【系统分析师】14. 数据库系统


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课程内容提要

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三级模式-两层映射

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外模式又称为用户模式，概念模式又称为模式，内模式又称为物理模式/存储模式

外模式->模式（逻辑独立性） 模式->内模式（物理独立性）

代表：MySQL，Oracle等

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C

数据库设计过程

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虚线代表的是阶段产物

物理设计得到的是一些东西，并没有什么输出，如索引，存储

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AC

E-R模型

实体(E)-关系(R)图

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简单属性(不可再分) 复合属性(可再分) 派生属性(可以根据其他属性推导得到)

弱实体：不能独自存在的实体，如邮件附件存在则邮件必须存在

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C

多对多只能单独做关系模式（表）

关系代数

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笛卡尔积得到结果数量是2者相乘，比如这里是 3*3 的2个表格，得到的笛卡尔积表格的大小是 6*6 大小的表格

投影：垂直方向的选择 （select Sno, Sname from S1）
选择：水平方向的选择 （select * from S1 where Sno=No0003）

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自然连接，针对相同属性列来的，相同属性列取值相等的元组

自然连接的笛卡尔积的等价表示：对笛卡尔积先选择后投影

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倒V: 且 ， V: 或

对R和S的笛卡尔积先进行C和D的选择，再对ABCDE的投影，因此很明显就是一个自然连接，选A

规范化理论

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函数依赖

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C对AB有部分函数依赖（AB->C且A->C）

C对A有传递函数依赖（A->B且B->C）

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候选键可以是一个，也可以是多个

候选键可以是单属性，也可以是多属性组合

这里举个例子，银行系统候选键可以有客户编号和身份证号，但是客户编号和身份证号不能组合作为候选键，因为这样子就是冗余了。

外键是其他关系的主键，并且不是本关系的候选键

求候选键

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  1. 画一个 A->B， B->C 的图根据上面的方法可以确定A这个入度为0且能遍历图中所有结点的属性是候选键

  2. 在上面的图中增加一个没有任何入度和出度4的结点D，该结点与A即构成候选键组合（A,D）

这里注意一种特殊的情况，如A->B, B->A，这样子B和A都可以遍历全图，但是B和A都不是入度为0的结点，可以把A和B看做一个结点，这样子这个结点就是入度为0了，如果组合结点可以遍历全图，则A和B都是候选键

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例1：A

例2：(A,B,C,D)

例3：B

这里需要了解到 C可以推导出J（C->J），则ABCD->J

范式

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消除非规范化的关系模式，解决插入异常、删除异常、更新异常、数据冗余的问题

候选码对应的属性称之为主属性，包括候选码组合的属性也都是主属性

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去掉高级职称人数的属性即可（拆分属性）

第一范式的处理方法很简单粗暴：拆分/拆表，就是拆。对于部分函数依赖，拆。对于传递函数依赖，拆。

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B D

多值属性：家庭成员，包含多个值（职工亲属不仅仅是一个）

派生属性：计算可以得到的属性

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这是一个选课表。候选键是（学号，课程号），存在非主属性（学分）对主属性（课程号）的部分函数依赖。

解决方案：把[课程号，学分]放到另外一个表里面，这样子现在的表就只有[学号，课程号，成绩]，课程号作为外键

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这是一个学生表，候选键是学号。这里学号->系号->系名，学号->系号->系位置，因此存在非主属性(系名/系位置)传递依赖与候选码(学号)

解决方法：把[系号,系名,系位置]放到另外一个表里面，这样子现在的表就只有[学号，姓名，系号]，课程号作为外键

△：当没有满足第三范式的时候，都会存在数据冗余、更新异常、插入异常、删除异常

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修正后的第三范式

这里候选码是 (S,J) 和 (T,S)，因为(S,J)->T, T->J, T部分依赖于候选码，T的决定因素不包括R的候选码

设计数据库一般不使用BC范式，分解太细了

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C

根据问题来看，这里并没有部分函数依赖又不满足第三范式，那就是没有消除非主属性对码的传递函数依赖

D 部门和职工是一对多，因此要在职工表上面修改

A

只有日期、单价（根据表2，商品号->单价）和数量才能算出月销售额

无损分解

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如果有冗余依赖，一定要先去掉冗余，再来判断

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例1：保持了。R1包含了A和B的关系，R2包含了B和C的关系

例2：保持了。这里存在冗余函数依赖A->C，因此可以去掉。

判断是否无损分解有3种方法：

  • 自然连接法
  • 表格法
  • 公式法

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是无损分解

自然连接法

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将X改成√的前提是需要决定因素是√，那么被决定因素就可以的X就可以打成√了

表格法

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第一个是无损，第二个是有损

公式法。只适用于关系模式分解为2个关系模式的情况

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C 根据入度为0的方式来找，这里只有C满足，排除法

D 表格法

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上面是公理（公理系统），下面是推论

X->Y，则WX->WY->Z，故XW->Z

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并发控制

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S封锁-共享锁，读锁

X封锁-写锁，排他锁，独占锁

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丢失修改即丢失更新

S锁（读锁）—> 对于T1如果对A加了读锁，其他事务只能在A上加读锁，不能加写锁。事务T1自己可以升级S锁到X锁。

X锁（写锁）—> 对于T1如果对A加了写锁，其他事务不能对A加任何锁。

上面说明了写锁具有排他性。

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T2这里应该是读A=5

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T1的⑧应该要加上释放对A的写锁

ROLLBACK会还原所有状态，因此写锁就被解除了

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数据库完整性约束

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数据库安全

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数据库备份

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插入、删除、更新都需要记录到日志，变更前后的都要记录

数据库故障与恢复

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系统故障又称为软故障

介质故障又称为硬件故障

可预期故障，如编程里面的逻辑错误

分布式数据库

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分布透明性-用户不需要关心数据库的分布，故透明

分布式：物理上分散存储

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NoSQL

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处理高并发和海量数据存储问题。代表Redis、MongoDB等

向上扩展(垂直扩展)：升级机器配置，如内存，CPU

向外扩展(水平扩展)：数据库集群，主从数据库

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反规范化

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牺牲空间，压缩时间，增加冗余

分割表 - 把一个表经常查询的部分字段分割出来，加快查询速度，和重新组表（提取不同表的常用查询部分）相似的意思

内存数据库

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需要定期数据备份，费内存，成本高

数据库性能优化

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何谓大数据

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本文作者： ionluo
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    缺失模块。
    1、请确保node版本大于6.2
    2、在博客根目录（注意不是yilia根目录）执行以下命令：
    npm i hexo-generator-json-content --save

    3、在根目录_config.yml里添加配置： 

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