数据库概念知识概括

数据库是一个通用的、综合性的数据集合，可以被各类用户共享，具有最小的冗余性和数据与程序的高度独立性。
数据库的安全性是指保护数据库，防止非法使用造成的数据泄露、更改或破坏。数据库的完整性保护是指维护数据库中数据的正确性。
数据模型是数据特征的抽象，是数据库系统的核心和基础。它描述了数据结构、操作和在其上定义的约束。它从概念层面描述了系统的静态特征、动态特征和约束条件，为数据库系统的信息表示和操作提供了一个抽象框架。
数据架构:数据模型中数据结构及其关系的描述。它是数据模型的一部分。
一级阻塞协议:事务T在修改数据之前必须先锁定数据，直到事务结束才会释放。
二级阻塞协议:一级阻塞协议加事务T在读取数据R之前必须先将其锁定，读取之后再释放S锁。
三级阻塞协议:一级阻塞协议加事务T在读取数据R之前必须先将其锁定，直到事务结束才会释放。
数据模式和数据模型之间存在概念上的差异。数据模式只是数据模型中数据结构及其关系的描述，所以只是数据模型的一部分。
关系数据库管理系统中的视图是由概念数据库转换而来的。它是由若干个基表通过映射语句组成的表，称为导出表。这个表本身实际上并不存在于数据库中，而只是保持它的结构(即映射语句)。只有在实际操作时，才能与操作语句结合，转换成对基表的操作。所以这种表也叫虚拟表
数据库管理系统:是一种管理数据库的系统软件。它是数据库系统的核心，实现共享数据的有效组织、管理和访问，支持用户对数据库的各种操作。它允许用户逻辑地和抽象地处理数据，而不涉及如何存储这些数据的物理细节，也就是说，它提供了高度的数据独立性。它负责维护数据库并确保其安全性和完整性。
数据独立性:是指数据库中的数据独立于应用程序，不依赖于应用程序，也就是说数据的逻辑结构、存储结构和访问方式不会因为应用程序的改变或修改而改变。数据独立一般分为两个层次:物理独立和逻辑独立。
物理独立:即数据物理结构的变化(包括存储结构、访问方式等。)，比如存储设备的更换、物理存储、访问方式等。，不会影响数据库的逻辑结构，以免引起应用程序的变化。
逻辑独立性:是指数据库整体逻辑结构的变化，如修改数据模式、添加新的数据类型、改变数据之间的关系等。，而无需相应地修改应用程序。遗憾的是，数据的逻辑独立性至今无法完全实现。
外来关键字:如果一个关系中的关键字出现在另一个关系中但不是另一个关系中的关键字，则称为另一个关系中的外来关键字。
分布的透明性:分布式数据库管理系统必须很好地解决数据分布引起的各种分布式数据库系统中维护多副本一致性、分布一致性、全局查询的分解和优化、分布式事务的管理等特有问题，让用户感觉不到数据是分布的。也就是说，使用分布式数据库时，用户不需要知道关系是否分割，是否有副本，数据在哪个节点上，事务在哪个节点上执行。如果一个分布式数据库系统的DDBMS提供了这样的功能，就说这个分布式数据库系统具有分布式透明性。
事务:用户定义的数据库操作序列。这些操作要么都做了，要么都没做，是一个不可分割的工作单元。
A C I D事务的特征:原子性、一致性、隔离性和持久性
线程:也称为轻量级进程，是一个进程中的执行路径。
目录:文件系统中所有文件控制块的有序集合称为目录。
死锁:如果一个进程集中的每个进程都在等待一个只能由该集中的另一个进程触发的事件，则称该进程集处于死锁状态。
Window:在计算机屏幕的一个矩形区域内显示用户的工作，允许用户在矩形区域内操作应用软件和文件，称为“窗口”。
组链表将磁盘上所有空闲的磁盘块号分成若干组，并将每组磁盘块号记录在前一组的第一个磁盘块中；而第一组磁盘块号被记录在空空闲磁盘块号堆栈中，因此，每组的第一个磁盘块形成一个链表。
设备驱动系统提供的一个通信程序，专门用来在请求IO的进程和设备控制器之间传递信息。即它可以将进程的IO请求传递给设备控制器，设备控制器会直接驱动Io设备运行，并将控制器中记录的设备状态和Io操作执行情况反馈给请求Io的进程
虚拟设备也叫逻辑设备；一个物理设备可以通过某种技术转化成几个逻辑上的对应物，逻辑上的对应物叫做虚拟设备，实际上并不存在，只是用户的一种感觉。
快表:又称“联想记忆”。在分页系统中，由于页表存储在内存中，所以CPU在访问一个数据时必须访问内存两次。这将使计算机的处理速度降低约1/2。为了提高地址翻译的速度，在地址翻译机制中增加了具有并行查找能力的高速缓冲存储器来存储当前访问的页表条目。这样的高速缓冲存储器是一个快速表。
计算机网络是指通过数据通信系统将分散的计算机和终端设备连接起来，达到数据通信和资源共享目的的计算机系统。它是计算机技术和通信技术相结合的产物。
操作系统操作系统是控制和管理计算机软硬件资源，合理组织计算机工作流程，方便用户的程序集合。其主要功能是实现处理器管理、内存管理、IO设备管理、文件管理和作业管理。
数据库系统的基本特征:(9分)包括数据集成、数据独立、数据共享、数据冗余减少、集中管理、数据一致性保证、数据完整性和安全保护、数据并发控制和故障恢复、系统标准化。
关系数据库的度量标准
Codd在1985年提出了完全关系型的12条严格标准:保证访问的信息标准空基于动态资源管理的价值系统处理标准、统一易用的在线目录、数据子语言视图更新标准高级插入、修改删除物理数据独立性逻辑数据独立性数据完整性标准分布独立性原则不损坏
一般来说，当一个数据库被损坏时， 您可以首先使用备份副本将数据库还原到它被复制的站点，然后使用日志来还原从复制到损坏这段时间内所有更改过的数据。 具体流程如下:(1)将备份副本复制到数据库中；(2)做事务恢复的第一步——检查日志文件，确定哪些事务已经执行，哪些没有执行；(3)做事务恢复的第二步——撤销未完成的事务，根据日志记录重做已执行的事务。
模式切换和流程切换的区别。
从用户状态到核心状态或者核心状态到用户状态的转换就是CPU模式的变化。当中断发生时，正在执行的用户进程被暂时中断，进程从用户状态切换到内核状态，并且操作系统例程被执行以获得服务。这是一个模式开关。请注意，此时它仍然在该流程的上下文中执行，但是模式已经改变。
进程切换就是中断正在运行的进程，放弃处理器。此时需要进行进程上下文切换，即保存旧进程的状态，加载受保护的新进程，这样新进程才能运行。
2。操作系统采用纯用户级多线程策略。请根据三态模型描述进程和线程之间的状态转换。
进程和用户级线程都包括运行、就绪、等待三种状态，但它们的状态是相互独立的；是底层进程调度的单位，U L T是用户调度的单位；当流程运行时，正在运行的U L T将获得运行机会，U L T的调度将发生。当进程没有运行时，U L T可能还在运行，这意味着它处于处理器执行的优先位置
3。通用操作系统支持批处理作业和交互式作业。请设计一个合理的多队列调度策略。
一般原理:
1)批处理作业的优先级低于交互作业
2)批处理作业的优先级是访问通用外设的进程、访问磁盘的进程和时间片的进程
3)交互作业的优先级是访问磁盘的进程、访问通用外设的进程和时间片的进程(交互作业一般访问磁盘
首先硬件中断设备发现中断源，提出中断请求，保护场景并启动处理的程序中断处理程序保护一些不受硬件保护的必要处理状态。识别每个中断源就是分析中断的原因，根据不同的中断源进行各种处理操作，恢复正常运行——恢复中断前的程序按照断点执行或者重新启动新的程序或者重新启动操作系统。
6。操作系统的设计目标是同时支持实时任务和交互式任务。其实现采用混合多线程策略，处理器调度策略采用多队列策略。当系统资源不足时，可以使用中间调度来平衡系统负载。
1)这个操作系统中存在哪些与处理器调度相关的实体？2)请设计合理的多队列进程调度策略，既能满足实时任务调度的需要，又能从外围访问的角度满足交互式任务调度的需要。
(1)进程:系统管理和保护资源的单元，与中间调度相关的实体。
内核级线程:进程的执行路径，操作系统执行处理器调度的实体。
用户级线程:进程的执行路径，操作系统不知道它的存在。它在执行过程中被映射到内核级线程，由用户调度的实体。
(2)分为实时优先级和交互优先级，其中实时优先级较高。
实时优先级包括多个优先级，可以组织成多个就绪线程队列或一个优先级队列；可以采用抢占式优先级调度策略，如果分配了时间片，应该更长。
交互优先级可以分为三个就绪线程队列，分别是访问字符设备的就绪线程队列、访问块设备的就绪线程队列和从时间片到时间片的就绪线程队列。具有较高优先级的就绪线程队列具有较短的时间片。
周转时间=完成时间-提交时间
带权周转时间=周转时间/运行时间(以统一单位(分或秒)计算)
响应比=等待时间/所需运行时间。