博客

数据库系统基础知识

关系数据库基础

• 数据库的结构与模式
  • 数据模型的三要素：数据结构、数据操作、数据的约束条件
  • 常见的数据模型：概念数据模型、基本数据模型、面向对象模型
  • 关系数据模型三大组成要素：关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束
• 实体-联系（E-R）模型
  • 实体、联系、属性之间的联系
• 数据的规范化
  • 主要考虑：关系模式中各属性之间的依赖关系、对关系模式性能的影响
  • 设计理念的核心：数据间的函数依赖
  • 衡量的标准：关系规范化的程度、分解的无损的链接、保持函数依赖性
  • 范式
    1. 范式是关系模型满足的确定约束条件。
    2. 范式有1NF(第一范式)、2NF(第二范式)、3NF (第三范式)、BCNF(巴克斯范式)、4NF(第四范式)和5NF,其中1NF级别最低。
    3. 这几种范式之间有5NF < 4NF < BCNF < 3NF < 2NF < INF成立。
• 事物管理
  • 特性：事务的ACID性质：原子性、一致性、隔离线、持久性
• 并发控制
  • 存在问题：导致数据的不一致，主要有丢失跟新、不可复读性和读脏数据
  • 主要原因：破坏了事物的隔离线
  • 主要技术：封锁
    • 封锁的类型：排他锁、共享锁（简称S锁或读锁）
  • 并发控制有关方：三级封锁协议、活锁与死锁、并发调度的可串行性、两段封锁协议、封锁的粒度、事物的嵌套等
• 数据库的备份和恢复
  • 数据备份
    • 目的：保护数据的关键技术在于建立冗余数据
    • 方法：
      1. 进行数据转储：静态转储、动态转储、海量转储、增量转储
      2. 简历日志文件
  • 数据恢复：
    • 目的：如何在系统出现故障后，能够及时使恢复到故障前的正确状态
• 数据库的4类故障
  1. 事物故障
     • 恢复操作：撤销事务和重做事务
  2. 系统故障
  3. 介质故障
     • 恢复操作：介质故障的恢复需要数据库管理员(DataBase Administrator, DBA)的参与，装入数据库的副本和日记文件副本，再由系统执行撤销和重做操作。
  4. 计算机病毒
  • DBMS提供数据库镜像功能用于数据恢复：通过复制数据实现，但是频繁的复制会影响系统运行效率，实际中一般只保留关键的数据和日志文件镜像