数据库恢复就是为了将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。

一、事务的基本概念

事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做要么全不做，是一个不可分割的工作单位。例如在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句、一组SQL语句。在SQL中，定义事务的语句一般有三条：

begin transaction;
commit;
rollback;

一、并发控制概述

事务是并发控制的基本单位，事务读数据x一般记为R(x)，写数据x一般记为W(x)。

并发控制用于保证事务的隔离性和一致性。

如果不对并发操作进行正确调度，可能导致数据的不一致性问题，包括丢失修改、不可重复读、读脏数据等，原因是并发操作破坏了事务的隔离性。

1. 丢失修改（WW并发）：两个事务读入同一数据并修改，其中一个事务的修改会丢失。

2. 不可重复读（RW并发）：事务T1读取数据后，T2执行更新操作，使T1无法再现前一次读取结果。

3. 读脏数据（WR并发）："脏"数据指事务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，则T2读取到的数据就为"脏"数据，即不正确的数据。

一、数据库系统概述

1.1 基本概念

数据

数据(Data)：描述事物的符号记录，是数据库中存储的基本对象。

• 语义：数据的含义称为数据的语义（如学生的姓名、性别、出生年月等用于描述数据是什么的词语），数据与其语义是不可分的。
• 记录：计算机中表示和储存数据的一种格式或者一种方法。

一、关系

单一的数据结构 -> 关系：现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示。
数据的逻辑结构 -> 二维表：从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。
关系模型建立在集合代数的基础上。

域

域（Domain）：域是一组具有相同数据类型的值的集合，例如整数、自然数都是域。

笛卡尔积

笛卡尔积（Cartesian Product）：笛卡尔积是域上面的一种集合运算。

基本表

基本表是本身独立存在的表，在sql中一个关系就对应一个表。一个(或多个)基本表对应一个存储文件，一个表可以带若干索引，索引也存放在存储文件中。

视图

视图是从一个或几个基本表导出的表。它本身不独立存储在数据库中，即数据库中只存放视图的定义。而不存放视图对应的数据。这些数据仍存放在导出视图的基本表中，因此视图是一个虚表。

一、数据库安全性的概述

数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法使用所造成的数据泄露、更改或破坏。

二、数据库安全性控制的常用方法

• 用户标识和鉴别：该方法由系统提供一定的方式让用户标识自己的名字或身份。每次用户要求进入系统时，由系统进行核对，通过鉴定后才提供系统的使用权。如连接数据库时输入的用户名和密码。
• 多层存取控制：通过用户权限定义和合法权检查确保只有合法权限的用户访间数据库，所有未被授权的人员无法存取数据。
• 视图机制：为不同的用户定义不同的视图，通过视图机制把要保密的数据对无权存取的用户隐藏起来，从而自动地对数据提供一一定程度的安 全保护。
• 审计：建立审计日志。把用户对数据库的所有操作自动记录下来放入审计日志中。DBA可以利用审计跟踪的信息，重现导致数据库现有状况的一系列事件，找出非法存取数据的人、时间和内容等。
• 数据加密：对存储和传输的数据进行加密处理，从而使得不知道解密算法的人无法获知数据的内容。

一、数据库完整性的概念

数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。数据库的完整性是为了防止数据库中存在不符合语义的数据，也就是防止数据库中存在不正确的数据。

为了维护数据库的完整性，DBMS必须能够：

1. 提供定义完整性约束条件的机制：完整性一般由 SQL 的 DDL 语句来实现，它们作为数据库模式的一部分存入数据字典中。

2. 提供完整性检查的方法：检查数据是否满足完整性约束条件的机制。

3. 违约处理：若用户违背了完整性约束条件，应该采取的动作。

• 关系模式：关系的描述称为关系模式，可以表示为 R (U, D, Dom. F)，R为关系名，U为组成该关系的属性名集合，D为属性组U中属性所来自的域，Dom为属性向域的映射集合，F为属性间数据的依赖关系集合。

• 候选码（Candidate key）：也称码键，表中的某一属性组的值能唯一标识一个元组，则称该属性组为候选码。

  • 主属性（Prime attribute）：候选码属性称为主属性，非候选码属性称为非主属性。

一、数据依赖问题

数据依赖是一个关系内部属性与属性之间的一种约束关系。有多种类型的数据依赖，其中最重要的是函数依赖和多值依赖。

数据库设计可以分为以下6个阶段：

• 需求分析：准确了解和分析用户需求（包括数据和处理）
• 概念结构设计：通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型
• 逻辑结构设计：将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化
• 物理结构设计：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）
• 数据库实施：根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库并试运行
• 数据库运行和维护：在数据库投入正式使用后不断地对其进行评价、调整与修改