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计算机考研复试--关系数据库核心知识点终极整理

一、关系模型三要素

1. 数据结构（二维表）

• 关系：由行（元组）和列（属性）组成的二维表，每个属性不可再分（1NF）
• 键：
  • 候选键：能唯一标识元组的最小属性集（如学号）
  • 主键：从候选键中选定的唯一标识（非空且唯一）
  • 外键：参照其他表主键的属性（保证参照完整性）
• 域：属性的取值范围（如性别域为{'男','女'}）

2. 数据操作（关系代数与SQL）

• 基本操作：
  • 选择（σ）：筛选满足条件的行（如σ_{age>20}(Student)）
  • 投影（π）：选取指定列（如π_{name,age}(Student)）
  • 连接（⋈）：
  • 自然连接：自动去重相同属性（如Student ⋈ SC）
  • 外连接：保留未匹配元组（左/右/全外连接）
  • 除法（÷）：查找满足所有条件的元组（如选所有课的学生）
• 集合操作：并（∪）、差（-）、交（∩）、笛卡尔积（×）

3. 完整性约束

• 实体完整性：主键非空且唯一（如学号不能为空）
• 参照完整性：外键必须为其他表主键或空值（如课程号必须存在）
• 用户定义完整性：自定义规则（如年龄≥18）

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二、关系代数与SQL高频考点

1. 关系代数表达式

• 典型题型：写出查询的关系代数表达式
  示例：查询选修"数据库"课程的学生姓名
  π_{Sname}(σ_{Cname='数据库'}(Course ⋈ SC ⋈ Student))

2. SQL核心操作

• DDL：

  CREATE TABLE Student (
  Sno CHAR(9) PRIMARY KEY,
  Sname VARCHAR(20) NOT NULL
  );
  

• DML：

  -- 插入
  INSERT INTO SC VALUES ('2021001', 'C001', 90);
  
  -- 更新
  UPDATE Student SET Sage=Sage+1 WHERE Sdept='CS';
  
  -- 删除
  DELETE FROM SC WHERE Grade < 60;
  

• 查询：

  -- 嵌套查询
  SELECT Sname FROM Student
  WHERE Sno IN (SELECT Sno FROM SC WHERE Cno='C01');
  
  -- 连接查询
  SELECT Sname, Cname FROM Student
  NATURAL JOIN SC JOIN Course USING(Cno);
  

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三、范式理论与设计

1. 范式递进规则

范式	要求	消除依赖类型
1NF	属性不可再分	-
2NF	消除非主属性对主属性的部分依赖	部分函数依赖（如学号→姓名）
3NF	消除非主属性的传递依赖	传递函数依赖（如学号→系名→系地址）
BCNF	消除主属性对候选键的部分/传递依赖	所有非平凡函数依赖左侧包含候选键

2. 设计实例

• 反例：学生表(学号,姓名,系名,系主任)
  问题：存在传递依赖（学号→系名→系主任）
  解决：拆分为学生表(学号,姓名,系名) + 系表(系名,系主任)

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四、事务与并发控制

1. ACID特性

• 原子性：事务全做或全不做（UNDO日志实现）
• 一致性：事务前后数据状态合法（如转账总额不变）
• 隔离性：事务间互不干扰（通过锁机制实现）
• 持久性：提交后永久生效（REDO日志实现）

2. 并发问题与解决方案

问题	描述	封锁协议
丢失修改	后提交覆盖前提交结果	一级封锁协议（X锁到事务结束）
脏读	读取未提交的无效数据	二级封锁协议（S锁立即释放）
不可重复读	同一事务两次读取结果不同	三级封锁协议（S锁到事务结束）
幻读	范围查询结果数量变化	间隙锁（锁定范围）

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五、高频考点速记表

1. 视图作用：简化查询、数据安全、逻辑独立性
2. 索引类型：
   • B+树：适合范围查询（如WHERE age>20）
   • Hash：适合等值查询（如WHERE id=1001）
3. 存储过程 vs 触发器：
   • 存储过程：预编译SQL集合，需显式调用
   • 触发器：事件驱动（如INSERT后自动更新统计）
4. E-R图转换规则：
   • 1:1联系：合并到任一实体表
   • 1:n联系：在多方表添加外键
   • m:n联系：新建关联表保存双方主键