数据库系统概论期末复习

适用CAU 肖宁老师的课

第七章 数据库设计

一、数据库设计的基本步骤

(1).需求分析;(2).概念结构设计;(3).逻辑结构设计;(4).物理结构设计;(5).数据库实施;(6)数据库运行和维护.

二、数据字典

数据字典是系统中各类数据描述的集合，是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果。

数据字典通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程5个部分。

三、实体完整性要求每一个表中的主键字段都不能为空或者重复的值

课后习题:

1.试述数据库设计过程。

略。

2.试述数据库设计过程各个阶段上的设计描述。主要(1).(2).(5)阶段

答：各阶段的设计要点如下:

(1).需求分析：准确了解与分析用户需求(包括数据与处理)。

(2).概念结构设计：通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体 DBMS 的概念模型。

(3).逻辑结构设计：将概念结构转为某个DBMS 所支持的数据模型，并对其进行优化。

(4).数据库物理设计：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构(包括存储结构和存取方法)。

(5).数据库实施：设计人员运用 DBMS 提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。

(6).数据库运行和维护：在数据库系统运行过程中对其进行评价、调整与修改。

6.数据字典的内容和作用是什么？

答：数据字典是系统中各类数据描述的集合。数据字典的内容通常包括： ( l )数据项；

( 2 )数据结构； ( 3 )数据流； ( 4 )数据存储； ( 5 )处理过程 五个部分。其中数据项是数据的最小组成单位，若干个数据项可以组成一个数据结构。数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流和数据存储的逻辑内容。

数据字典的作用：数据字典是关于数据库中数据的描述，在需求分析阶段建立，是下一步进行概念设计的基础，并在数据库设计过程中不断修改、充实、完盖。

11.什么是数据库的逻辑结构设计？试述其设计步骤。

答：数据库的逻辑结构设计就是把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用的 DBMS 产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。

设计步骤为: ( l )将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型； ( 2 )将转换来的关系、网状、层次模型向特定 DBMS 支持下的数据模型转换； ( 3 )对数据模型进行优化。

12.试把第一章习题12和习题13中的E-R图转换为关系模型

略  注意掌握，必考

18.现有一局部应用，包括两个实体：“出版社”和“作者”，这两个实体是多对多的联系，请读者自己设计适当的属性，画出 E 一 R 图，再将其转换为关系模型(包括关系名、属性名、码和完整性约束条件)。

关系模型为：作者(作者号，姓名，年龄，性别，电话，地址)；出版社(出版社号，名称，地址，联系电话)；出版(作者号，出版社号，书的数量)出版关系的主码(作者号,出版社号)分别参照作者关系的主码作者号和出版社关系的主码出版社号

 

 

19.请设计一个图书馆数据库，此数据库中对每个借阅者保存读者记录，包括：读者号，姓名，地址，性别，年龄，单位。对每本书存有：书号，书名，作者，出版社。对每本被借出的书存有读者号、借出日期和应还日期。要求：给出E-R图，再将其转换为关系模型。

关系模型为：读者(读者号，姓名，年龄，性别，地址，单位)；书(书号，书名，作者，出版社)；借书(读者号，书号，借出日期，应还日期)

 

第八章 数据库编程

一、存储过程的优点

存储过程是由PL/SQL语句书写的过程，这个过程经编译和优化后存储在数据库服务器中，因此称它为存储过程，使用时只要调用即可。

1.由于存储过程不像解释执行的SQL语句那样在提出操作请求时才进行语法分析和优化工作，因而运行效率高，它提供了在服务器端快速执行SQL语句的有效途径。

2.存储过程降低了客户机与服务器之间的通信量。客户机上的应用程序只要通过网络向服务器发出存储过程的名字和参数，就可以让RDBMS执行许多条的SQL语句，并执行数据处理。只有最终结果才返回客户端。

3.方便实施企业规划。可以把企业规则的运算程序写成存储过程放入数据库服务器中，由RDBMS管理，既有利于集中管理，又能方便地进行维护。当用户规则变化时只要修改存储过程，无须修改其他应用程序。

第九章 关系数据查询处理和查询优化

一、查询优化一般可分为代数优化和物理优化。

二、RDBMS查询处理可分为4个阶段：查询分析、查询检查、查询优化、查询执行。

课后题2

 

 

第十章 数据库恢复技术

一、事务 所谓事务是用户定义的一个数据库操作系列，这些操作要么全做要么全部不做，是一个不可分割的工作单位。事务是恢复和并发控制的基本单位。

二、事务的特性ACID

1.原子性Atomicity

事务是数据库的逻辑工作单位，事务中的诸操作要么全做，要么全部不做。

2.一致性Consistency

事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态到另一个一致性状态。

3.隔离性 Isolation

一个事务的执行不能被其他事务干扰。一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。

4.持续性 Durability

也称永久性Permanence，指一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。

三、故障的种类

1.事务内部的故障；

2.系统故障；

3.介质故障；

4.计算机病毒。

四、恢复原理：冗余。

恢复机制涉及的两个关键问题是：第一，如何建立冗余数据；第二，如何利用这些冗余数据实施数据库恢复。建立冗余数据最常用的技术是数据转储和登录日志文件。

转储可分为静态转储和动态转储，还可分为海量转储和增量转储。

课后作业

1.试述事务的概念及事务的4 个特性。恢复技术能保证事务的哪些特性？

(1)略

(2)为了保证事物的原子性。一致性与持续性，DBMS必须对事务故障、系统故障和介质故障进行恢复；为了保证事务的隔离性和一致性，DBMS需要对并发操作进行控制。

4.数据库运行中可能产生的故障有哪几类？哪些故障影响事务的正常执行？哪些故障破坏数据库数据？

(1).略(2)(3). 事务内部故障、系统故障影响事务的正常执行；介质故障和计算机病毒破坏数据库数据。

5.数据库恢复的基本技术有哪些？

数据转储和登录日志文件是数据库恢复的基本技术。当系统运行过程中发生故障，利用所转储的数据库后备副本和日志文件就可以将数据库恢复到故障发生前的某个一致性状态。

9.针对不同的故障，试给出恢复的策略和方法。(即如何进行事务故障的恢复？系统故障的恢复？介质故障恢复？)

事务故障的恢复：

事务故障的恢复是由DBMS DBMS执行恢复步骤是自动完成的，对用户是透明的。

(1)反向扫描文件日志(即从后向前扫描日志文件)，查找该事务的更新操作；

(2)对该事务的更新操作执行逆操作，即将日志记录中“更新前的值”写入数据库；

(3)继续反向扫描日志文件，进行同样的处理；

(4)如此继续下去，直至读到此事务的开始标记，该事务故障的恢复就完成了。

系统故障的恢复：

系统故障可能会造成数据库处于不一致状态：

(1)未完成事务对数据库的更新可能已写入数据库；

(2)已提交事务对数据库的更新可能还留在缓冲区，未能及时写入数据库。

因此恢复操作就是要撤销(UNDO)故障发生时未完成的事务，重做(REDO)已完成的事务。

系统的恢复步骤是：

(1)正向扫描日志文件，找出在故障发生前已经提交的事务队列(REDO 队列)和未完成 的事务队列(UNDO队列);

(2) 对撤销队列中的各个事务进行UNDO处理。进行UNDO 处理的方法是，反向扫描日志文件，对每个UNDO事务的更新操作执行逆操作，即将日志记录中“更新前的值”(Before Image)写入数据库。

(3)对重做队列中的各个事务进行REDO处理。进行REDO处理的方法是：正向扫描日志文件，对每个REDO 事务重新执行日志文件登记的操作。即将日志记录中“更新后的值”(After Image)写入数据库。

介质故障的恢复 ：

介质故障是最严重的一种故障。恢复方法是重装数据库，然后重做已完成的事务。具体过程是：

(1) DBA 装入最新的数据库后备副本(离故障发生时刻最近的转储副本), 使数据库恢复到转储时的一致性状态；

(2) DBA装入转储结束时刻的日志文件副本；

(3) DBA 启动系统恢复命令，由DBMS 完成恢复功能，即重做已完成的事务。

13.什么是数据库镜像？它有什么用途？

答：

数据库镜像即根据DBA的要求，自动把整个数据库或者其中的部分关键数据复制到另一个磁盘上。每当主数据库更新时，DBMS 自动把更新后的数据复制过去，即DBMS 自动保证镜像数据与主数据的一致性。

数据库镜像的用途有：

一是用于数据库恢复。当出现介质故障时，可由镜像磁盘继续提供使用，同时DBMS 自动利用镜像磁盘数据进行数据库的恢复，不需要关闭系统和重装数据库副本。

二是提高数据库的可用性。在没有出现故障时，当一个用户对某个数据加排它锁进行修改时，其他用户可以读镜像数据库上的数据，而不必等待该用户释放锁。

 

第十一章 并发控制

一、基本的封锁类型有两种：排它锁(Exclusive Locks，简称X锁，又称写锁)和共享锁(Share Locks，简称S锁，又称读锁)。

二、意向锁：如果对一个结点加意向锁，则说明该结点的下层结点正在被加锁；对任一结点加锁时，必须先对它的上层结点加意向锁。

三、数据锁的相容矩阵

 

第十四章 分布式数据库系统

一、分布式数据库系统的特点p354

1.数据独立性；

2.集中与自治相结合的控制结构；

3.适当增加数据冗余度；

 3.1提高系统的可靠性、可用性；

 3.2 提高系统性能。

4.全局的一致性、可串行性和可恢复性。

第十七章 数据仓库与联机分析处理技术

一、数据仓库的基本特征p409

数据仓库和数据库主要的区别是数据仓库中的数据具有以下四个基本特征

1.数据仓库的数据是面向主题的；

2. 数据仓库的数据是集成的；

3. 数据仓库的数据是不可更新的；

4. 数据仓库的数据是随时间不断变化的。

 

注:

1.凡注略的，请参考书籍

2.以上列出的均是老师上课说的考试要考的，可能有遗漏，欢迎补充。

DOC文档下载:http://good.gd/1786144.htm