Data Base 2 Review

五、规范化设计

函数依赖

1. 数据库的规范化设计理论：数据依赖、范式、模式设计

   • 核心作用：数据依赖

   • 设计标准：范式

2. 泛关系模式存在的问题：

   • 数据冗余
   • 修改/插入/删除异常

1NF,2NF,3NF,BCNF

无损分解

1. 模式设计方法原则

   表达性、分离性、最小冗余性

七、数据库设计

规划

• 输出：可行性分析报告+数据库系统规划纲要

需求分析

• 输入：信息需求+处理需求
• 输出：需求说明书
• 步骤：
  1. 分析用户活动，产生用户活动图（业务流程）
  2. 确定系统范围，产生系统范围图（人机界面）
  3. 分析用户活动所涉及的数据，产生数据流图DFD
  4. 分析系统数据，产生数据字典DD

概念设计

• 输入：DFD
• 输出：分ER图 -> 总ER图
• 步骤：
  1. 进行数据抽象,设计局部概念模式
  2. 将局部概念模式综合成全局概念模式
  3. 评审

逻辑设计

• 输入：
  • 独立于DBMS的概念模式
  • 处理需求
  • 约束条件
  • DBMS特性
• 输出：
  • DBMS可处理的模式
  • 子模式
  • 应用程序设计指南
  • 物理设计指南
• 步骤：
  1. 形成初始模式：ER 实体类型/联系类型 -> 记录类型
  2. 子模式设计：应用程序和数据库系统的接口
  3. 应用程序设计梗概：设计应用程序草图
  4. 模式评价：
     • 定量分析
     • 性能测量
  5. 修正模式：使模式适应信息的不同表示
• ER->关系模型转换规则
  • 1:1
    • 可以在任意一关系模式属性中加入另一方的键和联系属性
  • 1:N
    • N端加入1端的键和联系属性
  • M:N
    • 联系类型转换成关系
    • 属性为两端实体的键
  • 弱实体 1:N(弱实体)
    • 1端键作为外键加入弱实体
    • 弱实体主键由父表主键和自身候选键组成

物理设计

• 输入：基本数据模型
• 输出：物理结构
• 步骤：
  1. 存储记录结构设计
  2. 确定数据存放位置
  3. 存取方法的设计
  4. 完整性和安全性考虑
  5. 程序设计

实现

运行和维护

八、数据库的管理

事务ACID

数据库恢复

1. 恢复方法: 转储和建立日志
2. 故障:
   • 事务故障
   • 系统故障
   • 介质故障

数据库并发（两种锁，活死锁，可串行化）

1. 并发操作的三个问题：
   • 丢失更新
   • 读脏数据
   • 不一致分析

数据库完整性（3静态，1动态）

1. 完整性：正确性、有效性、相容性

2. 完整性约束：

   • 域约束

   • 基本表约束

     FOREIGN KEY (..) REFERENCES TABLE(..)

   • 断言

   • 触发器：

     • 元组级触发器：for each row
     • 语句级触发器

CREATE  TRIGGER  TRI_UPD_SC               /*触发器的命名*/
  INSTEAD  OF  UPDATE OF CNO  ON  SC     /*时间、事件、目标*/
  REFERENCING                             /*设置变量*/   
    OLD_TABLE  AS  OLDSTUFF         /*为语句级触发器设置变量*/
    NEW_TABLE  AS  NEWSTUFF
FOR EACH ROW
 WHEN （50 >= ALL（SELECT  COUNT(SNO)    /*动作时间条件*/
    FROM ((SC EXCEPT OLDSTUFF) UNION NEWSTUFF)
    GROUP  BY  CNO）））
  BEGIN ATOMIC                                 /*动作体*/
    DELETE FROM  SC                            /*触发动作1*/
    WHERE (SNO,CNO,GRADE) IN OLDSTUFF; 
    INSERT INTO SC                             /*触发动作2*/
    SELECT * FROM NEWSTUFF
  END;

数据库安全

GRANT SELECT,UPDATE(PRICE) ON TABLE TO WANG [WITH GRANT OPTION]

REVOKE .. ON .. FROM .. [CASCADE|RESTRICT]

九、分布式数据库系统

物理上分散，逻辑上集中

1. 数据独立性：逻辑独立性+物理独立性
2. 分类：
   • 同构同质型
   • 同构异质型：DBMS型号不同
   • 异构型

数据分片

• 水平分片
• 垂直分片
• 导出分片（导出水平分片）：水平分片的条件不是本关系属性的条件，而是其他关系属性的条件
• 混合分配，三种混合

三条规则：

• 完备性
• 可重构
• 不相交

数据分配

• 集中式
• 分割式：数据一份，分割成的每个逻辑片段被指派到特定场地
• 全复制式：数据在每个场地重复存储
• 混合式：介于分割式和全复制式。每个子集安置在一个或多个场地

全局关系、逻辑片段、场地（物理映像）

十、对象数据库系统

对象联系图

• 平面关系模型：基本数据类型
• 嵌套关系模型：基本数据类型、关系类型（集合）
• 复合对象模型：基本数据类型、关系类型、结构类型（元组类型）
• 面向对象：基本类型、复合类型、引用类型

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1. 用ORDB的定义语言，定义这个数据库:

   CREATE  TYPE  MyString  char  varying；
   
   CREATE  TABLE  department(university  MyString,
   dname  MyString, 
   staff  setof(ref(faculty)), 
   dire ref(director));
   
   CREATE  TABLE  faculty(fno  integer,fname MyString,  
   languages  setof(MyString),
   countries  setof(MyString),
   works_for  ref(department));
   
   CREATE TABLE director(dno  integer) Under  faculty;

2. 检索精通俄语（Russian）的教师工号和姓名。

   SELECT  fno, fname
   FROM  faculty
   WHERE  ‘Russian’  in  languages;

3. 检索上海地区各大学超过50岁的教师人数

   SELECT  A.uname，count（SELECT  * 
   						FROM  A.staff as B
   						WHERE  B.age＞50）
   FROM  university  as A
   WHERE  A.city = ˊshanghaiˊ； 

tips

1. 关系模式n个属性，可能的函数依赖4ⁿ个，平凡的函数依赖3ⁿ个，正确的调度n！个
2. B的函数依赖要写B-> Φ, B->B
3. 候选码为全码的关系模式一定是满足BCNF