数据库工程师.doc

封锁一级封锁协议：事务在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放。事务结束包括正常结束（COMMIT）和非正常结束（ROLLBACK）。一级封锁协议可以解决丢失更新问题。二级封锁协议：在一级封锁协议的基础上，加上事务T在读数据R之前必须对其加S锁，读完后即可释放S锁。二级封锁协议可以解决读脏数据的问题。但不能保证可重复读。三级封锁协议：在一级封锁协议的基础上，加上事务T在读数据R之前必须对其加S锁，直到事务结束才可释放S锁。三级封锁协议可在一二级封锁协议的基础上解决了不可重复读的问题。两段封锁协议：指事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁。第一阶段是获得封锁，事务可以获得任何数据项上的任何类型的锁，但不能释放；第二阶段是释放封锁，事务可以释放任何数据项上的任何类型的锁，但不能申请。联机分析处理（OLAP）和联机事务处理（OLTP）1、 OLAP是面向决策人员，OLTP是面向操作人员的2、 OLAP使用历史性的数据，OLTP使用当前数据3、 OLTP经常对数据进行手入、删除等操作，而OLAP仅对数据进行汇总和分析内容数据库数据仓库数据内容当前值历史的，存档的，归纳的，计算的数据目标面向业务操作人员，重复处理面向主题域，分析应用数据特性动态变化，按字段更新静态，不能直接更新，只能定时添加、刷新数据结构高度结构化、复杂、适合操作计算简单、适合分析使用频率高中、低数据访问量每个事务只访问少量记录有的事务可能需要访问大量的记录对响应时间的要求以秒为单位计算以秒、分钟甚至小时为单位计算4、 OLAP会从已有数据中发掘新的信息，而OLTP不可以数据仓库的基本特性1、 数据面向主题的特性：即数据是面向主题进行组织的。2、 数据集成的特性3、 数据相对稳定的特性4、 数据反映历史变化的特性：a数据仓库随时间变化不断增加新的数据内容。即数据仓库系统必须不断捕捉OLTP数据库中变化的数据，追加到数据仓库中去。b数据仓库随时间变化不断删除旧的内容。C数据仓库中包含大量综合数据，这些数据有很多信息与时间有关，如数据经常按时间段进行综合，或隔一定的时间进行抽样等，这些数据需要随时间不断地进行重新综合。内容同轴细缆同轴粗缆非屏蔽双绞线屏蔽双绞线光纤电阻传输距离性能各类网线：1、 一类线：主要用于传输语音（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不用于数据传输。2、 二类线：传输频率为1MHz，用于语音传输和最高传输速率为4Mbps的数据传输，常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧的令牌。3、 三类线：指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆，该电缆的传输频率16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于10BASET.4。4、 四类线：该电缆的传输频率20MHz，用于语音传输及最高传输速率为16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10BASET/100BASET。5、 五类线：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输频率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100BASETX/10BASET。是最常用的以太网电缆。6、 超五类线：主要用于千兆位以太网（1000Mbps）7、 六类线：传输频率为1MHz250MHz，适用于传输速率高于1Gbps的网络。8、 七类线：是最新的一类非屏蔽双绞线，传输频率至少可达500MHz，传输速率为10Gbps。交叉线 （1、2、3、6线必须用）双交线有两种国际标准：分别是EIA/TIA568和EIA/TIA568BT568A线序（从左到右）：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕T568B线序（从左到右）：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕连接方法也主要有两种：直通线缆和交叉线缆直通线缆：两端水晶头都遵循568A或568B标准，主要用于交换机（或集线器）Uplink口连接交换机（或集线器）普通端口或交换机普通端口连接计算机网卡上。交叉线缆：一端水晶头遵循568A标准，另一端遵循568B标准。主要用于交换机（或集线器）普通端口连接到交换机（或集线器）普通端口或网卡连接到网卡。组播传输（Muticast）：在发送者和每一接受者之间实现点对多点的网络连接。如果一台发送者给多个接受者同时传输相同的数据，也只需要复制一份相同的数据包。提高了数据的传输效率，减少了骨干网出现拥塞的可能性。IP组播可以运行在任意构造的网络之上，包括因特网、ATM、帧中继、SMDS和卫星，能应用在视频和电信会议、多媒体种类、新闻发布和那些来自太空的远程实况广播。IANA把D类地址空间分配给IP组播，其范围：224.0.0.0到239.255.255.255。范式说明1.1第一范式（1NF）无重复的列所谓第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。简而言之，第一范式就是无重复的列。说明：在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。例如，如下的数据库表是符合第一范式的：字段1字段2字段3字段4而这样的数据库表是不符合第一范式的：字段1字段2字段3字段4字段3.1字段3.2数据库表中的字段都是单一属性的，不可再分。这个单一属性由基本类型构成，包括整型、实数、字符型、逻辑型、日期型等。很显然，在当前的任何关系数据库管理系统（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一范式的数据库，因为这些DBMS不允许你把数据库表的一列再分成二列或多列。因此，你想在现有的DBMS中设计出不符合第一范式的数据库都是不可能的。1.2第二范式（2NF）属性完全依赖于主键消除部分子函数依赖如果关系模式R为第一范式，并且R中每一个非主属性完全函数依赖于R的某个候选键，则称为第二范式模式。第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被惟一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的惟一标识。这个惟一属性列被称为主关键字或主键、主码。例如员工信息表中加上了员工编号（emp_id）列，因为每个员工的员工编号是惟一的，因此每个员工可以被惟一区分。简而言之，第二范式（2NF）就是非主属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性（设有函数依赖WA，若存在XW，有XA成立，那么称WA是局部依赖，否则就称WA是完全函数依赖）。如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。假定选课关系表为SelectCourse(学号,姓名,年龄,课程名称,成绩,学分)，关键字为组合关键字(学号,课程名称)，因为存在如下决定关系：(学号,课程名称)(姓名,年龄,成绩,学分)这个数据库表不满足第二范式，因为存在如下决定关系：(课程名称)(学分)(学号)(姓名,年龄)即存在组合关键字中的字段决定非关键字的情况。由于不符合2NF，这个选课关系表会存在如下问题：(1)数据冗余：同一门课程由n个学生选修，学分就重复n-1次；同一个学生选修了m门课程，姓名和年龄就重复了m-1次。(2)更新异常：若调整了某门课程的学分，数据表中所有行的学分值都要更新，否则会出现同一门课程学分不同的情况。(3)插入异常：假设要开设一门新的课程，暂时还没有人选修。这样，由于还没有学号关键字，课程名称和学分也无法记录入数据库。(4)删除异常：假设一批学生已经完成课程的选修，这些选修记录就应该从数据库表中删除。但是，与此同时，课程名称和学分信息也被删除了。很显然，这也会导致插入异常。把选课关系表SelectCourse改为如下三个表：学生：Student(学号,姓名,年龄)；课程：Course(课程名称,学分)；选课关系：SelectCourse(学号,课程名称,成绩)。这样的数据库表是符合第二范式的，消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。另外，所有单关键字的数据库表都符合第二范式，因为不可能存在组合关键字。1.3第三范式（3NF）属性不依赖于其它非主属性消除传递依赖如果关系模式R是第二范式，且每个非主属性都不传递依赖于R的候选键，则称R为第三范式模式。满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。例如，存在一个部门信息表，其中每个部门有部门编号（dept_id）、部门名称、部门简介等信息。那么在的员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息表，则根据第三范式（3NF）也应该构建它，否则就会有大量的数据冗余。第三范式（3NF）：在第二范式的基础上，数据表中如果不存在非关键字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合第三范式。简而言之，第三范式就是属性不依赖于其它非主属性。所谓传递函数依赖，指的是如果存在ABC的决定关系，则C传递函数依赖于A。因此，满足第三范式的数据库表应该不存在如下依赖关系：关键字段非关键字段x非关键字段y假定学生关系表为Student(学号,姓名,年龄,所在学院,学院地点,学院电话)，关键字为单一关键字学号，因为存在如下决定关系：(学号)(姓名,年龄,所在学院,学院地点,学院电话)这个数据库是符合2NF的，但是不符合3NF，因为存在如下决定关系：(学号)(所在学院)(学院地点,学院电话)即存在非关键字段学院地点、学院电话对关键字段学号的传递函数依赖。它也会存在数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常的情况，读者可自行分析得知。把学生关系表分为如下两个表：学生：(学号,姓名,年龄,所在学院)；学院：(学院,地点,电话)。这样的数据库表是符合第三范式的，消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。1.4鲍依斯-科得范式（BCNF是3NF的改进形式）若关系模式R是第一范式，且每个属性都不传递依赖于R的候选键。这种关系模式就是BCNF模式。即在第三范式的基础上，数据库表中如果不存在任何字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合鲍依斯-科得范式。假设仓库管理关系表为StorehouseManage(仓库ID,存储物品ID,管理员ID,数量)，且有一个管理员只在一个仓库工作；一个仓库可以存储多种物品。这个数据库表中存在如下决定关系：(仓库ID,存储物品ID)(管理员ID,数量)(管理员ID,存储物品ID)(仓库ID,数量)所以，(仓库ID,存储物品ID)和(管理员ID,存储物品ID)都是StorehouseManage的候选关键字，表中的唯一非关键字段为数量，它是符合第三范式的。但是，由于存在如下决定关系：(仓库ID)(管理员ID)(管理员ID)(仓库ID)即存在关键字段决定关键字段的情况，所以其不符合BCNF范式。它会出现如下异常情况：(1)删除异常：当仓库被清空后，所有存储物品ID和数量信息被删除的同时，仓库ID和管理员ID信息也被删除了。(2)插入异常：当仓库没有存储任何物品时，无法给仓库分配管理员。(3)更新异常：如果仓库换了管理员，则表中所有行的管理员ID都要修改。把仓库管理关系表分解为二个关系表：仓库管理：StorehouseManage(仓库ID,管理员ID)；仓库：Storehouse(仓库ID,存储物品ID,数量)。这样的数据库表是符合BCNF范式的，消除了删除异常、插入异常和更新异常。四种范式之间存在如下关系： 第四范式（4NF）除对一个候选键扩展集存在属性组函数依赖外，不存在其它非平凡多值函数依赖。如果且只有一个表符合BCNF，同时多值依赖为函数依赖，此表才符合第四范式。4NF删除了不必要的数据结构：多值依赖。一、函数依赖（Functional Dependency)的概念 数据依赖的一种，它反映属性或属性组之间相依存，互相制约的关系，即反映现实世界的约束关系。二、定义 设R（U）是属性U上的一个关系模式，X和Y均为U=A1，A2，An的子集，r为R的任一关系，如果对于r中的任意两个元组u，v，只要有uX=vX，就有uY=vY，则称X函数决定Y，或称Y函数依赖于X，记为XY。例：(sno-学生ID，tno-教师ID，cno-课程ID，sname-学生姓名，tname-教师姓名，cname-课程名称，grade-成绩）1、snosname, cnocname,(sno,cno)grade 2、snamesno, tnocno, snotname 三、函数依赖是语义范畴1、语义：数据所反映的现实世界事物本质联系2、根据语义来确定函数依赖性的存在与否3、函数依赖反映属性之间的一般规律，必须在关系模式下的任一个关系r中都满足