计算机数据库三级刷题总结（博主89分已过，总结的内容分享）
文章目录
- 计算机数据库三级刷题总结（博主89分已过，总结的内容分享）
-
- [一、 数据库设计阶段](#一、 数据库设计阶段)
- 二、事务相关
- 三、数据库设计顺序
- 四、数据库三级模式与二层映像
- 五、应用服务器与Web服务器
- 六、数据库应用系统功能层次
- 七、需求分析内容
- 八、数据库恢复与索引
- 九、事务并发控制与预防死锁
- 十、其他知识
一、 数据库设计阶段
- 逻辑设计阶段：包含人物逻辑结构设计、数据库事务概要设计、应用程序概要设计三部分。
- 概念设计
- 进行系统总体框架设计。每个实体集要有唯一名字，一般用名词或名词短语命名。
- 物理结构设计
- 目标：实现空间利用率高、较高访问效率、较低维护成本。
- 评估：从时间、空间、维护代价（多种方案）方面进行。
二、事务相关
- 事务与用户交互坏处：降低系统并发度，增加死锁数量，破坏检查点效果。
- 数据一致性：数据保持一致，在分布式系统中，指多节点数据是否一致，关联数据逻辑关系是否正确完整。
- 事务特性（ACID）
- 原子性：事务中的操作要么全部执行，要么全部不执行。
- 一致性：事务执行前后，数据的完整性约束保持不变。
- 隔离性：多个事务并发执行时，一个事务的执行不能被其他事务干扰。
- 持久性：事务一旦提交，对数据的修改就永久保存到数据库中。
三、数据库设计顺序
需求分析→概念结构设计→逻辑结构设计→物理结构设计→实施阶段→运行维护。
- 需求分析：进行需求调查，分析、整理和表达需求信息，形成需求说明书（如DFD数据流图和DD数据字典等）。
- 概念结构设计：将需求分析得到的用户数据抽象为信息结构（概念模型），最普遍的是实体关系（E---R）模型。
- 逻辑结构设计：把概念结构转化为特定DBMS支持的数据模型。步骤为：①将概念模型转化为一般的关系、网状、层次模型；②将转化来的模型向特定DBMS支持的数据模型转化；③优化数据模型。
- 物理结构设计：为特定数据模型选取最适合应用要求的物理结构。
- 实施
- 建立实际数据库结构，用DDL定义数据库（定义基本表、索引、约束、视图等）。
- 装入数据，组织数据入库是此阶段最主要工作。
- 编制和调试数据应用程序。
- 运行维护
- 试运行：应用程序调试完成且有一小部分数据入库后，对数据库进行联合调试。
- 运行阶段：由数据库管理员管理与维护，包括数据库的转储和恢复、数据的安全性完整性控制。
四、数据库三级模式与二层映像
- 三级模式结构
- 外模式：面向用户，用户通过数据库操纵语言DML操作，体现用户观。
- 概念模式：用数据模式描述语言DDL定义，体现整体观。
- 内模式：描述存储方式和物理结构，体现存储观。
- 二层映像
- 外模式/模式映像（逻辑独立性）：每个外模式都有对应映像，定义外模式与模式的对应关系，一般在外模式中描述。当模式改变时，修改此映像可使外模式不变，应用程序也无需修改，保证数据与程序的逻辑独立性。
- 模式/内模式映像（物理独立性）：唯一，存在于模式和内模式之间，定义数据全局逻辑结构和存储结构的对应关系。两级模式结构可能不同，此映像保证了数据库外模式的稳定性，除非需求变化，否则应用程序无需修改。
五、应用服务器与Web服务器
- 应用服务器：通过各种协议将商业逻辑暴露给客户端程序，客户端调用其商业逻辑如同调用对象方法。
- Web服务器
- 解析HTTP协议，接收到HTTP请求后返回HTTP响应，如HTML页面。可响应静态页面、图片，进行页面跳转，或委托其他程序（如CGI脚本、JSP脚本等）生成动态响应。
- 企业WEB服务器是企业网络用户信息交流平台，是信息化应用入口，一些应用系统集成在其上。其代理模型简单，只传递请求给处理程序，提供执行环境。虽不支持事务处理或数据库连接池，但可配置策略实现容错性和可扩展性。
六、数据库应用系统功能层次
- 表示层：用于显示数据和接受用户输入数据，一般为Windows应用程序或Web应用程序。
- 业务逻辑层：是表示层和数据访问层的桥梁，负责数据传递和处理。
- 数据访问层：实现对数据的保存和读取操作，可访问关系数据库、文本文件或XML文档等。
- 数据持久层：以程序为媒介将表现层或服务层的数据持久化，位于物理层和数据访问层之间。
七、需求分析内容
- 数据处理需求分析：从数据组织与存储设计角度，辨识数据项和数据结构，与功能需求分析结果组成数据字典，形成"数据规范说明书"。
- 功能需求分析：针对DBAS应具有的功能分析，是核心环节，分为数据处理需求分析与业务规则需求分析。从数据访问和处理角度明确数据访问操作，可从用户视图出发汇总分析结果。
- 性能需求分析：描述系统应达到的性能指标。
- 其他需求分析
- 存储需求分析：估计DBAS系统数据存储量。
- 安全需求分析：用于数据库安全设计，防止非法使用和攻击。
八、数据库恢复与索引
- 双机热备：属于数据库恢复技术，保证介质破坏后数据完整性。
- 使用索引原则
- 在需经常搜索的列、主键、经常用于连接、范围搜索、排序、where查询子句引用效率高、Order By和Group By子句出现的列上创建索引。
- 文件组织形式
- 散列文件：利用散列存储，优点是随机存放、插入删除方便、存取速度快、节省存储空间；缺点是不能顺序存取，只能按关键字随机存取，询问方式受限，多次操作后可能需重组。
- 堆文件：基本表数据量少且操作频繁时适用，无需建立索引，维护代价低，虽访问效率低，但数据量少时定位时间短。
- 顺序文件：文件信息存于连续物理块，支持顺序和随机存取，顺序存取速度相对快，缺点是不能动态增长，不利于插入和删除，适用于查询条件定义在查找码上的情况。
- 聚集文件：将关联关系记录存储在一起，适合频繁多表连接查询，可改善查询效率。
九、事务并发控制与预防死锁
- 事务是并发控制基本单位：保证事务ACID特性是重要任务，多个事务并发操作可能破坏其特性。
- 预防死锁原则
- 各个事务应顺序访问共享资源，分解复杂大事务。
- 按同一顺序访问对象。
- 合理设置事务隔离性级别。
- 使用绑定连接。
- 灵活使用显示加锁技术。
十、其他知识
- 顺序图与活动图：顺序图描述对象自身及对象间信息传递顺序；活动图描述系统、用例和程序模块中逻辑流程的先后和并行次序。
- 触发器：前触发型触发器在操作语句执行前激活，后触发器在语句执行后激活。
- 数据库文件：每个数据库有且仅有一个主要数据文件，可多个次要数据文件，至少有一个日志文件，也可多个，日志文件不属于文件组，一个文件不能是多个文件组的成员。
- 强制存取控制规则：主体许可证级别大于或等于客体密级时才能读取；等于客体密级时才能写。
- 数据库重组与重构：重组不修改原设计逻辑和物理结构，重构要部分修改数据库模式和内模式。
- 索引相关
- 多属性索引中，索引属性按区分度排序。
- 散列索引检索速度快，但不能用于范围查询。
- 分布式数据库
- 传输代价：I/0代价 + CPU代价 + 通信代价。
- 查询优化目标：使通信代价最省。
- 数据分配方式：集中式、分割式、全复制式、混合式。
- SQL Server恢复模式：简单恢复（无日志备份，自动回收日志空间，最新备份后更改不受保护，只能恢复到备份结尾）、完整恢复（需日志备份，可恢复到任意时点）、大容量日志恢复（需日志备份，是完整恢复附加模式，允许高性能大容量复制操作，减少日志空间使用量，某些情况下需重做更改，不支持时点恢复）。
- 数据库应用系统实现与部署：包括建立数据库结构、数据加载、事务和应用程序编码及测试、系统集成测试与试运行、系统部署。
- IDEF0：用于描述企业重要过程（活动），以图形表示，输入在框图左侧，输出在右侧，控制在上方，机制在下方。
- 事务概要设计内容：事务名称、所访问关系表及属性、处理逻辑、事务用户。
- 活锁：线程资源冲突激烈，不断尝试获取资源却失败，状态变化但无法达到目的，与死锁不同，活锁可能自动解开。
- 存储过程：可接受多个输入和输出参数。
- 唯一索引：保证索引键值不重复，多列唯一索引确保索引列值组合唯一，与非聚集索引无限定关系。
- Oracle安全控制机制：分为数据库级（通过用户身份认证和授予系统权限保证）、表级、行级和列级（通过授予或回收对象特权保证），用户分为DBA用户和普通用户。
- 数据库性能优化：单纯增加数据库CPU数量不一定提高查询速度，RAID1提高读速度、加强可靠性，但磁盘利用率低、写速度未提高，数据库管理员需深入了解数据库和业务系统。
- 反规范化方法：增加派生冗余列、增加冗余列、重新分组、分割表和新增汇总表等，增加冗余列可避免查询连接操作。
- 数据备份
- 静态转储：保证数据有效性，但降低数据库可用性。
- 动态转储：提高数据库可用性，但数据有效性无保证，需结合日志文件保证数据一致性。
- 备份策略考虑因素：备份空间、时间等。
- 备份方式：完全转储（对所有数据转储，占用时间和空间多）、差量转储（对最近一次完全转储以来变化进行转储，速度快、占用空间小，恢复速度快）、增量转储（只复制上次转储后变化部分，所需时间和空间短，但只能与完全转储配合恢复，恢复时间长）。
- SQL Server系统数据库：只有tempdb数据库不需要备份，每次SQL Server启动时会重新新建。
- 分布式数据库特征：本地自治、非集中式管理、高可用性，具有位置独立性、数据分片独立性和数据复制独立性形成的分布透明性。
- 共享磁盘结构：处理机有独立内存，通过互联网共享磁盘，可克服共享内存结构问题，但有通信代价。
- 分类器构造方法：统计方法（贝叶斯法和非参数法）、机器学习方法（决策树法和规则归纳法）、神经网络方法（BP算法），K - means属于聚类算法。
- SQL server排名函数
- RANK()：返回结果集分区内每行排名，排名可能不连续。
- DENSE_RANK()：返回排名无间断，始终连续。
- ROW_NUMBER()：返回结果集分区内行序列号，从1开始。
- NTILE()：将行分发到指定数目组中，返回行所属组编号。
- 数据库存储方法
- 聚集：将经常一起使用、有公共列值的多个表数据行存储在一起。
- 稠密索引：数据文件每个查找码值在索引文件中都对应一个索引记录。
- RAID1磁盘阵列特点：镜像磁盘阵列，数据百分百备份，提供最高数据安全保障，提高读速度，加强系统可靠性，磁盘利用率低（冗余度50%），写速度未提高，适用于存放重要数据，支持"热交换"。
- QPS与TPS定义
- QPS：Queries Per Second，每秒查询率，衡量服务器每秒响应查询次数。
- TPS：TransactionsPerSecond，事务数/秒，软件测试结果测量单位，一个事务指客户机向服务器发送请求并得到响应的过程。
- DFD（数据流图）元素表示：数据流用箭头，处理用矩形框，数据存储用圆角矩形框，外部项用圆角框或者平行四边形框。
- 数据库应用系统层次设计任务
- 表示层：进行人机界面设计。
- 业务逻辑层：梳理业务活动，表示为系统架构。
- 数据访问层：设计操作数据库的事务。
- 数据持久层：进行应用系统存储结构设计。
- 分区表：数据操作只涉及部分数据时可考虑建立。
- 汇总表：将频繁使用统计操作中间结果保存其中，降低数据访问量和CPU计算量。
- 复合索引：用户在多个列上建立的索引，可代替多个单一索引，查询时最好将WHERE条件顺序作为索引列顺序，效率最高。
- 主索引：在数据文件主码属性集上建立的索引。
- 顺序图消息表示：对象间通信用对象生命线之间水平消息线表示，箭头说明消息类型，可表示递归过程，消息可创建和销毁对象，可带条件，条件不互斥时消息可能并行发出。
- 触发器类型
- DML触发器：由INSERT、UPDATE、DELETE等DML语句产生事件触发，分为AFTER触发器（在DML事件发生后执行，只适用于数据表）和INSTEADOF触发器（在DML事件发生前执行，可用于数据表和视图，同一操作只能定义一个），还可按触发事件类型分为INSERT、UPDATE、DELETE触发器。
- DDL触发器：由执行DDL语句产生事件触发，用于执行数据库级管理任务，如审核和规范数据库操作。
- LOGON触发器：响应LOGON事件（登录）触发，可跟踪用户登录活动。
- 删除架构选项：使用CASCADE选项会删除架构及其所有架构对象；使用RESTRICT选项，若架构包含对象则拒绝删除。
- SQL Server系统数据库：安装后自动安装master、msdb、model、tempdb和Resource数据库，master记录其他数据库物理存储位置，msdb存储作业信息，Resource是只读数据库，包含系统对象。
- 强制存取控制规则：主体许可证级别不低于客体密级才能读取，不高于客体密级才能写。
- 多磁盘存储系统：将基本表和索引放不同磁盘，可提高文件读写速度。
- 分布式数据库管理系统组件
- 全局数据库管理系统：核心，提供分布透明性，协调全局事务执行，支持全局应用。
- 局部数据库管理系统：负责创建和管理局部数据库，提供场地自治能力，执行全局应用及子查询。
- 数据划分方法
- 范围划分：有利于范围查询及点查询。
- 轮转法：适合扫描整个关系的应用，可并行读取数据，负载均衡。
- 散列划分：适合点查询。
- 数据仓库目的：集成企业数据，形成面向分析的数据环境，支持信息性、决策性分析应用。
- TOP限定结果集
- WITH TIES：包括最后一行取值并列的结果。
- TOP n：取查询结果前n行数据。
- TOP n percent：取查询结果前n%行数据。
- 公用表表达式：将查询结果集命名，可多次引用，语法格式为WITH公用表表达式标识符(列表...列表) AS (SELECT语句)。
- 集合运算：交（intersect）、并（union）、差（except）。
- 删除函数语法：DROP FUNCTION。
- SQL Server触发器表：INSERTED表用于存储INSERT和UPDATE语句影响的行副本。
- SQL Server用户自定义函数类型：标量函数和表值函数。
- 权限转授选项：授权语句中加上WITH GRANT OPTION选项可使用户将权限转授给其他用户。
- 非预期事务内部故障：如运算溢出、并发事务死锁、违反完整性限制等故障，不能由事务程序处理。
- 分布式数据库特征：本地自治、非集中式管理、高可用性。
- 数据挖掘类型：从销售交易数据库找出物品关系，属于关联（或关联分析、关联规则）挖掘。
- DATEADD()函数：在日期中添加或减去指定时间间隔，语法为DATEADD( datepart, number, date)。
- 内存、CPU、存储相关：内存增加可提高数据处理效率，CPU主频提高可增加单位时间处理数据量，SLC成本高、容量小、速度快，MLC容量大、成本低、速度慢。
- 网络带宽定义：单位时间（1秒钟）内能传输的数据量，原指通讯线路或设备传送信号范围，网络中是指规定时间内从一端流到另一端的信息量，即数据传输率。
- 数据库物理设计内容：数据库逻辑模式描述、文件组织与存取设计、数据分布设计、确定系统配置、物理模式评估。
- 需求分析过程：包括标识问题、建立需求模型、描述需求、确认需求。DFD和IDEF0可用于建立需求模型，IDEF2用于系统模拟，建立动态模型。
- 降低死锁发生法则：按同一顺序访问资源、避免事务中的用户交互、采用小事务模式缩短事务长度减少锁占用时间、尽量使用记录级（行锁）少用表级锁、使用绑定连接使应用程序连接相互合作。
- COUNT函数区别：COUNT (*)返回表的行数，不过滤null和重复行；COUNT (表达式)过滤null值，值为null的行不计数，不加distinct关键字会过滤重复行。
- 触发器定义选项区别：使用FOR或者AFTER选项定义的为后触发的触发器，在引发操作成功且约束检查完成后执行；使用INSTEAD OF选项定义的为前触发器，执行触发器替代引发的SQL语句操作。
- 游标关键字作用
- NEXT：返回紧跟当前行后的数据行，首次操作返回结果集第一行，当前行递增为结果行。
- PRIOR：返回行设为当前行。
- FIRST：设置第一行为当前行。
- LAST：设置最后一行为当前行。
- SQL Server 2008数据库文件大小：主要数据文件大小最小不能小于3MB。
- 主文件组相关：主(PRIMARY) 文件组包含主要数据文件和未明确分配给其他文件组的数据文件，系统表页均在主文件组，日志文件不在文件组内，数据库只有一个主文件组，可多个用户定义文件组。
- SQL Server特殊用户
- Guest：特殊数据库用户，常作为匿名访问者使用。
- sa：系统定义的数据库登录账户，一个登录账户可映射为多个数据库用户，成为合法用户后除有系统视图查询权限外，无其他操作权限。
- 备份关键字
- 差异备份：WITH DIFFERENTIAL 。
- 累计备份：WITH CUMULATIVE。
- 无共享结构：被认为是支持并行数据库系统的最好并行结构，通过最小化共享资源降低资源竞争概率，可扩展性高，适合OLTP应用。
- XML数据库适用场景：适合管理复杂数据结构的数据集，数据有层次特征时便于操作。
- 三层B/S结构系统：将数据处理功能分布在表示层（客户端，由Web浏览器实现）、应用层（Web应用服务器，实现业务规则）、数据层（数据库服务器，通过DBMS完成数据存储和存取）。
- 分割表调优方法优缺点
- 水平分割：增加应用复杂度，查询所有数据需union操作。
- 垂直分割：数据行变小，数据页存更多数据，查询减少I/O次数提高性能，但查询所有数据需Join操作。
- 数据库角色权限
- db_datawriter：有增、删、改、查所有用户表数据的权限。
- db_accessadmin：有添加和删除数据库用户的权限。
- db_backupoperator：有备份和恢复数据库的权限。
- db_owner：有创建数据库对象的权限。
- 游标参数意义（ABSOLUTE { n| @nvar}）：n或@nvar为正，返回游标第一行开始的第n行并设为新当前行；为负，返回游标最后一行开始之前的第n行并设为新当前行；为0，不返回行。n为整数常量，@nvar数据类型为smallint、tinyint或int。
- SQL Server固定数据库角色及权限
- db_owner：可进行数据库全部操作，包括配置、维护和删除。
- db_accessadmin：可添加或删除数据库用户。
- db_securityadmin：可管理数据库角色、成员以及语句和对象权限。
- db_ddladmin：可执行数据定义语言(DDL)。
- db_backupoperator：可备份数据库和日志。
- db_datareader：可查询数据库所有用户数据。
- db_datawriter：可插入、删除和更新数据库所有用户数据。
- db_denydatareader：不允许查询数据库所有用户数据，等同于对所有表和视图授予DENY SELECT权限。
- db_denydatawriter：不允许INSERT、DELETE和UPDATE数据库所有用户数据。
- T-SQL恢复语句：恢复数据库使用RESTORE DATABASE语句，恢复事务日志使用RESTORE LOG语句。
- 局部数据模型透明性：处于分配模式与局部概念模式之间，用户编写应用程序需了解全局数据分片、副本复制及场地位置分配情况，但无需了解各场地上数据库的数据模型。
- 分布式数据库数据分配方式
- 集中式：所有数据片段在一个场地上。
- 分割式：全局数据只有一份，分割成若干片段，每个片段在特定场地上。
- 全复制式：全局数据有多个副本，每个场地都有完整副本。
- 混合式：全局数据分为若干子集，每个子集在一个或多个场地上，场地未必保存所有数据。
- 索引建立语句：在SQL语言中，建立索引使用CREATE INDEX语句，一般格式为CREATE [UNIQUE] INDEX <索引名> ON <表名> (<列名> [<次序>]，<列名> [<次序>]，) INCLUDE (属性名)WHERE 约束条件。
- hash索引原理：传统索引基于"比较"，理想情况是不比较直接存取记录，需在记录存储位置和关键字间建立对应关系f（hash函数），通过此函数可直接找到记录存储位置。
- 分布式数据库查询相关
- 通信代价大原因：各个站点分片间的连接和并操作。
- 分布透明性层次：分片透明性、位置透明性、局部数据模型透明性，分片透明性是最高层次。
- 目标：本地自治、非集中式管理、高可用性、位置独立性、数据分片独立性等。
- 数据水平分片：从关系行（元组）角度按条件划分为不同片断，每一行至少属于一个片断，以便重构关系。
- 并行数据库划分技术
- 轮转法：对关系顺序扫描，元组按顺序存储到不同磁盘，保证均匀分布。
- 散列划分：选定散列函数，对元组基于划分属性散列，按散列值存储到相应磁盘。
- 范围划分：按关系中某个属性取值范围划分数据文件并存到不同磁盘。轮转法适合扫描整个关系的应用，能充分发挥并行性。
- 数据字典内容：是对系统中各类数据描述的集合，包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程5个部分，在数据库设计中很重要。
- 数据模型构成：由数据结构、数据操作和完整性约束三部分构成，完整性约束是限定数据及联系的规则，保证数据正确、有效、相容，实体完整性规定主码属性不能为空。
- 死锁检测方法：周期性检查事务等待图。
- redo和undo操作原因及对象：系统故障造成数据库不一致，一是未完成事务更新可能写入数据库，二是已提交事务更新可能在缓冲区未写入。对故障发生前已提交事务（有BEGIN Transaction和commit）做redo操作，对未完成事务（只有BEGIN Transaction，无commit或rollback）做undo操作。
- 模式分解要求：保证分解具有"无损连接性"（连接重组可精确恢复原数据表）和"保持函数依赖"（原关系模式属性隐含关系在分解后不丢失）。
- 三层架构优缺点：三层架构将更多任务传至服务器端计算，增加网络通信量，运行速度受网络制约，在适用Internet、维护方面比C/S强，在运行速度、数据安全、人机交互方面不如C/S。
- SQL Server Agent组件及作用：是任务规划器和警报管理器，可将周期性活动定义为任务自动运行，系统管理员可利用其接收警告信息定位问题提高管理效率，主要包括作业、警报和操作组件。
- 仅具登录权限用户查询范围：对SQL Server只能查询系统数据库中有关SQL Server的一些系统信息，即master、msdb数据库部分数据。
- DATEDIFF（）函数作用及语法：可返回两个日期之间的天数，语法为DATEDIFF (datepart, startdate, enddate)，startdate和enddate为合法日期表达式。
- 数据库恢复顺序：①恢复最近的完全数据库备份；②恢复完全备份之后的最近的差异数据库备份；③按日志备份的先后顺序恢复自最近的完全或差异数据库备份之后的所有日志备份。
- 避免活锁策略：DBMS采用先来先服务(FIFS) 策略处理事务数据操作请求，按事务请求加锁先后顺序排队，锁释放后分配给队列第一个事务，避免活锁。
- 数据库性能优化方面
- 分析阶段：确定性能等非功能性需求及量化指标。
- 设计阶段：数据库逻辑设计规范化，合理冗余，设计主键、外键、字段，考虑数据库物理存储和环境，利用文件组分散I/O操作提高并发能力。
- 系统设计阶段：系统结构设计影响性能，OLTP系统可选择C/S或三层C/S结构，归纳业务逻辑在数据库编程实现，减少网络流量，利用数据库预编译和缓存功能，根据需求初步设计索引。
- 编码阶段：程序员具备优化意识，减少客户端大数据量循环操作，用SQL语句或存储过程代替，注意SQL语句优化，如少用SELECT *，注意事务和锁，合理使用临时表、表变量，慎用游标和触发器，尽量使用索引。
- 硬件优化：使用基于硬件的RAID提供更佳性能，避免占据系统CPU周期，利用数据库分区技术平衡I/O访问，避免I/O瓶颈。
- 事务处理调优：处理数据库并发操作带来的数据不一致问题，并发控制主要方法是封锁，调优考虑事务锁个数（越少越好）、锁类型（读锁有利）、持有锁时间（越短越好）。
- SQL Server 2008备份方式：完整备份、差异备份、事务日志备份、文件和文件组备份。
- 分布式数据库操作顺序：先进行数据分片（对关系操作），再数据分配（对分片结果操作），分片是全局关系的映像，分配是物理存放场地的映像。
- 使用索引原则重复强调：在需要经常搜索的列、主键、经常用于连接、范围搜索、排序、where子句的列上创建索引。
- 触发器数量限制：一个表上可以建立多个后触发器，而只能建立一个前触发器。