第2章 数据模型与数据库结构 1． 解释数据模型的概念，为什么要将数据模型分成两个层次？ 答：答：数据模型是对现实世界数据特征的抽象。数据模型一般要满足三个条件：第一是数据模型要能够比较真实地模拟现实世界；第二是数据模型要容易被人们理解；第三是数据模型要能够很方便地在计算机上实现。由于用一种模型来同时很好地满足这三方面的要求在目前是比较困难的，因此在数据库系统中就可以针对不同的使用对象和应用目的，采用不同的数据模型。根据模型应用的不同目的，将这些模型分为两大类：概念层数据模型和组织层数据模型，以方便对信息的描述。2． 概念层数据模型和组织层数据模型分别是针对什么进行的抽象？ 答：概念层数据模型是对现实世界的抽象，形成信息世界模型，组织层数据模型是对信息世界进行抽象和转换，形成具体的DBMS支持的数据组织模型。3． 实体之间的联系有哪几种？请为每一种联系举出一个例子。答：实体之间的联系有一对一、一对多和多对多三种。例如：系和正系主任是一对一联系（假设一个系只有一个正系主任），系和教师是一对多联系（假设一个教师只在一个系工作），教师和课程是多对多联系（假设一个教师可以讲授多门课程，一门课程可由多个教师讲授）。4． 说明实体-联系模型中的实体、属性和联系的概念。5．指明下列实体间联系的种类：（1）教研室和教师（设一个教师只属于一个教研室，一个教研室可有多名教师）。（2）商品和顾客。（3）国家和首都（假设一个国家的首都可以变化）。（4）飞机和乘客。（5）银行和账户。（6）图书和借阅者。（设一个借阅者可同时借阅多本书，可在不同时间对同一本书借阅多次） 6．数据库系统包含哪三级模式？试分别说明每一级模式的作用？ 答：数据库系统包含的三级模式为：内模式、模式和外模式。外模式是对现实系统中用户感兴趣的整体数据结构的局部描述，用于满足不同数据库用户需求的数据视图，是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是对数据库整体数据结构的子集或局部重构。模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。内模式是对整个数据库的底层表示，它描述了数据的存储结构。
7． 数据库管理系统提供的两级映像的作用是什么？它带来了哪些功能？ 答：数据库系统的两级映象是模式与内描述间的映象和外模式与模式间的映象。模式／内模式的映象带来了物理独立性，即如果数据库的存储结构改变了，可通过调整模式／内模式的映象，使模式能够保持不变。外模式／概念模式间的映象带来了逻辑独立性，当概念模式的结构可发生改变时，也可通过调整外模式/模式间的映象关系，使外模式可以保持不变。8．数据库三级模式划分的优点是什么？它能带来哪些数据独立性？ 答：数据库的三级模式的划分实际上将用户、逻辑数据库与物理数据库进行了划分，使彼此之间的相互干扰减到最少。这三个模式的划分实际上带来了两个数据独立性：物理独立性和逻辑独立性。这使得底层的修改和变化尽量不影响到上层。第3章 关系数据库 1． 试述关系模型的三个组成部分。答：关系数据结构、关系 *** 作集合和关系完整性约束。2． 解释下列术语的含义：（1） 笛卡尔积：设D1，D2，…，Dn为任意集合，定义笛卡尔积D1，D2，…，Dn为：D1×D2× …×Dn ＝{(d1，d2，…，dn) | di ∈Di，i＝1，2，…，n }（2） 主键：也称主码为或主关键字，是表中的属性或属性组，用于惟一地确定一个元组。（3） 候选键：如果一个属性或属性集的值能够惟一标识一个关系的元组而又不包含多余的属性，则称该属性或属性集为候选键。（4） 外键：设F是关系R的一个或一组属性，如果F与关系S的主键相对应，则称F是关系R的外键。（5） 关系：关系就是简单二维表。（6） 关系模式：二维表的结构称为关系模式。（7） 关系数据库：对应于一个关系模型的所有关系的集合称为关系数据库。3． 关系数据库的三个完整性约束是什么？各是什么含义？ 答：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。实体完整性是保证关系中的每个元组都是可识别的和惟一的。参照完整性也称为引用完整性，用于表达现实世界中的实体之间的关联关系。
用户定义的完整性也称为域完整性或语义完整性，用于保证数据库中存储的值与现实世界相符。4． 连接运算有哪些？等值连接和自然连接的区别是什么？ 答：连接运算中最重要也是最常用的连接有两个，一个是等值连接，一个是自然连接。自然连接与等值连接的差别为：l 自然连接要求相等的分量必须有共同的属性名，等值连接则不要求；l 自然连接要求把重复的属性名去掉，等值连接却不这样做。5． 对参与并、交、差运算的两个关系R、S有什么要求？ 答：必须结构相同，且相应的属性值取自同一个值域。6． 对参与除运算的两个关系（R÷S）有什么要求？除运算的结果关系中包含哪些属性？ 答：R中必须包含S的全部或部分属性，除运算的结果包含的属性是只属于R不属于S的属性。7． 对参与自然连接和等值连接 *** 作的两个关系R、S有什么要求？答：有语义相同的属性。8． 投影 *** 作的结果关系中是否有可能存在重复的记录？为什么？ 答：不可能，因为投影运算会自动去掉投影后重复的记录。9．利用表3-10至3-12所示的三个关系，写出实现如下查询要求的关系代数表达式。（1）查询“信息系”学生的选课情况，列出学号、姓名、课程号和成绩。∏Sno, Sname, Cno, Grade（σSdept=‘信息系’（SCStudent）） 或：∏Sno, Sname, Cno, Grade（SC σSdept=‘信息系’（Student））（2） 查询“VB”课程的考试情况，列出学生姓名、所在系和考试成绩。∏Sname, Sdept, Grade（σCname=‘VB’（CoureSCStudent）） 或：∏Sname, Sdept, Grade（σCname=‘VB’（Coure） SCStudent）（3） 查询考试成绩高于90分的学生的姓名、课程名和成绩。∏Sname, Cname, Grade（σGrade>90（CoureSCStudent）） 或：∏Sname, Cname, Grade（Coure
σGrade>90（SC）Student）（4） 查询至少选修了0512号学生所选的全部课程的学生的姓名和所在系。∏Sname, Sdept（Student （SC ÷ ∏Cno（σsno=’0512’（SC））))（5） 查询至少选了“C01”和“C02”两门课程的学生的姓名、所在系和所选的课程号。∏Sname, Sdept, Cno（Student （SC ÷ ∏Sno（σcno=’C01’ V Cno=’C02’（SC））))（6） 查询没有选修第1学期开设的全部课程的学生的学号、姓名和所选的课程号。∏Sno, Sname, Cno（Student SC (∏sno（SC) - ∏sno（σsemester=1（Course)SC)))（7） 查询计算机系和信息系选了VB课程的学生姓名。∏Sname（σsdept=’计算机系’V sdept=’信息系’）∧ cname=’vb’（StudentSC Course)) 或：∏Sname（σsdept=’计算机系’V sdept=’信息系’（Student）SC σcname=’vb’（Course)) 第4章 SQL Server 20__基础 1． 安装SQL Server 20__对硬盘及内存的要求分别是什么？ 答：SQL Server 20__实际硬盘空间需求取决于系统配置和您决定安装的功能，一般应确保系统驱动器中是否有至少 6.0 GB 的可用磁盘空间。内存：E_press 版本：最少512 MB；其他版本：最少1 GB。2． SQL Server实例的含义是什么？实例名的作用是什么？ 答：一个实例代表一个独立的数据库管理系统。实例名是实例的标识，用户通过“计算机名/实例名”的方式可访问指定的命令实例。3． SQL Server 20__的核心引擎是什么？ 答：SQL Server（MSSQLSERVER）4． SQL Server 20__提供的设置服务启动方式的工具是哪个？ 答：配置管理器
5． 在SQL Server 20__中，每个数据库至少包含几个文件？ 答：2个文件，一个数据文件，一个日志文件 6． SQL Server 20__数据库文件分为几类？每个文件有哪些属性？ 答：主要数据文件和次要数据文件，属性有：物理文件名及其位置、逻辑文件名、初始大小、增长方式、最大大小。第 5 章 数据类型及关系表创建 1． Tinyint数据类型定义的数据的取值范围是多少？ 答：0-2552． SmallDatatime类型精确到哪个时间单位？ 答：分钟3． 定点小数类型numeric中的p和q的含义分别是什么？ 答：p代表整数位数+小数位数的和值，q代表小数位数。4． Char(n)、nchar(n)的区别是什么？它们各能存放多少个字符？ 答：Char(n)中的n代表能存放n个字节的字符，如果是字母可以存放n个，如果是汉字可存放n/2个。Nchar(n)中的n代表能存放的字符个数。5． Char(n)和varchar(n)的区别是什么？答：Char(n)是定长存储，一定占n个字节的空间。Varchar(n)代表最多占n个字节的空间。6． 数据完整性约束的作用对象有哪些？ 答：表和列7． CHECK约束的作用是什么？ 答：限制列的取值范围。8． UNIQUE约束的作用是什么？ 答：限制列取值不重。9． DEFAULT约束的作用是什么？ 答：提供列的默认值。上机练习 1． 在第4章创建的Students数据库中，写出创建如下三张表的SQL语句，要求在定义表的同时定义数据的完整性约束：（1）“图书”表结构如下：书号：统一字符
篇幅所限本文只写了MySQL25题，像其他的Redis，SSM框架，算法，计网等技术栈的面试题后面会持续更新，个人整理的1000余道面试八股文会放在文末给大家白嫖，最近有面试需要刷题的同学可以直接翻到文末领取。
如果表使用自增主键，那么每次插入新的记录，记录就会顺序添加到当前索引节点的后续位置，当一页写满，就会自动开辟一个新的页。如果使用非自增主键（如果身份z号或学号等），由于每次插入主键的值近似于随机，因此每次新纪录都要被插到现有索引页得中间某个位置， 频繁的移动、分页 *** 作造成了大量的碎片，得到了不够紧凑的索引结构，后续不得不通过OPTIMIZE TABLE（optimize table）来重建表并优化填充页面。
Server层按顺序执行sql的步骤为：
简单概括：
可以分为服务层和存储引擎层两部分，其中：
服务层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等 ，涵盖MySQL的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。
存储引擎层负责数据的存储和提取 。其架构模式是插件式的，支持InnoDB、MyISAM、Memory等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是InnoDB，它从MySQL 5.5.5版本开始成为了默认的存储引擎。
Drop、Delete、Truncate都表示删除，但是三者有一些差别：
Delete 用来删除表的全部或者一部分数据行，执行Delete之后，用户需要提交(commmit)或者回滚(rollback)来执行删除或者撤销删除，会触发这个表上所有的delete触发器。
Truncate 删除表中的所有数据，这个 *** 作不能回滚，也不会触发这个表上的触发器，TRUNCATE比Delete更快，占用的空间更小。
Drop 命令从数据库中删除表，所有的数据行，索引和权限也会被删除，所有的DML触发器也不会被触发，这个命令也不能回滚。
因此，在不再需要一张表的时候，用Drop；在想删除部分数据行时候，用Delete；在保留表而删除所有数据的时候用Truncate。
隔离级别脏读不可重复读幻影读 READ-UNCOMMITTED 未提交读READ-COMMITTED 提交读REPEATABLE-READ 重复读SERIALIZABLE 可串行化读
MySQL InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 REPEATABLE-READ （可重读）
这里需要注意的是 ：与 SQL 标准不同的地方在于InnoDB 存储引擎在 REPEATABLE-READ（可重读）事务隔离级别 下使用的是 Next-Key Lock 锁 算法，因此可以避免幻读的产生，这与其他数据库系统(如 SQL Server)是不同的。所以 说InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 REPEATABLE-READ（可重读） 已经可以完全保证事务的隔离性要 求，即达到了 SQL标准的SERIALIZABLE(可串行化)隔离级别。
因为隔离级别越低，事务请求的锁越少，所以大部分数据库系统的隔离级别都是READ-COMMITTED(读取提交内 容):，但是你要知道的是InnoDB 存储引擎默认使用 REPEATABLE-READ（可重读）并不会有任何性能损失 。
InnoDB 存储引擎在分布式事务 的情况下一般会用到SERIALIZABLE(可串行化)隔离级别。
主要原因：B+树只要遍历叶子节点就可以实现整棵树的遍历，而且在数据库中基于范围的查询是非常频繁的，而B树只能中序遍历所有节点，效率太低。
文件与数据库都是需要较大的存储，也就是说，它们都不可能全部存储在内存中，故需要存储到磁盘上。而所谓索引，则为了数据的快速定位与查找，那么索引的结构组织要尽量减少查找过程中磁盘I/O的存取次数，因此B+树相比B树更为合适。数据库系统巧妙利用了局部性原理与磁盘预读原理，将一个节点的大小设为等于一个页，这样每个节点只需要一次I/O就可以完全载入，而红黑树这种结构，高度明显要深的多，并且由于逻辑上很近的节点(父子)物理上可能很远，无法利用局部性。
最重要的是，B+树还有一个最大的好处：方便扫库。
B树必须用中序遍历的方法按序扫库，而B+树直接从叶子结点挨个扫一遍就完了，B+树支持range-query非常方便，而B树不支持，这是数据库选用B+树的最主要原因。
B+树查找效率更加稳定，B树有可能在中间节点找到数据，稳定性不够。
B+tree的磁盘读写代价更低：B+tree的内部结点并没有指向关键字具体信息的指针(红色部分)，因此其内部结点相对B 树更小。如果把所有同一内部结点的关键字存放在同一块盘中，那么盘块所能容纳的关键字数量也越多。一次性读入内存中的需要查找的关键字也就越多，相对来说IO读写次数也就降低了；
B+tree的查询效率更加稳定：由于内部结点并不是最终指向文件内容的结点，而只是叶子结点中关键字的索引，所以，任何关键字的查找必须走一条从根结点到叶子结点的路。所有关键字查询的路径长度相同，导致每一个数据的查询效率相当；
视图是一种虚拟的表，通常是有一个表或者多个表的行或列的子集，具有和物理表相同的功能 游标是对查询出来的结果集作为一个单元来有效的处理。一般不使用游标，但是需要逐条处理数据的时候，游标显得十分重要。
而在 MySQL 中，恢复机制是通过回滚日志（undo log）实现的，所有事务进行的修改都会先记录到这个回滚日志中，然后在对数据库中的对应行进行写入。当事务已经被提交之后，就无法再次回滚了。
回滚日志作用：1)能够在发生错误或者用户执行 ROLLBACK 时提供回滚相关的信息 2) 在整个系统发生崩溃、数据库进程直接被杀死后，当用户再次启动数据库进程时，还能够立刻通过查询回滚日志将之前未完成的事务进行回滚，这也就需要回滚日志必须先于数据持久化到磁盘上，是我们需要先写日志后写数据库的主要原因。
InnoDB
MyISAM
总结
数据库并发会带来脏读、幻读、丢弃更改、不可重复读这四个常见问题，其中：
脏读 ：在第一个修改事务和读取事务进行的时候，读取事务读到的数据为100，这是修改之后的数据，但是之后该事务满足一致性等特性而做了回滚 *** 作，那么读取事务得到的结果就是脏数据了。
幻读 ：一般是T1在某个范围内进行修改 *** 作（增加或者删除），而T2读取该范围导致读到的数据是修改之间的了，强调范围。
丢弃修改 ：两个写事务T1 T2同时对A=0进行递增 *** 作，结果T2覆盖T1，导致最终结果是1 而不是2，事务被覆盖
不可重复读 ：T2 读取一个数据，然后T1 对该数据做了修改。如果 T2 再次读取这个数据，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。
第一个事务首先读取var变量为50，接着准备更新为100的时，并未提交，第二个事务已经读取var为100，此时第一个事务做了回滚。最终第二个事务读取的var和数据库的var不一样。
T1 读取某个范围的数据，T2 在这个范围内插入新的数据，T1 再次读取这个范围的数据，此时读取的结果和和第一次读取的结果不同。
T1 和 T2 两个事务都对一个数据进行修改，T1 先修改，T2 随后修改，T2 的修改覆盖了 T1 的修改。例如：事务1读取某表中的数据A=50，事务2也读取A=50，事务1修改A=A+50，事务2也修改A=A+50，最终结果A=100，事务1的修改被丢失。
T2 读取一个数据，T1 对该数据做了修改。如果 T2 再次读取这个数据，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。
悲观锁，先获取锁，再进行业务 *** 作，一般就是利用类似 SELECT … FOR UPDATE 这样的语句，对数据加锁，避免其他事务意外修改数据。当数据库执行SELECT … FOR UPDATE时会获取被select中的数据行的行锁，select for update获取的行锁会在当前事务结束时自动释放，因此必须在事务中使用。
乐观锁，先进行业务 *** 作，只在最后实际更新数据时进行检查数据是否被更新过。Java 并发包中的 AtomicFieldUpdater 类似，也是利用 CAS 机制，并不会对数据加锁，而是通过对比数据的时间戳或者版本号，来实现乐观锁需要的版本判断。
分库与分表的目的在于，减小数据库的单库单表负担，提高查询性能，缩短查询时间。
通过分表 ，可以减少数据库的单表负担，将压力分散到不同的表上，同时因为不同的表上的数据量少了，起到提高查询性能，缩短查询时间的作用，此外，可以很大的缓解表锁的问题。分表策略可以归纳为垂直拆分和水平拆分:
水平分表 ：取模分表就属于随机分表，而时间维度分表则属于连续分表。如何设计好垂直拆分，我的建议：将不常用的字段单独拆分到另外一张扩展表. 将大文本的字段单独拆分到另外一张扩展表, 将不经常修改的字段放在同一张表中，将经常改变的字段放在另一张表中。对于海量用户场景，可以考虑取模分表，数据相对比较均匀，不容易出现热点和并发访问的瓶颈。
库内分表 ，仅仅是解决了单表数据过大的问题，但并没有把单表的数据分散到不同的物理机上，因此并不能减轻 MySQL 服务器的压力，仍然存在同一个物理机上的资源竞争和瓶颈，包括 CPU、内存、磁盘 IO、网络带宽等。
分库与分表带来的分布式困境与应对之策 数据迁移与扩容问题----一般做法是通过程序先读出数据，然后按照指定的分表策略再将数据写入到各个分表中。分页与排序问题----需要在不同的分表中将数据进行排序并返回，并将不同分表返回的结果集进行汇总和再次排序，最后再返回给用户。
不可重复读的重点是修改，幻读的重点在于新增或者删除。
视图是虚拟的表，与包含数据的表不一样，视图只包含使用时动态检索数据的查询；不包含任何列或数据。使用视图可以简化复杂的 sql *** 作，隐藏具体的细节，保护数据；视图创建后，可以使用与表相同的方式利用它们。
视图不能被索引，也不能有关联的触发器或默认值，如果视图本身内有order by 则对视图再次order by将被覆盖。
创建视图：create view xxx as xxxx
对于某些视图比如未使用联结子查询分组聚集函数Distinct Union等，是可以对其更新的，对视图的更新将对基表进行更新；但是视图主要用于简化检索，保护数据，并不用于更新，而且大部分视图都不可以更新。
B+tree的磁盘读写代价更低，B+tree的查询效率更加稳定 数据库索引采用B+树而不是B树的主要原因：B+树只要遍历叶子节点就可以实现整棵树的遍历，而且在数据库中基于范围的查询是非常频繁的，而B树只能中序遍历所有节点，效率太低。
B+树的特点
在最频繁使用的、用以缩小查询范围的字段,需要排序的字段上建立索引。不宜：1）对于查询中很少涉及的列或者重复值比较多的列 2）对于一些特殊的数据类型，不宜建立索引，比如文本字段（text）等。
如果一个索引包含（或者说覆盖）所有需要查询的字段的值，我们就称 之为“覆盖索引”。
我们知道在InnoDB存储引 擎中，如果不是主键索引，叶子节点存储的是主键+列值。最终还是要“回表”，也就是要通过主键再查找一次,这样就 会比较慢。覆盖索引就是把要查询出的列和索引是对应的，不做回表 *** 作！
举例 ：
学号姓名性别年龄系别专业 20020612李辉男20计算机软件开发 20060613张明男18计算机软件开发 20060614王小玉女19物理力学 20060615李淑华女17生物动物学 20060616赵静男21化学食品化学 20060617赵静女20生物植物学
主键为候选键的子集，候选键为超键的子集，而外键的确定是相对于主键的。
直接百度搜索。数据库技术经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统三个阶段。1)人工管理阶段
这个时期数据管理的特点是：
数据由计算或处理它的程序自行携带，数据和应用程序一一对应，应用程序依赖于
数据的物理组织，因此数据的独立性差，数据不能被长期保存，数据的冗余度大等给数
据的维护带来许多问题。
2)文件系统阶段
在此阶段，数据以文件的形式进行组织，并能长期保留在外存储器上，用户能对
数据文件进行查询、修改、插入和删除等 *** 作。程序与数据有了一定的独立性，程序和
数据分开存储，然而依旧存在数据的冗余度大及数据的不一致性等缺点。
3)数据库系统阶段
数据库系统的特点如下：
(1)数据结构化
(2)较高的数据共享性
(3)较高的数据独立性
…
(4)数据由DBMS 统一管理和控制
2．简述数据、数据库、数据库管理系统、数据库应用系统的概念。
答：数据是描述事物的符号记录，是信息的载体，是信息的具体表现形式。
数据库就是存放数据的仓库，是将数据按一定的数据模型组织、描述和存储，能够自动
进行查询和修改的数据集合。
数据库管理系统是数据库系统的核心，是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件。
它建立在 *** 作系统的基础上，位于用户与 *** 作系统之间的一层数据管理软件，它为用户
或应用程序提供访问数据库的方法，包括数据库的创建、查询、更新及各种数据控制等。
数据库应用系统:凡使用数据库技术管理其数据的系统都称为数据库应用系统。
3．简述数据库管理系统的功能。
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