【正文】 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟 二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的過程 (六個階段 ) ⒈ 需求分析階段 – 準(zhǔn)確了解與分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理） – 是整個設(shè)計過程的基礎(chǔ)，是最困難、最耗費時間的一步 ⒉ 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段 – 是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵 – 通過對用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體 DBMS的概念模型 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟（續(xù)） ⒊ 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段 – 將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個 DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型 – 首先將 ER圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型，如關(guān)系模型，形成數(shù)據(jù)庫邏輯模式 – 然后根據(jù)用戶處理的要求、安全性的考慮，在基本表的基礎(chǔ)上再建立必要的視圖 (View)，形成數(shù)據(jù)的外模式 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟（續(xù)） ⒋ 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計階段 – 為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法） – 根據(jù) DBMS特點和處理的需要，進(jìn)行物理存儲安排，建立索引，形成數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟 ?⒌ 數(shù)據(jù)庫實施階段 – 運(yùn)用 DBMS提供的數(shù)據(jù)語言、工具及宿主語言，根據(jù)邏輯設(shè)計和物理設(shè)計的結(jié)果 ? 建立數(shù)據(jù)庫 ? 編制與調(diào)試應(yīng)用程序 ? 組織數(shù)據(jù)入庫 ? 并進(jìn)行試運(yùn)行 ?⒍ 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)階段 – 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過試運(yùn)行后即可投入正式運(yùn)行。 – 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行過程中必須不斷地對其進(jìn)行評價、調(diào)整與修改 。 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 ?轉(zhuǎn)換原則 ⒈ 一個實體型轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。 – 關(guān)系的屬性 ：實體型的屬性 – 關(guān)系的碼 ：實體型的碼 例，學(xué)生實體可以轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式： 學(xué)生（ 學(xué)號 ，姓名，出生日期，所在系， 年級，平均成績） 性別、宿舍、班級、檔案材料、教師、課程、教室、教科書都分別轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 ⒉ 一個 m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。 – 關(guān)系的屬性 ：與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性 – 關(guān)系的碼 ：各實體碼的組合 例， “ 選修 ” 聯(lián)系是一個 m:n聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中學(xué)號與課程號為關(guān)系的組合碼： 選修（ 學(xué)號 ， 課程號 ，成績） ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 ⒊ 一個 1:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與 n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。 – 1) 轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式 ?關(guān)系的屬性 ：與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性 ?關(guān)系的碼 ： n端實體的碼 – 2) 與 n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并 ?合并后關(guān)系的屬性 ：在 n端關(guān)系中加入 1端關(guān)系的碼和聯(lián)系本身的屬性 ?合并后關(guān)系的碼 ：不變 – 可以減少系統(tǒng)中的關(guān)系個數(shù)，一般情況下更傾向于采用這種方法 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 ⒋ 一個 1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。 – 1) 轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式 ?關(guān)系的屬性 ：與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性 ?關(guān)系的候選碼 ：每個實體的碼均是該關(guān)系的候選碼 – 2) 與某一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并 ?合并后關(guān)系的屬性 ：加入對應(yīng)關(guān)系的碼和聯(lián)系本身的屬性 ?合并后關(guān)系的碼 ：不變 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 ⒌ 三個或三個以上實體間的一個多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。 – 關(guān)系的屬性 ：與該多元聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性 – 關(guān)系的碼 ：各實體碼的組合 例， “ 講授 ” 聯(lián)系是一個三元聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中課程號、職工號和書號為關(guān)系的組合碼： 講授（ 課程號，職工號，書號 ） ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 ⒍ 同一實體集的實體間的聯(lián)系，即自聯(lián)系，也可按上述 1: 1:n和 m:n三種情況分別處理。 例，如果教師實體集內(nèi)部存在領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的1:n自聯(lián)系，我們可以將該聯(lián)系與教師實體合并，這時主碼職工號將多次出現(xiàn)，但作用不同，可用不同的屬性名加以區(qū)分： 教師：｛ 職工號 ，姓名，性別，職稱，系主任｝ ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 ⒎ 具有相同碼的關(guān)系模式可合并。 – 目的：減少系統(tǒng)中的關(guān)系個數(shù)。 – 合并方法：將其中一個關(guān)系模式的全部屬性加入到另一個關(guān)系模式中，然后去掉其中的同義屬性（可能同名也可能不同名），并適當(dāng)調(diào)整屬性的次序。 第 7 章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù) 事務(wù)的基本概念 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述 故障的種類 恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù) 恢復(fù)策略 三、事務(wù)的特性 (ACID特性 ) 事務(wù)的 ACID特性： ? 原子性（ Atomicity） ? 一致性（ Consistency） ? 隔離性（ Isolation） ? 持續(xù)性（ Durability ） 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述 ?一、事務(wù)故障 ?二、系統(tǒng)故障 ?三、介質(zhì)故障 第八章 并發(fā)控制 并發(fā)控制概述 封鎖 封鎖協(xié)議 活鎖和死鎖 并發(fā)操作帶來的數(shù)據(jù)不一致性 ?丟失修改 （ lost update） ?不可重復(fù)讀 （ nonrepeatable read） ?讀 “ 臟 ” 數(shù)據(jù) 封鎖 一、什么是封鎖 ?封鎖就是事務(wù) T在對某個數(shù)據(jù)對象（例如表、記錄等）操作之前，先向系統(tǒng)發(fā)出請求，對其加鎖 ?加鎖后事務(wù) T就對該數(shù)據(jù)對象有了一定的控制，在事務(wù) T釋放它的鎖之前，其它的事務(wù)不能更新此數(shù)據(jù)對象。 ?封鎖是實現(xiàn)并發(fā)控制的一個非常重要的技術(shù) 二、基本封鎖類型 ? DBMS通常提供了多種類型的封鎖。一個事務(wù)對某個數(shù)據(jù)對象加鎖后究竟擁有什么樣的控制是由封鎖的類型決定的。 ?基本封鎖類型 – 排它鎖（ eXclusive lock，簡記為 X鎖） – 共享鎖（ Share lock，簡記為 S鎖） 排它鎖 ?排它鎖又稱為寫鎖 ?若事務(wù) T對數(shù)據(jù)對象 A加上 X鎖，則只允許 T讀取和修改 A，其它任何事務(wù)都不能再對 A加任何類型的鎖，直到 T釋放 A上的鎖 共享鎖 ?共享鎖又稱為讀鎖 ?若事務(wù) T對數(shù)據(jù)對象 A加上 S鎖，則其它事務(wù)只能再對 A加 S鎖，而不能加 X鎖，直到T釋放 A上的 S鎖 1級封鎖協(xié)議 ?事務(wù) T在修改數(shù)據(jù) R之前必須先對其加 X鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放 ?正常結(jié)束 （ COMMIT） ?非正常結(jié)束 （ ROLLBACK） ? 1級封鎖協(xié)議可防止丟失修改 ?在 1級封鎖協(xié)議中，如果是讀數(shù)據(jù)，不需要加鎖的，所以它不能保證可重復(fù)讀和不讀 “ 臟 ”數(shù)據(jù)。 2級封鎖協(xié)議 ?1級封鎖協(xié)議 +事務(wù) T在讀取數(shù)據(jù) R前必須先加 S鎖，讀完后即可釋放 S鎖 ?2級封鎖協(xié)議可以防止丟失修改和讀 “ 臟 ”數(shù)據(jù)。 ?在 2級封鎖協(xié)議中，由于讀完數(shù)據(jù)后即可釋放 S鎖，所以它不能保證可重復(fù)讀 。 3級封鎖協(xié)議 ?1級封鎖協(xié)議 + 事務(wù) T在讀取數(shù)據(jù) R之前必須先對其加 S鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放 ? 3級封鎖協(xié)議可防止丟失修改、讀臟數(shù)據(jù)和不可重復(fù)讀。 活鎖和死鎖 ?封鎖技術(shù)可以有效地解決并行操作的一致性問題，但也帶來一些新的問題 – 死鎖 – 活鎖 如何避免活鎖 采用先來先服務(wù)的策略： 當(dāng)多個事務(wù)請求封鎖同一數(shù)據(jù)對象時 ?按請求封鎖的先后次序?qū)@些事務(wù)排隊 ?該數(shù)據(jù)對象上的鎖一旦釋放 ， 首先批準(zhǔn)申請隊列中第一個事務(wù)獲得鎖 。 1. 死鎖的診斷與解除 ?允許死鎖發(fā)生 ?解除死鎖 – 由 DBMS的并發(fā)控制子系統(tǒng)定期檢測系統(tǒng)中是否存在死鎖 – 一旦檢測到死鎖，就要設(shè)法解除 檢測死鎖： 超時法 ?如果一個事務(wù)的等待時間超過了規(guī)定的時限，就認(rèn)為發(fā)生了死鎖 ?優(yōu)點：實現(xiàn)簡單 ?缺點 – 有可能誤判死鎖 – 時限若設(shè)置得太長，死鎖發(fā)生后不能及時發(fā)現(xiàn) 等待圖法 ?用事務(wù)等待圖動態(tài)反映所有事務(wù)的等待情況 – 事務(wù)等待圖是一個有向圖 G=(T， U) – T為結(jié)點的集合，每個結(jié)點表示正運(yùn)行的事務(wù) – U為邊的集合，每條邊表示事務(wù)等待的情況 – 若 T1等待 T2，則 T1， T2之間劃一條有向邊，從 T1指向 T2 ?并發(fā)控制子系統(tǒng)周期性地（比如每隔 1 min）檢測事務(wù)等待圖，如果發(fā)現(xiàn)圖中存在回路，則表示系統(tǒng)中出現(xiàn)了死鎖。 死鎖的診斷與解除 ?解除死鎖 – 選擇一個處理死鎖代價最小的事務(wù)，將其撤消，釋放此事務(wù)持有的所有的鎖，使其它事務(wù)能繼續(xù)運(yùn)行下去。 總復(fù)習(xí)內(nèi)容到此結(jié)束 Thank you !!!