数据库系统标准设计期末考总结.docx
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1、数据库系统设计期末考总结 什么是数据库?数据库是被一个系统所使用全部数据集合数据库管理员(Database Administrator) 什么是数据库管理系统?(DBMS)数据库管理系统就是帮助存放,管理和使用数据库程序集合,对数据库进行统一管理和控制,以确保数据库安全性和完整性 DBMS(database management system)数据库管理系统环境组成硬件,软件,数据,程序(procedures),人 数据库系统开发生命周期(database system development lifecycle) 数据库设计三个关键步骤:概念设计逻辑设计物理设计 C/S vs B/SC/S即
2、Client/Server(用户机/服务器) 结构,经过将任务合理分配到Client端和Server端,降低了系统通讯开销,需要安装用户端才可进行管理操作。用户端和服务器端程序不一样,用户程序关键在用户端,服务器端关键提供数据管理、数据共享、数据及系统维护和并发控制等,用户端程序关键完成用户具体业务。开发比较轻易,操作简便,但应用程序升级和用户端程序维护较为困难。三层C/S构架在三层架构中,用户端接收用户请求,用户端向应用服务提出请求,应用服务从数据库服务中取得数据,应用服务将数据进行计算并将结果提交给用户端,用户端将结果展现给用户。 两层和三层区分?两层架构Client side prese
3、nted two problems preventing true scalability: Fat client, requiring considerable resources on clients computer to run effectively. Significant client side administration overhead. By 1995, three layers proposed, each potentially running on a different platform.用户端提出两个问题阻止真正可伸缩性:脂肪”用户端,需要相当大用户端电脑上资源
4、有效地运行。重大用户端管理开销。三层架构Advantages: Thin client, requiring less expensive hardware. Application maintenance centralized. Easier to modify or replace one tier without affecting others. Separating business logic from database functions makes it easier to implement load balancing. Maps quite naturally to W
5、eb environment.优点:瘦”用户机,需要更少昂贵硬件。应用程序维护集中。轻易修改或替换一个层而不影响其它。将业务逻辑和数据库函数分开使其轻易实现负载平衡。很自然地映射到Web环境。Three main types of transactions(三种关键类型事务): retrieval transactions检索事务update transactions更新交易处理 mixed transactions混合事项B/S即Browser/Server (浏览器/服务器) 结构,用户界面完全经过WWW浏览器实现。用户端基础上没有专门应用程序,应用程序基础上全部在服务器端。因为用户端没有
6、程序,应用程序升级和维护全部能够在服务器端完成,升级维护方便。因为用户端使用浏览器,使得用户界面“丰富多彩”,但数据打印输出等功效受到了限制。 SQLSQL分类:DDL数据定义语言(CREATE,ALTER,DROP,DECLARE)DML数据操纵语言(SELECT,DELETE,UPDATE,INSERT)DCL数据控制语言(GRANT,REVOKE,COMMITn Query(查询)n Security(安全)n Index(索引)n View(视图) ERDA five-step process for ERD construction :ERD构建五个步骤过程:n Step1: Rep
7、resent Entities as Tables(将实体转换成表)n Step2: Determine Relationships(确定关系) In most cases, a record in one table will correspond to multiple records in another table.在大多数情况下,一个表统计将对应于另一个表中多条统计。 For many-to-many relationships, a new associative table must be created between two tables. 多对多关系,必需创建一个新关联表两
8、个表之间关系。n Step3:List Fields(确定表属性)n Step4: Identify Keys(确定键,主键和外键)n Step5: Determining Data Types确定数据类型 Primary and foreign keys must match in data type and size. 主键和外键必需匹配数据类型和大小。2.主键A primary key uniquely identifies each record in a table.主键唯一标示表中每一条统计。n Uniquen Minimaln Not Nulln Nonupdateable3.外
9、键假如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外键。4.完整性实体完整性:每个表一定要有一个正当主键。(主键值唯一)参考完整性规则(Referential Integrity):若属性组F是关系模式R1主键,同时F也是关系模式R2外键,则在R2关系中,F取值只许可两种可能:空值或等于R1关系中某个主键值。(外键,值在主键中没有出现)5.范式第一范式:(1NF)强调是列原子性,即列不能够再分成其它几列。Definition: A table in which all fields contain a single value.第二范式:(2NF)属性完全依靠于主键De
10、finition: A table in which each non-key field is determined by the whole primary key and not part of the primary key by itself.没有包含在主键中列必需完全依靠于主键,而不能只依靠于主键一部分。第三范式:(3NF)属性不依靠于其它非主属性首先是 2NF,另外非主键列必需直接依靠于主键,不能存在传输依靠。即不能存在:非主键列 A 依靠于非主键列 B,非主键列 B 依靠于主键情况。6.Normalization规范化没有进行规范化数据存在插入(表没有分开,插入数据是产生异常)
11、,更新(数据冗余,更新时产生异常),删除异常(表没有分开,数据间存在依靠关系)同一张表本身设计不合理造成异常规范化优缺点优点: 消除更新异常 降低数据冗余 处理了数据完整性问题 节省存放空间 缺点: 包含多表子查询和表之间联接,需要更复杂SQL语句 DBMS额外工作使应用程序变慢7.关系型数据库优点n 依靠逻辑,而不是物理、相关统计之间联络n 使用第四代语言(4 gl) n 备抵高度数据独立性 n Weak Entity(弱实体)一个实体对于另一个实体含有很强依靠关系,而且该实体主键一部分或全部全部是从其它强实体中取得,则称该实体为弱实体n Derived attribute(派生属性)Att
12、ribute that represents a value that is derivable from value of a related attribute, or set of attributes, not necessarily in the same entity. 属性代表了一个值从一个相关属性中派生出来,或一组属性值引出,,不一定在同一个实体。n recursive relationship(递归关系)添加一个外键,使得有一对多关系,多对多关系n complex relationship(复杂关系)Multiplicity is the number (or range)
13、of possible occurrences of an entity type in an n-ary relationship when other (n-1) values are fixed. n problems in an ER modelOften due to a misinterpretation of the meaning of certain relationships.通常因为特定意义关系误解。connection traps. (连接陷阱)俩个关键连接陷进:扇形陷进和深坑陷进扇形陷进:两个实体有一个一对多关系,从而扇出第三个实体,两个实体键本该有一个直接关系提供必
14、需信息深坑陷进:一个模型显示实体之间存在关系,但一些实体出现之间路径不存在。n Supertype/Subtype Hierarchies(超类和子类)某个实体类型中全部实体同时也是另一个实体类型实体.此时,我们称前一实体类型是后一实体类型子类(Subtype),后一实体类型称为超类(Supertype).不过子类有一个很关键性质:继承性。子类继承其超类上定义全部属性,其本身还能够包含其它另外属性.第九章:磁盘性能指标:磁盘容量,存取时间,数据传输速度,可靠性磁盘总容量统计盘面数*每统计盘面磁道数*每磁道扇区数*每扇区字节数扇区:扇区是磁盘寻址最小单位,其大小通常是512字节数据在磁盘上定位信
15、息:柱面号,磁头号,扇区号编址方法:柱面从外向内编址(如:0199),磁道按柱面编号(如:0号柱面从上向下编号019,再给1号柱面磁道编号),盘块号(假设每个磁道有17个扇区,0号柱面0号磁道0号扇区盘块号为0,0号柱面1号磁道0号扇区盘块号为17)Access time (存取时间) the time it takes from when a read or write request is issued to when data transfer begins. (一个读或写请求发出到数据开始传输时间) Consists of: Seek time (寻道时间) time it takes
16、 to reposition the arm over the correct track. 4 将磁头移到柱面时间:约230msRotational latency (旋转等候时间) time it takes for the sector to be accessed to appear under the head. 4 约1020msl 总时间:1040msData-transfer rate the rate at which data can be retrieved from or stored to the disk. (从磁盘上读取数据或存放数据到磁盘时间)Mean time
17、 to failure (MTTF) (平均失效时间) the average time the disk is expected to run continuously without any failure.(磁盘无故障连续运行时间Typically 3 to 5 years)Block a contiguous sequence of sectors from a single track data is transferred between disk and main memory in blocks sizes range from 512 bytes to several kil
18、obytes内存和外存一次数据交换称为一次I/O操作,每次交换数据量是一个Block内存中开辟缓冲区大小最少要等于一个blockBlock大小通常由DBMS厂商决定廉价磁盘冗余阵列(RAID) Redundant Arrays of Independent Disks 经过冗余提升可靠性是一个利用大量廉价磁盘进行磁盘组织技术价格上,大量廉价磁盘比少许昂贵大磁盘合算得多性能上,使用大量磁盘能够提升数据并行存取可靠性上,冗余数据能够存放在多个磁盘上,所以一个磁盘故障不会造成数据丢失冗余(Redundancy)存放额外信息,方便当磁盘故障时能从中重建磁盘还是内存?l 5-minute rule:假如
19、一个被随机访问页面使用频率超出每5分钟一次,那么它应该被驻留在内存l minute rule:假如被次序访问页面使用频率超出每1分钟一次,那么它应该被驻留在内存文件存放:The database is stored as a collection of files. Each file is a sequence of records. A record is a sequence of fields数据库是存放为文件集合。每个文件全部是一个序列统计。字段统计是一个序列。第十章:Basic Steps in Query Processing(查询处理基础步骤):1. Parsing and t
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