计算机四级数据库重点难点分析

1、介绍1.数据是描述现实世界事物的符号记录，是用物理符号记录的可识别信息。数据是信息的符号表示和载体。信息是数据的语义解释和内涵。2.数据模型是现实世界数据特征的抽象，是数据库系统的形式化框架，用来描述一组数据的概念和定义，包括描述数据的概念工具、数据连接、数据操作、数据语义和数据一致性。满足三个条件：更逼真地模拟现实世界；易于人们理解；易于计算机实现它由三个要素组成：数据结构(静态、数据对象结构及其关系)、数据操作(对数据对象的操作和操作规则的收集)和完整性约束(语义约束：数据模型、数据内部及其关系)3.模式是对数据库中所有数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的通用数据视图，也称为逻辑模式或

2、概念模式。外部模式是对数据库用户可以看到和使用的本地数据的逻辑结构和特征的描述，它是与应用程序相关的数据的逻辑表示，也称为子模式、用户模式或用户视图。内部模式是对数据库中数据的物理结构和存储模式的描述，也称为物理模式或存储模式。当数据库模式改变时，通过调整外部模式和模式之间的映射关系，应用程序不需要相应地修改，从而保证了数据和应用程序之间的逻辑独立性。当数据库数据的物理存储结构发生变化时，通过调整模式/内部模式的映射关系，数据库模式保持不变，这样数据库系统的外部模式和应用程序不会随之变化，从而保证了数据和应用程序之间的物理独立性。4.数据库是存储在计算机中的共享数据集，数据库管理系统是数据管理

3、系统软件。数据库系统是将数据库引入计算机系统后，由软件和硬件系统组成的系统，包括数据库、数据库管理系统和数据库应用程序。5.数据库管理系统的主要功能包括数据定义、数据操作、数据库操作管理和控制、数据库建立和维护。数据库管理系统包括查询处理器和存储管理器。查询处理器实现面向用户的查询分析、处理和优化。存储管理器为用户和应用程序提供存储在数据库文件中的应用程序数据的接口。6.关系模型使用二维表来表示实体之间的关系。现实世界中的每个目标对象都对应于表中的一行，称为记录。表中的每一列(属性)描述了对象类的某一特征，列(属性值)的值描述了目标对象的特定特征。优势与劣势：基于“设定”和“关系”，严格而成熟

4、的概念基础；表达实体及其与关系的联系既简单又容易理解；透明的存储路径，更好的数据独立性和安全保密性；查询效率低于非关系模型。回到目录：数据库应用系统的生命周期2.1软件生命周期是指从考虑其概念开始到使用结束的整个时期。一般来说，它包括概念阶段、需求阶段、设计阶段、实施阶段、测试阶段、安装、部署和交付阶段、运行阶段和维护阶段。数据库应用系统需求是指用户对数据库应用系统在功能、性能、行为、设计约束等方面的期望和要求。数据和数据处理、业务、性能、其他存储安全备份和恢复等。2.2数据库应用系统的生命周期模型1.瀑布模型原理，包括项目规划、需求分析、系统设计、实施和部署、运行管理和维护2.快速原型模型和

5、增量模型的原理允许DBAS的渐进和迭代开发。3.根据DBAS的软件组成和各自的功能，详细介绍了DBAS的需求分析和设计阶段，并介绍了三条主要设计路线，即数据组织和存储设计、数据访问和处理设计以及应用程序设计，用于设计数据库、数据库事务和应用程序4.设计阶段分为三个步骤：概念设计、逻辑设计和物理设计，每个步骤涵盖三条主要设计路线。需求分析和功能建模方法3.1数据元素(列)是数据处理中的最小单位。3.2 DFD图：数据流(带名称的箭头)、处理、数据存储(水平圆柱体)、数据源/端点(棱柱形)3.3 IDEF0图：更好地理解需求；ICOM(输入、控制、输出、机制)代码；至少一个控制和输出箭头。A-0。

6、A0(俯视图)；A1。A113.4与IDEF0的比较：结构化分析思想：自上而下逐步细化1.DFD图使用箭头(也称为数据流)来描述数据移动的方向和数据处理之间的数据依赖关系。IDEF0图也使用箭头来表示数据流，但不强调流或顺序，而是强调数据约束，箭头的语义更丰富。2.2中有四个元素。DFD模型，只有两种IDEF0图：箭头和活动3.IDEF0图更标准。对其概念、建模方法和绘图规则进行了说明和规定4.IDEF 0模型的结构更加清晰，易于理解和交流3.5结构化分析和建模方法的优势：1)不要过早地陷入具体细节，从整体或宏观的角度分析问题，例如业务系统的整体结构以及系统和子系统之间的关系。2)通过图形模型

7、对象直观地表示系统的功能，便于系统分析人员理解和描述系统。3)模型对象不涉及太多的技术术语，便于用户理解模型。数据库的概念设计和数据建模4.1概念设计的目的和任务：面对现实世界，理解和描述应用领域的数据需求，分析和确定系统需要存储和处理哪些数据。过程：确定实体集；确定联系人和联系人类型；建立以信息模型为代表的商业模型；确定实体集属性；优化信息模型。4.2实体集描述了具有相同属性特征和属性的事物的集合；属性描述实体集的特征或属性4.3 IDEF1X:校准类型(根据父实例校准子对象)(确定型)；非校准型(确定型)；分类；无常的关系数据库的逻辑设计5.1关系数据库：根据二维表组织和存储的相关关系(表

8、)的集合。关系数据库使用关系模型在计算机中组织、存储、处理和管理数据。5.2主题代码约束：唯一性；最小值，不能取空值，并且该值应该是唯一的外部代码约束：如果两个关系R和s，x是R的属性或属性组，x不是R的代码，而是s的代码，那么x就是R的外部代码.或空值，或等于S中元组的主代码的值.5.3逻辑设计的内容：定义和描述数据库的全局逻辑结构、数据之间的关系、数据完整性等。目的：获得实际数据库管理系统可以处理的数据库模式。步骤收集：ER图转换关系模式；优化关系模型；数据完整性设计；外部图案设计5.4关系模式描述了关系的静态结构，它由模式名、属性和完整性约束组成。关系是表中的一组记录，关注并强调一组值(

9、模式实例)，还反映特定时刻关系模式的状态。5.5关系完整性(完整性约束):定义关系所满足的条件。功能：定义并检查数据库中包含的实例的有效性和正确性。静态：主代码、外部代码和域(用户自定义)；动态：基于业务规则5.6伪转移规则：X-Y，YW-Z，然后XW-Z成立。5.7标准化设计理论的主要内容是范式，即关系模式所满足的条件，它是数据库逻辑设计的指南，也是衡量关系模式设计优劣的标准。目的：消除数据冗余，避免异常操作。基本过程是分解关系。低级范例的关系模式可以通过分解(投影)转换成多个高级范例的一组关系模式。这个过程叫做规范化。5.8 1NF:R的每个属性不能再分；25.9 ER模型转换关系模型：将

10、实体集转换为同名关系；将连接转化为关系，将每个实体集的编码和连接的属性转化为关系的属性(1: 1，1: N为N，M: N为集合)；合并具有相同代码的关系。存储技术与数据库的物理设计6.1物理设计是在特定的硬件环境、操作系统和数据库管理系统的约束下，基于逻辑设计来设计特定的数据存储结构和访问模式。目的：占用空间小，存取效率高，维护成本低。主要步骤是数据库逻辑模式的调整、文件组织和访问的设计、数据分发的设计、安全模式的设计、系统配置的确定和物理模式的评估。6.2索引是一种快速文件访问技术，它直接将文件记录在一个或一些字段(或属性)中的值与记录的物理地址相关联，并提供一种根据记录字段的值快速访问文件

11、记录的机制。索引文件是一种利用索引技术支持快速文件访问的文件组织和访问方法。索引加快了记录的查询速度，但是减慢了数据的更新速度，并且还占用了一定的存储空间。6.3文件组织：如何将关系数据库中的关系映射到操作系统中的数据库文件并管理文件。文件结构：如何将数据库文件中的逻辑记录映射到物理文件中的介质磁盘块。文件访问：如何检查、添加、删除和修改具有一定结构的数据库文件的逻辑记录6.4数据字典：数据库中各种对象的描述信息和数据库管理系统的控制信息。包括关系模式信息、与视图描述相关的信息、关系存储结构和访问方法信息、完整性约束、与安全性相关的信息以及数据库操作统计信息。角色：数据库管理员负责监控数据库管

12、理系统的使用并协助管理；一般用户可以查阅一些数据库结构信息；在数据库操作过程中，每个子系统都被频繁地用来完成相应的存储和查询处理功能。6.5数据库管理系统的三种完整性控制机制：检查子句、断言和触发器断言语句：创建断言断言约束名称检查()6.6堆文件：数据量小，操作频繁；批量加载数据(首先选择堆文件，然后调整文件结构)顺序文件：查询条件在查询代码中定义；快速二分搜索法哈希文件：基于哈希域值的等价匹配，尤其是访问顺序是随机的。不精确的查询；非哈希域B树和B树：数据量大的基础表；焦点文件：多表连接操作6.7有序索引技术利用索引文件实现查找代码值和记录物理地址之间的映射关系。索引文件由索引记录组成，每

13、个记录中的索引条目记录特定的查找代码值和具有该值的数据文件记录的物理地址。当需要访问数据文件中的数据记录时，首先根据查找代码值查阅索引文件，找到相应的索引项，然后从索引项中找出数据文件中数据记录的物理地址。6.8哈希技术是一种快速文件访问技术，它利用哈希函数实现文件记录字段的值和记录的物理地址之间的直接映射关系。当需要访问数据文件中搜索代码值为si的一个或一些文件记录时，通过将si作为哈希函数h的输入而计算出的哈希函数输出值h(si)是数据文件中文件记录的物理地址。6.9权限：允许用户执行操作(查询、添加、删除、创建、备份等)。)在给定的数据库对象上。数据库应用系统的功能设计7.1软件架构：软

14、件架构=组件、连接器、约束7.2软件设计包括系统的总体结构设计、流程设计和数据设计(人机界面设计)。从工程管理的角度来看，它分为概要设计和详细设计7.3应用软件分为数据库事务和应用程序。后者一方面可以协调和配合数据库事务，另一方面也可以实现与数据库访问无关的功能，如通信和人机交互。7.4事务：具有逻辑独立功能的一系列操作的集合，它实现一些特定的业务规则。7.5事务概要设计的核心是识别和设计事务本身的事务处理逻辑，并采用面向数据流的编程方法设计事务内部的数据处理流程和结构。7.6 C/S结构特点：数据管理和数据处理在客户端和服务器端分开；服务器可以支持多个客户端；客户端也可以访问多个服务器；客户

15、端=人机交互数据处理B/S结构特点：表示层，网络浏览器；功能层，网络应用服务器；数据层，数据库管理系统服务优点：实现了人机交互、应用业务逻辑处理和数据管理的分离，提高了系统的可维护性；通过网络浏览器可以访问多个异构应用平台，解决了跨平台数据管理的问题。结构化查询语言8.1 sql=结构化查询语言，结构化查询语言8.2二进制字符串以十六进制表示，前缀为0x8.3创建表格：创建表格表格_卡片事务高度和并发控制9.1调度：定义多个事务的调度是这些事务所有操作的执行顺序，代表这些操作的执行顺序；冲突操作：事务T1的操作Ii与事务Tj的操作Ij冲突，当且仅当Ii和Ij访问数据库中相同的数据项Q，并且Ii

16、和Ij中的至少一个是写操作写(Q)；冲突可以序列化：并发调度冲突等同于串行调度(无论并行调度是否正确)死锁指的是一种系统状态，在这种状态下，数据库系统中的一些或所有事务都处于等待状态，因为它们无法控制需要访问的数据项，并将永远等待。9.2酸：原子性原子性；一致性。隔离隔离。持久性9.3第1级锁定协议要求事务T必须在修改数据项Q之前向Q添加X锁，并释放该锁直到事务结束。事务结束包括正常结束(提交)和异常结束(回滚)。然而，如果一个事务只读取Q而不修改它，就没有必要锁定Q第二级锁定协议基于第一级锁定协议，它要求事务T在读取数据项Q之前将S锁添加到数据项Q，并在读取Q之后立即释放S锁.第3级锁定协议

17、基于第1级锁定协议，该协议要求事务T在读取数据项Q之前向数据项Q添加S锁，但它需要等到事务结束后才释放S锁。9.4两阶段锁定协议将每个事务的执行过程分为锁定阶段和解锁阶段。在锁定阶段，事务可以对数据项应用任何类型的锁，但不允许释放任何锁。在解锁阶段，事务可以释放任何数据项上的任何类型的锁，但不能再申请任何锁。在每个事务开始执行后，它进入锁定阶段。当锁第一次被释放时，它将转到解锁阶段。9.5死锁预防和死锁检测与恢复主要用于解决死锁。死锁预防使用死锁预防协议，通过打破死锁的必要条件来防止系统进入死锁状态。一次性锁定方法；顺序锁定方法死锁检测和恢复是允许系统进入死锁状态，并定期检查系统是否有死锁。当系统发生死锁时，采用相应的恢复机制来解除死锁。9.6活锁的原因是，在系统的非死锁状态下，一些事务已经等待了很长时间，因为它们不能控制它们需要访问的数据项，所以它们不能继续执行。9.7锁粒度大：锁数据项少，事务并发执行程度低，系统开销低；如果锁粒度很小，情况正好相反9.8基于锁的并发控制技术原理数据库的实施、运行和维护10.1调试：功能测试；特性试验10.2数据库维护：数