auto commit
This commit is contained in:
CyC2018
267
notes/数据库系统原理.md
267
notes/数据库系统原理.md
@ -10,16 +10,17 @@
|
||||
* [封锁粒度](#封锁粒度)
|
||||
* [封锁协议](#封锁协议)
|
||||
* [四、隔离级别](#四隔离级别)
|
||||
* [五、关系数据库设计理论](#五关系数据库设计理论)
|
||||
* [函数依赖](#函数依赖)
|
||||
* [异常](#异常)
|
||||
* [范式](#范式)
|
||||
* [五、数据库系统概述](#五数据库系统概述)
|
||||
* [基本术语](#基本术语)
|
||||
* [数据库的三层模式和两层映像](#数据库的三层模式和两层映像)
|
||||
* [六、关系数据库建模](#六关系数据库建模)
|
||||
* [ER 图](#er-图)
|
||||
* [约束](#约束)
|
||||
* [七、关系数据库设计理论](#七关系数据库设计理论)
|
||||
* [函数依赖](#函数依赖)
|
||||
* [异常](#异常)
|
||||
* [范式](#范式)
|
||||
* [七、](#七)
|
||||
* [参考资料](#参考资料)
|
||||
<!-- GFM-TOC -->
|
||||
|
||||
@ -163,13 +164,13 @@ lock-x(A)...unlock(A)...lock-s(B)...unlock(B)...lock-s(c)...unlock(C)...
|
||||
|
||||
<font size=4> **3. 可重复读（REPEATABLE READ）** </font> </br>
|
||||
|
||||
保证在同一个事务中多次读取同样的记录结果是一致的。
|
||||
保证在同一个事务中多次读取同样数据的结果是一样的。
|
||||
|
||||
<font size=4> **4. 可串行化（SERIALIXABLE）** </font> </br>
|
||||
|
||||
强制事务串行执行。
|
||||
|
||||
<font size=4> **5. 总结** </font> </br>
|
||||
<font size=4> **四个隔离级别的对比** </font> </br>
|
||||
|
||||
| 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻影读 |
|
||||
| :---: | :---: | :---:| :---: |
|
||||
@ -178,6 +179,133 @@ lock-x(A)...unlock(A)...lock-s(B)...unlock(B)...lock-s(c)...unlock(C)...
|
||||
| 可重复读 | NO | NO | YES |
|
||||
| 可串行化 | NO | NO | NO |
|
||||
|
||||
# 五、关系数据库设计理论
|
||||
|
||||
## 函数依赖
|
||||
|
||||
记 A->B 表示 A 函数决定 B，也可以说 B 函数依赖于 A。
|
||||
|
||||
如果 {A1，A2，... ，An} 是关系的一个或多个属性的集合，该集合决定了关系的其它所有属性并且是最小的，那么该集合就称为键码。
|
||||
|
||||
对于 W->A，如果能找到 W 的真子集 W'，使得 W'-> A，那么 W->A 就是部分函数依赖，否则就是完全函数依赖；
|
||||
|
||||
## 异常
|
||||
|
||||
以下的学生课程关系的函数依赖为 Sno, Cname -> Sname, Sdept, Mname, Grade，键码为 {Sno, Cname}。也就是说，确定学生和课程之后，就能确定其它信息。
|
||||
|
||||
| Sno | Sname | Sdept | Mname | Cname | Grade |
|
||||
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |:---:|
|
||||
| 1 | 学生-1 | 学院-1 | 院长-1 | 课程-1 | 90 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 | 院长-2 | 课程-2 | 80 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 | 院长-2 | 课程-1 | 100 |
|
||||
|
||||
不符合范式的关系，会产生很多异常，主要有以下四种异常：
|
||||
|
||||
1. 冗余数据，例如学生-2 出现了两次。
|
||||
2. 修改异常，修改了一个记录中的信息，但是另一个记录中相同的信息却没有被修改。
|
||||
3. 删除异常，删除一个信息，那么也会丢失其它信息。例如如果删除了课程-1，需要删除第二行和第三行，那么学生-1 的信息就会丢失。
|
||||
4. 插入异常，例如想要插入一个学生的信息，如果这个学生还没选课，那么就无法插入。
|
||||
|
||||
## 范式
|
||||
|
||||
范式理论是为了解决以上提到四种异常。高级别范式的依赖于低级别的范式。
|
||||
|
||||
<div align="center"> <img src="../pics//c2d343f7-604c-4856-9a3c-c71d6f67fecc.png" width="300"/> </div><br>
|
||||
|
||||
### 1. 第一范式 (1NF)
|
||||
|
||||
属性不可分；
|
||||
|
||||
### 2. 第二范式 (2NF)
|
||||
|
||||
每个非主属性完全函数依赖于键码。
|
||||
|
||||
可以通过分解来满足。
|
||||
|
||||
<font size=4> **分解前** </font><br>
|
||||
|
||||
| Sno | Sname | Sdept | Mname | Cname | Grade |
|
||||
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |:---:|
|
||||
| 1 | 学生-1 | 学院-1 | 院长-1 | 课程-1 | 90 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 | 院长-2 | 课程-2 | 80 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 | 院长-2 | 课程-1 | 100 |
|
||||
|
||||
以上学生课程关系中，{Sno, Cname} 为键码，有如下函数依赖：
|
||||
|
||||
- Sno, Cname -> Sname, Sdept, Mname
|
||||
- Son -> Sname, Sdept
|
||||
- Sdept -> Mname
|
||||
- Sno -> Manme
|
||||
- Sno, Cname-> Grade
|
||||
|
||||
Grade 完全函数依赖于键码，它没有任何冗余数据，每个学生的每门课都有特定的成绩。
|
||||
|
||||
Sname, Sdept 和 Manme 都函数依赖于 Sno，而部分依赖于键码。当一个学生选修了多门课时，这些数据就会出现多次，造成大量冗余数据。
|
||||
|
||||
<font size=4> **分解后** </font><br>
|
||||
|
||||
关系-1
|
||||
|
||||
| Sno | Sname | Sdept | Mname |
|
||||
| :---: | :---: | :---: | :---: |
|
||||
| 1 | 学生-1 | 学院-1 | 院长-1 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 | 院长-2 |
|
||||
|
||||
有以下函数依赖：
|
||||
|
||||
- Sno -> Sname, Sdept, Mname
|
||||
- Sdept -> Mname
|
||||
|
||||
关系-2
|
||||
|
||||
| Sno | Cname | Grade |
|
||||
| :---: | :---: |:---:|
|
||||
| 1 | 课程-1 | 90 |
|
||||
| 2 | 课程-2 | 80 |
|
||||
| 2 | 课程-1 | 100 |
|
||||
|
||||
有以下函数依赖：
|
||||
|
||||
- Sno, Cname -> Grade
|
||||
|
||||
### 3. 第三范式 (3NF)
|
||||
|
||||
非主属性不传递依赖于键码。
|
||||
|
||||
上面的关系-1 中存在以下传递依赖：Sno -> Sdept -> Mname，可以进行以下分解：
|
||||
|
||||
关系-11
|
||||
|
||||
| Sno | Sname | Sdept |
|
||||
| :---: | :---: | :---: |
|
||||
| 1 | 学生-1 | 学院-1 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 |
|
||||
|
||||
关系-12
|
||||
|
||||
| Sdept | Mname |
|
||||
| :---: | :---: |
|
||||
| 学院-1 | 院长-1 |
|
||||
| 学院-2 | 院长-2 |
|
||||
|
||||
### 4. BC 范式（BCNF）
|
||||
|
||||
所有属性不传递依赖于键码。
|
||||
|
||||
关系 STC(Sname, Tname, Cname, Grade) 的四个属性分别为学生姓名、教师姓名、课程名和成绩，它的键码为 (Sname, Cname, Tname)，有以下函数依赖：
|
||||
|
||||
- Sname, Cname -> Tname
|
||||
- Sname, Cname -> Grade
|
||||
- Sname, Tname -> Cname
|
||||
- Sname, Tname -> Grade
|
||||
- Tname -> Cname
|
||||
|
||||
存在着以下函数传递依赖：
|
||||
|
||||
- Sname -> Tname -> Cname
|
||||
|
||||
可以分解成 SC(Sname, Cname, Grade) 和 ST(Sname, Tname)，对于 ST，属性之间是多对多关系，无函数依赖。
|
||||
|
||||
# 五、数据库系统概述
|
||||
|
||||
## 基本术语
|
||||
@ -280,132 +408,7 @@ Entity-Relationship，有三个组成部分：实体、属性、联系。
|
||||
|
||||
比如大小约束，数量约束。
|
||||
|
||||
# 七、关系数据库设计理论
|
||||
|
||||
## 函数依赖
|
||||
|
||||
记 A->B 表示 A 函数决定 B，也可以说 B 函数依赖于 A。
|
||||
|
||||
如果 {A1，A2，... ，An} 是关系的一个或多个属性的集合，该集合决定了关系的其它所有属性并且是最小的，那么该集合就称为键码。
|
||||
|
||||
对于 W->A，如果能找到 W 的真子集 W'，使得 W'-> A，那么 W->A 就是部分函数依赖，否则就是完全函数依赖；
|
||||
|
||||
## 异常
|
||||
|
||||
以下的学生课程关系的函数依赖为 Sno, Cname -> Sname, Sdept, Mname, Grade，键码为 {Sno, Cname}。也就是说，确定学生和课程之后，就能确定其它信息。
|
||||
|
||||
| Sno | Sname | Sdept | Mname | Cname | Grade |
|
||||
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |:---:|
|
||||
| 1 | 学生-1 | 学院-1 | 院长-1 | 课程-1 | 90 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 | 院长-2 | 课程-2 | 80 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 | 院长-2 | 课程-1 | 100 |
|
||||
|
||||
不符合范式的关系，会产生很多异常，主要有以下四种异常：
|
||||
|
||||
1. 冗余数据。
|
||||
2. 修改异常，修改了一个记录中的信息，但是另一个记录中相同的信息却没有被修改。
|
||||
3. 删除异常，删除一个信息，那么也会丢失其它信息。例如如果删除了课程-1，因为学生和课程共同组成了键码，那么学生-1 数据也就不能存在，因此也需要删除。
|
||||
4. 插入异常，比如新插入一个学生的信息，而这个学生还没选课，那么就无法插入该学生。
|
||||
|
||||
## 范式
|
||||
|
||||
范式理论是为了解决以上提到四种异常。高级别范式的依赖于低级别的范式。
|
||||
|
||||
<div align="center"> <img src="../pics//c2d343f7-604c-4856-9a3c-c71d6f67fecc.png" width="300"/> </div><br>
|
||||
|
||||
### 1. 第一范式 (1NF)
|
||||
|
||||
属性不可分；
|
||||
|
||||
### 2. 第二范式 (2NF)
|
||||
|
||||
每个非主属性完全函数依赖于键码。
|
||||
|
||||
可以通过分解来满足。
|
||||
|
||||
<font size=4> **分解前** </font><br>
|
||||
|
||||
| Sno | Sname | Sdept | Mname | Cname | Grade |
|
||||
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |:---:|
|
||||
| 1 | 学生-1 | 学院-1 | 院长-1 | 课程-1 | 90 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 | 院长-2 | 课程-2 | 80 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 | 院长-2 | 课程-1 | 100 |
|
||||
|
||||
以上学生课程关系中，{Sno, Cname} 为键码，有如下函数依赖：
|
||||
|
||||
- Sno, Cname -> Sname, Sdept, Mname
|
||||
- Son -> Sname, Sdept
|
||||
- Sdept -> Mname
|
||||
- Sno -> Manme
|
||||
- Sno, Cname-> Grade
|
||||
|
||||
Grade 完全函数依赖于键码，它没有任何冗余数据，每个学生的每门课都有特定的成绩。
|
||||
|
||||
Sname, Sdept 和 Manme 都函数依赖于 Sno，而部分依赖于键码。当一个学生选修了多门课时，这些数据就会出现多次，造成大量冗余数据。
|
||||
|
||||
<font size=4> **分解后** </font><br>
|
||||
|
||||
关系-1
|
||||
|
||||
| Sno | Sname | Sdept | Mname |
|
||||
| :---: | :---: | :---: | :---: |
|
||||
| 1 | 学生-1 | 学院-1 | 院长-1 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 | 院长-2 |
|
||||
|
||||
有以下函数依赖：
|
||||
|
||||
- Sno -> Sname, Sdept, Mname
|
||||
- Sdept -> Mname
|
||||
|
||||
关系-2
|
||||
|
||||
| Sno | Cname | Grade |
|
||||
| :---: | :---: |:---:|
|
||||
| 1 | 课程-1 | 90 |
|
||||
| 2 | 课程-2 | 80 |
|
||||
| 2 | 课程-1 | 100 |
|
||||
|
||||
有以下函数依赖：
|
||||
|
||||
- Sno, Cname -> Grade
|
||||
|
||||
### 3. 第三范式 (3NF)
|
||||
|
||||
非主属性不传递依赖于键码。
|
||||
|
||||
上面的关系-1 中存在以下传递依赖：Sno -> Sdept -> Mname，可以进行以下分解：
|
||||
|
||||
关系-11
|
||||
|
||||
| Sno | Sname | Sdept |
|
||||
| :---: | :---: | :---: |
|
||||
| 1 | 学生-1 | 学院-1 |
|
||||
| 2 | 学生-2 | 学院-2 |
|
||||
|
||||
关系-12
|
||||
|
||||
| Sdept | Mname |
|
||||
| :---: | :---: |
|
||||
| 学院-1 | 院长-1 |
|
||||
| 学院-2 | 院长-2 |
|
||||
|
||||
### 4. BC 范式（BCNF）
|
||||
|
||||
所有属性不传递依赖于键码。
|
||||
|
||||
关系 STC(Sname, Tname, Cname, Grade) 的四个属性分别为学生姓名、教师姓名、课程名和成绩，它的键码为 (Sname, Cname, Tname)，有以下函数依赖：
|
||||
|
||||
- Sname, Cname -> Tname
|
||||
- Sname, Cname -> Grade
|
||||
- Sname, Tname -> Cname
|
||||
- Sname, Tname -> Grade
|
||||
- Tname -> Cname
|
||||
|
||||
存在着以下函数传递依赖：
|
||||
|
||||
- Sname -> Tname -> Cname
|
||||
|
||||
可以分解成 SC(Sname, Cname, Grade) 和 ST(Sname, Tname)，对于 ST，属性之间是多对多关系，无函数依赖。
|
||||
# 七、
|
||||
|
||||
# 参考资料
|
||||
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user