數(shù)據(jù)庫(kù)的點(diǎn)(數(shù)據(jù)庫(kù))

1.數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)

第一章 數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)本章以概念為主，主要是了解數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)模型，重點(diǎn)是關(guān)系型數(shù)據(jù)。

第一節(jié)：信息，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理一、信息與數(shù)據(jù)：1、信息：是現(xiàn)實(shí)世界事物的存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反映?；蛘J(rèn)為，信息是一種已經(jīng)被加工為特定形式的數(shù)據(jù)。

信息的主要特征是：信息的傳遞需要物質(zhì)載體，信息的獲取和傳遞要消費(fèi)能量；信息可以感知；信息可以存儲(chǔ)、壓縮、加工、傳遞、共享、擴(kuò)散、再生和增值2、數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是信息的載體和具體表現(xiàn)形式，信息不隨著數(shù)據(jù)形式的變化而變化。數(shù)據(jù)有文字、數(shù)字、圖形、聲音等表現(xiàn)形式。

3、數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系：一般情況下將數(shù)據(jù)與信息作為一個(gè)概念而不加區(qū)分。二、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理技術(shù)：1、數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理是對(duì)各種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、加工和傳輸?shù)然顒?dòng)的總稱。

2、數(shù)據(jù)管理：數(shù)據(jù)收集、分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索、傳輸和維護(hù)等環(huán)節(jié)是數(shù)據(jù)處理的基本操作，稱為數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)處理的核心問題。

3、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)所研究的問題不是如何科學(xué)的進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。4、數(shù)據(jù)管理技術(shù)的三個(gè)階段：人工管理，文件管理和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

第二節(jié)：數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展一、數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展：數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：1、層次型和網(wǎng)狀型： 代表產(chǎn)品是1969年IBM公司研制的層次模型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)IMS。2、關(guān)系型數(shù)據(jù)型庫(kù)： 目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)采用的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。

1970年IBM公司的研究員E.F.Codd提出了關(guān)系模型。其代表產(chǎn)品為sysem R和Inges。

3、第三代數(shù)據(jù)庫(kù)將為更加豐富的數(shù)據(jù)模型和更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能為特征，以提供傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)難以支持的新應(yīng)用。它必須支持面向?qū)ο螅哂虚_放性，能夠在多個(gè)平臺(tái)上使用。

二、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：1、面向?qū)ο蟮姆椒ê图夹g(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展的影響：數(shù)據(jù)庫(kù)研究人員借鑒和吸收了面向?qū)ρ姆椒ê图夹g(shù)，提出了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型。2、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與多學(xué)科技術(shù)的有機(jī)組合：3、面向?qū)ｉT應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)三、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DBS）是一個(gè)采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，具有管理數(shù)據(jù)庫(kù)功能，由硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)及各類人員組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

1、數(shù)據(jù)庫(kù)（DB）：數(shù)據(jù)庫(kù)是以一定的組織方式存放于計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)器中相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合，它是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和管理對(duì)象，其數(shù)據(jù)是集成的、共享的以及冗余最小的。2、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是維護(hù)和管理數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件，是數(shù)據(jù)庫(kù)與用戶之間的界面。

作為數(shù)據(jù)庫(kù)的核心軟件，提供建立、操作、維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的命令和方法。3、應(yīng)用程序：對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理的程序，由用戶編寫。

4、計(jì)算機(jī)軟件：5、計(jì)算機(jī)硬件：包括CPU、內(nèi)存、磁盤等。要求有足夠大的內(nèi)存來存放操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的核心模塊以及數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖；足夠大的磁盤能夠直接存取和備份數(shù)據(jù)；比較主的通道能力；支持聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

6、各類人員。四、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)：1、數(shù)據(jù)共享：2、面向全組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化：數(shù)據(jù)不再?gòu)膶儆谝粋€(gè)特定應(yīng)用，而是按照某種模型組織成為一個(gè)結(jié)構(gòu)化的整。

它描述數(shù)據(jù)要身的特性，也描述數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的種種聯(lián)系。3、數(shù)據(jù)獨(dú)立性：4、可控?cái)?shù)據(jù)冗余度：5、統(tǒng)一數(shù)據(jù)控制功能：數(shù)據(jù)安全性控制：指采取一定的安全保密措施確保數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)不被非法用戶存取而造成數(shù)據(jù)的泄密和破壞；數(shù)據(jù)完整性控制：是指數(shù)據(jù)的正確性、有效性與相容性。

并發(fā)控制：多個(gè)用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存取時(shí)，采取必要的措施進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)；數(shù)據(jù)恢復(fù)：系統(tǒng)能進(jìn)行應(yīng)急處理，把數(shù)據(jù)恢復(fù)到正確狀態(tài)。第三節(jié)：數(shù)據(jù)模型一、數(shù)據(jù)組織：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)層次如下：1、數(shù)據(jù)項(xiàng)（field）：又稱字段，用于描述實(shí)體的一個(gè)屬性，是數(shù)據(jù)庫(kù)的基本單位。

一般用屬性名作項(xiàng)名；2、記錄（Record）：又稱為結(jié)點(diǎn)，由若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，用于描述一個(gè)對(duì)象；3、文件（File）：由若干個(gè)記錄組成；4、數(shù)據(jù)庫(kù)（Data Base）：由邏輯相關(guān)的文件組成。二、數(shù)據(jù)模型：數(shù)據(jù)的組織形式稱為數(shù)據(jù)模型，它決定 數(shù)據(jù)（主要是結(jié)點(diǎn)）之間聯(lián)系的表達(dá)方式。

主要包括層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型和面向?qū)ο笮退姆N。層次型和網(wǎng)狀型是早期的數(shù)據(jù)模型，又稱為格式化數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)模型。

以上四種模型決定了四種類型的數(shù)據(jù)庫(kù)：層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以及面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。目前微機(jī)上使用的主要是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。

1、層次型：是以記錄為結(jié)點(diǎn)的有向樹；圖如教材P7圖1--22、網(wǎng)狀型：樹的集合，它的表示能力以及精巧懷強(qiáng)于層次型，但獨(dú)立性下降。3、關(guān)系型：在關(guān)系型中，數(shù)據(jù)被組織成若干張二維表，每張表稱為一個(gè)關(guān)系。

一張表格中的一列稱為一個(gè)“屬性”，相當(dāng)于記錄中的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)（或稱為字段），屬性的取值范圍稱為域。表格中的一行稱為一個(gè)“元組”，相當(dāng)于記錄值。

可用一個(gè)或若干個(gè)屬性集合的值標(biāo)識(shí)這些元組，稱為“關(guān)鍵字”。每一行對(duì)應(yīng)的屬性值叫做一個(gè)分量。

表格的框架相當(dāng)于記錄型，一個(gè)表格數(shù)據(jù)相當(dāng)于一個(gè)同質(zhì)文件。所有關(guān)系由關(guān)系的框架和若干元組構(gòu)成，或者說關(guān)系是一張二維表。

關(guān)系型。

2.有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)最基本最基礎(chǔ)知識(shí)

一 事務(wù)處理介紹 事務(wù)是這樣一種機(jī)制，它確保多個(gè)SQL語(yǔ)句被當(dāng)作單個(gè)工作單 元來處理。

事務(wù)具有以下的作用： * 一致性：同時(shí)進(jìn)行的查詢和更新彼此不會(huì)發(fā)生沖突，其他 用戶不會(huì)看到發(fā)生了變化但尚未提交的數(shù)據(jù)。 * 可恢復(fù)性：一旦系統(tǒng)故障，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)自動(dòng)地完全恢復(fù)未完 成的事務(wù)。

二 事務(wù)與一致性 事務(wù)是完整性的單位，一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行是把數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一 致的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)一致的狀態(tài)。因此，如果事務(wù)孤立執(zhí)行時(shí) 是正確的，但如果多個(gè)事務(wù)并發(fā)交錯(cuò)地執(zhí)行，就可能相互干擾， 造成數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)的不一致。

在多用戶環(huán)境中，數(shù)據(jù)庫(kù)必須避免同 時(shí)進(jìn)行的查詢和更新發(fā)生沖突。這一點(diǎn)是很重要的，如果正在被 處理的數(shù)據(jù)能夠在該處理正在運(yùn)行時(shí)被另一用戶的修改所改變， 那么該處理結(jié)果是不明確的。

不加控制的并發(fā)存取會(huì)產(chǎn)生以下幾種錯(cuò)誤： 1 丟失修改（lost updates） 當(dāng)多個(gè)事務(wù)并發(fā)修改一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，不加控制會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié) 果，一個(gè)修改會(huì)覆蓋掉另一個(gè)修改。 2 讀的不可重復(fù)性 當(dāng)多個(gè)事務(wù)按某種時(shí)間順序存取若干數(shù)據(jù)時(shí)，如果對(duì)并發(fā)存 取不加控制，也會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。

3 臟讀（DIRDY DATA），讀的不一致性 4 光標(biāo)帶來的當(dāng)前值的混亂 事務(wù)在執(zhí)行過程中它在某個(gè)表上的當(dāng)前查找位置是由光標(biāo)表 示的。光標(biāo)指向當(dāng)前正處理的記錄。

當(dāng)處理完該條記錄后，則指 向下一條記錄。在多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)，某一事務(wù)的修改可能產(chǎn) 生負(fù)作用，使與這些光標(biāo)有關(guān)的事務(wù)出錯(cuò)。

5 未釋放修改造成連鎖退出 一個(gè)事務(wù)在進(jìn)行修改操作的過程中可能會(huì)發(fā)生故障，這時(shí)需 要將已做的修改回退（Rollback）。如果在已進(jìn)行過或已發(fā)現(xiàn)錯(cuò) 誤尚未復(fù)原之前允許其它事務(wù)讀已做過修改（臟讀），則會(huì)導(dǎo)致 連鎖退出。

6 一事務(wù)在對(duì)一表更新時(shí)，另外的事務(wù)卻修改或刪除此表的 定義。 數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)為每個(gè)事務(wù)自動(dòng)地設(shè)置適當(dāng)級(jí)別的鎖定。

對(duì)于前面 講述的問題：臟讀、未釋放修改造成的連鎖退出、一事務(wù)在對(duì)一 表更新時(shí)另外的事務(wù)卻修改或刪除此表的定義，數(shù)據(jù)庫(kù)都會(huì)自動(dòng) 解決。而另外的三個(gè)問題則需要在編程過程中人為地定義事務(wù)或 加鎖來解決。

三 事務(wù)和恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫(kù)本身肩負(fù)著管理事務(wù)的責(zé)任。事務(wù)是最小的邏輯工作 單元，在這個(gè)工作單元中，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有更新工作，要么必須 全部成功，要么必須全部失敗（回退）。

只要應(yīng)用程序指定了某 段程序?yàn)橐粋€(gè)事務(wù)并做了相應(yīng)的處理（提交或回退），數(shù)據(jù)庫(kù)系 統(tǒng)會(huì)自動(dòng)維護(hù)事務(wù)本身的特性。 四 ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)定義 ORACLE事務(wù)從COMMIT、ROLLBACK、連接到數(shù)據(jù)庫(kù)或開始第一 條可執(zhí)行的SQL語(yǔ)句時(shí)開始，到一條COMMIT、ROLLBACK語(yǔ)句或退出 數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)結(jié)束。

如果在一個(gè)事務(wù)中包含DDL語(yǔ)句，則在DDL語(yǔ)句的 前后都會(huì)隱含地執(zhí)行COMMIT語(yǔ)句，從而開始或結(jié)束一個(gè)事務(wù)。 如果一個(gè)事務(wù)由于某些故障或者由于用戶改變主意而必須在 提交前取消它，則數(shù)據(jù)庫(kù)被恢復(fù)到這些語(yǔ)句和過程執(zhí)行之前的狀 態(tài)。

利用ROLLBACK語(yǔ)句可以在COMMIT命令前隨時(shí)撤消或回退一個(gè) 事務(wù)?？梢曰赝苏麄€(gè)事務(wù)，也可以會(huì)退部分事務(wù)，但是不能回退 一個(gè)已經(jīng)被提交的事務(wù)。

回退部分事務(wù)的ROLLBACK命令為： ROLLBACK to savepoint 存儲(chǔ)點(diǎn)名 存儲(chǔ)點(diǎn)是用戶放入事務(wù)中的標(biāo)記，用來表示一個(gè)可被回退的 位置。存儲(chǔ)點(diǎn)通過在事務(wù)中放入一個(gè)SAVEPOINT命令而被插入。

該 命令的語(yǔ)法是： SAVEPOINT 存儲(chǔ)點(diǎn)名 如果在ROLLBACK語(yǔ)句中沒有給出存儲(chǔ)點(diǎn)名，則整個(gè)事務(wù)被回 退。 五 SYBASE數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)定義 SYBASE通過使用BEGIN TRANsaction和COMMIT TRANsaction命令指 示SQL將任意數(shù)目的語(yǔ)句作為一個(gè)單元來處理。

ROLLBACK TRANsaction 命令則允許用戶恢復(fù)到事務(wù)的開始，或恢復(fù)到事務(wù)內(nèi)部已經(jīng)被用SAVE TRANsaction命令定義的存儲(chǔ)點(diǎn)上。 BEGIN TRANsaction和COMMIT TRANsaction能夠包含任意數(shù)目的SQL 語(yǔ)句和存儲(chǔ)過程，方法很簡(jiǎn)單： BEGIN TRANsaction [事務(wù)名稱] COMMIT TRANsaction 如果一個(gè)事務(wù)由于某些故障或者由于用戶改變主意而必須在提交 前取消它，則數(shù)據(jù)庫(kù)被恢復(fù)到這些語(yǔ)句和過程執(zhí)行之前的狀態(tài)。

利用ROLLBACK TRANsaction命令可以在COMMIT TRANsaction命令 前隨時(shí)回退一個(gè)事務(wù)。可以回退整個(gè)事務(wù)，也可以回退部分事務(wù)，但 是不能回退一個(gè)已經(jīng)被提交的事務(wù)。

ROLLBACK TRANsaction命令為： ROLLBACK TRANsaction [事務(wù)名|存儲(chǔ)點(diǎn)名] 存儲(chǔ)點(diǎn)名是用戶放入事務(wù)中的標(biāo)記，用來表示一個(gè)可以被回退的 位置。存儲(chǔ)點(diǎn)名通過在事務(wù)中放入一個(gè)SAVE TRANsaction命令而被插 入。

該命令的句法是： SAVE TRANsaction 存儲(chǔ)點(diǎn)名 如果在ROLLBACK TRANsaction中沒有給出存儲(chǔ)點(diǎn)名或事務(wù)名，則 事務(wù)被回退到批處理中的第一個(gè)BEGIN TRANsaction語(yǔ)句處。

3.關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí)

數(shù)據(jù)庫(kù)是“按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù).J.Martin給數(shù)據(jù)庫(kù)下了一個(gè)比較完整的定義：數(shù)據(jù)庫(kù)是存儲(chǔ)在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合，這些數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的，無有害的或不必要的冗余，并為多種應(yīng)用服務(wù)；數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)獨(dú)立于使用它的程序；對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)插入新數(shù)據(jù)，修改和檢索原有數(shù)據(jù)均能按一種公用的和可控制的方式進(jìn)行。

當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)中存在結(jié)構(gòu)上完全分開的若干個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，則該系統(tǒng)包含一個(gè)“數(shù)據(jù)庫(kù)集合”。數(shù)據(jù)庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)分三個(gè)層次，反映了觀察數(shù)據(jù)庫(kù)的三種不同角度。

（1）物理數(shù)據(jù)層。 它是數(shù)據(jù)庫(kù)的最內(nèi)層，是物理存貯設(shè)備上實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的集合。

這些數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù)，是用戶加工的對(duì)象，由內(nèi)部模式描述的指令操作處理的位串、字符和字組成。 （2）概念數(shù)據(jù)層。

它是數(shù)據(jù)庫(kù)的中間一層，是數(shù)據(jù)庫(kù)的整體邏輯表示。指出了每個(gè)數(shù)據(jù)的邏輯定義及數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系，是存貯記錄的集合。

它所涉及的是數(shù)據(jù)庫(kù)所有對(duì)象的邏輯關(guān)系，而不是它們的物理情況，是數(shù)據(jù)庫(kù)管理員概念下的數(shù)據(jù)庫(kù)。 （3）邏輯數(shù)據(jù)層。

它是用戶所看到和使用的數(shù)據(jù)庫(kù)，表示了一個(gè)或一些特定用戶使用的數(shù)據(jù)集合，即邏輯記錄的集合。 數(shù)據(jù)庫(kù)不同層次之間的聯(lián)系是通過映射進(jìn)行轉(zhuǎn)換的。

數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特點(diǎn) （1）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 數(shù)據(jù)共享包含所有用戶可同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，也包括用戶可以用各種方式通過接口使用數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供數(shù)據(jù)共享。

（2）減少數(shù)據(jù)的冗余度。 同文件系統(tǒng)相比，由于數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，從而避免了用戶各自建立應(yīng)用文件。

減少了大量重復(fù)數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)冗余，維護(hù)了數(shù)據(jù)的一致性。 （3）數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。

數(shù)據(jù)的獨(dú)立性包括數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序相互獨(dú)立，也包括數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)的變化不影響數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。 （4）數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)集中控制。

文件管理方式中，數(shù)據(jù)處于一種分散的狀態(tài)，不同的用戶或同一用戶在不同處理中其文件之間毫無關(guān)系。利用數(shù)據(jù)庫(kù)可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中控制和管理，并通過數(shù)據(jù)模型表示各種數(shù)據(jù)的組織以及數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。

（5）數(shù)據(jù)一致性和可維護(hù)性，以確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。 主要包括：①安全性控制：以防止數(shù)據(jù)丟失、錯(cuò)誤更新和越權(quán)使用；②完整性控制：保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性；③并發(fā)控制：使在同一時(shí)間周期內(nèi)，允許對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)多路存取，又能防止用戶之間的不正常交互作用；④故障的發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)：由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供一套方法，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障和修復(fù)故障，從而防止數(shù)據(jù)被破壞 （6）故障恢復(fù)。

由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供一套方法，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障和修復(fù)故障，從而防止數(shù)據(jù)被破壞。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能盡快恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障，可能是物理上或是邏輯上的錯(cuò)誤。

比如對(duì)系統(tǒng)的誤操作造成的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等。