第一章 緒論

1. 4個基本概念：數(shù)據(jù)淫茵、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)蹬跃、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
2. 數(shù)據(jù)：描述事物的符號記錄
3. 數(shù)據(jù)的含義稱為數(shù)據(jù)的語義
4. 計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)：硬件匙瘪、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)蝶缀、應(yīng)用開發(fā)工具丹喻、應(yīng)用系統(tǒng)
5. 數(shù)據(jù)庫發(fā)展階段：人工管理階段、文件系統(tǒng)階段翁都、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段碍论。從文件系統(tǒng)到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)標著著數(shù)據(jù)管理技術(shù)的飛躍。
6. 數(shù)據(jù)庫是計算機的基礎(chǔ)軟件
7. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點：
   • 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化
   • 數(shù)據(jù)共享性高荐吵、冗余度低且易擴充
   • 數(shù)據(jù)獨立性高
     • 物理獨立性：指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的物理儲存時相互獨立的骑冗。
     • 邏輯獨立性：指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的赊瞬。
   • 數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制
8. 數(shù)據(jù)模型： 是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特性贼涩、動態(tài)特性和完整性約束條件巧涧。
   • 第一類：概念模型
   • 第二類：邏輯模型和物理模型

1. 概念模型表示法：實體聯(lián)系方法：用E-R圖表示。
2. 數(shù)據(jù)模型的組成要素：
   • 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
   • 數(shù)據(jù)操作
   • 數(shù)據(jù)的完整性約束條件
3. 常用數(shù)據(jù)模型：
   • 層次模型
   • 網(wǎng)狀模型
   • 關(guān)系模型：最重要的數(shù)據(jù)模型遥倦，是用二維表的形式表示實體和實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型谤绳。
   • 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)類型
   • 對象關(guān)系的數(shù)據(jù)模型
   • 半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型
4. 實體：客觀存在且相互可區(qū)別的事物。實體間聯(lián)系：一對一袒哥、一對多缩筛、多對多。
5. 基本層次聯(lián)系：指兩個記錄以及它們之間一對多（包括一對一）的聯(lián)系堡称。
6. 關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化的瞎抛。
7. 模式：是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。只涉及“型”却紧，不涉及值桐臊。
8. 實例：模式的一個具體值。
9. 模式是相對穩(wěn)定的晓殊、實例是相對變動的断凶。
10. 三級模式結(jié)構(gòu)：
    • 模式，也稱為邏輯模式
    • 外模式巫俺，也稱為子模式或用戶模式认烁。
    • 內(nèi)模式：也曾內(nèi)存儲模式。一個數(shù)據(jù)庫中只能有一個內(nèi)模式介汹。
11. 兩種映像：外模式/模式映像却嗡、模式/內(nèi)模式映像。

第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫

1. 數(shù)據(jù)模型一般來說是由三個部分組成：

• 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
• 數(shù)據(jù)操作
• 數(shù)據(jù)約束

1. 域：一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合嘹承。
2. 一個域允許不同取值的個數(shù)稱為這個域的基數(shù)稽穆。
3. 候選碼：某一個屬性組的值能唯一標識一個元組，而其子集不能赶撰，成該屬性組為候選碼。
4. 多個候選碼柱彻，選定其中一個為主碼
5. 主屬性：候選碼的諸屬性豪娜。
6. 非主屬性（或非碼屬性）：不包含在任何候選碼中的屬性。
7. 關(guān)系的三種類型：
   • 基本關(guān)系（基本表或基表）
   • 查詢表
   • 視圖表
8. 基本關(guān)系的六個性質(zhì)：
   • 列的順序無所謂哟楷。
   • 行的順序無所謂瘤载。
   • 不同列可以來自同一個域。
   • 無限關(guān)系是無意義的卖擅。
   • 候選碼不能重復(fù)
   • 分量必須取原子值（即不能再分割）【最基本的一條】
9. 關(guān)系的完整性（約束）：
   • 實體完整性：主屬性不能取空值
   • 參照完整性鸣奔。
   • 用戶自定義完整性墨技。

關(guān)系代數(shù)

1. 傳統(tǒng)集合運算：
   • 并（union）：列還是那么多列，只不過把一行行的數(shù)據(jù)條做了整合挎狸。
   • 差（except）：把某些數(shù)據(jù)行去掉
   • 交（union）：列還是那么多列扣汪，數(shù)據(jù)條做整合，取屬于兩個表公有的锨匆。
   • 笛卡爾積：n1×m1的表和n2×m2的表作乘積后為 (n1+n2)×(m1+m2)崭别。
2. 專門關(guān)系運算：

• 選擇：

等價于

  select * from R where F;

如δ_Sage<20(Student)表示select * from Student where Stage<20。

• 投影：

等價于：

select A from R;

如π_Sage,Sdept(Student)為select Sage,Sdept from Student恐锣。

• 連接：

等價于：

select R.*,S.* from R,S where AθB;

如Student(Student.Sno=SC.Sno)SC等于select Student.*,SC.* from Student,SC where Student.Sno=SC.Sno茅主。

• 除運算

第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL

1. 創(chuàng)建表

    create table 表名(
        列名 數(shù)據(jù)類型 not null, //非空性約束
        列名 數(shù)據(jù)類型 unique, //唯一性約束
        列名 數(shù)據(jù)類型 check(檢查條件),//檢查性約束
        ............
        constraint 主鍵名 primary key(主屬性列表),
        constraint 外鍵名 foreign key (外鍵屬性列表) references 被參考表名(參考列),
        constraint 檢查名 check(校驗條件)
    )

2. 常用查詢條件：

• = , > , < , >= , <= , != , <>（也是不等于）, !> , !< , not+上述運算符
• between and , not between and
  • 如where age between 18 and 20;等價于where age <=18 and age<=20;
• in , not in
• like , not like
  • like可以當做=用以比較字符串，也可以使用通配符來模糊匹配字符串土榴。%表示匹配0個或多個字符诀姚，_匹配一個。\%用來轉(zhuǎn)義百分號玷禽，以此類推赫段。
• is null,is not null
  • 空值不能用=null判斷。因為null不等于任何值论衍。
• and , or , not

1. where子句中不能*加聚集函數(shù)瑞佩。
2. 帶有ALL(SOME)以及SOME的謂詞的子查詢

....
where Sage<ANY(select Sage from.........)  //有的將ANY寫為SOME

表示Sage小于后面子查詢中的某一個值。

....
where Sage<ALL(select Sage from.........)

表示Sage小于后面子查詢中的任何一個一個值坯台。

1. EXISTS和NOT EXISTS謂詞子查詢

....
where exists (select .........)

當后面的子查詢結(jié)果集不為空時炬丸，exists返回true，否則返回false蜒蕾。
not exists和exists剛好相反稠炬。

1. 插入數(shù)據(jù)

insert into 表名 (屬性名,屬性名,...) values (值1，值2,.....)  //屬性名列表可省略

2. 修改數(shù)據(jù)

update 表名 set 列名=表達式,列名=表達式,..... where 條件

3. 刪除數(shù)據(jù)

delete from 表名 where 條件咪啡。

4. 空值運算：表達式中只要含有空值首启，其結(jié)果就是空值。
5. 視圖

• 視圖是從一個或幾個基本表（或視圖）導(dǎo)出的表撤摸，它是一個虛表而不是基本表毅桃。
• 數(shù)據(jù)庫中只存放視圖的定義而不存放試圖定義的數(shù)據(jù)。視圖的定義存儲在數(shù)據(jù)字典中准夷≡糠桑基本表刪除的話，視圖還會保留衫嵌，但是因為它是引用的數(shù)據(jù)读宙，當數(shù)據(jù)源（基本表的數(shù)據(jù)）已經(jīng)不存在時，視圖就無法使用了楔绞。
• 建立一個視圖

create view 視圖名(列名列表)
as
select ....
from ...
where ...
[with check option;]
其中结闸，如果使用了with check option```則對該視圖進行插入刪除修改的操作時唇兑，系統(tǒng)自動加上where中的那個條件。

• 一個視圖：①從單個基本表中導(dǎo)出桦锄；②去掉了某些行列但保留了主碼扎附。這樣的視圖交行列子集視圖。
• 視圖是虛表察纯，所以對視圖的更新最終要轉(zhuǎn)換為對基本表的更新帕棉。不是所有視圖都是可更新的。一般的饼记， 行列子集視圖是可更新的香伴，只有對行列子集視圖的數(shù)據(jù)更新和查詢操作才能夠正確轉(zhuǎn)換和執(zhí)行。
• 視圖消解 ：從數(shù)據(jù)字典中取出視圖的定義具则，再把定義中的子查詢和用戶的查詢結(jié)合起來即纲，轉(zhuǎn)換成等價的對基本表的查詢，然后在執(zhí)行了修正的查詢博肋，這一過程稱為視圖消解低斋。

第四章 數(shù)據(jù)庫安全性

1. 數(shù)據(jù)庫安全性：保護數(shù)據(jù)庫以防止不合法使用所造成的數(shù)據(jù)泄露、更改或破壞匪凡。
2. 不安全因素和應(yīng)對措施：

• 非授權(quán)用戶對數(shù)據(jù)庫的惡意存取和破壞：用戶身份鑒別膊畴、存取控制、視圖等病游。
• 數(shù)據(jù)庫中重要或敏感數(shù)據(jù)被泄露：強制存取控制唇跨、數(shù)據(jù)加密儲存、加密傳輸?shù)取?/li>
• 安全環(huán)境脆弱性：加強計算機系統(tǒng)的安全性保證衬衬。

1. 自主存取控制方法：

• 用戶權(quán)限：數(shù)據(jù)庫對象和操作類型組成买猖。
• 授權(quán)：

grant select,update(sno)
on table Student
to user1;
把select、sno列上update權(quán)限授予用戶user1
grant all privileges
on table Student,Course
to user1,user2
with grant option;
```
把Student,Course上的全部權(quán)限授予user1滋尉、user2玉控，并且，with grant option;表示允許user1狮惜、user2繼續(xù)向別人授予這些權(quán)限高诺。

• 收回權(quán)限

revoke select
on table SC
from public;
把授予**全部用戶**在SC上的修改權(quán)限收回。
revoke insert
on table SC
from user1 cascade;
```
假定user1把insert權(quán)限此前授予別人碾篡，則收回user1權(quán)限同時懒叛，cascade表示將user1授予別人的權(quán)限也都收回來。

1. 角色：角色是被命名的一組與數(shù)據(jù)庫操作相關(guān)的權(quán)限耽梅。角色是權(quán)限的集合。

• 創(chuàng)建角色

create role 角色名

• 給角色授權(quán)

grant 權(quán)限,權(quán)限....
on 對象（表名）
to 角色1,角色2

• 將一個角色授予其他的用戶

grant 角色1,角色2,...
to 其他角色胖烛，用戶,.....
[with adimin option]

其中眼姐，[with adimin option]可以讓被授權(quán)者把這種權(quán)限授予給其他角色诅迷。

• 角色權(quán)限收回

revoke 權(quán)限,......
on 對象（表名）
from 角色1,,角色2,.......

1. 強制存取控制方法
   強制存取控制是對數(shù)據(jù)本身進行密級標記，無論數(shù)據(jù)如何復(fù)制众旗，標記與數(shù)據(jù)是一個不可分割整體罢杉，只有符合密級標記要求的用戶才可以操縱數(shù)據(jù)，從而提高安全級別贡歧。

第五章 數(shù)據(jù)庫完整性

1. 參照完整性檢查和違約處理：當外鍵所在的子表和被參照的父表發(fā)生數(shù)據(jù)不一致時滩租，有以下策略：

• 拒絕執(zhí)行（默認）
• 級聯(lián)操作
• 設(shè)為空值

foreign key(Sno) references Student(Sno)
on delete cascade    /*當刪除Student表的Sno時，該表的Sno對應(yīng)數(shù)據(jù)也刪除*/
on update cascade   /*當更新Student表的Sno時利朵，該表的Sno對應(yīng)數(shù)據(jù)也更新*/

1. 關(guān)于完整性約束的SQL語句律想、約束條件命名子句，參考：第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL——創(chuàng)建表一節(jié)

第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論

1. 數(shù)據(jù)依賴中绍弟，最重要的是函數(shù)依賴和多值依賴技即。
2. 關(guān)系模式可能存在問題：

• 數(shù)據(jù)冗余
• 更新異常
• 插入異常
• 刪除異常

1. 一個好的模式應(yīng)當不會發(fā)生插入異常、刪除異常和更新異常樟遣，數(shù)據(jù)冗余應(yīng)該盡可能地少而叼。
2. 規(guī)范化：一個低一級的范式的關(guān)系模式通過模式分解，轉(zhuǎn)換為若干個高一級的范式的關(guān)系模式集合的過程豹悬。
3. 第一范式：是指數(shù)據(jù)庫表的每一列都是不可分割的基本數(shù)據(jù)項葵陵，同一列中不能有多個值，即實體中的某個屬性不能有多個值或者不能有重復(fù)的屬性瞻佛。簡而言之脱篙，第一范式就是無重復(fù)的列。第一范式（1NF）是對關(guān)系模式的基本要求涤久，不滿足第一范式（1NF）的數(shù)據(jù)庫就不是關(guān)系數(shù)據(jù)庫涡尘。
4. 第二范式：若R∈1NF，每一個+非主屬性+完全函數(shù)依賴于+任何一個+候選碼响迂，則R屬于2NF。
   不滿足第二范式會發(fā)生：

• 插入異常
• 刪除異常
• 修改復(fù)雜

1. 第三范式：不存在這樣的碼X蔗彤、屬性組Y和非主屬性Z川梅，使得X→Y，Y→Z成立且X不依賴于Y然遏，則它是第三范式贫途。若R是第三范式，那么也是第二范式待侵。
2. BCNF：若X→Y且X不包含Y時丢早，X中必定含有碼，則屬于BCNF。
   考慮R(A,B,C)怨酝，函數(shù)依賴：(A,B)→C傀缩，(B,C)→A，顯然(A,B)农猬、(B,C)都可以作為候選碼赡艰，這個關(guān)系模式中沒有屬性對碼的傳遞依賴和部分依賴，所以它是第三范式斤葱，而且除了(A,B)慷垮、(B,C)沒有其他決定因素，所以它也是BCNF揍堕。
3. 總體來說：

• 第一范式+沒有非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴=第二范式
• 第二范式+沒有非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴=第三范式
• 第三范式+沒有主屬性對碼的部分和傳遞依賴=BCNF
• BCNF+沒有非平凡和非函數(shù)依賴的多值依賴=第四范式

1. 多值依賴：設(shè)U=X+Y+Z料身，多值依賴X→→Y成立，當且僅當鹤啡，給定一對(x,z)惯驼，就有一組Y值與之對應(yīng)，且它至于x有關(guān)递瑰，與z無關(guān)祟牲。這就是說(x,z)給定以后，就有一組y也確定抖部；當保持x不變之變z说贝，則這組y值仍保持不變；一旦x發(fā)生變化慎颗，則y值可能發(fā)生變化乡恕；即這組y值發(fā)生變化的充分條件是x發(fā)生了變化。
2. 平凡的多值依賴：上述中Z∈?俯萎。
3. 多值依賴具有：

• 對稱性：若X→→Y傲宜，則X→→Z，其中U=X+Y+Z
• 傳遞性：若X→→Y夫啊，Y→→Z函卒，則X→→Z-Y
• 函數(shù)依賴是特殊的多值依賴（平凡的多值依賴）：若X→Y，則X→→Y撇眯，且此時若Y'∈Y报嵌，則X→→Y'，反之不成立熊榛。

1. 模式分解的三種不同定義
2. 具有無損連接性：一定能到達第四范式
3. 保持函數(shù)依賴：此時模式分解一定能到達第三范式锚国，但不一定到BCNF
4. 既要保持函數(shù)依賴，也要有無損連接性：可以到達第三范式玄坦，但不一定到BCNF

第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1. 基本步驟：

• 需求分析
• 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計
• 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計
• 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計
• 數(shù)據(jù)庫實施
• 數(shù)據(jù)庫運行和維護

第十章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)

1. 事務(wù)：一個數(shù)據(jù)庫操作序列血筑，要么都做，要么都不做。
2. 事務(wù)的ACID特性：

• 原子性
• 一致性
• 隔離性
• 持續(xù)性

1. 故障種類：
2. 事物內(nèi)部故障
3. 系統(tǒng)故障（軟故障）
4. 介質(zhì)故障（硬故障）
5. 計算機病毒
6. 數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)技術(shù)
7. 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲：定期將整個數(shù)據(jù)庫復(fù)制到磁帶豺总、磁盤或其他存儲介質(zhì)上保存起來的過程梆砸。

* 靜態(tài)增量/靜態(tài)海量轉(zhuǎn)儲
* 動態(tài)增量/動態(tài)海量轉(zhuǎn)儲

1. 登記日志文件
2. 恢復(fù)子系統(tǒng)（檢查點方法）

第十一章 并發(fā)控制

1. 事務(wù)是并發(fā)控制的基本單位
2. 事務(wù)并發(fā)的種類：

• 交叉并發(fā)
• 同時并發(fā)

1. 并發(fā)出現(xiàn)的三類問題：

• 丟失修改
• 不可重復(fù)讀
• 臟讀數(shù)據(jù)

1. 并發(fā)的主要技術(shù)：

• 封鎖（基本方法）
• 時間戳
• 樂觀控制法
• 多版本并發(fā)控制

1. 封鎖

• 排它鎖（X鎖、寫鎖）：其他事務(wù)不能再加任何類型的鎖
• 共享鎖（S鎖园欣、讀鎖）：可讀但不可修改，其他事務(wù)只能再加S鎖但不能再加X鎖休蟹，直到目前釋放為止沸枯。

1. 封鎖協(xié)議
2. 一級封鎖協(xié)議（防止丟失修改，保證事務(wù)可恢復(fù)）：事務(wù)T修改數(shù)據(jù)R之前必須先加X鎖赂弓，事務(wù)結(jié)束（commit OR rollback）后釋放
3. 二級封鎖協(xié)議（防止丟失修改绑榴，保證事務(wù)可恢復(fù)，進一步防止臟讀數(shù)據(jù)）：一級封鎖協(xié)議之上盈魁，再加上：事務(wù)T讀取數(shù)據(jù)之前加讀鎖S翔怎，讀完后釋放
4. 三級封鎖協(xié)議（防止丟失修改，保證事務(wù)可恢復(fù)杨耙，防止臟讀數(shù)據(jù)赤套，防止不可重復(fù)讀）：一級封鎖協(xié)議之上，增加：事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)之前必須加S鎖珊膜，事務(wù)結(jié)束后釋放
5. 活鎖：某個事務(wù)可能永遠等待容握。解決方法：先來先服務(wù)的策略。
6. 死鎖：兩個事務(wù)相互等待车柠，永遠不可能結(jié)束剔氏。解決方法：選擇一個處理死鎖代價最小的事務(wù)，將其撤銷竹祷，釋放此事務(wù)的所有鎖谈跛，將其他事務(wù)得以運行。
7. 可串行化調(diào)度：多個事務(wù)的并發(fā)是正確的塑陵，當且僅當其結(jié)果與按照某一順序的串行執(zhí)行這些事務(wù)的結(jié)果相同感憾。
8. 兩段鎖協(xié)議：可串行化調(diào)度的充分不必要條件
9. 第一階段：獲得鎖，也就是擴展階段
10. 第二階段：釋放鎖猿妈，也就是收縮階段
11. 封鎖粒度：封鎖對象大小叫做封鎖粒度吹菱。