关系数据库系统教材.docx

数据库管理系统是数据库系统的核心 数据库系统是在文件系统的基础上发展而来的 数据库最大的特点是“数据的三级抽象和二级独立” 数据库是存储在计算机内有结构的数据集合 数据库应用系统包括数据库和数据库应用程序 关系数据库系统: 是支持关系模型的数据库系统 数据模型的三要素是: 数据结构、数据操作和数据完整性 关系模型的组成 1. 关系数据结构 2. 关系操作集合 3. 关系完整性约束 关系模型中常用的关系操作: 选择、投影、并、差、笛卡尔积是5种基本操作 关系操作的特点: 集合操作方式，即操作的对象和结果都是集合 关系代数 是一种抽象的查询语言 用对关系的运算来表达查询 关系代数运算的三个要素 运算对象：关系 运算结果：关系 运算符：四类关系代数运算符 关系运算的分类：分为传统的集合运算和专门的关系运算 SQL的功能特点 数据查询 数据定义(DDL) 数据操纵(DML) 数据控制(DCL) 约束条件类型 PRIMARY KEY（主键约束） UNIQUE（惟一约束） NOT NULL（非空约束） FOREIGN KEY（外键约束） CHECK（检查约束） 建立索引的目的：基本表上建立一个或多个索引，以提供多种存取路径，加快查找速度。 数据库异常问题 冗余太大 插入异常 删除异常 修改异常 数据依赖：是一个关系内部属性与属性之间的一种约束关系，是语义的体现。分为函数依赖和多值依赖。 泛关系模式：就是最初设计的关系模式，或者说是存在异常问题的关系模式。 数据库模式：根据范式理论，将不符合用户需求的泛关系模式分解成一系列的关系集合。 若R∈1NF，且R中的每一个非主属性都完全函数依赖于R的任一候选码，则R∈2NF。 如果关系模式R∈BCNF，必定有R∈3NF 如果R∈3NF，且R只有一个候选码，则R必属于BCNF。 任何的二元关系必定是BCNF 查询优化：从查询的多个执行策略中进行合理选择的过程。 查询优化的分类：代数优化和物理优化 数据保护也叫数据控制，主要包括： 数据库恢复 并发控制 数据的安全性 数据的完整性 事务（Transaction） 是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。 事务可以是一组SQL语句、一条SQL语句或整个程序，在通常情况下，一个应用程序里包含多个事务。 事务生成： 用户显式地定义事务 由DBMS按缺省自动划分事务 事务的特性 1.原子性（Atomicity） 　一个事务中对数据库的操作，是一个不可分割的整体。 2.一致性（Consistency） 　数据不会因事务的执行而遭受破坏。 3.隔离性（Isolation） 在多个事务并发执行时，系统应保证与这些事务先后单独执行时的结果一样。 　4.持久性（Durability） 一个事务一旦完成全部操作，它对数据库的所有更新应永久地反映在数据库中。 事务是数据库恢复和并发控制的基本单位 数据库故障恢复的基本单位是事务，因此在数据恢复时主要使用事务撤销（UNDO）与事务重做（REDO）两个操作。 1. 事务级故障 事务内部执行所产生的逻辑错误与系统错误，它由诸如数据输入错误、数据溢出、资源不足以及死锁等引起，使得事务尚未运行到终点即告夭折 。 2. 系统级故障 指造成系统停止运转的任何事件，使得系统要重新启动，通常称为软故障。 3. 介质级故障 也称为硬故障（Hard Crash），如磁盘损坏、磁头碰撞、瞬时强磁场干扰等。这类故障将破坏数据库或部分数据库。 数据转储的概念 转储即DBA定期地将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程。这些备用的数据文本称为后备副本（backup）或后援副本。 （1）静态转储：是在系统中无运行事务时进行的转储操作。静态转储得到的一定是一个数据一致性的副本。 （2）动态转储：是指转储期间允许对数据库进行存取或修改。即转储和用户事务可以并发执行。 3、海量转储和增量转储 （1）海量转储：每次转储全部数据库。 （2）增量转储：每次只转储上一次转储后更新过的数据 日志文件（log file）—用来记录事务对数据库的更新操作的文件。 日志文件的作用 进行事务故障、系统故障恢复，并协助后备副本进行介质故障恢复。 系统故障的恢复: 恢复操作： 要撤销故障发生时未完成的事务（撤销队列进行UNDO） 重做已完成的事务（重做队列进行REDO） 介质故障的恢复需要DBA介入。 动态维护日志文件的方法是周期性地执行: 建立检查点，保存数据库状态 具体步骤： ①将当前所有日志记录写入磁盘日志文件上； ②在日志文件中写入一个检查点记录； ③将当前所有数据记录写入磁盘的数据库中； ④把检查点记录在日志文件中的地址写入一个重新开始文件。 在数据库