根据业务和应用划分

外模式对应数据库中的视图，更加灵活控制数据。

②数据库设计

③ER模型：

集成的方法：逐步集成，用累加的方式一次集成两个ER图；多个局部E-R图一次性集成。

集成产生的冲突和解决方法

属性冲突：包括属性域冲突和属性取值冲突。

命名冲突：包括同名异义和异名同义

结构冲突：包括同一对象在不同应用中具有不同的抽象，及同一个实体在不同的局部E-R图中包含的属性个数和属性排列次序不完全相同。

✳E-R模型转实体关系：一个实体型转换为一个关系模式      分为   1:1 联系   1:n联系，最少转成两个关系模式     m:n 联系，至少转成三个关系模式

多对多时联系转成单独的关系模式，一对多时联系和1转为关系模式

✳三个以上实体间的一个多元联系

④关系代数与元组演算

关系代数分为：并，交，差，笛卡尔积，投影，选择，联接

联接操作只保留一个结果。

⑤规范化理论-函数依赖

部分函数依赖：主键是两个函数的组合键

传递函数依赖：A确定B，B确定C，则可以A确定C。

规范化理论的价值和用途：解决数据冗余，更新异常，删除异常，插入异常。

⑥键

超键：在关系中能唯一标识元组的属性或属性集称为关键模式的超键。

候选键：唯一标识元组，不存在冗余属性，可以有多个

主键：只有一个，唯一标识元组

外键：别的关系的主键。常用来做表关联。

求候选键的方法：图示法

将依赖关系用有向图表示，找出入读为0的属性，以该点为起点遍历所有有向图，若能正常便利所有节点，则该属性集为关系模式的候选键。

⭐范式

第一范式：“第一范式的数据表必须是二维数据表”，第一范式是指数据库的每一列都是不可分割的基本数据项，强调列的原子性。在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。

第二范式：第二范式建立在第一范式的基础上，即满足第二范式一定满足第一范式，第二范式要求数据表每一个实例或者行必须被唯一标识。除满足第一范式外还有两个条件，一是表必须有一个主键；二是没有包含在主键中的列必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分。

第三范式：若某一范式是第二范式，且每一个非主属性都不传递依赖于该范式的候选键，则称为第三范式，即不能存在：非主键列 A 依赖于非主键列 B，非主键列 B 依赖于主键的情况。

BC范式：消除主属性对候选键的传递依赖

⑦模式分解

保持函数依赖分解：分解之后保持原来所有的函数依赖，冗余不需要保持。

无损分解：将一个关系模式分解为若干个分解模式后，通过运算可以还原原来的关系模式。

判断是否为无损分解的方法：

表格法：

首行为分解前的关系模式属性，首列为分解后的关系模式，分解后的关系模式在表中存在则标为a，不存在标为b，若能根据相同属性判断其他属性，则标为a，若有一行全部标为a，则为无损分解。

⑧并发控制

事务的特征：原子性，隔离性，一致性，持久性

可能存在的问题：丢失更新，不可重复读，读脏数据。

⑨封锁协议：

一级封锁协议：事务T在修改数据R之前对数据添加X锁，直到事务结束之后再释放。可防止丢失更新。X锁为写锁。写锁加上之后不能对数据加任何锁。

二级封锁协议：一级封锁协议加上事务T再读取数据R之前对其增加S锁，读完后即可释放S锁，可防止丢失修改，还可防止读脏数据。S锁为读锁。读锁加上之后还可以对数据加读锁

三级封锁协议：一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前对其增加S锁，事务结束后释放。可防止丢失修改，读脏数据，重复读。

两端锁协议

⑩数据库完整性约束：提高数据可靠性的方式。

实体完整性约束：约束主键值不为空且唯一。

参照完整性约束：约束外键

用户自定义完整性：用户可以设置属性取值。

触发器

数据库安全：

十一：数据备份：

冷备份：静态备份，将数据库正常关闭，在停止状态对数据库文件进行备份。

热备份：动态备份，利用备份软件，在数据库运行状态下，将数据库中的文件备份下来。

完全备份：备份所有数据。

差量备份：备份上次完全备份后变化的数据

增量备份：只备份上次备份后变化的数据

日志备份：事务日志是针对数据库改变所做的记录，它可以针对数据库的任何操作，并将修改记录存放到单独的文件中。

12：数据库故障与恢复：

 

数据仓库与数据挖掘

数据仓库：面向主题，集成，想对稳定，反映历史变化。

数据挖掘方法：决策树，神经网络，遗传算法，关联规则挖掘算法

分类：

1.关联分析：挖掘出隐藏在数据之间的相互关系

2.序列模式分析：侧重点是分析数据之间的先后关系或因果关系

3.分类分析：为每一个记录赋予一个标记，再按标记分类。

4.聚类分析：分类分析法的逆过程。

反规划技术：

技术手段：增加派生性冗余列，增加冗余列，重新组表，分割表

大数据：对海量数据处理的相关技术。