1.数据:数据的基本单位是数据元素。数据元素可以由一个或多个数据项组成。数据项是数据中不可分割的最小单位 2、数据结构：数据逻辑结构、数据存储结构、数据运算 3.主要数据存储方式:顺序存储结构(逻辑与物理相邻，存储密度高)和链式存储结构 顺序存储结构： 顺序存储计算公式 Li＝L0＋(i－1)×K 可随机访问顺序结构；插入和删除操作会导致相应节点的大量移动 链式存储结构：a、指针域可有多个，可指向空，比顺序存储结构的存储密度小 b、相邻节点在物理上不一定相邻。 c、插入、删除等不需要大量移动节点 4.顺序表：一般来说，如果长度为n的顺序表在任何位置插入或删除的概率相等，元素移动的平均次数为n/2(插入)和（n-1)/2(删除)。 5.链表:线性链表(单链表、双向链表等) 线性链表又称单链表，每个节点只包含一个指针域，每个节点有两个指针域。(注意插入和删除结点) 6.栈:后进先出(LIFO)表。栈的应用:表达式求解、二叉树对称序周游、快速排序算法、实现递归过程等。 7.队列:先进先出线性表。应用:树的层次遍历 8.串:由零个或多个字符组成的有限序列。 9.多维数组的顺序存储:

1、信息与数据的关系：数据是信息的符号表示，或称载体；信息是数据的内涵，是数据的语义解释 2、数据库系统：一般由数据库、操作系统、数据库管理系统(及其工具)、应用系统、数据库管理人员和用户构成。 3、数据模型: 数据模型是数据库系统的数学形式框架，是数据库系统的核心和基础. 4、数据模型的分类：概念模型，也称信息模型；逻辑模型，主要包括网状模型、层次模型和关系模型等；物理模型 。 5、数据模型的三要素：数据结构、数据操作和完整性约束。 6、概念模型，信息世界建模，E-R模型是常用的概念模型。EER扩充E-R模型，面向对象模型、谓词模型。 E-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法。 (1)实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。 (2)属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来。 (3)联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型 7、逻辑模型，面向数据库管理系统。传统逻辑模型（层次、网状、关系）基于记录的模型。层次、网状模型用记录和链接表示数据和联系，关系模型用二维表表示数据，记录值表示表间联系。 面向对象的模型，对象-关系模型都属于逻辑模型，面向对象模型既是概念模型又是逻辑模型。 8、数据库系统的三级模式结构：由外模式、模式和内模式三级构成的。 9、模式(Schema)：一个数据库只有一个模式；外模式也称子模式或用户模式，一个数据库可以有多个外模式。外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。内模式也称存储模式或物理模式，一个数据库只有一个内模式。 10. 数据库的二层映像与数据独立性：外模式／模式映像，包含在各自的外模式描述中。外模式／模式映像保证了数据与程序的逻辑独立性（模式变，外模式不变）；模式／内模式映像，包含在模式描述中，模式／内模式映像保证了数据与程序的物理独立性（物理模式变，模式不变，外模式不变）。

1、关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束3部分组成。 2、关系模型中的关系操作的理论依据为关系代数和关系演算。 关系操作的特点是集合操作方式。 3、关系数据语言可以分为如下3类：关系代数语言、关系演算语言(包括元组关系演算语言和域关系演算语言)及具有关系代数和关系演算双重特点的SQL语言。 4、关系模型中有3类完整性约束：实体完整性、参照完整性（引用完整性）和域完整性约束（用户自定义的完整性） 5、关系数据库对关系的限定 当关系作为关系数据模型的数据结构时，关系数据库对关系有如下的限制。 (1)列是同质的．即每一列中的分量是同一类型的数据，来自同一个域。 (2)不同的列可以出自同一个域，称其中的每一列为一个属性，不同的属性要给予不同的属性名。 (3)列的顺序无关紧要，即列的次序可以任意交换。 (4)任意两个元组不能完全相同。 (5)行的顺序无关紧要，即行的次序可以任意交换。 (6)每一个属性是不可分解的这是关系数据库对关系的最基本的一条限定。分量必须取原子值，即每一个分量都必须是不可拆分的数据项。 6、关系模型的完整性约束：实体完整性关系的所有主属性都不能取空值，而不仅是主码整体不能取空值 参照完整性规则：外键要么取空值，要么等于被参照关系中某个元组的主码值。 7、域完整性约束（用户有定义的完整性）：对其他属性值域的约束，也称为域完整性规则，包括数据类型、精度、取值范围、是否允许空值等。 8、关系代数（了解操作的执行结果） 并、差、笛卡儿积、投影和选择为五种基本运算。 9、传统的集合运算包括并、交、差和广义笛卡儿积4种运算。 10、专门的关系运算包括：对单个关系进行垂直分解(投影操作)或水平分解(选择操作)和对多个关系进行结合(连接操作)等。 11、广义投影 赋值、外连接（左外连接、右外连接）、半连接，聚集：G表示，外部并

1、SQL（Structured Query Language）称为结构化查询语言，SQL已经成为关系数据库领域中的一种主流语言，1987年被国际标准化组织（ISO）采纳为国际标准 1992年公布了SQL92（SQL2），1999年公布了SQL93（SQL3,对象-关系SQL），2003年公布SQL2003(SQL4) 2、SQL 特点：SQL语言集数据查询、数据操纵、数据定义和数据控制功能于一体 综合统一、高度非过程化、面向集合的操作方式、以同一种语法结构提供两种使用方式（自含式和嵌入式SQL）、语言简洁，易学易用。

3、SQL数据库体系结构：外模式对应于视图和部分基本表、模式对应于基本表，内模式对应于存储文件 基本表是本身独立存在的表，一个关系就是一个基本表（存放实际数据），行对应元组，列对应属性；一个基本表可以跨一个或多个存储文件存放，一个存储文件可以存放多个基本表；所有基本表的集合构成了模式；基本表是模式和外模式的一部分。 一个SQL表可以是一个基本表，也可以是一个视图。视图是一个或几个基本表导出的表，数据库中存放视图的定义，视图的数据仍然在基本表中。视图是一个虚表，是外模式的一部分。 一个SQL表可以有若干索引，索引放在存储文件中。存储文件的逻辑结构组成了SQL数据库的内模式。物理结构由操作系统管理，对用户透明。 SQL用户可以是一个应用程序，可以一个SQL用户。 4、SQL的数据类型：预定义数据类型、构造数据类型、用户定义数据类型 5、基本的SQL定义语句：关系数据库的基本对象是模式、表、视图、索引和域 基本对象 创建 删除 修改 模式 CREATE SCHEMA DROP SCHEMA 基本表 CREATE TABLE DROP TABLE ALTER TABLE 视图 CREATE VIEW DROP TABLE 索引 CREATE INDEX DROP INDEX 域 CREATE DOMAIN DROP DOMAIN 6、基本操作语句 （1）模式的定义与删除 Create Schema <模式名> AUTHORIZATION <用户名> Drop Schema <模式名>|CASCADE|RESTRICT （2）基本表的操作：创建：CREATE TABLE[模式名.]＜表名＞(＜列名＞＜数据类型＞(列级完整性约束〕 ［，＜列名＞＜数据类型＞［列级完整性约束］… 〔，＜表级完整性约束＞〕)； <列级完整性约束条件>：涉及相应属性列的完整性约束条件 <表级完整性约束条件>：涉及一个或多个属性列的完整性约束条件 CREATE TABLE S_SC_C.SC (S# CHAR(8),C# CHAR(8),GRADE INT NOT NULL, PRIMARY KEY (S#,C#),FOREIGN KEY(S#) REFERENCES STU(S#) ); PRIMARY KEY (S#,C#),FOREIGN KEY(S#) REFERENCES STU(S#)为表完整性约束 修改：ALTER TABLE＜表名＞ 「ADD＜新列名＞＜数据类型＞［完整性约束〕〕 ［DROP <列名>］［＜完整性约束名＞］〕 ［MODIFY＜列名＞＜数据类型＞」； 删除：当某个基本表不再需要时，可以用DROP TABLE语句进行删除，其格式为： DROP TABLE＜表名＞ 基本表一旦被删除，表中的数据、此表上建立的索引和视图都将自动被删除。因此执行删除基本表的操作时一定要格外小心。DROP TABLE <表名> RESTRICT 视图等关联对象没有事先删除则不能执行删除操作 （3）索引操作 建立索引是加快查询速度的有效手段，提供多种存取路径 UNIQUE 唯一索引，建立的索引其值必须唯一 CLUSTER聚簇索引，表示索引值的顺序与表中记录的物理顺序一致，适合在经常查询的列上建立，不适合在经常更新的列上建立 CREATE [UNIQUE][CLUSTER]INDEX＜索引名＞ ON＜表名＞(＜列名＞［＜次序＞〕［，＜列名＞［＜次序＞」…」)； ＜次序＞指定索引值的排列次序，可选ASC(升序)或DESC(降序)，默认值为ASC 如：CREATE UNIQUE INDEX SCno ON SC( Sno ASC，Cno DESC)； 删除索引：DROP INDEX＜索引名＞；删除索引时，系统会同时从数据字典中删去有关该索引的描述 4、SQL的数据操纵语句 SQL语言的数据操纵包括INSERT(插人)、DELETE(删除)、UPDATE(更新)和SELETE(检索，又称查询)4个语句 SELECT语句是数据操作的核心。 （1）数据查询 SELECT[ALLI DISTINCT]＜目标列表达式＞〔，＜目标列表达式＞］… FROM＜基本表或视图＞[，＜基本表或视图＞］… [WHERE＜条件表达式＞］ [GROUP BY＜列名l＞[HAVING＜条件表达式＞］］ [ORDER BY＜列名2＞［ASC 1 DESC］］； a.简单查询 简单查询涉及数据库中的一个表，包括以下几种： (1)查询表中的若干列。 (2)查询经过计算的值。 (3)消除取值重复的行。DISTINCT (4)查询满足条件的元组。WHERE (5)利用LIKE的查询。_、% (6)涉及空值NULL的查询。IS NULL 、IS NOT NULL (7)对查询结果排序。ORDER BY ASC/DESC (8)使用集函数。Count 、SUM、AVG、MAX、MIN (9)对查询结果分组。Group by having b. 连接查询 外连接的三种类型：左外连接、右外连接、全外连接 左外连接（LEFT OUTER JOIN）:结果表中保留连接条件左边关系中的所有元组 右外连接（RIGHT OUTER JOIN）: 结果表中保留连接条件右边关系中的所有元组 全外连接（FULL OUTER JOIN）: 结果表中保留连接条件左右两边关系中的所有元组 某些系统中用+= 表示左外连接、=+表示右外连接、+=+表示全外连接 c.嵌套查询 (I)由谓词IN引导的子查询：IN是最常用的谓词。 (2)谓词是比较运算符的子查询。 (3)由［NOT］EXISITS谓词引导的子查询。 d.集合查询。 UNION(并)、INTERSECT（交）、EXCEPT（差） 5、SQL的修改语句 （1）插入操作（insert）insert into 表名（字段名,…） values(常量，…) insert into 表名(字段名,…) select … from （2）删除操作（delete）delete from 表名 [where F] 删除表中的数据，表的结构还存在数据字典中 （3）更新操作（update）update 表名 set 列名=表达式，列名=表达式 where F 6、视图 （1）创建视图CREATE VIEW＜视图名＞〔(＜列名＞〔，＜列名＞…〕 AS＜子查询＞ 〔 WITH CHECK OPTION〕： 其中子查询可以是任意复杂的SELECT语句，但通常不允许含有ORDER BY子句和DISTINCT短语。WITH CHECK OPTION表示对视图进行UPDATE、INSERT和DELETE操作时要保证更新、插人或删除的行满足视图定义中的谓词条件(即子查询中的条件表达式)。 （2）几种特殊的视图：行列子集视图、表达式视图、分组视图、连接视图 （3）查询视图：将对视图的查询转换为对基本表的查询的过程称为视图的消解(View Resolution)。 视图物化（View Materialization）：是指在视图第一次被查询的时候物理地建立一个临时的视图表（实表），但必须保证更新基本表时自动更新视图表，保持物化视图的最新性。 （4）修改视图 为防止用户通过视图对数据进行增、删、改操作时，无意或有意操作不属于视图范围内的基本表数据可在定义视图时加上WITH CHECK OPTION子句，这样在视图上增、删、改数据时，DBMS会进一步检查视图定义中的条件，若不满足条件，则拒绝执行该操作。 改视图包括插入(INSERT)、删除(DELETE)和更新(UPDATE) 3类操作。行列子集视图可以修改，带表达式视图、连接视图和分组视图不能修改。 （5）视图的作用 (1)能够简化用户的操作。 (2)使用户能以多种角度看待同一数据。 (3)对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性。 (4)能够对机密数据提供安全保护。 7、数据控制语句和嵌入式SQL （1）GRANT语句和REVOKE语句实现权限授予和权限回收 GRANT 权限 ON 对象名 to 用户 [with grant option]; with grant option 获得权限的用户允许授予其他用户 (2) REVOKE＜权限＞［，＜权限＞]… ［ON＜对象类型＞＜对象名＞] FROM＜用户＞[，＜用户＞]…； (3) SQL语言分为独立语言和嵌入式语言 SQL语言嵌入主语言解决的3个问题: SQL语言与主语言的区分：EXEC SQL<SQL语句> 数据库工作单元与程序工作单元的通信(通过主变量) 游标解决集合操作与记录操作的矛盾 DBMS可采用两种方法处理嵌入式SQL，一种是预编译，另一种是修改和扩充主语言 （4）动态SQL：程序在执行过程中动态生成SQL语句。动态SQL的两种执行方式：1、立即执行；2、先准备后执行

1、“不好”的关系模式有以下4个问题： a、数据冗余 b、更新异常 c、插入异常 d、删除异常 2、函数依赖 数据依赖中重要的是函数依赖和多值依赖 （1）函数依赖定义：设R(U）是属性集U上的一个关系模式，X和Y均为U的子集。若对于R（U）的任一个可能的关系r,r中不可能有两个元组在X中的属性值相等，而在Y中的属性值不等，那么称X函数决定Y X->Y,或Y函数依赖于X， X为决定因素（函数中的一一映射关系） （2）函数依赖包括非平凡的函数依赖、平凡的函数依赖、完全函数依赖、部分函数依赖及传递函数依赖 平凡函数依赖: 非平凡函数依赖: 如果 X→Y，但 Y  X, 则称 X→Y 是平凡的函数依赖 完全函数依赖: 在关系模式 R（U）中，如果X→Y，并且对于 X 的任何一个真子集X’，都有 X’ Y, 则称 Y 完全函数依赖于 X，记作： 部分函数依赖: 若X→Y，但Y不完全函数依赖于X，则称 Y 部分函数依赖于X，记作： 传递函数依赖: 在关系模式R(U)中，如果X→Y(Y ÍX)，Y→X ,Y→Z,则称 Z 传递函数依赖于X。 (3) 函数依赖的逻辑蕴含 设R＜U, F＞是一个关系模式,X可以由F推导出Y，则称F逻辑蕴含X→Y (4）码：设 K 为关系模式 R<U,F>中的属性或属性组合。若 ，并且不存在K的真子集决定U，则 K 称为 R 的一个侯选码(Candidate Key)。若关系模式 R 有多个候选码，则选定其中的一个做为主码（Primary key）。 主属性与非主属性 全码（ALL KEY）：主码为关系模式所有属性 如何找候选码：a.找出F集合的所有仅出现在左边的属性和左右两边都没出现的属性，组合为U1，U1必包含在候选码中；b.如果U1->U,则U1为一个候选码，否则然后增加其他属性到U1中组成属性组K，使K->U，则K为候选码，再找出其他候选码 （5）函数依赖的公理系统 a.自反律：若Y ÍX Í U,则X-> Y为F所逻辑蕴含。 b.增广律：若X->Y为F所逻辑蕴含，且Z Í U，则XZ->YZ为F所逻辑蕴含。 c.传递律：若X- >Y及Y->Z为F所逻辑蕴含，则X->Z为F所逻辑蕴含。 推论 合并规则：X->Y,X->Z,则X->YZ 伪传递规则：X->Y,WY->Z,则XW->Z 分解规则：X->Y及ZÍY,则X->Z 3、1NF、2NF,3NF,BCNF (1)1NF: 1NF的模式是关系数据库的最基本要求 如果关系模式R的所有属性都是不可再分解的，则称R属于第一范式，简称1NF，记做R∈1NF。 (2) 2NF:若R∈ INF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R∈2NF (3) 3NF: 关系模式R∈2NF，且每个非主属性都不传递依赖于码，则R∈3NF (4) BCNF: 若关系模式R∈1NF，且对于每个非平凡的函数依赖X-> Y都有X包含码，则R ∈BCNF。在函数依赖的范围内，BCNF达到了最高的规范化程度。 4、多值依赖和4NF （1）多值依赖：设R(U)是一个属性集U上的一个关系模式， X、 Y和Z是U的子集，并且Z＝U－X－Y，多值依赖 X→→Y成立当且仅当对R的任一关系r，r在（X，Z）上的每个值对应一组Y的值，这组值仅仅决定于X值而与Z值无关。 平凡多值依赖和非平凡的多值依赖 若X→→Y，而Z＝φ，则称 X→→Y为平凡的多值依赖， 否则称X→→Y为非平凡的多值依赖 特性：a.多值依赖具有对称性 若X→→Y，则X→→Z，其中Z＝U－X－Y b.函数依赖是多值依赖的特殊情况。若X→Y，则X→→Y。 c. 若函数依赖X→Y在R（U）上成立，则对于任何Y’ Ì Y均有X→Y’ 成立 多值依赖X→→Y若在R(U)上成立，不能断言对于任何Y’ Ì Y有X→→Y’ 成立 d. 多值依赖的有效性与属性集的范围有关. 若X→→Y在U上成立，则在W（X YÍWÍ U）上一定成立；反之则不然，即X→→Y在W（W ÌU）上成立，在U上并不一定成立. (2)4NF关系模式R<U，F>∈1NF，如果对于R的每个非平凡多值依赖X→→Y（Y Í X），X都含有候选码，则R∈4NF。 根据定义：不允许有非平凡且非函数依赖的多值依赖，X包含码，即X->Y，实际就是函数依赖

如果R ∈ 4NF， 则R ∈ BCNF 5、关系模式分解 常用的等价标准有要求分解具有无损连接性的和分解是保持函数依赖的两种。

关于模式分解的几个事实 (1)分解具有无损连接性和分解保持函数依赖是两个互相独立的标准。 (2)若要求分解具有无损连接性，那么模式分解一定可以达到BCNF。 (3)若要求分解保持函数依赖，那么模式分解可以达到3NF，但不一定能达到BCNF。 (4)若要求分解既具有无损连接性，又保持函数数依赖，则模式分解可以达到3NF，但不一定能达到BCNF 6、数据库的分析与设计 （1）数据库设计的6个阶段：需求阶段、概念结构阶段、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、运行维护 （2）设计概念结构通常有4类方法：自顶向下、自底向上、由里向外和混合策略。 E-R模型为工具来描述概念结构。最常用的设计策略是自底向上设计策略 E-R方法的步骤 a.设计局部E-R图 b.设计全局E-R图 解决属性冲突、结构冲突、命名冲突 c.全局E-R图的优化 (3) 逻辑结构设计 E-R模型向关系模型转换: a.实体转换为关系，属性转换为关系的属性，实体码转换为关系的码 b.1：1的联系，可以转换为一个关系，也可以与联系的任意一端实体关系模式合并 c.1:n的联系可以转换为一个独立关系(属性为1端和n端实体的码和联系本身属性)（码为n端实体码），也可以与联系的n端实体关系模式合并(加入1端实体码） d.m:n联系转换为一个关系模式（码为各实体码组合） e.3个或3个以上的多元联系转换为一个关系模式，模式的码由联系的实体码组成。 7、物理结构设计 （1）存储记录的格式设计：记录的垂直分割法、记录的水平分割法。 （2）存储方法设计：顺序存放、散列存放和聚簇存放。 （3）存取方法设计：索引是一种非常重要的存取路径（建立在经常查询和连接的属性组上） 8、规范化理论是数据库设计的理论基础，可以应用到数据库设计的不同阶段。

1、数据库管理系统概述 （1）DBMS的基本功能：a. 数据库定义功能（DDL）：外模式、模式、内模式、完整性、安全保密、索引、视图定义，定义存储在数据字典（系统目录），是DBMS运行的基本依据。 b. 数据操纵功能(DML):检索、插入、更新和删除操作。 c.数据存储和管理： d.事务管理：并发和故障恢复。 e. 通信功能和数据转换功能等 （2）DBMS的程序模块：数据定义模块、数据操纵模块、数据库运行管理模块、数据库组织、存储和管理模块、数据库建立、维护和其他方面模块。 （3）DBMS的层次结构：最上层是应用层位于DBMS核心之外。 (2)第二层是语言翻译处理层它处理的对象是数据库语言 SQL, (3)第三层是数据存取层：该层处理的对象是单个元组。 (4)第四层是数据存储层。该层处理的对象是数据页和系统缓冲区。 (5)操作系统是DBMS的基础。提供的存取原语和基本的存取方法通常作为与DBMS存储层的接口。它处理的对象是数据文件的物理块。 2、数据库管理系统的主要成分： 三个主要成分：存储管理器（负责外存和内存缓冲区管理）、查询处理器（DDL编译、安全定义和查询、完整定义和控制、查询编译优化和执行）、事务管理器（ACID特性，事务管理、并发控制、日志管理和故障恢复） 存储管理器重要模块：存储管理、缓冲区管理、索引/文件/记录管理器 查询处理器重要模块：DDL编译器、查询编译器、执行引擎 事务管理器重要模块：事务管理、日志和恢复、并发控制。 缓冲区和锁表是DBMS管理的重要内存结构。 （1）存储管理器：负责管理的数据包括：目标数据、元数据、索引和日志等。 a.物理存储介质层次：高速缓冲存储器、主存储器、第二级存储器、第三级存储器，依次访问速度降低，价格也降低。 其中高速缓冲存储器、主存储器为基本存储（易失性存储），第二级存储器(例如磁盘)称为辅助存储器或联机存储器，第三级存储器（如磁带、光盘机）也叫脱机存储器。第二级和第三级存储器为外存。 磁盘块为磁盘空间分配的基本单位，也是磁盘与主存传输数据的逻辑单元。 b. 数据组织: 一个数据库映为多个不同文件, 为了将不同大小记录组织在同一个磁盘块中，常采用分槽的页结构，即块开始有块头（包括块中记录个数、块中空闲空间尾指针、记录的位置和大小的数组）、中间为空闲区、尾部为分配的记录。 C. 缓冲区管理：缓冲区替换策略（最近最少使用LRU，先进先出FIFO、时钟算法、系统控制法等. d.数据字典：存储关于数据库的描述信息。必须存储的目录信息包括：关系基本信息、用户信息、索引信息和统计信息。 e. 索引结构：支持对所要求的数据进行快速定位的附加数据结构称为索引。 一个文件可以有多个索引，一个索引包括一个属性和多个属性（查找码或搜索码），以及对应记录的位置。 顺序索引：查找码按顺序存储如B+树索引，在顺序索引中，如果对应的记录也按查找码排列，则称为聚集索引（主索引）。 对单个关系中元组的查询可分为点查询和范围查询： 点查询：查询特定属性上指定值的元组，一般为查询结果为单个记录 比如 select * from student from s#=’001’ 范围查询：查询给定属性值在指定范围的所有元组，一般查询结果为多个记录 select * from student from s# between ‘001’ and ‘009’ 顺序索引支持点查询和范围查询，散列索引支持点查询，不支持范围查询（注意） (2) 查询处理: 查询处理器最主要的模块查询编译器和查询执行引擎. a.查询处理过程：分析查询语句语法（生成语法分析树，翻译为关系表达式，形成初始查询计划）、选择逻辑查询计划（生成逻辑查询计划树或扩展的关系代数表达式）、选择物理查询计划（生成物理查询计划树）、查询执行。 逻辑查询选择：初始查个询计划转化为一个预期执行执行时间较小的等价计划过程。 b.选择逻辑查询计划和选择物理查询计划的步骤通称为查询优化。 物理查询计划选择常采用基于代价的查询计划选择方法（根据选定的逻辑查询计划派生多个不同物理查询计划，并选择代价最小或接近最小的物理查询计划）。 关系代数表达式等价：选择运算对并、交、差具有分配律： σP(E1 ∪ E2)=σP（E1）∪ σP（E2） σP(E1 ∩ E2)=σP（E1）∩ σP（E2） σP(E1 - E2)=σP（E1）- σP（E2） 投影对并运算分配律：∏L（E1 ∪ E2）=∏L(E1) ∪ ∏L(E2) c.查询执行:查询执行的最基本动作是关系运算的执行。选择运算的两种实现方式：全表扫描（依次访问表中的每一块），索引扫描。 （3）事务管理 a.事务的概念:数据库的一些操作的集合通常是一个独立单元，这种具有独立性的逻辑单元即是事务 b.事务的特性: 1)原子性(Atomicity )。事务的所有操作在数据库中是不可分割的，或全部反映出来或全部不反映。 2)一致性( Consistency)。事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态转变到另一个一致性状态。即数据库中只包含成功事务提交的结果。 3)隔离性(Isolation)。事务的执行不能被其他事务所干扰，一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的，互不影响。 4)持久性(Durability)。事务一旦提交并执行后，它对数据库中数据的改变是永久的。 事务特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（durability）。 原子性、持久性：事务管理器中故障恢复机制责任。一致性：应用程序员的责任。隔离性：事务管理器中并发控制部件责任。 （4）事务的并发控制 a.事务的并发执行 并发执行时可能会破坏数据库的一致性，主要问题包括以下三方面： 1)丢失更新。 2)对未提交更新的依赖。（读脏数据） 3)不一致的分析。（不可重复读） b.并发事务的调度 如果多个事务在某个调度下的执行结果与这些事务在某个串行调度下的执行结果相同，则称这个调度为可串行化的调度。若用等价的概念来表示就是指某个调度等价于一个串行调度。 可串行化是多个事务并发执行的正确性准则。 事务的可恢复调度：对于每对事务Ti和Tj，如果Tj读取了Ti所写的数据，则Ti先于Tj提交。 级联回滚：一个事务导致依赖它的一系列事务回滚的现象。 无级联回滚（调度）：由于级联回滚导致大量工作撤销，所以对调度加以限制，避免级联回滚发生，这样的调度为无级联调度。 可串行化且无级联（可恢复）调度保证数据库一致性，是我们所需要的。 （5）.封锁 在事务的并发执行过程中为保证数据库的一致性，常采用封锁的方法来限制其他事务对该事务数据项的访问。对数据项加锁的方式主要有两种。 1)共享锁。如果事务T获得了数据项Q上的共享型锁(记为S)，则Ti可读Q但不能写e。 2)排他锁。如果事务Ti获得了数据项Q上的排他型锁(记为X)，则T既可读Q又可写Q。 注意：加了共享锁的数据项可以再加共享锁，不能加排他锁。 加了排他锁的数据项不能再加共享锁和排他锁。 简言之：共享锁与共享锁相容，与排他锁不相容 排他锁与任何锁不相容。 两阶段封锁协议保证可串行性，它要求每个事务分两个阶段提出加锁和解锁申请。可保证可串行化。 1)增长阶段。事务可以获得锁，但不能释放锁。 2)缩减阶段。事务可以释放锁，但不能获得新锁。 两阶段封锁增强协议：严格两阶段封锁协议和强两阶段封锁协议 严格两阶段封锁协议：在遵循两阶段封锁协议下，要求事务的排他锁在事务提交后才能释放。 强两阶段封锁协议：在遵循两阶段封锁协议下，要求事务的所有锁在事务提交前不能释放。 两阶段封锁协议不能保证死锁发生。 （6）故障恢复 a.故障的类型 1)事务故障可分为逻辑错误和系统错误，它们都可能造成事务执行失败。事务没有达到预期的终点。 2)系统故障：硬件故障或者是数据库软件或操作系统的错误，致使系统停止运行。主存储器内容丢失，而外存储器完好无损。 3)磁盘故障。数据传送操作过程中由于磁头损坏或故障而造成的数据内容丢失。 b.基于日志的恢复 日志包括事务开始日志记录、更新日志记录、事务提交日志记录和事务终止日志记录。 登记日志记录原则：先写日志原则 发生事务故障后，事务故障恢复的步骤如下： (1)反向扫描日志，查找该事务的更新记录C (2)对事务的更新操作执行逆操作，将日志记录中的“改前值”写人数据库。 (3)反复进行直到恢复到该事务的开始日志，则事务故障恢复结束。 对于系统的故障恢复步骤如下： (1)正向扫描日志文件，将在故障发生前提交的事务的标识记入REDO队列；将故障发生时尚未完成的事务的标识记人UNDO队列。 (2)对UNDO队列中的事务进行反向扫描，执行逆操作。 (3)对REDO队列中的事务进行正向扫描，重新执行日志记录登记操作。 介质故障恢复：系统备份后，装入后备副本和日志副本，由系统恢复。

1、数据库系统工具分类：数据库管理工具（加载工具、备份工具、文件重组工具和性能监控工具等）和数据库系统设计和开发工具（CASE工具、应用开发工具、通讯接口）。 4GL语言具有“面向问题”，“非过程化程度高”等特点，如PowerBuilder、Delphi、Visual Basic等。 浏览器/服务器开发面向Internet应用系统，主要工具有：ASP，JSP，PHP等。Web Service解决异构平台互操作。 2、新一代数据库系统工具的特征：支持与多种数据库连接、支持独立于特定的DBMS开发、支持可视化图形用户界面、支持面向对象的程序设计、拥有完善的数据对象、支持开放性、功能完备和集成化。 3、应用开发工其的发展趋势：采用3层客户／服务器结构、支持Web应用、开放的、构件式的分布式计算环境。 4、当前开发工具存在的问题： (1)开发过程过于复杂，涉及过多低层技术实现。 (2)难于满足要求稳定的大规模的企业级业务处理。 (3)难于快速适应低层技术的更新和业务逻辑变化。 5、基于浏览器/服务器结构软件开发模式 （1）信息系统的层次结构划分：分为表现层（界面）、应用逻辑层（应用处理逻辑）、数据逻辑层（数据存取），关键是应用逻辑层。 （2）浏览器/服务器模式可归纳为三种结构：以Web服务器为中心、以应用服务器为中心（主流软件结构）、以数据库服务器为中心。 Web服务器为中心的结构是早期Web数据库应用开发最主要方式。应用逻辑在Web服务器扩展程序中（CGI，Web API接口），CGI公共网关接口，独立进程在服务器运行，Web API动态加载到服务器进程执行，效率高 与传统客户机/服务器比较，有如下缺点：1）、用户界面受HTML语言限制 2）、Web服务器负载过重 3）、HTTP协议效率低。 以应用服务器为中心的软件结构把web技术与三层客户机/服务器有机结合，是目前信息系统采用的主流软件结构。 该软件结构可分为四部分：客户机、Web服务器、应用服务器、数据库服务器 6、CASE工具 (1) PowerDesigner的6个模块介绍如下： I)PowerDesigner ProcessAnalyst。用于数据分析或数据发现，(产生数据字典、数据流程图等) 2)PowerDesigner DataArchitect。概念层和物理层数据库设计和数据库构造。可生成多种数据库管理系统的数据库。 3)PowerDesigner AppModeler。物理建模和应用对象和敏感组件生成。 4)PowerDesigner MetaWorks。通过模型共享支持高级团队开发。 5)PowerDesigner WarehouseArchitect。数据仓库和数据集市的建模和实现 6)PowerDesigner Viewer。只读、图形化方式访问整个企业模型信息 (2) Delphi支持数据库开发四种技术：BDE、ADO、dbExpress、InterBase技术。 (3) PowerBuilder: PowerBuilder10.0提供对J2EE和Microsoft .NET环境支持, 具有数据窗口(Data Window)”对象专利。为使用.NET开发工具的用户提供了一套DataWindow.NET，为简化应用开发设计，缩短了开发时间，降低对复杂数据处理及对SQL知识的要求。 （4）Microsoft .NET 开发工具：版本：Visual studio .NET 2003（支持. NET 1.1）、Visual studio .NET 2005(支持.NET2.0)、Visual studio .NET 2008(支持.NET3.5) .NET的通用语言框架机制：CLR（Common Language Runtime）：在同一项目中支持不同语言开发的组件。 Visual studio .NET 2008新增功能： 1、多定向技术：同一项目绑定多个.NET Framework版本 Visual studio .NET 2008是第一个允许开发人员针对多个.NET Framework版本开发的Visual Studio版本 2、HTML/CSS编辑器 实现Dreamwaver网页编辑功能 3、AJAX和Javascript支持 4、ADO.NET改进（LINQ用来进行数据访问的编程模型。提供对象到关系的映射） 5、Silverlight和XAML（跨平台、跨浏览器的.NET插件，建造丰富的媒体体验和RIA应用）。 6、拼写检查器：加入FXCop拼写检查器 7、数据库发布向导

1、数据库技术的发展阶段 (1)第一代数据库系统是指层次模型数据库系统（基于树形结构）和网状模型数据库系统（基于有向图结构） (2)第二代数据库系统指支持关系模型的关系数据库系统（最先由E.F.Codd提出关系模型）。 (3) 面向对象的技术与数据库技术相结合便产生了第三代数据库系统。 2、数据库系统体系结构 （1）集中式数据库系统：数据库的全部功能在一台计算机上运行，不与其他计算机交互。 （2）并行数据库系统：并行操作时，许多操作是同时执行的，通过并行地使用多个CPU来提高处理速度。 所有的处理器共享一个公共的主存储器。并行机器的体系结构模式主要有： 1)共享内存。2)共享磁盘。3)无共享。4)层次模式。它是前几种体系结构的混合。 并行数据库物理存储结构常用的划分技术有轮转法、散列分布和范围分布。 （3）分布式数据库系统 一个分布式数据库系统是一个节点的集合，其中每一个节点是一个独立的数据库系统节点。 1)特点：每一个节点是一个独立的数据库系统节点 分布式数据库系统必须看起来像非分布式系统 分布式数据库系统的用户的操作与非分布式系统完全相同 分布式系统的所有问题是内部的、实现级别的问题，而不是外部的、用户级别的问题 2)分布式数据库系统数据管理技术： 分布式数据库系统的分片是全局的，分配是局部的，分片、分配和副本信息保存在全局目录中 3)分布式查询：可以基于半连接的操作 4)分布式系统的并发控制和恢复解决的问题：多个副本的一致性，分布式提交、分布式死锁。分布式系统具有位置透明性、复制透明性和分片透明性 3、客户机／服务器数据库系统体系结构 客户与服务器之间相连要满足一系列的标准（ODBC开放数据库互连标准和面向JAVA的标准JDBC）。 面向WEB应用的数据库系统：客户机、web server、数据库服务器组成，三层体系结构 4、面向对象的数据库系统 （1）面向对象的概念有：对象、属性、方法、消息、封装、类、继承（子类对象拥有超类对象的全部属性和方法）和多继承等。 （2）对象涉及的概念：对象标识符OID唯一。 对象结构：三种基本类型构造器：原子、元组和集合，其他构造器：列表、包和数组。 （3）继承：多重继承（继承多个超类成员） 复杂对象：结构化复杂对象