文章目錄

• 軟考數據庫系統工程師知識點詳解（高頻考點與備考建議）

• 一、數據庫系統核心知識點詳解

• 1. 數據庫基礎概念（Database Fundamentals）

• （1）基本定義
• （2）數據模型（Data Models）
• （3）三級模式兩級映像（Three-Schema Architecture）

• 2. 關係數據庫（Relational Database）

• （1）基本概念
• （2）完整性約束（Integrity Constraints）
• （3）關係代數（Relational Algebra）—— 必考計算題！

• 3. SQL語言（Structured Query Language）

• （1）SQL分類（必背！）
• （2）常用SQL語句示例
• （3）視圖（View）
• （4）索引（Index）

• 4. 數據庫設計（Database Design）

• （1）設計步驟（SDLC）
• （2）E-R模型（Entity-Relationship Model）
• （3）規範化理論（Normalization）

• 5. 事務管理（Transaction Management）

• （1）事務的ACID特性
• （2）併發控制（Concurrency Control）
• （3）死鎖（Deadlock）
• （4）故障恢復（Recovery）

• 6. 數據庫安全與性能優化

• （1）安全機制
• （2）性能優化

• 7. 數據倉庫與數據挖掘

• （1）數據倉庫（Data Warehouse, DW）
• （2）OLAP操作
• （3）數據挖掘（Data Mining）

• 8. NoSQL 與大數據

• （1）NoSQL數據庫分類
• （2）CAP定理（分佈式核心理論）
• （3）大數據4V特性

• 二、案例分析題題型詳細解析

• 1.考試概覽與題型特點
• 2.常見題型與詳細解析

• 1. 概念結構設計（E-R圖設計）
• 2. 關係模式設計與規範化
• 3. SQL語言設計
• 4. 事務併發控制
• 5. 數據庫恢復
• 6. 數據庫安全與性能優化

• 三、完整常用英語詞彙表（中英對照 + 發音提示）
• 四、複習建議與應試策略

• 1. 科學複習路徑
• 2. 高頻考點分佈（選擇題）
• 3. 計算題重點
• 4. 記憶技巧

• 五、推薦學習資源

軟考數據庫系統工程師知識點詳解（高頻考點與備考建議）

一、數據庫系統核心知識點詳解

1. 數據庫基礎概念（Database Fundamentals）

（1）基本定義

（2）數據模型（Data Models）

📌 重點記憶：目前主流是關係模型，NoSQL 是趨勢。

（3）三級模式兩級映像（Three-Schema Architecture）

兩級映像：

• 外模式/概念模式映像：保證邏輯獨立性（模式變，外模式不變）
• 概念模式/內模式映像：保證物理獨立性（存儲結構變，邏輯結構不變）

常考題型：問“修改索引不影響應用程序”體現的是哪類獨立性？→ 物理獨立性

2. 關係數據庫（Relational Database）

（1）基本概念

💡 記憶口訣：
候選鍵 → 不重不缺；主鍵 → 選一個；外鍵 → 引用它表主鍵

（2）完整性約束（Integrity Constraints）

（3）關係代數（Relational Algebra）—— 必考計算題！

典型例題：
設有學生表 S(Sno, Sname)，選課表 SC(Sno, Cno)，求“選修了所有課程的學生姓名”。
解法：π_Sname(S ⋈ (SC ÷ π_Cno(C)))

3. SQL語言（Structured Query Language）

（1）SQL分類（必背！）

注意：雖然 SELECT 屬於 DQL，但廣義上也被歸入 DML。

（2）常用SQL語句示例

-- 創建表（DDL）
CREATE TABLE Student (
    Sno CHAR(10) PRIMARY KEY,
    Sname VARCHAR(20) NOT NULL,
    Age INT CHECK (Age BETWEEN 0 AND 150),
    Dept VARCHAR(30)
);

-- 插入數據（DML）
INSERT INTO Student VALUES ('20250001', '張三', 20, '計算機');

-- 查詢（DQL）
SELECT Sname, Age FROM Student WHERE Age > 18;

-- 更新（DML）
UPDATE Student SET Age = Age + 1 WHERE Dept = '計算機';

-- 刪除（DML）
DELETE FROM Student WHERE Age < 16;

-- 授權（DCL）
GRANT SELECT ON Student TO 用户A;

-- 撤銷權限（DCL）
REVOKE UPDATE ON Student FROM 用户A;

（3）視圖（View）

• 定義：虛擬表，基於一個或多個基表的查詢結果。
• 作用：

• 簡化查詢
• 提高安全性（隱藏敏感字段）
• 提供邏輯獨立性

• 注意：不是所有視圖都可更新，一般要求：

• 不含聚合函數
• 不含 GROUP BY
• 不含 DISTINCT
• 基於單表或可更新連接

（4）索引（Index）

• 作用：加快查詢速度，類似書的目錄。
• 類型：

• B樹/B+樹索引：適用於範圍查詢，如 WHERE age > 20
• 哈希索引：適用於等值查詢，如 WHERE id = 1001

• 創建語法：

CREATE INDEX idx_name ON Student(Sname);

• 缺點：佔用空間，降低插入/更新/刪除性能。

常考選擇題：
“以下哪種情況不適合建索引？” → 答案：頻繁更新的字段 或 區分度低的字段（如性別）

4. 數據庫設計（Database Design）

（1）設計步驟（SDLC）

（2）E-R模型（Entity-Relationship Model）

• 實體（Entity）：客觀存在的事物，如“學生”、“課程”
• 屬性（Attribute）：實體的特徵，如“學號”、“姓名”
• 聯繫（Relationship）：實體間的關係，有三種基數：

• 1:1（一對一）
• 1:N（一對多）
• M:N（多對多）→ 必須轉換為中間表

轉換規則：

• 實體 → 表
• 屬性 → 字段
• 1:1 或 1:N 聯繫 → 外鍵
• M:N 聯繫 → 新建一個關係表（含兩個外鍵）

（3）規範化理論（Normalization）

💡 記憶技巧：

• 1NF：字段原子
• 2NF：全依賴主鍵（不能只依賴主鍵的一部分）
• 3NF：不能“間接依賴”主鍵

經典例子：
表：選課(學號, 課程號, 成績, 教師, 教師辦公室)

• 主鍵：(學號, 課程號)
• 問題：教師 → 教師辦公室（傳遞依賴）
• 解法：拆分為 選課(學號, 課程號, 成績, 教師) 和 教師(教師, 辦公室)

5. 事務管理（Transaction Management）

（1）事務的ACID特性

（2）併發控制（Concurrency Control）

封鎖協議（Locking Protocol）

封鎖規則：

• 加S鎖：可讀，不可寫
• 加X鎖：可讀可寫
• S鎖可兼容，X鎖不兼容任何鎖

兩段鎖協議（2PL）：事務分為“加鎖段”和“解鎖段”，保證可串行化。

（3）死鎖（Deadlock）

• 定義：兩個或多個事務互相等待對方釋放鎖。
• 處理方法：

• 預防：一次封鎖法、順序封鎖法
• 檢測與解除：超時法、等待圖法（資源圖中出現環）
• 解除策略：回滾代價最小的事務

（4）故障恢復（Recovery）

日誌（Log）技術

• 記錄所有事務的更新操作（UNDO/REDO）
• 格式：<T, X, old_value, new_value>
• 恢復原則：

• UNDO：撤銷未提交事務
• REDO：重做已提交事務

檢查點（Checkpoint）：定期記錄所有活動事務，加快恢復速度。

6. 數據庫安全與性能優化

（1）安全機制

（2）性能優化

7. 數據倉庫與數據挖掘

（1）數據倉庫（Data Warehouse, DW）

• 特點（4個V）：

• 面向主題（Subject-Oriented）
• 集成性（Integrated）
• 非易失性（Non-Volatile）
• 時變性（Time-Variant）

• 與OLTP區別：

• OLTP：日常事務處理，高併發，小數據量
• OLAP：分析決策支持，複雜查詢，大數據量

（2）OLAP操作

（3）數據挖掘（Data Mining）

• 任務類型：

• 分類（Classification）：如判斷客户是否流失
• 聚類（Clustering）：如用户分羣
• 關聯規則（Association Rules）：如“啤酒與尿布”
• 迴歸分析（Regression）：預測數值

• 常用算法：決策樹、K-Means、Apriori

8. NoSQL 與大數據

（1）NoSQL數據庫分類

（2）CAP定理（分佈式核心理論）

• Consistency（一致性）
• Availability（可用性）
• Partition Tolerance（分區容忍性）

三者只能滿足其二：

• CA：單機數據庫（如傳統RDBMS）
• CP：ZooKeeper、MongoDB
• AP：Cassandra、DynamoDB

（3）大數據4V特性

二、案例分析題題型詳細解析

1.考試概覽與題型特點

軟考數據庫系統工程師案例分析題（下午科目）通常為3道主觀題，滿分75分，及格線為45分。題型包括：

• E-R圖設計（概念結構設計）
• 關係模式設計與規範化
• SQL語言設計
• 事務併發控制
• 數據庫恢復
• 數據庫安全與性能優化
  每道題通常包含若干小問，要求理論結合實際，熟練掌握數據庫設計、優化、併發與恢復等核心知識。

2.常見題型與詳細解析

1. 概念結構設計（E-R圖設計）

• 題型描述：根據業務需求補充或繪製E-R圖，確定實體、屬性和聯繫，標註聯繫類型（1:1、1:N、M:N）。
• 解題要點：

• 實體：矩形框，如“學生”“課程”。
• 屬性：橢圓形，如“學號”“姓名”。
• 聯繫：菱形，如“選修”“授課”。
• 聯繫類型：1:1、1:N、M:N。

• 答題技巧：

• 仔細閲讀題目，識別所有實體和聯繫。
• 補全E-R圖時，確保實體、屬性、聯繫、聯繫類型都正確。
• E-R圖轉關係模式時，1:1可合併到任一實體，1:N合併到N端，M:N必須單獨建表。

2. 關係模式設計與規範化

• 題型描述：根據E-R圖或需求描述，補充關係模式，確定主鍵、外鍵，分析函數依賴，判斷範式（1NF、2NF、3NF、BCNF）。
• 解題要點：

• 主鍵：唯一標識記錄。
• 外鍵：引用其他表的主鍵。
• 函數依賴：X→Y表示X能唯一確定Y。
• 範式：

• 1NF：屬性不可再分。
• 2NF：消除非主屬性對主鍵的部分依賴。
• 3NF：消除非主屬性對主鍵的傳遞依賴。
• BCNF：消除主屬性對主鍵的部分和傳遞依賴。

• 答題技巧：

• 補充關係模式時，確保屬性完整，主鍵和外鍵正確。
• 分析函數依賴時，注意部分依賴和傳遞依賴的識別。
• 判斷範式時，逐步檢查是否滿足1NF、2NF、3NF、BCNF。

3. SQL語言設計

• 題型描述：根據需求編寫SQL語句，包括創建表、修改表、查詢、更新、刪除、授權、收回權限等。
• 解題要點：

• 創建表：使用CREATE TABLE，定義列名、數據類型、約束。
• 查詢：使用SELECT，包括多表連接、分組、排序、條件篩選。
• 更新：使用UPDATE修改數據。
• 授權：使用GRANT授予權限，REVOKE收回權限。

• 答題技巧：

• SQL關鍵字大寫，表名和列名小寫。
• 多表查詢時，注意連接條件和連接類型。
• 分組查詢時，注意GROUP BY和HAVING的使用。

4. 事務併發控制

• 題型描述：分析併發事務可能帶來的問題（丟失修改、不可重複讀、讀髒數據），設計加鎖協議（X鎖、S鎖）或時間戳排序。
• 解題要點：

• 併發問題：

• 丟失修改：兩個事務同時修改同一數據，一個事務的修改被覆蓋。
• 不可重複讀：一個事務兩次讀取同一數據，結果不同。
• 讀髒數據：一個事務讀取了另一個未提交事務的數據。

• 封鎖協議：

• 一級封鎖協議：修改前加X鎖，防止丟失修改。
• 二級封鎖協議：讀取前加S鎖，讀完後釋放，防止讀髒數據。
• 三級封鎖協議：讀取前加S鎖，事務結束後釋放，防止不可重複讀。

• 答題技巧：

• 分析併發問題時，明確事務的執行順序和操作類型。
• 設計加鎖協議時，注意鎖的類型和加鎖時機。
• 時間戳排序時，注意事務的時間戳和衝突處理。

5. 數據庫恢復

• 題型描述：根據日誌記錄，分析故障類型（事務故障、系統故障、介質故障），設計恢復策略（UNDO、REDO）。
• 解題要點：

• 日誌記錄：記錄事務的操作，包括開始、修改、提交、中止。
• 恢復策略：

• UNDO：撤銷未提交事務的操作。
• REDO：重做已提交事務的操作。

• 檢查點：定期記錄數據庫狀態，減少恢復時間。

• 答題技巧：

• 分析日誌時，明確事務的狀態（已提交、未提交）。
• 設計恢復策略時，注意UNDO和REDO的順序。
• 檢查點恢復時，只需掃描檢查點之後的日誌。

6. 數據庫安全與性能優化

• 題型描述：設計視圖、索引、存儲過程、觸發器，分析查詢優化、反規範化、分區等技術。
• 解題要點：

• 視圖：虛擬表，簡化查詢，控制數據訪問。
• 索引：加速查詢，但增加更新開銷。
• 存儲過程：預編譯的SQL語句，提高執行效率。
• 觸發器：自動執行的操作，用於數據驗證和審計。
• 反規範化：適當增加冗餘，提高查詢性能。

• 答題技巧：

• 設計視圖時，注意查詢的簡潔性和安全性。
• 設計索引時，選擇合適的列（如經常查詢的列）。
• 存儲過程和觸發器時，注意邏輯的正確性和效率。

三、完整常用英語詞彙表（中英對照 + 發音提示）

四、複習建議與應試策略

1. 科學複習路徑

1. 第一輪：通讀教材，理解概念（2周）
2. 第二輪：精讀本總結，掌握重點（1周）
3. 第三輪：刷真題 + 錯題整理（2周）
4. 衝刺：模擬考試 + 詞彙默寫（1周）

2. 高頻考點分佈（選擇題）

3. 計算題重點

• 關係代數表達式
• 函數依賴與範式判斷
• 事務調度可串行化判斷
• 日誌恢復操作

4. 記憶技巧

• 口訣法：如“ACID” → “原子一致隔離久”
• 圖表法：畫E-R圖、事務狀態圖
• 對比法：OLTP vs OLAP、SQL vs NoSQL