中级软件设计师备考---数据库系统2

规范化理论

1. 函数依赖

   • 部分函数依赖：在一个关系中，一个非主属性依赖于该关系的某个候选键的一部分属性。

     举个例子，假设有一个关系R(A,B,C,D)，其中(A,B)是候选键。
     如果C仅依赖于A，而不依赖于B，那么C就是一个部分函数依赖。
     因为C只依赖于候选键的一部分属性A，而不是整个候选键(A,B)。
     

   • 传递函数依赖：在一个关系中，一个非主属性依赖于另一个非主属性，而不仅仅依赖于主属性。

     例如，假设有一个关系表格 R，其中有三个属性 A、B 和 C，且存在如下的函数依赖：A → B 和 B → C。
     那么，由于存在 A → B 和 B → C 两个函数依赖，就可以推出 A → C 这个函数依赖，即 A 的取值能够唯一决定 C 的取值。
     这种 A → C 的函数依赖就是传递函数依赖。
     

2. 范式
   逐步优化，以解决插入异常、删除异常和数据冗余的问题。

   • 第一范式（1NF）：每个属性都是原子性的

     第一范式要求属性值不可再分，即每个属性都是不可分割的原子值，不能再细分成更小的数据项。例如，一个人的姓名不能再分为姓和名两个属性。

   • 第二范式（2NF）：满足1NF，每个非主属性都完全依赖于主键，消除非主属性对候选键的部分依赖

     第二范式要求每个非主属性都完全依赖于主键，即每个非主属性必须与主键相关，而不能只与主键的一部分相关【所以，如果候选键只有一个那肯定不满足第二范式】。这样可以消除数据冗余，避免数据更新时出现异常情况。例如，一个订单表中的商品名称和价格必须与订单号相关，而不能只与客户编号相关。

   • 第三范式（3NF）：满足2NF，每个非主属性都不依赖于其他非主属性，消除非主属性对候选键的传递依赖

     第三范式要求每个非主属性都不依赖于其他非主属性，即不存在传递依赖关系。这样可以消除数据冗余，避免数据更新时出现异常情况。例如，一个学生表中的学生姓名和班级名称必须与学生编号相关，而不能只与班级编号相关。

   • 巴斯-科德范式（BCNF）：满足3NF，每个决策属性都与候选键有函数依赖关系，消除主属性对候选键的传递依赖

     BCNF要求每个决策属性都与候选键有函数依赖关系，即不存在任何非平凡函数依赖关系。这样可以消除数据冗余，避免数据更新时出现异常情况。例如，一个教师表中的教师姓名和教师编号必须与科目名称相关，而不能只与科目编号相关。

3. 模式分解

   保持函数依赖的分解是指在无损分解的基础上，保持原来的函数依赖关系不变。保持函数依赖的分解需要满足以下条件：

   要保持原来的函数依赖关系不变。要将原来的关系模式分解成多个关系模式，使得每个关系模式都只包含一部分属性。要满足无损分解的条件。
   

   无损分解是指将一个关系模式分解成多个关系模式，使得在进行关系代数运算时不会损失任何信息。 具体来说，无损分解需要满足以下条件：

   要将原关系模式的所有属性都包含在新的关系模式中。要保证新的关系模式之间没有重复的数据。要能够通过连接新的关系模式来还原原来的关系模式。
   

并发控制

并发产生的问题：

• 丢失更新

• 不可重复读

• 读”脏“数据

解决方案— —封锁协议：

• 一级封锁协议：可防止丢失修改

• 二级封锁协议：可防止丢失修改和防止读“脏”数据

• 三级封锁协议：可防止丢失修改、防止读“脏”数据和防止数据重复读

• 两段锁协议：可串行化、可能发生死锁

封锁方式：

• S封锁是指在网络设备上设置规则，阻止特定的IP地址或端口访问网络。S封锁通常用于防止网络攻击，例如拒绝服务攻击（DDoS）或钓鱼攻击。
• X封锁是指在网络设备上设置规则，阻止特定的应用程序或协议访问网络。X封锁通常用于防止恶意软件或间谍软件等恶意应用程序的传播。

数据库完整性约束

• 实体完整性约束【针对于主键】

• 参照完整性约束【针对于外键】

• 用户自定义完整性约束

• 触发器【通过写脚本来实现数据库的管理要求】

数据备份

• 冷备份是在系统关闭或者不可用的情况下进行备份。这种备份方式可以确保数据的完整性和一致性，但是需要停止系统运行，可能会影响业务的正常运行。

• 热备份是利用备份软件，在系统正常运行的情况下进行备份。这种备份方式不需要停止系统运行，可以保证业务的连续性和可用性，但是备份过程中可能会影响系统的性能。

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