数据库系统概论 -范式课件
12章-数据库管理系统-数据库系统概论(第五版)
进程间总的通信开销上升
操作系统的负担增大,空间、时间效率不高
DBMS必须设立并维护若干后台进程,增加了进程切换
要访问的数据不在内存时会造成性能问题
临界区问题(Critical Section)
❖ 适用情况
用户数不庞大(非OLTP应用):Oracle 7之前版本, Ingres,
Informix早期版本
12.2.1 N方案:DBMS与应用程序相融合的方案
❖ 优点
没有进程切换开销 实现比较简单
❖ 缺点
内存的需求量比较大:多DBMS副本 代码冗余使系统性能下降
❖ 适用情况
用户数少的小型DBMS
An Introduction to Database System
12.2 DBMS进程结构和多线索机制
An Introduction to Database System
12.2.2 2N方案:一个DBMS进程对应一个用户进程
❖ 解决N方案中DBMS代码段在内存中不能被共享
应用程序与DBMS副本分开 2N方案
❖ 一用户一进程(Shadow进程)
N个用户进程---N个DBMS进程(共2N个进程)
An Introduction to Database System
12.2.1 N方案:DBMS与应用程序相融合的方案 12.2.2 2N方案:一个DBMS进程对应一个用户进程 12.2.3 N+1方案:一个DBMS进程对应所有用户进程 12.2.4 N+M方案:M个DBMS进程对应N个用户进程 12.2.5 多线索(Multi_Threaded) DBMS的概念
12.2.3 N+1方案:一个DBMS进程对应所有用户进程
❖ 优点
数据库系统概论
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第三十一页,编辑于星期日:二十三点 四分。
封锁的粒度
定义:封锁对象的大小。 封锁的对象:
若并发执行的所有事务均遵守两段锁协议,则 对这些事务的任何并发调度策略都可是可串行 化。(充分条件)(可用反证法证明)
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第三十页,编辑于星期日:二十三点 四分。
两段锁协议(2)
两段锁协议和一次封锁法的异同:
一次封锁法要求每个事务必须一次将所有要使 用的数据全部加锁,因此遵守两段锁协议
两段锁协议并不要求事务必须一次将所有要使 用的数据全部加锁,因此可能会发生死锁
读“脏”数据:事务T1修改某一数据,并将其写回 磁盘,事务T2读取同一数据后,T1由于某种原因被 撤销,这时T1已修改过的数据恢复原值,T2读到的 数据就与数据库中的数据不一致,则T2读到的数据 就为“脏”数据,即不正确的数据。 “读—写冲突”
*
5
第五页,编辑于星期日:二十三点 四分。
数据不一致性(2)
两段锁协议(2PL)就是保证并发调度可串行化的封 锁协议。
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第二十九页,编辑于星期日:二十三点 四分。
两段锁协议(1)
两段锁协议是指所有事务必须分两个阶段对是 数据项加锁和解锁
在对任何数据进行读、写操作之前,首先要申 请并获得对该数据的封锁。——扩展阶段
在释放一个封锁之后,事物不再申请和获得任 何其它封锁。——收缩阶段
②乙售票点读出同一航班的机票余额A,也为16
③甲售票点卖出一张机票,修改余额A←A-1,把 A=15写回数据库
④乙售票点也卖出一张机票,修改余额A←A-1, 把A=15写回数据库
这种情况称为数据库的不一致性,是由并发 控制引起的。
数据库系统概论第五章数据库的完整性PPT课件
02 数据完整性的实现方式
实体完整性
实体完整性定义
确保表中每条记录的唯一性,通常通过主键约 束来实现。
主键约束
主键是表中的一个或多个字段的组合,其值唯 一标识表中的每条记录。
主键的作用
确保表中数据的唯一性,防止重复记录的出现。
数据库完整性技术面临的挑战和机遇
数据量爆炸式增长
01
随着大数据时代的来临,数据库完整性面临数据量爆炸式增长
带来的存储、处理和管理挑战。
法规遵从与隐私保护
02
随着法规对数据保护的要求日益严格,数据库完整性需满足法
规遵从和隐私保护的需求。
技术创新与市场机遇
03
数据库完整性技术的发展将带来新的市场机遇,推动相关产业
参照完整性定义
维护数据库表之间的关系,确保引用数据的 一致性和准确性。
级联更新和删除
当父表中的数据发生变化时,自动更新或删 除子表中的相关数据。
外键约束
通过在子表中设置外键来引用父表的主键, 确保子表中数据与父表数据的一致性。
更新和删除规则
定义当父表中的数据发生变化时,如何处理 子表中的相关数据。
视图完整性
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感谢您的观看
视图完整性定义
基于一个或多个表的查询结果 集创建视图,并确保该结果集
的完整性。
视图的作用
提供了一个虚拟表,可以基于 现有表的数据进行查询和操作 。
视图的限制
通过在视图上定义约束来确保 数据的完整性和准确性。
视图与数据操作
对视图进行查询、更新、插入 和删除操作时,必须遵守视图
数据库系统概论版PPT课件
掌握DBMS完整性控制机制的三个方面,即完 整性约束条件的定义、检查和违约处理。
用SQL语言定义关系模式的完整性约束条件。 包括定义主码、参照完整性;定义与应用有 关的完整性。
难点:
如何实现完整性的策略,以确保数据的正确 与有效。较复杂的是参照完整性的实现机制。
3
数据库完整性
数据库的完整性
16
参照完整性检查和违约处理
[练习]对表SC和Course,可能破坏参照完 整性的操作情况
SC表增加一个元组 修改SC表的一个元组 从Course表删除一个元组 修改Course表中一个元组的Cno属性值
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参照完整性检查和违约处理
可能破坏参照完整性的情况及违约处理
被参照表 (例如Student)
数据的正确性和相容性 数据的完整性和安全性是两个不同概念
数据的完整性 防止数据库中存在不正确的数据 防范对象:不合语义的、不正确的数据
数据的安全性 防止恶意的破坏和非法的存取 防范对象:非法用户和非法操作
4
数据库完整性(续)
为维护数据库的完整性,DBMS必须:
提供定义完整性约束条件的机制 提供完整性检查的方法 违约处理
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实体完整性定义(续)
[例2]将SC表中的Sno,Cno属性组定义为码
CREATE TABLE SC (Sno CHAR(9) NOT NULL, Cno CHAR(4) NOT NULL, Grade SMALLINT, PRIMARY KEY (Sno,Cno) /*只能在表级定义主码*/);
20
在主表中修改主码例
例:将S关系中Sno=950001的元组中Sno 值改为960123。设SC关系中有4个元组 的Sno=950001
数据库系统概论课件PPT第七章(高等教育出版社第四版)
第四节 恢复的实现技术
• 恢复机制涉及两个关键问题:一、如何 建立冗余数据;二、如何利用这些冗余 数据实施数据库恢复。 • 建立冗余数据最常用的技术是转储和登 录日志文件,通常在一个数据库系统中 这两种方法是一起使用的。
一、数据转储
• 数据转储是数据库恢复中采用的基本技术。转 储即DBA定期地将整个数据库复制到磁带或另 一个磁盘上保存起来的过程。这些备用的数据 文本称为后备副本或后援副本。 • 当数据库遭到破坏后可以将后备副本重新装入, 但重装后备副本只能将数据库恢复到转储时的 状态,要想恢复到故障发生时的状态,必须重 新运行自转储后的所有更新事务。
第七节 数据库镜像
• 随着磁盘容量越来越大,价格越来越便宜,为 避免磁盘介质出现故障,影响数据库的可用性, 许多数据库管理系统提供了数据库镜像 (Mirror)功能用于数据库恢复。 • 由于数据库镜像是通过复制数据库实现的,频 繁地复制数据自然会降低系统运行效率,因此 在实际应用中用户往往只选择对关键数据和日 志文件镜像,而不是对整个数据库进行镜像。
第二节 数据库恢复概述
• 尽管系统中采取了各种保护措施来防止数据库 的安全性和完整性被破坏,保证并发事务的正 确执行,但是计算机系统中硬件的故障、软件 的错误、操作员的失误以及恶意的破坏仍是不 可避免的,这些故障轻则造成运行事务非正常 中断,影响数据库中数据的正确性,重则破坏 数据库,是数据库中全部或部分数据丢失,因 此数据库管理系统必须具有把数据库从错误状 态恢复到某一已知的状态的功能,这就是数据 库的恢复。恢复子系统是数据库管理系统的一 个重要组成部分,而且还相当庞大,常常占整 个系统代码的10%以上。
第七章 数据库恢复技术
• 事务是一系列的数据库操作,使数据库 应用程序的基本逻辑单元。事务处理技 术主要包括数据库恢复技术和并发控制 技术。 • 数据库恢复机制和并发机制是数据库管 理系统的重要组成部分。
数据库系统概论.pptx
课表的后处理和日常调度. 对于形成的课表可以进 行多种方式的修改、查询等操作.例如修改、删除、 增加授课课程、实验课、上机安排等内容
2019-7-8
谢谢欣赏
4
学籍档案管理
假设一个学籍档案管理应包含如下表所示的学生信
息
学生基本情况
学 号 姓 名 性 别 出生年月
......
99070101 李 军
积极回答问题
上课三次点名未到或四分之一次作业未交,取消考试 资格
若请假,请出示辅导员签字的假条
2019-7-8
谢谢欣赏
12
2019-7-8
谢谢欣赏
13
赛艇 2010年《福布斯》全球亿万富豪排行榜,拉里·埃利森以
280亿美元位列第6201 Nhomakorabea-7-8
谢谢欣赏
9
考核要求
平时成绩30% (作业、考勤、课堂回答、上机) 回答问题优秀的同学有加分 期末考试70%
2019-7-8
谢谢欣赏
10
2019-7-8
谢谢欣赏
11
课堂要求
不迟到
记笔记
2019增-7-8加、删除、更改
谢谢欣赏
5
个人网上银行
2019-7-8
谢谢欣赏
6
网络购物
2019-7-8
谢谢欣赏
7
Oracle
DBMS
创始人 拉里·埃利森
2019-7-8
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创始人
拉里·埃利森
个人净资产:474亿美元 年龄:56岁 身高:6英尺 出生地:芝加哥 住宅:一座模仿日本16世纪皇宫的建筑,价值4000万美元 结婚次数:3次 子女:两名 个人爱好:驾驶一架意大利喷气式战斗机和一艘78英尺长的
电子科技大学,数据库系统第1章数据库系统概论-PPT课件
DataBase UESTC ·
电子科技大学 ·计算机科学 ·数据
第1章 数据库系统概论
数据库的并行处理技术
多线程并行技术 数据库中的多线程 虚拟服务器结构(VSA)
DataBase UESTC ·
电子科技大学 ·计算机科学 ·数据
第1章 数据库系统概论 1.2.2 数据和数据管理技术
表是二维结构,它包括行和列 每个表行描述实体集中的一个实体 每个表列描述一个属性,每一列有一个明确的名字 每行/列的交叉描述一个数据值
5
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每个表必须有一个属性或者一个属性复合体来唯一标识每一行
一列中的所有值必须是同一数据格式 每列有一个明确的数值范围 行和列的排列顺序对DBMS并不重要
表1-1 一个表的特征
跃。
DataBaseUESTC
电子科技大学 ·计算机科学 ·数据
第1章 数据库系统概论 数据管理技术面临挑战
信息爆炸可能产生大量垃圾 数据类型的多样化和一体化要求 当前的数据管理还不能处理不确定或不精确的模糊 信息 数据库安全 对数据库理解和知识获取的要求
DataBaseUESTC
电子科技大学 ·计算机科学 ·数据
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第1章 数据库系统概论 1.1.2
数据库基本概念
数据库系统 数据库系统通常由 5 部分组成:硬件系统、数 据库集合、数据库管理系统及相关软件、数据库管 理员(DBA)和用户。
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第1章 数据库系统概论 1.1.2
第1章 数据库系统概论
1.1 数据库的基本概念和相关术语 1.2 数据库技术的产生和发展 1.3 数据库的体系结构与组成
数据库系统概论_第一章
数据库系统概论_第⼀章第⼀章绪论1.1 数据库系统概述1.1.1 数据库的4个基本概念1. 数据Data定义:描述事物的符号记录数据的语义:数据的含义,与数据不可分数据是有结构的:记录是计算机存储数据的⼀种格式或⼀种⽅法2. 数据库(DataBase, DB)定义:长期存储在计算机内、有组织的、可共享的⼤量数据的集合。
数据库中数据按照⼀定数据模型组织、描述和存储;具有较⼩的冗余度,较⾼的数据独⽴性和易扩展性,并可为各种⽤户共享基本特点:永久存储、有组织、可共享3. 数据库管理系统(DataBase Management System, DBMS)定义:位于⽤户应⽤和操作系统之间的⼀层数据管理软件,是⼀个⼤型复杂的软件系统,和操作系统⼀样是计算机的基础软件。
⽤途:科学地组织和存储数据、⾼效地获取和维护数据主要功能:(1)数据定义(提供数据定义语⾔DDL(Data Definition Language);(2)数据组织、存储和管理(3)数据操纵(提供数据操纵语⾔DML,实现对数据库的基本操作)(4)数据库的事务管理和运⾏管理(5)数据库的建⽴和维护(6)其他功能4. 数据库系统(DataBase System, DBS)定义:由数据库、数据库管理系统(及应⽤开发⼯具)、应⽤程序和数据库管理员(DataBase Administrator, DBA)组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
通常把数据库系统简称为数据库1.1.2 数据管理技术的产⽣和发展数据管理:对数据进⾏分类、组织、编码、存储、检索和维护⼈⼯管理阶段→⽂件系统阶段→数据库系统阶段1. ⼈⼯管理阶段特点:数据不保存应⽤程序管理数据数据不共享数据不具有独⽴性2. ⽂件系统阶段特点:数据可以长期保存由⽂件系统管理数据数据共享性差、冗余度⼤数据独⽴性差3. 数据库系统阶段数据库观点:数据不是依赖于处理过程的附属品,⽽是现实中独⽴存在的对象从⽂件系统到数据库系统标志着数据管理技术的飞跃1.1.3 数据库系统的特点1. 数据结构化数据库系统实现整体数据的结构化,这是数据库的主要特征之⼀,也是数据库系统与⽂件系统的本质区别。
数据库系统概论讲稿
数据库系统概论讲稿《数据库系统概论讲稿1》嘿,同学们!你们知道吗?数据库就像一个超级大的魔法盒子。
我给你们讲啊,有一次我跟我妈去超市,那超市可大了,摆满了各种各样的东西。
我就想啊,这么多东西,超市的工作人员怎么知道啥时候该进货,啥时候该补货呢?后来我发现,他们肯定有个像数据库一样的东西。
就好比这个超市是一个巨大的数据库,每个商品就是里面的一条信息。
工作人员就像数据库管理员,他们要知道商品的数量、摆放位置、销售情况啥的。
要是没有这个“魔法盒子”,超市肯定乱套啦。
所以说,数据库就是用来管理各种各样的信息的,很神奇吧?《数据库系统概论讲稿2》哟,你们有没有想过,咱们学校的图书馆为啥能那么快找到咱们要的书呢?这就得说说数据库啦。
我记得我上次去借书,跟图书管理员叔叔聊天。
我问他:“叔叔,这么多书,您咋一下子就找到我要的那本呢?”叔叔笑着说:“小同学,我们有个秘密武器,那就是像大脑一样的数据库。
”你看,图书馆就像是一个装满知识的大数据库。
每一本书就像是数据库里的一个小数据。
图书管理员就像操作这个数据库的人。
他知道怎么根据书的名字、作者这些信息,在这个“大脑”里快速找到那本书。
这就跟咱们用手机联系人一样,只要输入名字,就能找到对应的号码,数据库是不是很厉害?《数据库系统概论讲稿3》同学们,我给你们讲个事儿。
我爸是个出租车司机。
他每天要拉好多客人。
有一天我就问他:“爸,你咋知道哪条路不堵,能最快把客人送到地方呢?”我爸说:“儿子啊,我心里有个小账本呢,就像数据库一样。
”你看啊,我爸每次跑车的经验就像数据存在他的“数据库”里。
哪条路什么时候堵,哪个时间段走哪条路最快,这些都是他的“数据”。
他就根据这些来决定走哪条路。
这就好比数据库里存储了很多有用的信息,然后根据需求把最合适的信息拿出来用。
我就觉得数据库就像我们生活中的小助手,默默地帮助我们把很多事情做好。
《数据库系统概论讲稿4》喂,小伙伴们!咱们玩游戏的时候有没有发现,游戏里也有数据库的影子呢?我跟我哥玩一个冒险游戏。
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Database Systems
--Unt6. the Relational Theorem •苏向阳
6. the Relational Theorem
知识点5 Normalization Based
on FD
☞A relational schema R is in first normal form(1NF)if the domains of all attributes of R are atomic.
NO composite attributes, such as:
customer( customer-id, name(first-name, middle-initial, last-
name), date-of-birth )
Each attribute as an unit, even they have several part that have individual information.
A tuple has only one value at each attribute.
☞A schema R not in 1NF, then it’s NOT a relational schema. ☞A relation R is in 1NF is not ‘good’ enough.
For relation:
Employee( emp_id, emp_name, emp_phone, dept_name,
dept_phone, dept_mgrname, skill_id, skill_name, skill_date, skill_lvl)
➢Is in 1NF
➢Has Insert Anomaly, Delete Anomaly, Update Anomaly
and Data Redundancy .
☞A relational schema R is in second normal form (2NF) if there are NO non-prime attributes dependent on Candidate Key partially.
☞Example:R(A, B,C,D), F = {AB →C, AC →BD} Candidate Key : AB, AC
non-prime attributes: D
AB →D, AC→D are all fully dependency
R∈2NF
F c = { emp_id→(emp_name, epm_phone, dept_name),
dept_name→( dept_phone, dept_mgrname) ,
skill_id→skill_name,
(emp_id, skill_id, skill_date)→skill_lvl}
emp_info( emp_id, emp_name, epm_phone, dept_name, dept_phone, dept_mgrname, skill_id, skill_name, skill_date,
skill_lvl)
F c = { emp_id→(emp_name, epm_phone, dept_name),
dept_name→( dept_phone, dept_mgrname) ,
skill_id→skill_name,
(emp_id, skill_id, skill_date)→skill_lvl}
emp_info ∈2NF CK: (emp_id, skill_id, skill_date)
(emp_id, skill_id, skill_date) →emp_name is partially.
Decomposition(模式分解):
⚫emp(emp_id, emp_name, epm_phone, dept_name,
dept_phone, dept_mgrname)
F c = {emp_id→(emp_name, epm_phone, dept_name),
dept_name→( dept_phone, dept_mgrname) }∈2NF
⚫skill ( skill_id, skill_name)
F c = {skill_id→skill_name}∈2NF
Decomposition(模式分解):
⚫emp_skill( emp_id, skill_id, skill_date, skill_lvl)
F c = { (emp_id, skill_id, skill_date)→skill_lvl}∈2NF
☞A relation R is in 2NF is not ‘good’ enough.
⚫emp(emp_id, emp_name, epm_phone, dept_name,
dept_phone, dept_mgrname)
F c = {emp_id→(emp_name, epm_phone, dept_name),
dept_name→( dept_phone, dept_mgrname) }∈2NF ➢Has Insert Anomaly, Delete Anomaly, Update Anomaly
and Data Redundancy .
☞A relational schema R is in third normal form (3NF) if there are no nonprime attributes which transitively dependent on
a key for R.
☞Example:R(A, B, C, D), F = {AB →C, C →D}
Candidate Key : AB
non-prime attributes: C, D
D is transitively dependent on Key AB by attributes C.
R∈3NF
⚫
emp (emp_id, emp_name, epm_phone, dept_name,
dept_phone, dept_mgrname )F c = {emp_id →(emp_name, epm_phone, dept_name ), dept_name →( dept_phone, dept_mgrname ) }emp ∈3NF ∈2NF
Decomposition (模式分解):
⚫emp (emp_id, emp_name, epm_phone, dept_name )F c = {emp_id →(emp_name, epm_phone, dept_name ) }⚫dept (dept_name, dept_phone, dept_mgrname )F c = { dept_name →( dept_phone, dept_mgrname) }∈3NF ∈3NF
☞A relation R is in 3NF is not ‘good’ enough.
For relation:
STC( S, T, C) S—Student, T—Teacher, C--Course
F = { (S,C)→T, (S,T)→C, T→C }
➢There are no nonprime attribute. STC is IN 3NF.
➢Has Insert Anomaly, Delete Anomaly, Update Anomaly and Data Redundancy.
6.3.4 Normal Forms --BCNF
A relational schema R is in BCNF(Boyce-Codd Normal Form)if for all functional dependencies α→βin F,αis a superkey for R.
Example:For relation
STC( S, T, C) S—Student, T—Teacher, C--Course
F = { (S,C)→T, (S,T)→C, T→C }
➢T in T→C is NOT a superkey, STC is NOT IN BCNF.
➢STC is IN 3NF.
☞Theorem:
1NF ⊃2NF ⊃3NF ⊃BCNF
☞To determine a relation is in n NF, one should give the highest Normal Form.
☞Relation Database:
emp(emp_id, emp_name, epm_phone, dept_name)
F = { emp_id→emp_name, epm_phone, dept_name}
emp∈BCNF.
dept(dept_name, dept_phone, dept_mgrname)
F = {dept_name→dept_phone, dept_mgrname}
dept∈BCNF.
☞Relation Database:
……
skill ( skill_id, skill_name)
F = { skill_id→skill_name}
skill ∈BCNF.
emp_skill( emp_id, skill_id, skill_date, skill_lvl)
F = { emp_id, skill_id, skill_date→skill_lvl}
emp_skill∈BCNF.。