系统架构设计师-数据库系统（1）

一、数据库模式

1、集中式数据库

2、分布式数据库

二、数据库设计过程

1、E-R模型

2、概念结构设计

3、逻辑结构设计

三、关系代数

1、并交差

2、投影和选择

3、笛卡尔积

4、自然连接

一、数据库模式

1、集中式数据库

三级模式：

（1）外模式：用户模式-视图级

（2）概念模式：模式-表级

（3）内模式：存储模式-文件级

两级映射：

（1）外模式-概念模式映射：提高数据逻辑独立性

（2）概念模式-内模式映射：提供数据物理独立性

2、分布式数据库

（1）数据独立性：除了数据的逻辑独立性与物理独立性外，还有数据分布独立性（分布透明性）。

（2）集中与自治共享结合的控制结构：各局部的DBMS可以独立地管理局部数据库，具有自治功能。同时，系统又设有集中控制机制，协调各局部DBMS的工作，执行全局应用。

（3）适当增加数据冗余度：在不同的场地存储同一数据的多个副本，可以提高系统的可靠性和可用性，同时也能提高系统性能。（提高系统的可用性，即当系统中某个节点发生故障时，因为数据有其他副本在非故障场地上，对其他所有场地来说，数据仍然是可用的，从而保证数据的完备性）。

（4）全局的一致性、可串行性和可恢复性：可串行性指的是并行结果与某个串行序列结果一致。

【分布透明性】

（1）分片透明性：分不分片，用户感受不到（不关心用户如何分布存储）。

分片模式分：

· 水平分片：按记录分

· 垂直分片：按字段分

· 混合分片

（2）位置透明性：数据存放在哪里，用户不用管（用户无需知道数据存放的物理位置）。

（3）复制透明：不关心节点的复制情况。

（4）局部数据模型透明性(逻辑透明)：用户或应用程序无需知道局部场地使用的哪种数据模型。

【两阶段提交协议2PC】

（1）2PC事物提交两个阶段

表决阶段，目的是形成一个共同决定

执行阶段，目的是实现这个协调者的决定

（2）两条全局提交规则

只要有一个参与者撤销事务，协调者就必须做出全局撤销决定

只要所有参与者都同意提交事务，协调者才能作出全局提交决定

二、数据库设计过程

【设计过程四步骤】

（1）需求分析

产出数据流图、数据字典和需求说明书

（2）概念结构设计

产出E-R图

（3）逻辑结构设计

产出关系模式，也就是二维表

（4）物理设计

1、E-R模型

2、概念结构设计

【集成的方法】

（1）多个局部E-R图一次集成。

（2）逐步集成，用累加的方式一次集成两个局部E-R。

【集成产生的冲突及解决办法】

（1）属性冲突：包括属性域冲突和属性取值冲突。（同一对象）

（2）命名冲突：包括同名异义和异名同义。（同一对象）

（3）结构冲突：包括同一对象在不同应用中具有不同的抽象，以及同一实体在不同局部E-R图中所包含的属性个数和属性排列次序不完全相同。

3、逻辑结构设计

【实体完整性约束】主键，唯一且非空。

【参照完整性约束】外键，可以为空，否则就是其他的主键为外键。

【用户自定义完整性约束】

【触发器】对某个变化的数据，可以是表、字段等建立监听，一旦数据发生变化，做相应操作，可以做数据同步。可以解决复杂的数据一致性问题，安全性不是很强。

【简单属性】不可再分的属性

【复合属性】可再分的属性

【派生属性】例：可以通过身份证号推导出具体年龄，那年龄就是身份证号的派生属性