帶你深入淺出了解C++中數(shù)據(jù)庫

基本概念

數(shù)據(jù)（data）：描述事物的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）：是長期存儲在計算機內、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合，具有永久存儲、有組織、可共享三個基本特點。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBase Management System，DBMS）：是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBase System，DBS）：是有數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其應用開發(fā)工具）、應用程序和數(shù)據(jù)庫管理員（DataBase Administrator DBA）組成的存儲、管理、處理和維護數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。

實體（entity）：客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體。

屬性（attribute）：實體所具有的某一特性稱為屬性。

碼（key）：唯一標識實體的屬性集稱為碼。

實體型（entity type）：用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體，稱為實體型。

實體集（entity set）：同一實體型的集合稱為實體集。

聯(lián)系（relationship）：實體之間的聯(lián)系通常是指不同實體集之間的聯(lián)系。

模式（schema）：模式也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。

外模式（external schema）：外模式也稱子模式（subschema）或用戶模式，它是數(shù)據(jù)庫用戶（包括應用程序員和最終用戶）能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應用有關的數(shù)據(jù)的邏輯表示。

內模式（internal schema）：內模式也稱為存儲模式（storage schema），一個數(shù)據(jù)庫只有一個內模式。他是數(shù)據(jù)物理結構和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)庫內部的組織方式。

常用數(shù)據(jù)模型

層次模型（hierarchical model）

網(wǎng)狀模型（network model）

關系模型（relational model）

（1）關系（relation）：一個關系對應通常說的一張表

（2）元組（tuple）：表中的一行即為一個元組

（3）屬性（attribute）：表中的一列即為一個屬性

（4）碼（key）：表中可以唯一確定一個元組的某個屬性組

（5）域（domain）：一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合

（6）分量：元組中的一個屬性值

（7）關系模式：對關系的描述，一般表示為 關系名（屬性1， 屬性2， 。..， 屬性n）

面向對象數(shù)據(jù)模型（object oriented data model）

對象關系數(shù)據(jù)模型（object relational data model）

半結構化數(shù)據(jù)模型（semistructure data model）

關系型數(shù)據(jù)庫

基本關系操作：查詢（選擇、投影、連接（等值連接、自然連接、外連接（左外連接、右外連接））、除、并、差、交、笛卡爾積等）、插入、刪除、修改

關系模型中的三類完整性約束：實體完整性、參照完整性、用戶定義的完整性

索引

數(shù)據(jù)庫索引：順序索引、B+ 樹索引、hash 索引

數(shù)據(jù)庫完整性

數(shù)據(jù)庫的完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。

完整性：為了防止數(shù)據(jù)庫中存在不符合語義（不正確）的數(shù)據(jù)。

安全性：為了保護數(shù)據(jù)庫防止惡意破壞和非法存取。

觸發(fā)器：是用戶定義在關系表中的一類由事件驅動的特殊過程。

關系數(shù)據(jù)理論

數(shù)據(jù)依賴是一個關系內部屬性與屬性之間的一種約束關系，是通過屬性間值的相等與否體現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)間相關聯(lián)系。

最重要的數(shù)據(jù)依賴：函數(shù)依賴、多值依賴。

范式

第一范式（1NF）：屬性（字段）是最小單位不可再分。

第二范式（2NF）：滿足 1NF，每個非主屬性完全依賴于主鍵（消除 1NF 非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴）。

第三范式（3NF）：滿足 2NF，任何非主屬性不依賴于其他非主屬性（消除 2NF 非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴）。

鮑依斯-科得范式（BCNF）：滿足 3NF，任何非主屬性不能對主鍵子集依賴（消除 3NF 主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴）。

第四范式（4NF）：滿足 3NF，屬性之間不能有非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴（消除 3NF 非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴）。

數(shù)據(jù)庫恢復

事務：是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做，要么全不做，是一個不可分割的工作單位。

事物的 ACID 特性：原子性、一致性、隔離性、持續(xù)性。

恢復的實現(xiàn)技術：建立冗余數(shù)據(jù) -》 利用冗余數(shù)據(jù)實施數(shù)據(jù)庫恢復。

建立冗余數(shù)據(jù)常用技術：數(shù)據(jù)轉儲（動態(tài)海量轉儲、動態(tài)增量轉儲、靜態(tài)海量轉儲、靜態(tài)增量轉儲）、登記日志文件。

并發(fā)控制

事務是并發(fā)控制的基本單位。

并發(fā)操作帶來的數(shù)據(jù)不一致性包括：丟失修改、不可重復讀、讀 “臟” 數(shù)據(jù)。

并發(fā)控制主要技術：封鎖、時間戳、樂觀控制法、多版本并發(fā)控制等。

基本封鎖類型：排他鎖（X 鎖 / 寫鎖）、共享鎖（S 鎖 / 讀鎖）。

活鎖死鎖：

（1）活鎖：事務永遠處于等待狀態(tài)，可通過先來先服務的策略避免。

（2）死鎖：事務永遠不能結束

a、預防：一次封鎖法、順序封鎖法；

b、診斷：超時法、等待圖法；

解除：撤銷處理死鎖代價最小的事務，并釋放此事務的所有的鎖，使其他事務得以繼續(xù)運行下去。

可串行化調度：多個事務的并發(fā)執(zhí)行是正確的，當且僅當其結果與按某一次序串行地執(zhí)行這些事務時的結果相同?？纱行詴r并發(fā)事務正確調度的準則。

責任編輯：haq