数据库系统理论知识（三）

数据库设计

1.数据库设计策略：自顶向下，自底向上。
2.数据库设计的方法：新奥尔良设计方法（把数据设计分成阶段），信息建模法（概念设计阶段的主要方法 ER图）第三范式设计方法（逻辑设计阶段），面向对象设计方法（以对象为中心），数据流法（结构化分析，逐步求精）
3.数据库设计步骤：需求分析，概念结构设计，逻辑结构设计，物理结构设计，数据库实验，数据库运行和维护。
4.需求分析阶段的要求：信息要求，处理要求，安全要求。
5.数据字典：对数据的数据项，数据结构，数据流，数据存储，处理过程进行定义和描述，其目的是对数据流程图中各个元素做出详细的说明。
数据项 ：不可再分，数据块的结构说明。格式：
数据项描述={数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型，长度，取值范围，取值含义，与其他数据项的逻辑关系}
数据结构：反应数据之间的组合关系。
格式：数据结构描述={数据结构名，含义说明，组成:{数据项或数据结构}}
数据流：数据结构在系统内传输的路径。
格式：{数据流名，说明，数据流来源，数据流去向，组成：{数据结构}，平流量高，高峰期流量}。
数据存储 ：数据流的来源和去向。
描述：{数据存储名，说明，编号，流入的数据流，流出的数据流，组成：{数据结构}，数据量，存取方式}
处理过程：描述处理过程
描述{处理过程名，说明，输入：{数据流} 输出：{数据流}，处理：{简要说明}}
6.关系模式常用存取方法：索引方法（B+树索引），聚簇索引，HASH

关系查询处理

1.查询优化：物理优化，代数优化
2.选择操作：扫描：全表扫描，索引扫描。
3.连接操作：等值连接

事务管理

1.事务：关系型数据库管理系统提供的一种特殊手段。通过这一手段，应用程序将一系列的数据库操作组合在一起，作为一个整体执行，以保证数据库处于一致状态。 用户定义的一个数据库操作序列。不可分割的工作单位。
2.定义事务的语句：
begin transaction 事务开始
commit 提交事务
rollback 回滚
3.事务的特性：原子性，一致性，隔离性，持续性 。它们叫ACID特性。
4.并发会出现的问题：丢失修改，不可重复读，读“脏”数据
并发控制方法：封锁：排它锁，共享锁。
注意这里要和活锁死锁的概念区分开
活锁解决：先来先服务
死锁解决：超时法，等待图法。
5.可串行性是并发事务正确性的准则。
6.两段锁协议：所有事物必须分为两个阶段：成长阶段（加锁阶段），衰退阶段（解锁阶段）。
加锁阶段：在该阶段可以进行加锁操作。在对任何数据进行读操作之前要申请并获得S锁，在进行写操作之前要申请并获得X锁。加锁不成功，则事务进入等待状态，直到加锁成功才继续执行。
解锁阶段：当事务释放了一个封锁以后，事务进入解锁阶段，在该阶段只能进行解锁操作不能再进行加锁操作。
两段封锁法可以这样来实现：事务开始后就处于加锁阶段，一直到执行ROLLBACK和COMMIT之前都是加锁阶段。ROLLBACK和COMMIT使事务进入解锁阶段，即在ROLLBACK和COMMIT模块中DBMS释放所有封锁。

7.数据库故障：
事务故障：如运算溢出，死锁等。恢复：利用日志文件撤销该事务
系统故障：停电，cpu停止运转。 系统重启，不需要用户干预。
介质故障：磁盘损坏，强磁场干扰。 重装数据库：数据转储，登记日志文件。