关系代数
- U 并集 Union 结构相同 取所有部分
- n 交集 取相同部分
- - 差集 减掉相同的部分
- x 笛卡尔积 列：R列数+S列数；行：R行数*S行数
关系代数运算
投影
选择
连接
除
Sql语言
- DDL
Data Definition Language，即数据定义语言.数据定义语言是由SQL语言集中负责数据结构定义与数据库对象定义的语言，并且由CREATE、ALTER、DROP和TRUNCATE四个语法组成。 - DML
Data Manipulation Language,即数据操纵语言，主要由insert、update、delete语法组成。 - DCL
Data Control Language，即数据控制语言。用来授权或回收访问数据库的某种特权，并控制数据库操纵事务发生的时间及效果，能够对数据库进行监视。比如常见的授权（GRANT）、取消授权（REVOKE）、回滚、提交等等操作。 - DQL
Data Query Language，即数据查询语言，用来进行数据库中数据的查询。
模式
| 模式 | 视角 | 抽象 | 具体 | 其他 |
|---|---|---|---|---|
| 外模式 | 用户 | 视图层 | DML\CRUD | 用户操作 |
| 模式 | 整体 | 逻辑层 | DDL | 逻辑独立性 |
| 内模式 | 存储 | 物理层 | 存储结构 | 物理独立性 |
外模式（多个）<——>模式<——>内模式
三级模式两级映像
模式固定，实例变化。
Sql执行顺序
from——>where——>group by ——> having——>select——>order by——>limit
数据依赖
函数依赖
- 平凡函数依赖
(学号，姓名)-->姓名 我决定我自己 - 非平凡函数依赖
学号-->（姓名，年纪）我能决定其他 - 完全函数依赖
所有成员决定
（学号，课程）--> 成绩
学号-->学生 - 部分函数依赖
部分成员决定
（学号，班级）-->班长 - 传递依赖
学生-->班级-->班长
多值依赖
1：m 一对多 x-->-->y
m为1时，函数依赖时特殊的多值依赖。
数据库范式
1NF
属性不可再分
2NF
非主属性完全依赖于主键，存在传递函数依赖
3NF
非主属性直接依赖于主键，消除传递函数依赖
BCNF
消除3NF的主属性依赖，1个候选键肯定是BCNF
4NF
消除3NF的多值依赖
模式分解
- 无损连接
- 是否函数依赖
- 既无损连接，又保持函数依赖
数据库故障与恢复
建立数据冗余：数据转存与建立日志文件
事务故障
引发原因：程序错误、逻辑错误、系统错误
修复方式：Undo
系统故障
引发原因：硬件、软件（操作系统）故障
修复方式：Redo
介质故障
引发原因：磁盘损坏，
修复方式：重装数据库，装载备份和日志文件，DBA介入，再由系统撤销及重做。
锁
- X锁（排他锁）独占，其他事务既不能读也不能其他操作
使用排它锁前需要先检查是否已有排它锁存在。 - S锁（共享锁）其他事务只读
事务
特点：原子性、一致性、隔离性、持久性
原子性：要么全部成功，要么全部失败，不存在只成功一部分。
一致性：从一个一致性的状态转到另一个一致性的状态。
隔离性：其他事务不知道当前事务，其他事务对当前事务不可见。
持久性：事务提交，其所作更改保存到数据库。
事务并发
数据不一致
问题：
- 修改丢失
发生在Update
修改数据过程中查询，发现数据还是修改前的数据 - 脏读
发生在Update
读到了未提交的还在缓存中的数据 - 不可重复读
发生在Update/Delete
一个事务中两次读取数据结果不一样 - 幻读
发生在Insert
隔离级别
- 读未提交，可能存在脏读，读取到了未提交的数据
- 读已提交，解决了脏读
- 可重复读，解决了不可重复读
- 序列化读，解决了事务并发的所有问题
数据库封锁协议
在保证事务一致性的前提下，尽可能提高并发。
封锁协议：对数据加锁，加锁时间和释放时间的规则描述。
一级封锁协议
事务修改数据，加x锁，直到事务结束，才释放x锁。
针对改，解决了丢失修改问题
二级封锁协议
一级封锁协议+
事务读取数据，加s锁，读完立即释放s锁。
针对改+读，解决了读脏数据，未解决不可重复读
三级封锁协议
二级封锁协议+
事务读取数据加S锁，直到事务结束，才释放S锁。
针对改+读，解决了不可重复读
两段锁协议
- 对任何数据的读写前，都必须先加锁。 应加尽加，不解锁。
- 释放某个锁以后，不得再去尝试获取其他锁。 集中解锁，不允许再加。
两段锁协议是可串行化的充分非必要条件，采用两段锁协议，仍然可能产生死锁。
并发调度
串行调度：不允许事务并发，所有事务排队
可串行化调度：事务并发调度的执行结果与某个串行调度的执行结果等价（串行等价）
可串行化未必遵循两段锁协议。