全国软考中级软件设计师 学习笔记-数据库部分

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数据库系统

1. 数据库三级模式-二级映射

 

1.1用户级–> 外模式(反映了数据库系统的用户观)

外模式又称子模式或用户模式,对应于用户级。它是某个或某几个用户所看到的数据库的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式是从模式导出的一个子集,包含模式中允许特定用户使用的那部分数据。

 

1.2 概念级–> 概念模式(反映了数据库系统的整体观)

概念模式又称模式或逻辑模式,对应于概念级。它是由数据库设计者综合所有用户的数据,按照统一的观点构造的全局逻辑结构,是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述,是所有用户的公共数据视图(全局视图)。

 

1.3 物理级–> 内模式(反映了数据库系统的存储观)

内模式又称存储模式,对应于物理级。它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述,是数据库最低一级的逻辑描述,它描述了数据在存储介质上的存储方式和物理结构,对应着实际存储在外存储介质上的数据库。

 

1.4 二级映射

模式/内模式的映像:实现概念模式到内模式之间的相互转换。

外模式/模式的映像:实现外模式到概念模式之间的相互转换。

注意:

什么是数据的物理独立性span>

数据的物理独立性是指当数据库的内模式发生改变时,数据的的逻辑结构不变。由于应用程序处理的只是数据的逻辑结构,这样物理独立性可以保证,当数据的物理结构改变了,应用程序不用改变。但是,为了保证应用程序能够正确执行,需要修改概念模式/内模式之间的映像。

什么是数据的逻辑独立性span>

数据的逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库结构是相互独立的。数据的逻辑结构发生变化后,用户程序也可以不修改。但是,为了保证应用程序能够正确执行,需要修改外模式/概念模式之间的映像。

通俗来讲就是如果改变了某个模式,只需要修改上一层的映像。即改变内模式,只需要修改模式/内模式映像(物理独立性),改变概念模式(逻辑结构),只需要修改外模式/模式映像(逻辑独立性)

 

2. E-R模型

2.1 绘制E-R模型

 

实体-用矩形表示  属性-用椭圆形表示  联系-用菱形表示

2.2. 集成E-R模型方法及解决冲突

 

2.3 E-R模型转化

一个实体型需要转换为一个关系模式,对于1:1联系可以将联系转换为单独关系模式,或者合并到任一边;对于1:n联系可以将联系转换为单独关系模式,或合并到n端;对于m:n联系只能将联系转换为单独关系模式

注意:三个以上实体间的一个多元联系

例题:

 

答案:C

 

3. 关系代数

主要学习交、并、差、笛卡尔积、投影、选择和联接

3.1 交并差

 

 

 

注意:差需要注意顺序

 

3.2 笛卡尔积、投影、选择

 

注意:笛卡尔积结果每个列都会保留。投影是对列做筛选,而选择是对行做筛选

 

3.3 联接

 

注意:联接和笛卡尔积区别在于对于公有属性只会保留一列,一般联接会指明联接条件,如不指明,默认是自然联接

 

4. 规范化理论

4.1 函数依赖

 

两种特殊的函数依赖

 

4.2 价值与用途

非规划化的关系模式,可能存在的问题包括:数据冗余、更新异常、插入异常、删除异常

4.3 键

超键(super key):在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键

候选键(candidate key):不含有多余属性的超键称为候选键

主键(primary key):用户选作元组标识的一个候选键作为主键

外键(foreign key):如果公共关键字在一个关系中是主关键字,那么这个公共关键字被称为另一个关系的外键。

 

4.4 如何求候选键

 

例题:

 

答案:A

 

答案:ABCD

 

 

 

答案:B

注意:AB意思是AB组合成为关键字,而A和B意思是A与B都可以成为关键字

 

5. 范式

 

5.1 第一范式

 

不满足,可以将高级职称人数拆成教授和副教授两个属性

 

5.2 第二范式

 

解决方案是拆分,将CREDIT属性和CNO属性提出来新生成一个关系模式

 

5.3 第三范式

一定是满足第二范式,对于只有单主属性主键一定满足第二范式,考虑是否满足第三范式

 

解决方案是拆分,将DNO、DNAME和LOCATION提出来新生成一个关系模式

 

5.4 BC范式

一定满足第三范式,当没有非主属性存在时,一定满足第三范式,考虑是否满足BC范式

 

候选键是SJ和ST,而依赖关系有:SJ -> T 和T->J,故不满足BC范式

例题:

 

答案:1)C   2)D   3)A

6. 模式分解

 

无损联接分解:指将一个关系模式分解成若干个关系模式后,通过自然联接和投影等运算仍能还原到原来的关系模式

例题:

 

方法1:使用表格

 

方法2:使用代数(仅能处理一分为二的情况)

 

7. 并发控制

7.1 基本概念

 

7.2 并发控制存在的问题

1)丢失更新

2)不可重复读

3)读“脏”数据

 

7.3 封锁协议

 

注意:X锁是写锁(不能再加其他锁)、S锁是读锁(其他事务可以再加S锁)

 

8. 数据库完整性约束

1)实体完整性约束

实体完整性是指关系中的主属性值不能为NULL且不能有相同值

2)参照完整性约束

参照完整性是指关系中的外键必须是另一个关系的主键有效值,或者是NULL

3)用户自定义完整性约束

包括字段的值域、字段的类型及字段的有效规则等约束,它是由确定关系结构时所定义的字段的属性决定的

 

9. 数据库安全

 

10. 数据库备份和恢复

10.1 冷备份与热备份

 

10.2 完全备份、差量备份和增量备份

完全备份:备份所有数据

差量备份:仅备份上一次完全备份之后变化的数据

增量备份:备份上一次备份之后变化的数据

其他

 

10.3 数据库故障与恢复

 

11. 数据仓库与数据挖掘

11.1 数据仓库

 

11.2 数据挖掘方法

 

12. 反规范化技术(提高查询效率)

由于规范化使表不断的拆分,从而导致数据表过多。这样虽然减少了数据冗余,提高了增、删、改的速度,但会增加查询的工作量。系统需要进行多次连接,才能进行查询操作,使得系统效率大大下降。

技术手段:

1)增加派生性冗余列2)增加冗余列3)重新组表4)分割表

 

13. 大数据

 

 

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