计算机专业保研面试备考：数据库系统理论

曾经终败给现在 2023-01-23 03:56 124阅读 0赞

本文总结了计算机专业保研面试中较为常考的数据库题目，也是博主当年的备考材料。如果这篇文章对你有帮助，请给博主点个赞鼓励一下吧。

*  五个基本问题
    
     *  正确性
     *  完整性
     *  简单性
     *  性能
     *  安全性
 *  三级模式结构
    
     *  外模式、模式、内模式
        
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     *  模式：逻辑模式，数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，所有用户的公共数据视图；既不涉及硬件环境，又不涉及应用程序。实际上是数据库系统在逻辑上的视图，是全局逻辑结构
        
         *  一个数据库，一个模式
     *  外模式：子模式/用户模式，数据库用户能够看到的和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是局部逻辑结构
        
         *  一个数据库，多个外模式
         *  应用程序基于外模式
     *  内模式：存储模式，数据物理结构和存储方式的描述，数据在数据库内部的组织方式
        
         *  一个数据库，一个内模式
 *  二级映像
    
     *  外模式/模式映像
     *  模式/内模式影响
 *  外键策略
    
     *  NO ACTION 默认，拒绝执行
     *  CASCADE 级联
     *  SET NULL 设置为空
 *  完整性约束
    
     *  实体完整性：主键非空
     *  参照完整性：外键要么为空，要么是其他表主键的真实数据
     *  用户定义的完整性：针对于某一具体的数据库
 *  数据库范式
    
     *  1NF：函数依赖
     *  2NF：完全依赖
     *  3NF：直接依赖
     *  BCNF：所有决定因素都是候选关键字，消除了可能存在的主属性对主码的部分依赖和传递依赖
 *  ACID
    
     *  原子性（Atomicity）
        
         *  原子性是指事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么都发生，要么都不发生。
         *  任何一项操作失败都将导致整个事务失败，同时其他已经执行的操作都将会被撤销回滚到最初状态。
     *  一致性（Consistency）
        
         *  事务前后数据的完整性必须保持一致。
         *  事务的执行结果必须是使数据库从一个一致性状态转变到另一个一致性状态。
         *  没有脏读
     *  隔离性（Isolation）
        
         *  事务的隔离性是多个用户并发访问数据库时，数据库为每一个用户开启的事务，不能被其他事务的操作数据所干扰，多个并发事务之间要相互隔离。每个事务都有各自完整的数据空间。
     *  持久性（Durability）
        
         *  持久性是指一个事务一旦被提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的，接下来即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响
 *  CAP
    
     *  一致性C
        
         *  在分布式系统中，如果能够做到针对一个数据项的更新操作执行成功后，所有的用户都可以读取到更新后的值，那么这样的系统就被认为具有严格的一致性（强一致性）。
         *  脏读：如果对第一个节点的数据进行了更新操作并且更新成功后，却没有是的第二个节点上的数据得到相应的更新，于是在第二个节点上的数据进行读取操作时，获取的依然是旧数据（脏数据）
     *  可用性A
        
         *  提供的服务必须一直处于可用的状态，对于用户的每一个操作请求总是能够在有限的时间内返回结果
     *  分区容错性P
        
         *  分布式系统在遇到任何网络分区故障的时候，仍然需要能够保证对外提供满足一致性的可用性的服务，除非整个网络环境都发生故障。
     *  说明：一个分布式系统最多满足两个
        
         *  放弃一致性C：事实上，放弃一致性指的是放弃数据的强一致性，而保留数据的最终一致性。即虽然数据不能保证实时一致性，但能保证数据最终会达到一个一致的状态。
         *  放弃可用性A：一旦系统遇到网络分区或其他故障，那么受到影响的服务需要等待一定的时间，因此在等待时间内，系统不可用。
         *  放弃分区容错性P：意味着放弃了系统的可扩展性，即尽可能的将所有的数据（或者仅仅是那些与事务相关的数据）都存放在一个分布式节点上。
 *  SQL
    
     *  结构化查询语言，关系型数据库的标准语言
     *  没有一个数据库系统支持SQL标准的所有特性
     *  综合统一、高度非过程化、面向集合
 *  数据库发展的三个阶段
    
     *  第一代：格式化模型：层次模型、网状模型
        
         *  支持三级模式
         *  用存取路径表示联系
         *  导航式的数据操作语言
     *  第二代：关系型数据库
        
         *  SQL
     *  第三代：新兴
        
         *  支持数据管理、对象管理、知识管理
         *  继承第二代
         *  对其它系统开放
 *  数据库系统的发展过程
    
     *  数据模型：层次、网状->关系型->面向对象、XML（可拓展标记语言）、RDF（资源描述框架，用于描述Web资源、语义网、知识库，主谓宾三元组）
        
         *  面向对象：任何事物都可以是对象，对象封装了状态和行为，对象是类的实例
         *  RDF：语义本身由谓词决定
     *  相关技术：与其他计算机技术结合
        
         *  分布处理、并行处理、人工智能、多媒体、移动通信、Web技术
     *  面向应用领域
        
         *  数据仓库、工程数据库、统计数据库、空间数据库、科学数据库
         *  带有某一领域应用需求的特征，定制
 *  数据库技术的发展趋势
    
     *  数据、应用需求、硬件技术是动力
     *  高度的可拓展性、高性能和可伸缩性，具有存储和处理多样、异构数据的能力
     *  数据库的体系结构（存取策略、查询处理策略、事务管理）需重新开发，适应大数据的需要
 *  NoSQL
    
     *  横向拓展，通过大量节点的并行处理获得高性能
     *  遵循BASE原则，弱一致性
        
         *  即使无法做到强一致性，但每个应用都可以根据自身的业务特点，采用适当的方式来使得系统达到最终一致性。
         *  Basically Available（基本可用）
            
             *  可以容忍数据短期不可用。在出现不可预知的故障的时候，允许损失部分可用性。
                
                 *  时间上的损失
                 *  功能上的损失
         *  Soft state（软状态）
            
             *  状态可以存在异步情况，即数据的中间状态。允许系统在不同的节点之间的数据副本进行数据的同步过程存在延迟。
         *  Eventually consistent（最终一致性）
            
             *  最终（经过一段时间的同步后）数据一致，不需要实时保证系统数据的强一致性
     *  对各个数据分区进行备份
     *  可以分为键值、列分组、基于文档模型、基于图模型
     *  不需要经过 SQL 的重重解析，所以性能很高；非关系型数据库的可扩展性比较强，数据之间没有耦合性，遇见需要新加字段的需求，就直接增加一个 key-value 键值对即可
 *  NewSQL
 *  MySQL逻辑架构
    
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 *  MySQL执行过程【数据库转换解析器】
    
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 *  索引
    
     *  概念
        
         *  索引是一个排序的列表，在这个列表中存储着索引的值和包含这个值的数据所在行的物理地址，可以先通过索引表找到该行数据对应的物理地址然后访问相应的数据
     *  优点
        
         *  可以快速检索，减少I/O次数，加快检索速度
         *  根据索引分组和排序，可以加快分组和排序；
     *  缺点
        
         *  索引需要占用磁盘空间，因为索引本身也是表
         *  索引表的维护和创建需要时间成本
         *  构建索引会降低数据表的修改操作（删除，添加，修改）的效率
     *  分类（不重要）
        
         *  主键索引、唯一索引、普通索引、全文索引、组合索引
     *  实现原理
        
         *  哈希索引
            
             *  使用散列算法，访问速度非常快
             *  不支持范围查找和排序的功能
     *  什么时候不使用
        
         *  经常增删改的列不要建立索引
         *  有大量重复的列不建立索引
         *  表记录太少不要建立索引
     *  什么时候使用
        
         *  主键自动建立唯一索引
         *  经常作为查询条件在WHERE或者ORDER BY 语句中出现的列要建立索引
         *  作为排序的列要建立索引
 *  存储过程与函数
    
     *  存储过程用于在数据库中完成特定的操作或者任务(如插入、删除)，通过参数返回的,可以有多个或者没有返回值
     *  函数用于特定的数据(如选择)，一般情况下是用来计算并返回一个计算结果，有1个返回值
 *  SQL语言分类
    
     *  数据查询语言DQL：select
     *  数据操纵语言DML：insert update delete
     *  数据定义语言DDL create drop alter rename
     *  数据库控制语言DCL grant revoke
 *  关系型数据库弱点
    
     *  对复杂对象的表示能力差
     *  语义表达能力弱
     *  建模能力不够灵活
     *  对文本、时空、声音、图像、视频的处理能力差
 *  数据库体系结构
    
     *  分布式
     *  客户机-服务器
     *  混合式
 *  数据库系统与文件系统的区别
 *  故障处理

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