第 7–8 章：数据库设计五阶段与数据库保护精讲

最后两章是"工程视角"：怎么从零设计一个数据库应用系统，以及系统上线后如何保证它安全、可靠地运行。考试以简答题为主，工作里这是数据库工程师的日常。

第 7 章 数据库设计：从需求到落地的全流程

六个阶段（按序背，简答常青树）

1. 需求分析：调查组织与业务，收集用户对数据和处理的需求。产出：需求说明书、数据流图（DFD）、数据字典（DD）。这是整个设计的基础，最困难、最耗时的阶段；
2. 概念结构设计：把需求抽象成概念模型（E-R 图），独立于任何具体 DBMS。方法：先设计局部 E-R 图，再合并成全局 E-R 图；
3. 逻辑结构设计：把 E-R 图转换为关系模式（用第 2 章的转换规则），再按第 6 章做规范化优化，最终确定表结构；
4. 物理结构设计：确定存储结构、存取方法（索引选择）和存储位置；
5. 数据库实施：建库建表（DDL）、数据装载、编写应用程序、试运行；
6. 运行与维护：备份恢复、安全维护、性能监控调优。

记忆锚点：需求（要什么）→ 概念（画 E-R）→ 逻辑（转成表）→ 物理（怎么存）→ 实施（建出来）→ 维护（管起来）。

E-R 图合并的三类冲突

• 属性冲突：同一属性的域不同（如"学号"一边是数字一边是字符串）；
• 命名冲突：同名异义（两个"号码"含义不同）、异名同义（"学号"与"学生编号"）；
• 结构冲突：同一实体在不同局部图中抽象不一致（一边是实体一边是属性，或属性集合不同）。

E-R 图转关系模式规则（综合题评分点）

• 实体 → 关系模式，属性、码照搬；
• 1:1 联系：并入任一端，加另一端码作外码；
• 1:n 联系：并入 n 端，加 1 端码作外码；
• m:n 联系：单独建关系模式，码 = 两端码组合，联系属性一并放入。

第 8 章 数据库保护：事务、并发、恢复、安全

1. 事务与 ACID（必背）

事务：用户定义的数据库操作序列，是并发控制和恢复的基本单位，要么全做、要么全不做。

特性	含义	保证手段
原子性 A	全做或全不做	恢复（UNDO）
一致性 C	执行前后数据库都一致	原子性+隔离性+应用正确
隔离性 I	并发事务互不干扰	并发控制（封锁）
持久性 D	提交后永久生效	恢复（REDO）

2. 并发调度的三类问题

1. 丢失修改：A、B 同时改同一数据，B 的提交覆盖了 A 的修改；
2. 不可重复读：A 两次读同一数据，期间 B 改了它 → 两次读到的值不同；
3. 读脏数据：A 读到 B 尚未提交的修改，随后 B 回滚 → A 读到的是不存在的值。

3. 封锁与两段锁协议

• X 锁（排它锁/写锁）：独占，别人不能读不能写；
• S 锁（共享锁/读锁）：可共享读，但不能写。S 与 S 相容，X 与谁都不相容（相容矩阵高频选择题）；
• 两段锁协议：事务先只加锁（扩展阶段），后只解锁（收缩阶段），遵守它可保证调度的可串行化。

4. 故障与恢复

• 故障三类：事务故障、系统故障（断电）、介质故障（磁盘损坏）；
• 恢复两大技术：数据转储（定期做后备副本：海量/增量、静态/动态）+ 日志文件（记录每次修改，先写日志后写库）；
• 恢复策略：故障发生时，未完成的事务 UNDO 撤销，已提交的事务 REDO 重做。

5. 安全性与完整性（一字之差，方向相反）

• 安全性：防非法用户——用户标识鉴别、存取控制（GRANT 授权 / REVOKE 收权）、视图机制、审计；
• 完整性：防不合语义的数据——实体完整性（主码）、参照完整性（外码）、用户定义完整性（CHECK 等）。

记忆法：安全管"人"，完整管"数据"。

结语：整门课的收束

到此，学习指南 8 篇完成。回顾整条主线：认识数据库（1）→ 建模 E-R（2）→ 数学基础（3）→ SQL 建表（4）→ SQL 查询更新（5）→ 设计优化（6）→ 工程流程（7）→ 运行保障（8）。

接下来建议：把备考系列 8 篇刷一遍，配合真题演练。祝学有所成，考试顺利！