事務管理
事務是數據庫系統運行的基本工作單位，相當於操作系統中的進程，事務具有ACID特性。從用戶的角度來看，事務中的操作要麼都做，要麼都不做。
- 原子性 Atomicity
- 一致性 Consistency
- 隔離性 Isolation，表示不能被其他事務干擾
- 持久性 Durability，一旦提交改變就是永久性的
處理併發控制 Concurrency
多個用戶對同一數據進行併發操作時，如果沒有控制，可能會產生丟失更新、讀到過時的數據（不一致分析問題）、讀到髒數據（依賴於未提交更新的問題）的情況。併發控制的主要方法是採用封鎖技術，有兩種類型：排他型封鎖、共享型封鎖。
- 排他型封鎖（簡稱X封鎖）。如果事務T對數據A實現了X封鎖，那麼只允許T讀取修改數據A，其他事務需等T解除X封鎖後，才能進行後續動作。
- 共享型封鎖（簡稱S封鎖）。X封鎖要求太嚴，於是產生S封鎖。如果事務T對數據A實現了S封鎖，那麼允許事務T讀取數據A，但不能修改數據A，在所有S封鎖解前不允許任何事務
處理並行控制 Parallelism
並行控制主要通過封鎖協議來進行處理。
- 一級封鎖協議。事務T在修改數據R之前必須先對其加X鎖，直到事務結束才釋放。
- 二級封鎖協議。一級封鎖協議加上事務T在讀取數據R之前先對其加S鎖，讀完後即可釋放S鎖。
- 三級封鎖協議。一級封鎖協議加上事務T在讀取R之前先對其加S鎖，直到事務結束才釋放。
- 兩段鎖協議。所有事務必須分兩個階段對數據項加鎖和解鎖。
死鎖問題
採用封鎖方法可以防止數據不一致，但是會帶來死鎖問題。死鎖的避免一般有預防法和解除法。
故障與恢復
數據庫的故障主要分為4類：
- 事務故障。事務未能正常終止被撤銷的情況。
- 系統故障。事務以非正常方式終止的情況，此時內存信息丟失。
- 介質故障。物理存儲介質的故障，可能性雖低，但破壞性大。
- 計算機病毒。
針對不同的故障，可以採用不同的恢復策略：
- 事務故障恢復。應對未完成事務進行撤銷，系統自動完成恢復。
- 系統故障恢復。數據庫根據日誌，在重新啟動時對事務進行撤銷，對重做隊列事務進行重做。
- 介質故障恢復需要依賴備份的副本，將數據庫恢復到最近一次備份時的狀態，會丟失數據。
- 具有檢查點的恢復技術。
- 大型數據庫系統，例如Oracle提供了安全機制保證，但是小型的數據庫並非都有相應的功能，有時需要人工輔助，保證數據庫的安全和恢復。
備份與恢復
為應對數據庫損壞的可能性，需要指定合適的備份和恢復計劃。備份計劃制定的原則包括：
- 保證數據丟失得儘量少或完全不丟失
- 備份和恢復時間儘量短，保證系統最大得可用性
根據備份內容，分為物理備份和邏輯備份。根據效率，分為完全、增量、累積三種備份方式。
分佈式數據庫
概念
分佈式數據庫系統是相對於集中系統而言的，確切的含義是通過數據庫技術與網絡技術相結合，由一組數據組成，這組數據分佈在計算機網絡的不同計算機上，網絡中的每個節點具有獨立處理的能力，成為場地自治，它可以執行局部應用，同時，每個節點也能通過網絡通信子系統執行全局應用。
負責分佈式數據庫的建立、查詢、更新、複製、管理和維護的軟件，稱為分佈式數據庫管理系統（Distributed Database Management System，DDBMS）。
分佈式數據庫系統具有以下幾個特點：
- 數據的分佈性
- 統一性。表現在數據邏輯上的統一性和數據管理上的統一性。
- 透明性，用戶無須關心數據存放的位置。
體系機構
分佈式數據庫系統的模式有6個層次：
- 全局外模式，是全局應用的用戶視圖
- 全局概念模式，定義分佈式數據庫中數據的整體邏輯結構
- 分片模式
- 分佈模式
- 局部概念模式
- 局部內模式，類似於集中式數據庫系統中的內模式
並行數據庫系統
對比互聯網領域的技術發展路徑來看，目前基本上看不到並行數據庫系統使用的場景。教材中提到的Sequent系統在網上也是資料寥寥，建議可以直接略過這一節了。但是後面提到的並行處理技術，可能和目前的大數據處理、人工智能平臺有結合點，感興趣的可以自己研究下。
數據倉庫
數據倉庫的概念：Data Warehouse 是一個面向主題的、集成的、相對穩定的、且隨時間變化的數據集合，用於支持管理決策。
數據倉庫的結構包括：
- 數據源
- 數據的存儲與管理
- OLAP服務器
- 前端工具，主要包括各種報表工具、查詢工具、數據分析工具、數據挖掘工具等
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