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2018-03-17 23:00:17 +08:00 · 2018-03-17 23:00:17 +08:00 · e65dcbddfd
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--- a/notes/数据库系统原理.md
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@ -1,114 +1,116 @@
 <!-- GFM-TOC -->
-* [事务四大特性](#事务四大特性)
-    * [1. 原子性](#1-原子性)
-    * [2. 一致性](#2-一致性)
-    * [3. 隔离性](#3-隔离性)
-    * [4. 持久性](#4-持久性)
-* [数据不一致](#数据不一致)
-    * [1. 丢失修改](#1-丢失修改)
-    * [2. 读脏数据](#2-读脏数据)
-    * [3. 不可重复读](#3-不可重复读)
-* [隔离级别](#隔离级别)
-    * [1. 未提交读（READ UNCOMMITTED）](#1-未提交读read-uncommitted)
-    * [2. 提交读（READ COMMITTED）](#2-提交读read-committed)
-    * [3. 可重复读（REPEATABLE READ）](#3-可重复读repeatable-read)
-    * [4. 可串行化（SERIALIXABLE）](#4-可串行化serialixable)
-* [可串行化调度](#可串行化调度)
-* [封锁类型](#封锁类型)
-* [封锁粒度](#封锁粒度)
-* [封锁协议](#封锁协议)
-    * [1. 三级封锁协议](#1-三级封锁协议)
-    * [2. 两段锁协议](#2-两段锁协议)
-* [乐观锁和悲观锁](#乐观锁和悲观锁)
-    * [1. 悲观锁](#1-悲观锁)
-    * [2. 乐观锁](#2-乐观锁)
-    * [3. MySQL 隐式和显示锁定](#3-mysql-隐式和显示锁定)
-* [范式](#范式)
+* [一、事务四大特性](#一事务四大特性)
+    * [原子性](#原子性)
+    * [一致性](#一致性)
+    * [隔离性](#隔离性)
+    * [持久性](#持久性)
+* [二、数据不一致](#二数据不一致)
+    * [丢失修改](#丢失修改)
+    * [读脏数据](#读脏数据)
+    * [不可重复读](#不可重复读)
+* [三、隔离级别](#三隔离级别)
+    * [未提交读（READ UNCOMMITTED）](#未提交读read-uncommitted)
+    * [提交读（READ COMMITTED）](#提交读read-committed)
+    * [可重复读（REPEATABLE READ）](#可重复读repeatable-read)
+    * [可串行化（SERIALIXABLE）](#可串行化serialixable)
+* [四、可串行化调度](#四可串行化调度)
+* [五、封锁类型](#五封锁类型)
+* [六、封锁粒度](#六封锁粒度)
+* [七、封锁协议](#七封锁协议)
+    * [三级封锁协议](#三级封锁协议)
+    * [两段锁协议](#两段锁协议)
+* [八、乐观锁和悲观锁](#八乐观锁和悲观锁)
+    * [悲观锁](#悲观锁)
+    * [乐观锁](#乐观锁)
+    * [MySQL 隐式和显示锁定](#mysql-隐式和显示锁定)
+* [九、范式](#九范式)
    * [第一范式 (1NF)](#第一范式-1nf)
    * [第二范式 (2NF)](#第二范式-2nf)
    * [第三范式 (3NF)](#第三范式-3nf)
    * [BC 范式（BCNF）](#bc-范式bcnf)
-* [约束](#约束)
-    * [1. 键码](#1-键码)
-    * [2. 单值约束](#2-单值约束)
-    * [3. 引用完整性约束](#3-引用完整性约束)
-    * [4. 域约束](#4-域约束)
-    * [5. 一般约束](#5-一般约束)
-* [数据库的三层模式和两层映像](#数据库的三层模式和两层映像)
-    * [1. 外模式](#1-外模式)
-    * [2. 模式](#2-模式)
-    * [3. 内模式](#3-内模式)
-    * [4. 外模式/模式映像](#4-外模式模式映像)
-    * [5. 模式/内模式映像](#5-模式内模式映像)
-* [ER 图](#er-图)
-    * [1. 实体的三种联系](#1-实体的三种联系)
-    * [2. 表示出现多次的关系](#2-表示出现多次的关系)
-    * [3. 联系的多向性](#3-联系的多向性)
-    * [4. 表示子类](#4-表示子类)
-* [一些概念](#一些概念)
-* [参考资料](#参考资料)
+* [十、约束](#十约束)
+    * [键码](#键码)
+    * [单值约束](#单值约束)
+    * [引用完整性约束](#引用完整性约束)
+    * [域约束](#域约束)
+    * [一般约束](#一般约束)
+* [十一、数据库的三层模式和两层映像](#十一数据库的三层模式和两层映像)
+    * [外模式](#外模式)
+    * [模式](#模式)
+    * [内模式](#内模式)
+    * [外模式/模式映像](#外模式模式映像)
+    * [模式/内模式映像](#模式内模式映像)
+* [十二、ER 图](#十二er-图)
+    * [实体的三种联系](#实体的三种联系)
+    * [表示出现多次的关系](#表示出现多次的关系)
+    * [联系的多向性](#联系的多向性)
+    * [表示子类](#表示子类)
+* [十三、一些概念](#十三一些概念)
+    * [数据模型](#数据模型)
+    * [数据库系统](#数据库系统)
+* [十四、参考资料](#十四参考资料)
 <!-- GFM-TOC -->


-# 事务四大特性
+# 一、事务四大特性

-## 1. 原子性
+## 原子性

 事务被视为不可分割的最小单元，要么全部提交成功，要么全部失败回滚。

-## 2. 一致性
+## 一致性

 事务执行前后都保持一致性状态。在一致性状态下，所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。

-## 3. 隔离性
+## 隔离性

 一个事务所做的修改在最终提交以前，对其它事务是不可见的。也可以理解为多个事务单独执行，互不影响。

-## 4. 持久性
+## 持久性

 一旦事务提交，则其所做的修改将会永远保存到数据库中。即使系统发生崩溃，事务执行的结果也不能丢失。持久性通过数据库备份和恢复来保证。

-# 数据不一致
+# 二、数据不一致

-## 1. 丢失修改
+## 丢失修改

 T<sub>1</sub> 和 T<sub>2</sub> 两个事务同时对一个数据进行修改，T<sub>1</sub> 先修改，T<sub>2</sub> 随后修改，T<sub>2</sub> 的修改覆盖了 T<sub>1</sub> 的修改。

-## 2. 读脏数据
+## 读脏数据

 T<sub>1</sub> 修改后写入数据库，T<sub>2</sub> 读取这个修改后的数据，但是如果 T<sub>1</sub> 撤销了这次修改，使得 T<sub>2</sub> 读取的数据是脏数据。

-## 3. 不可重复读
+## 不可重复读

 T<sub>1</sub> 读入某个数据，T<sub>2</sub> 对该数据做了修改，如果 T<sub>1</sub> 再读这个数据，该数据已经改变，和最开始读入的是不一样的。

-# 隔离级别
+# 三、隔离级别

 数据库管理系统需要防止出现数据不一致问题，并且有多种级别可以实现，这些级别称为隔离级别。

-## 1. 未提交读（READ UNCOMMITTED）
+## 未提交读（READ UNCOMMITTED）

 事务中的修改，即使没有提交，对其它事务也都是可见的。事务可以读取未提交的数据，这也被称为脏读。

-## 2. 提交读（READ COMMITTED）
+## 提交读（READ COMMITTED）

 一个事务只能读取已经提交的事务所做的修改。换句话说，一个事务所在的修改在提交之前对其它事务是不可见的。这个级别有时候也叫做不可重复读，因为两次执行同样的查询，可能会得到不一样的结果。

-## 3. 可重复读（REPEATABLE READ）
+## 可重复读（REPEATABLE READ）

 解决了脏读的问题，保证在同一个事务中多次读取同样的记录结果是一致的。

 但是会出现幻读的问题，所谓幻读，指的是某个事务在读取某个范围内的记录时，另一个事务会在范围内插入数据，当之前的事务再次读取该范围的记录时，会产生幻行。

-## 4. 可串行化（SERIALIXABLE）
+## 可串行化（SERIALIXABLE）

 强制事务串行执行，避免幻读。

-# 可串行化调度
+# 四、可串行化调度

 如果并行的事务的执行结果和某一个串行的方式执行的结果一样，那么可以认为结果是正确的。

-# 封锁类型
+# 五、封锁类型

 排它锁 (X 锁）和共享锁 (S 锁），又称写锁和读锁。

@ -116,7 +118,7 @@ T<sub>1</sub> 读入某个数据，T<sub>2</sub> 对该数据做了修改，如

 - 一个事务对数据对象 A 加了 S 锁，可以对 A 进行读取操作，但是不能进行更新操作。加锁期间其它事务能对 A 加 S 锁，但是不能加 X 锁。

-# 封锁粒度
+# 六、封锁粒度

 应该尽量只锁定需要修改的那部分数据，而不是所有的资源。锁定的数据量越少，发生锁争用的可能就越小，系统的并发程度就越高。

@ -124,9 +126,9 @@ T<sub>1</sub> 读入某个数据，T<sub>2</sub> 对该数据做了修改，如

 MySQL 中主要提供了两种封锁粒度：行级锁以及表级锁。

-# 封锁协议
+# 七、封锁协议

-## 1. 三级封锁协议
+## 三级封锁协议

 <div align="center"> <img src="../pics//785806ed-c46b-4dca-b756-cebe7bf8ac3a.jpg"/> </div><br>

@ -148,7 +150,7 @@ MySQL 中主要提供了两种封锁粒度：行级锁以及表级锁。

 可以解决不可重复读的问题，因为读 A 时，其它事务不能对 A 加 X 锁，从而避免了在读的期间数据发生改变。

-## 2. 两段锁协议
+## 两段锁协议

 加锁和解锁分为两个阶段进行。两段锁是并行事务可串行化的充分条件，但不是必要条件。

@ -156,15 +158,15 @@ MySQL 中主要提供了两种封锁粒度：行级锁以及表级锁。
 lock-x(A)...lock-s(B)...lock-s(c)...unlock(A)...unlock(C)...unlock(B)
 ```

-# 乐观锁和悲观锁
+# 八、乐观锁和悲观锁

-## 1. 悲观锁
+## 悲观锁

 假定会发生并发冲突，屏蔽一切可能违反数据完整性的操作。

 Java synchronized 就属于悲观锁的一种实现，每次线程要修改数据时都先获得锁，保证同一时刻只有一个线程能操作数据，其他线程则会被阻塞。

-## 2. 乐观锁
+## 乐观锁

 假设不会发生并发冲突，只在提交操作时检查是否违反数据完整性。

@ -172,7 +174,7 @@ Java JUC 中的 Atomic 包就是乐观锁的一种实现，AtomicInteger 通过

 乐观锁有两种实现方式，数据版本和时间戳。它们都需要在数据库表中增加一个字段，使用这个字段来判断数据是否过期。例如，数据版本实现方式中，需要在数据库表中增加一个数字类型的 version 字段，当读取数据时，将 version 字段的值一同读出。随后数据每更新一次，对此 version 值加 1。当提交更新的时候，判断读出的 version 和数据库表中的 version 是否一致，如果一致，则予以更新；否则认为是过期数据。

-## 3. MySQL 隐式和显示锁定
+## MySQL 隐式和显示锁定

 MySQL InnoDB 采用的是两阶段锁协议。在事务执行过程中，随时都可以执行锁定，锁只有在执行 COMMIT 或者 ROLLBACK 的时候才会释放，并且所有的锁是在同一时刻被释放。前面描述的锁定都是隐式锁定，InnoDB 会根据事务隔离级别在需要的时候自动加锁。

@ -181,7 +183,7 @@ MySQL InnoDB 采用的是两阶段锁协议。在事务执行过程中，随时
 - SELECT ... LOCK IN SHARE MODE
 - SELECT ... FOR UPDATE

-# 范式
+# 九、范式

 记 A->B 表示 A 函数决定 B，也可以说 B 函数依赖于 A。

@ -214,13 +216,13 @@ MySQL InnoDB 采用的是两阶段锁协议。在事务执行过程中，随时

 可以通过分解来满足。

-### 分解前
+<font size=4> **分解前** </font><br>

 <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?S(Sno,Cname,Sname,Sdept,Mname)"/></div> <br>

 <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?Sno,Cname->Sname,Sdept,Mname"/></div> <br>

-### 分解后
+<font size=4> **分解后** </font><br>

 <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?S1(Sno,Sname,Sdept,Mname)"/></div> <br>

@ -262,63 +264,63 @@ MySQL InnoDB 采用的是两阶段锁协议。在事务执行过程中，随时

 分解成 SC(Sname, Cname, Grade) 和 ST(Sname, Tname)，对于 ST，属性之间是多对多关系，无函数依赖。

-# 约束
+# 十、约束

-## 1. 键码
+## 键码

 用于唯一表示一个实体。

 键码可以由多个属性构成，每个构成键码的属性称为码。

-## 2. 单值约束
+## 单值约束

 某个属性的值是唯一的。

-## 3. 引用完整性约束
+## 引用完整性约束

 一个实体的属性引用的值在另一个实体的某个属性中存在。

-## 4. 域约束
+## 域约束

 某个属性的值在特定范围之内。

-## 5. 一般约束
+## 一般约束

 一般性约束，比如大小约束，数量约束。

-# 数据库的三层模式和两层映像
+# 十一、数据库的三层模式和两层映像

 - 外模式：局部逻辑结构
 - 模式：全局逻辑结构
 - 内模式：物理结构

-## 1. 外模式
+## 外模式

 又称用户模式，是用户和数据库系统的接口，特定的用户只能访问数据库系统提供给他的外模式中的数据。例如不同的用户创建了不同数据库，那么一个用户只能访问他有权限访问的数据库。

 一个数据库可以有多个外模式，一个用户只能有一个外模式，但是一个外模式可以给多个用户使用。

-## 2. 模式
+## 模式

 可以分为概念模式和逻辑模式，概念模式可以用概念-关系来描述；逻辑模式使用特定的数据模式（比如关系模型）来描述数据的逻辑结构，这种逻辑结构包括数据的组成、数据项的名称、类型、取值范围。不仅如此，逻辑模式还要描述数据之间的关系，数据的完整性与安全性要求。

-## 3. 内模式
+## 内模式

 又称为存储模式，描述记录的存储方式，例如索引的组织方式、数据是否压缩以及是否加密等等。

-## 4. 外模式/模式映像
+## 外模式/模式映像

 把外模式的局部逻辑结构和模式的全局逻辑结构联系起来。该映像可以保证数据和应用程序的逻辑独立性。

-## 5. 模式/内模式映像
+## 模式/内模式映像

 把模式的全局逻辑结构和内模式的物理结构联系起来，该映像可以保证数据和应用程序的物理独立性。

-# ER 图
+# 十二、ER 图

 Entity-Relationship，有三个组成部分：实体、属性、联系。

-## 1. 实体的三种联系
+## 实体的三种联系

 联系包含 1 对 1，1 对多，多对多三种。

@ -326,13 +328,13 @@ Entity-Relationship，有三个组成部分：实体、属性、联系。

 <div align="center"> <img src="../pics//292b4a35-4507-4256-84ff-c218f108ee31.jpg"/> </div><br>

-## 2. 表示出现多次的关系
+## 表示出现多次的关系

 一个实体在联系出现几次，就要用几条线连接。下图表示一个课程的先修关系，先修关系出现两个 Course 实体，第一个是先修课程，后一个是后修课程，因此需要用两条线来表示这种关系。

 <div align="center"> <img src="../pics//8b798007-e0fb-420c-b981-ead215692417.jpg"/> </div><br>

-## 3. 联系的多向性
+## 联系的多向性

 虽然老师可以开设多门课，并且可以教授多名学生，但是对于特定的学生和课程，只有一个老师教授，这就构成了一个三元联系。

@ -342,23 +344,23 @@ Entity-Relationship，有三个组成部分：实体、属性、联系。

 <div align="center"> <img src="../pics//de9b9ea0-1327-4865-93e5-6f805c48bc9e.png"/> </div><br>

-## 4. 表示子类
+## 表示子类

 用 IS-A 联系来表示子类，具体做法是用一个三角形和两条线来连接类和子类。与子类有关的属性和联系都连到子类上，而与父类和子类都有关的连到父类上。

 <div align="center"> <img src="../pics//7ec9d619-fa60-4a2b-95aa-bf1a62aad408.jpg"/> </div><br>

-# 一些概念
+# 十三、一些概念

-### 数据模型
+## 数据模型

 由数据结构、数据操作和完整性三个要素组成。

-### 数据库系统
+## 数据库系统

 数据库系统包含所有与数据库相关的内容，包括数据库、数据库管理系统、应用程序以及数据库管理员和用户，还包括相关的硬件和软件。

-# 参考资料
+# 十四、参考资料

 - 史嘉权. 数据库系统概论[M]. 清华大学出版社有限公司, 2006.
 - 施瓦茨. 高性能MYSQL(第3版)[M]. 电子工业出版社, 2013.
--- a/notes/算法.md
+++ b/notes/算法.md
@ -15,7 +15,9 @@
    * [路径压缩的加权 quick-union](#路径压缩的加权-quick-union)
    * [各种 union-find 算法的比较](#各种-union-find-算法的比较)
 * [四、排序](#四排序)
-    * [初级排序算法](#初级排序算法)
+    * [选择排序](#选择排序)
+    * [插入排序](#插入排序)
+    * [希尔排序](#希尔排序)
    * [归并排序](#归并排序)
    * [快速排序](#快速排序)
    * [优先队列](#优先队列)
@ -480,9 +482,8 @@ private void exch(Comparable[] a, int i, int j){
 }
 ```

-## 初级排序算法

-### 1. 选择排序
+## 选择排序

 找到数组中的最小元素，将它与数组的第一个元素交换位置。再从剩下的元素中找到最小的元素，将它与数组的第二个元素交换位置。不断进行这样的操作，直到将整个数组排序。

@ -505,7 +506,7 @@ public class Selection {

 选择排序需要 \~N<sup>2</sup>/2 次比较和 \~N 次交换，它的运行时间与输入无关，这个特点使得它对一个已经排序的数组也需要这么多的比较和交换操作。

-### 2. 插入排序
+## 插入排序

 入排序从左到右进行，每次都将当前元素插入到左部已经排序的数组中，使得插入之后左部数组依然有序。

@ -532,7 +533,7 @@ public class Insertion {

 对于随机排序的无重复主键的数组，插入排序和选择排序的运行时间是平方级别的，两者之比是一个较小的常数。

-### 3. 希尔排序
+## 希尔排序

 对于大规模的数组，插入排序很慢，因为它只能交换相邻的元素，如果要把元素从一端移到另一端，就需要很多次操作。