关于数据库:软考架构师计算机基础3-数据库技术

数据库系统

• 数据：是数据库中存储的根本对象，是形容事物的符号记录
• 数据的品种：文本，图形，图像，音频，视频，等

数据库：是长期存储在计算机内，有组织的，可共享的大量数据的汇合

数据库的基本特征

• 数据依照肯定的数据模型组织，形容和存储
• 堪称各种用户共享
• 冗余度较小
• 数据独立性较高
• 易扩大

数据库系统是一个采纳了数据库技术，有组织的，动静的存储大量相干数据，方柏霓多用户拜访的计算机系统， 组成：

1. 数据库
2. 硬件
3. 软件
4. 人员

数据库管理系统DBMS ：

1. 实现对共享数据无效的组织、治理和存取
2. 包含数据定义、数据库操作、数据库运行治理、数据的存储管理、数据库的建设和保护等。

三级模式两级映像

• 内模式：治理如何存储物理数据，对应具体物理存储文件
• 模式：又称为概念模式，就是咱们通常应用的根本表，依据利用，需要将物理数据划分为一张张表
• 外模式：对应数据库中的视图级别，将表进行肯定的解决后再提供给用户应用。

两级映像
外模式-模式映像
模式-内模式映像

数据库设计

1. 需要剖析：信息要求、解决要求、零碎要求

2. 概念结构设计：E-R 图

   1. 属性抵触：同一个属性可能会存在于不同的ER图中
   2. 命名抵触：雷同意义的属性 ，在不同的分ER图中有不同的命名
   3. 结构冲突：同一个实体在不同的er图中有不同的属性
3. 逻辑结构设计：E-R图，转关系模式（表（针对关系型））
4. 物理设计：表如何存储到硬件
5. 数据库施行：建表，录数据巴拉巴拉
6. 数据库运行和保护：运维

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数据模型

四种根本模型

• 关系模型：是二维表的的模式示意的实体分割图
• 概念模型
• 网状模型
• 面向对象

数据模型的三要素

1. 数据结构
2. 数据操作
3. 数据的约束条件

ER图来形容概念数据模型，
在ER模型中，应用椭圆来示意属性，长方形示意实体，菱形示意分割，分割的两端要填写分割类型
eg:

实体：客观存在并且能够互相区别的事物
弱实体：依赖于强实体存在
强实体：实在体
实体集

属性：

属性分类：简略属性，复合属性

域：属性的取值范畴成为该属性的域
码（键key)：惟一标识实体的属性集

关系模型中数据的逻辑构造是一个二维表，由行列组成。

ER模型转换为关系模式：每个实体都对应一个关系模式；分割分为三种：

一对一：分割能够放到任意的两端实体中，作为一个属性，也能够转换为一个独自的关系模式
一对多：分割能够独自作为一个关系模式，也能够在N端中退出1端实体的主键
多对多：分割必须作为一个独自的关系模式，其主键只M和N端的联结主键

关系代数

并：后果是两张表中的所有记录数合并，雷同记录只显示一次
交：后果是两张表中雷同的记录
差：s1-s2 后果是两张表中 s1中有，而s2中没有的那些记录。

笛卡尔积
s1Xs2 产生的后果包含s1和s2 所有的属性列，并且s1中的每条记录顺次和s2中所有记录组合成一条记录，最终属性列为s1+s2 属性列，记录数为s1Xs2记录数

投影：理论是依照条件抉择某关系模式中的某列，列也能够用数字示意
抉择：理论是依照条件抉择某关系中的某条记录

天然链接

天然链接的结果显示全副属性列， 然而雷同的属性列只显示一次， 显示两个关系模式中属性雷同且值雷同的记录。

函数依赖

给定一个x,能确定一个y，就成为x确定y，

函数依赖：

• 局部函数依赖： a能够确定c，（a,b)也能够确定c，（a,b) 中的一部分能够确定c ，称为局部函数依赖
• 传递函数依赖 ： a,b不等价， a能够确定b, b能够确定c ,则a 能够确定c

函数依赖公理零碎

• 自反律
• 增广律
• 传递律
• 合并规定
• 伪传递律
• 合成规定

键与束缚

超键： 能惟一标识此表属性的组合
候选键： 超键中去掉荣誉的属性，剩下的就是候选键
主键：选一个候选键能够作为主键
外键：其余表中的主键
主属性：候选键内的属性为主属性，其余属性为非主属性

• 实体完整性束缚：即主键束缚， 主键值不能为空，也不能反复
• 参照完整性束缚：即外键束缚，外键必须是其余表中曾经存在的主键的值，或者为空
• 用户自定义的完整性束缚：自定义表达式束缚，如设定年龄属性必须在0-100 等。

范式

• 第一范式
  关系中的每一个重量必须是一个不可分的数据项
• 第二范式
  如果关系R属于1NF，且每一个非主属性齐全函数依赖与任何一个候选码，则R属于2NF
  局部函数依赖只存在多属性，单属性必然是2NF
  第一范式不满足第二范式，能够通过合成表格实现2NF满足
• 第三范式
  关系R属于2NF，且不存在传递依赖，则属于3NF
• bc范式
  bc范式是指 在第三范式的根底上，进一步打消主属性对码的局部函数依赖和传递依赖
  在每一种状况下，每一个依赖的右边决定因素都必然蕴含候选键。

候选关键字求法：依据依赖集，找出从未在左边呈现过的属性，必然是候选键之一，以该属性为根底，依据依赖集顺次扩大，看是否便当所有属性，将无奈遍历的退出到候选集中

模式合成

范式之间的转换个别是通过拆分属性，即模式合成，将具备局部函数依赖和传递依赖的属性分离出来，

放弃函数依赖合成

对于关系模式R，有依赖集F，若对R进行合成，合成进去的多个关系模式，放弃原来的函数依赖集不变，则放弃函数依赖的合成。

• 放弃函数依赖的判断
• 如果F上的每一个函数依赖都在其合成后的某一个关系上成立，则这个合成时放弃依赖的
• 如果上述判断失败，并不能断言合成不是放弃依赖的，还要应用上面的通用办法来做进一步判断，该办法的表述如下：
  对F上的每一个a->b 应用上面的过程

算法挺简单，可不必记，灵便了解即可

result:=awhile(result changed) do     for each         parsed Ri         t = (result 交 Ri) + 交 Ri         result= result 并 t     done

无损合成

合成后的关系模式可能还原出原关系模式，就是无损合成，不能还原就是有损

• 当合成为两个关系模式，能够通过一下定理判断是否为无损合成
  定理： 如果R的合成为p= {R1, R2} , F 为R所满足的函数依赖汇合，合成p具备无损连接性的充沛必要条件时 R1交R2 -> （R2 - R1)

并发管制

• 事务：由一系列操作组成，这些操作要么全做，要么全不做，领有四种个性
• 原子性
• 一致性
• 隔离性
• 持续性
• 事务时并发管制的前提条件，并发管制就是管制不同的事物并发执行，进步零碎效率。
• 问题：说白了就是多线程并发导致的数据竞争问题。
• 失落更新
• 不可反复读
• 读脏数据

封闭协定

• x锁，排他锁（写锁）
• s锁，共享锁（读锁）
• 二级封闭协定：在一级封闭协定的根底上加上事务T在读数据R之前必须先对其加s锁，读完之后开释S锁
• 三级封闭协定: 一级封闭协定加上事务T在读数据之前先对其加S锁，直到事务完结才开释。
  读锁可反复加，写锁全锁死

数据库安全

措施

1. 用户标识和鉴定
2. 存取控制
3. 明码存储和传输
4. 试图爱护
5. 审计：相似log的操作

故障关系

1. 事务自身可预期的故障
2. 事务自身不可预期的故障
3. 系统故障
4. 介质故障

数据库备份

• 动态转储：冷备份
• 动静转储：热备份
• 齐全备份
• 差量备份
• 增量备份

分布式数据库

• 部分数据库位于不同的物理地位，应用一个全局的数据库管理系统对立治理
• 分片模式
• 程度分片：将表中的程度记录别离寄存不同的中央
• 垂直分片：将表中的垂直列值，别离寄存在不同的中央
• 散布透明性：
• 分片透明性
• 地位透明性
• 逻辑透明性
• 复制透明性

仓库技术

数据仓库是一个面向主题的、集成的、非易失的、且随工夫变动额数据汇合，用于反对管理决策

面向主题：依照肯定的主题域进行组织
集成的：数据仓库中的数据在对原有扩散的数据库数据抽取、清理的根底上通过零碎加工、汇总和整顿失去的
绝对稳固的： 个别不会删除和批改
反馈历史变动

蕴含四种档次

1. 数据源： 是数据仓库的根底，是整个数据的零碎数据源泉
2. 数据的存储与治理： 整个数据仓库的外围
3. OLAP（练级剖析解决）服务器： 数据分析
4. 前端工具： 各种报表之类的货色。

商业智能

• 数据预处理
• 建设数据仓库
• 数据分析
• 数据展示

1. 数据预处理：抽取、转换、加载
2. 建仓
3. 剖析
4. 展示

反规范化技术

规范化设计后，数据库设计者心愿就义局部规范化来进步性能

• 采纳反标准技术的好处：
• 升高链接操作的需要
• 升高外码和索引的数据
• 缩小表的数目
• 进步查问效率

具体方法

1. 减少冗余列
2. 减少派生列
3. 从新组表
4. 程度宰割表
5. 垂直宰割表

大数据

特点：

• 大量化
• 多样化
• 价值密度低
• 快速化
  大数据和传统数据比拟

要解决大数据
高度可扩大
高性能
高容错

sql 语句

略