三级数据库技术：习题笔记(1)

时间：2022-07-10 00:14:37

三级数据库技术：习题笔记(1)

数据库概论

1.外模式/模式映像保证了数据与程序的逻辑独立性

数据库的三级模式由外模式、模式、内模式构成。

外模式：是用户可见的部门数据的存在形式。

模式：可以等价为全体数据的逻辑结构而用户不可见，是三级模式的中间部分。

内模式：对应数据库的物理结构和存储方式。

当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式/模式的映像作相应的改变，但是外模式可以不变，从而应用程序可以不必修改，因此外模式/模式保证了数据与程序的逻辑独立性。模式相当于一种中间层。

一个数据库只有一个内模式，但有多个外模式！

2.一个数据库有且只有一个主要数据文件，可以有多个次要数据文件

主要文件和次要数据文件可以存放在相同的磁盘上，也可以分开放置。

一个数据文件不可以是多个文件组的成员，日志文件不包含在文件组中。

3.数据库用户及系统表

数据库用户分为：系统管理员、对象拥有者、普通用户！

  • db_datawriter:具有增删改查所有用户表数据的权限。
  • db_owner:用户具有创建数据库对象的权限！
  • db_accessadmin:角色具有添加和删除数据库用户的权限。
  • db_backupoperator:角色具有备份和恢复数据库的权限。

4.从功能角度数据库系统可以划分成四个层次

  • 表示层：人机界面设计。
  • 业务逻辑层：梳理DBAS的各项任务活动，将其表示为系统构件(类、模块、组件等)
  • 数据访问层：针对DBAS的数据处理需求设计用于操作数据库的各类事物
  • 数据持久层：应用系统的存储结构设计。

4.磁盘阵列RAID

　　磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速度较慢的磁盘组成一个大型的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生的加成效果提升整个磁盘的系统性能。RAID技术主要包含RAID0~RAID50,其中RAID可以提高读取性能和很高的数据安全性和可用性，而RAID5更适合与小数据块和随机读写的数据，要提高读写速度，RAID1比较合适。

关于游标

　　游标主要用于 T-SQL 批、存储过程以及触发器当中，其作用是存储一个结果集，并能通过循环将这个结果集里的数据一条条取出来进行处理。

　　1、定位到结果集的某一行； 
　　2、从当前结果集的位置搜索一行或部分行； 
　　3、允许对结果集中的当前行进行数据修改。 

关于索引

语法：

三级数据库技术：习题笔记(1)

索引技术：

　　索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构，使用索引可快速访问数据库表中的特定信息。如果想按特定职员的姓来查找他或她，则与在表中搜索所有的行相比，索引有助于更快地获取信息。

　　数据库索引好比是一本书前面的目录，能加快数据库的查询速度。索引分为聚簇索引和非聚簇索引两种，聚簇索引 是按照数据存放的物理位置为顺序的，而非聚簇索引就不一样了；聚簇索引能提高多行检索的速度，而非聚簇索引对于单行的检索很快。

　　....聚集索引的键值可以重复

复合索引：

　　用户在多个列上简历索引，这种索引叫做复合索引。复合索引在数据库操作期间所需的开销更小，可以代替多个单一索引。当表的行数远远大于索引键的数目时，这种方式可以明显加快表的查询速度。对于复合索引：

  • 对于一张表来说，如果有一个复合索引就没有必要建立一个单索引。
  • 如果查询条件需要，可以在已有单索引的情况下，添加复合索引对于效率有一定的提高。
  • 对于复合索引，在查询时，最好将WHERE条件顺序作为索引列的顺序，这样效率最高！
  • 复合索引最好首先加载值域范围变化较大的项上。

索引考点：

  1. 在数据库文件的主码属性集上建立的索引成为主索引。

索引的使用原则：

  1. .经常在查询中用作条件的列应当添加索引。
  2. 频繁进行排序或分组的列（即进行ORDER BY或GROUP BY）的列，应当为其添加索引。
  3. 一个列的值域很大时，应当为其添加索引。
  4. 如果待排序的列有多个，应当在这些列中添加复合索引。

数据库语法问题

1.自身连接

如果连接操作是一个表与其自己进行连接，称为表的自身连接。语法格式：

SELECT 查询内容 FROM 表明 表别名1，表名 表别名 2 .....

SELECT 查询内容 FROM 需要连接表1 JOIN 需要连接表2 ON.....

2..CHECK约束和触发器类似，都可以实现用户自定义约束

创建表时指出CHECK约束：

CREATE TABLE Persons
(
Id_P int NOT NULL,
LastName varchar(255) NOT NULL,
FirstName varchar(255),
Address varchar(255),
City varchar(255),
CHECK (Id_P>0)
)　　

对已有表添加CHECK约束：

ALTER TABLE Persons
ADD CHECK (Id_P>0)

3.标量函数

　　标量函数是返回单个函数值的函数，标量函数中不适用于SET语句！

4.将查询结果保存到新的表中

SELECT *  INTO NEW_TABLE FROM OLD_TABLE;

数据库故障及恢复策略

　　在数据库运行过程中，可能会出现各种各样的故障，这些故障可分为以下三类：事务故障、系统故障和介质故障。应该根据故障类型的不同，采取不同的恢复策略。

1.事务故障及其恢复：

　　事务故障表示由非预期的、不正常的程序结束所造成的故障。
　　造成程序非正常结束的原因包括输人数据错误、运算溢出、违反存储保护、并行事务发生死锁等

2.系统故障及其恢复:

　　系统故障是指系统在运行过程中，由于某种原因，造成系统停止运转，致使所有正在运行的事务都以非正常方式终止，要求系统重新启动。引起系统故障的原因可能有硬件错误（如CPu故障、操作系统）或DBMS代码错误、突然断电等。

3.介质故障及其恢复

　　介质故障是指系统在运行过程中，由于辅助存储器介质受到破坏，使存储在外存中的数据部分或全部丢失。
　　这类故障比事务故障和系统故障发生的可能性要小，但这是最严重的一种故障，破坏性很大，磁盘上的物理数据和日志文件可能被破坏，这需要装入发生介质故障前最新的后备数据库副本，然后利用日志文件重做该副本后所运行的所有事务。

2.数据库应用系统的性能指标

　　包括：数据操作性应该的时间或数据访问响应时间，系统吞吐量、允许并发访问的最大用户数、每TPS代价值。

3.数据库的恢复顺序

 

数据库建模

1.UML设计

2.DFD建模方式

DFD方法由四种基本元素（模型对象）组成： 数据流、处理、数据存储和外部项。
 
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（1）数据流（Data Flow）
　　数据流用一个箭头描述数据的流向，箭头上标注的内容可以是信息说明或数据项。
（2）处理（Process）
　　表示对数据进行的加工和转换，在图中用矩形框表示。指向处理的数据流为该处理的输入数据，离开处理的数据流为该处理的输出数据。
（3）数据存储
　　表示用数据库形式（或者文件形式）存储的数据，对其进行的存取分别以指向或离开数据存储的箭头表示。
（4）外部项
　　也称为数据源或者数据终点。 描述系统数据的提供者或者数据的使用者，如教师、学生、采购员、某个组织或部门或其他系统，在图中用圆角框或者平行四边形框表示。

 

 3.IDEF1X建模

(1) 包含数据的有关事物。例如：人、概念、地方和事物等等用盒子来表示。
(2) 事物之间的联系用连接盒子的连线来表示。
(3) 事物的特征用盒子中的属性名来表示。
 
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数据库设计的各个阶段

系统设计

  • 概念设计
    • 数据库概念模型设计
    • 系统总体设计
  • 逻辑设计
    • 数据库逻辑结构设计
    • 应用程序概要设计
    • 数据库事物概要设计
  • 物理设计
    • 数据库物理结构设计
    • 数据库事物详细设计
    • 应用程序详细设计　　

系统规划与定义

  • 任务陈述
  • 确定任务目标
  • 确定系统范围和边界
  • 确定任务视图

实现和部署阶段

  • 建立数据库结构
  • 数据加载
  • 事物和应用程序的编码及测试
  • 系统集成
  • 测试和试运行
  • 系统部署

运行和维护阶段：

  • 数据库的转储和恢复；
  • 系统监控与分析(定期检查CPU、内存使用情况)
  • 数据库的安全性和完整性控制；
  • 数据库性能的监控分析和改进
  • 数据库的重组和重构

数据库转储

  • 完全转储：对数据库中的所有数据进行转储，此种方法占用较多的时间和空间。
  • 差量转储：对最近一次数据库完全转储以来发生变化的数据库进行转储。
  • 增量转储：只复制上次转储后发生变化的文件或数据块。增量转储所需的时间和空间都比较短，但增量存储只能和完全转储配合，才能对数据库进行恢复。增量转储所需时间比完全转储时间长。

数据仓库

数据仓库是一个面向主题的、集成的、非易失的，且随时间变化的数据集合，用来支持管理人员的决策。

粒度越大，综合程度越高；粒度越小，表示综合成都越小。

粒度越小，细节成都越高，空间代价也越大。

分布式数据库

基本特征

  • 本地自治
  • 非集中式管理
  • 高可用性

分片透明性

分片透明性是*别的透明性，位于全局概念模式和分片模式之间。分片透明性是指数据分片是用户无需考虑的，完全透明的，在编写程序时用户只需要对全局关系进行操作！

  • 全局外模式：全局应用的用户视图，即终端用户看到的逻辑上并未分布的表、视图等；
  • 全局概念模式：描述全体数据的逻辑结构和特征；
  • 分片模式：描述每个数据片段以及全局关系到片段的映像，是分布式数据库系统中全局关系到片段的映像，是分布式系统中全局数据的逻辑划分视图。

数据库性能优化

存储优化

物化视图

聚集

 

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