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数据库系统概论基础8 SQL概述与数据定义

227人浏览 / 0人评论 / | 作者:因情语写  | 分类: 思想道德修养与法律基础 数据库系统概论  | 标签: 数据库系统概论

作者:因情语写

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关系数据库标准语言SQL

    SQL概述

    SQL(Structured Query Language)
    结构化查询语言,是关系数据库的标准语言

    SQL历史

  • 1970年Codd提出了关系模型之后,由于关系代数或者关系都太数学了,难以被普通用户接受,于是1973年IBM开展了System R的研制工作
  • System R 以关系模型为基础,但是摈弃了数学语言,以自然语言为方向,结果诞生了结构化英语查询语言(Structured English Query Language, SEQUEL),负责人为Don Chamberlin博士。
  • 后来更名为SQL,发音不变。
  • System R获得1988年度ACM“软件系统奖”

    SQL标准的进展过程

 

    目前,没有一个数据库系统能够支持SQL标准的所有概念和特性

    SQL的特点

    SQL示例

    综合统一

  1. 集数据定义语言(DDL),数据操纵语言(DML),数据控制语言(DCL)功能于一体。
  2. 可以独立完成数据库生命周期中的全部活动:
  • 定义和修改、删除关系模式,定义和删除视图,插入数据,建立数据库;
  • 对数据库中的数据进行查询和更新;
  • 数据库重构和维护
  • 数据库安全性、完整性控制,以及事务控制
  • 嵌入式SQL和动态SQL定义

     高度非过程化

  1. 非关系数据模型的数据操纵语言“面向过程” ,必须指定存取路径。
  2. SQL只要提出“做什么”,无须了解存取路径。
  3. 存取路径的选择以及SQL的操作过程由系统自动完成。

    面向集合的操作方式

  1. 非关系数据模型采用面向记录的操作方式,操作对象是一条记录
  2. SQL采用集合操作方式
  3. 操作对象、查找结果可以是元组的集合
  4. 一次插入、删除、更新操作的对象可以是元组的集合

     以同一种语法结构提供多种使用方式

  • SQL是独立的语言

    能够独立地用于联机交互的使用方式

  • SQL又是嵌入式语言

    SQL能够嵌入到高级语言(例如C, C++, Java)程序中,供程序员设计程序时使用

    语言简洁,易学易用

  • SQL功能极强,完成核心功能只用了9个动词。

 

    SQL的基本概念

    SQL支持关系数据库三级模式结构

    基本表

  1. 本身独立存在的表
  2. SQL中一个关系就对应一个基本表
  3. 一个(或多个) 基本表对应一个存储文件
  4. 一个表可以带若干索引

    存储文件

  1. 逻辑结构组成了关系数据库的内模式
  2. 物理结构对用户是隐蔽的 

    视图

  1. 从一个或几个基本表导出的表
  2. 数据库中只存放视图的定义而不存放视图对应的数据
  3. 视图是一个虚表
  4. 用户可以在视图上再定义视图

    学生-课程 数据库

    示例数据库
    学生-课程模式 S-T :
    学生表: Student(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept)
    课程表: Course(Cno,Cname,Cpno,Ccredit)
    学生选课表: SC(Sno,Cno,Grade)

    Student表

    Course表

    SC表

    数据定义

    数据定义

    SQL的数据定义功能: 定义各种数据库的“对象”

  1. 模式定义
  2. 表定义
  3. 视图定义
  4. 索引定义

 

    各种数据库“对象”

    现代关系数据库管理系统提供了一个层次化的数据库对象命名机制

  1. 一个数据库中可以建立多个模式
  2. 一个模式下通常包括多个表、视图和索引等数据库对象

 

    数据字典

    数据字典是关系数据库管理系统内部的一组系统表,它记录了数据库中所有对象的定义信息以及一些统计信息:

  1. 关系模式、表、视图、索引的定义
  2. 完整性约束的定义
  3. 各类用户对数据库的操作权限
  4. 统计信息等

    关系数据库管理系统在执行SQL的数据定义语句时,实际上就是在更新数据字典表中的相应信息。

    数据定义

    1 模式定义
    2 表定义
    3 索引定义

    1. 定义模式

    [例3.1] 为用户WANG定义一个学生-课程模式S-T
    CREATE SCHEMA “S-T” AUTHORIZATION WANG;
    [例3.2] CREATE SCHEMA AUTHORIZATION WANG;
    该语句没有指定<模式名>, <模式名>隐含为<用户名>

    定义模式实际上定义了一个命名空间(或者说目录) 。
    在这个空间中可以定义该模式包含的数据库对象,例如基本表、视图、索引等。
    在CREATE SCHEMA中可以接受CREATE TABLE,CREATE VIEW和GRANT子句。
    CREATE SCHEMA <模式名> AUTHORIZATION <用户名>[<表定义子句>|<视图定义子句>|<授权定义子句>]

    [例3.3]为用户ZHANG创建了一个模式TEST,并且在其中定义一个表TAB1
    CREATE SCHEMA TEST AUTHORIZATION ZHANG
    CREATE TABLE TAB1 ( COL1 SMALLINT,
    COL2 INT,
    COL3 CHAR(20),
    COL4 NUMERIC(10,3),
    COL5 DECIMAL(5,2)
    );

    删除模式

    DROP SCHEMA <模式名> <CASCADE|RESTRICT>
    CASCADE(级联)
    删除模式的同时把该模式中所有的数据库对象全部删除
    RESTRICT(限制)
    如果该模式中定义了下属的数据库对象(如表、视图等),则拒绝该删除语句的执行。
    仅当该模式中没有任何下属的对象时才能执行。

    [例3.4] DROP SCHEMA ZHANG CASCADE;
    删除模式ZHANG
    同时该模式中定义的表TAB1也被删除

    2 基本表的定义

    定义基本表

  • <列级完整性约束条件>:涉及相应属性列的完整性约束条件
  • <表级完整性约束条件>:涉及一个或多个属性列的完整性约束条件
  • 如果完整性约束条件涉及到该表的多个属性列,则必须定义在表级上。

    学生表Student

    [例3.5] 建立“学生” 表Student。 学号是主码, 姓名取值唯一。

 

    课程表Course

    [例3.6 ] 建立一个“课程”表Course

    学生选课表SC

    [例3.7] 建立一个学生选课表SC

    CREATE TABLE SC
    (Sno CHAR(9),
    Cno CHAR(4),
    Grade SMALLINT,
    PRIMARY KEY (Sno,Cno),
    /* 主码由两个属性构成,必须作为表级完整性进行定义*/
    FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno),
    /* 表级完整性约束条件, Sno是外码,被参照表是Student */
    FOREIGN KEY (Cno)REFERENCES Course(Cno)
    /* 表级完整性约束条件, Cno是外码,被参照表是Course*/

    数据类型

    关系模型中“域”的概念用数据类型来实现
    定义表的属性时需要指明其数据类型及长度
    选用哪种数据类型

  1. 取值范围
  2. 要做哪些运算

 

    模式与表

    每一个基本表需属于某个模式
    定义基本表所属模式的方式:

  • 方法一:在表名中明显地给出模式名

    Create table"S-T".Student(......); /*模式名为 S-T*/
    Create table "S-T".Cource(......);
    Create table "S-T".SC(......);

  • 方法二:在创建模式的同时创建表
  • 方法三:设置所属的模式

    创建基本表(其他数据库对象也一样)时,若没有指定模式,系统根据搜索路径来确定该对象所属的模式
    关系数据库管理系统会以“搜索路径”指向的模式作为数据库对象的模式名
    设置搜索路径的方式:
    SET search_path TO "S-T",PUBLIC;

    修改基本表

    ALTER TABLE <表名>
    [ADD[COLUMN] <新列名> <数据类型> [ 完整性约束 ] ]
    [ADD <表级完整性约束>]
    [DROP [ COLUMN ] <列名> [CASCADE| RESTRICT] ]
    [DROP CONSTRAINT<完整性约束名>[ RESTRICT | CASCADE ] ]
    [ALTER COLUMN <列名><数据类型> ] ;

    <表名>是要修改的基本表
    ADD子句用于增加新列、新的列级完整性约束条件和新的表级完整性约束条件
    DROP COLUMN子句用于删除表中的列

  • 如果指定了CASCADE短语,则自动删除引用了该列的其他对象
  • 如果指定了RESTRICT短语,则如果该列被其他对象引用,关系数据库管理系统将拒绝删除该列

    DROP CONSTRAINT子句用于删除指定的完整性约束条件
    ALTER COLUMN子句用于修改原有的列定义,包括修改列名和数据类型

    [例3.8] 向Student表增加“入学时间” 列, 其数据类型为日期型
    ALTER TABLE Student ADD S_entrance DATE;
    不管基本表中原来是否已有数据,新增加的列一律为空值

    [例3.9] 将年龄的数据类型由字符型(假设原来的数据类型是字符型)改为整数。
    ALTER TABLE Student ALTER COLUMN Sage INT;
    [例3.10] 增加课程名称必须取唯一值的约束条件。
    ALTER TABLE Course ADD UNIQUE(Cname);

    删除基本表

    DROP TABLE <表名>[RESTRICT| CASCADE] ;
    RESTRICT:删除表是有限制的。

  • 欲删除的基本表不能被其他表的约束所引用
  • 如果存在依赖该表的对象,则此表不能被删除

    CASCADE:删除该表没有限制。

  • 在删除基本表的同时,相关的依赖对象一起删除

    [例3.11] 删除Student表
    DROP TABLE Student CASCADE;
    基本表定义被删除,数据被删除
    表上建立的索引、视图、触发器等一般也将被删除

    DROP TABLE时, SQL2011 与 3个RDBMS的处理策略比较

    R表示RESTRICT , C表示CASCADE
    '×'表示不能删除基本表, '√'表示能删除基本表,‘保留’表示删除基本表后,还保留依赖对象

    3 索引的定义

    建立索引的目的:加快查询速度
    关系数据库管理系统中常见索引:

  • 顺序文件上的索引
  • B+树索引(参见爱课程网3.2节动画《B+树的增删改》 )
  • 散列(hash)索引
  • 位图索引

    特点:

  • B+树索引具有动态平衡的优点
  • HASH索引具有查找速度快的特点

    索引

    谁可以建立索引

  • 数据库管理员 或 表的属主(即建立表的人)

    谁维护索引

  • 关系数据库管理系统自动完成

    使用索引

  • 关系数据库管理系统自动选择合适的索引作为存取路径, 用户不必也不能显式地选择索引

    (1) . 建立索引

    语句格式
    CREATE [UNIQUE] [CLUSTER] INDEX <索引名>
    ON <表名>(<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>] ]…);
    <表名>: 要建索引的基本表的名字
    索引:可以建立在该表的一列或多列上, 各列名之间用逗号分隔
    <次序>: 指定索引值的排列次序, 升序: ASC, 降序: DESC。 缺省值: ASC
    UNIQUE: 此索引的每一个索引值只对应唯一的数据记录
    CLUSTER: 表示要建立的索引是聚簇索引

    [例3.13] 为学生-课程数据库中的Student, Course, SC三个表建立索引。 Student表按学号升序建唯一索引, Course表按课程号升序建唯一索引, SC表按学号升序和课程号降序建唯一索引
    CREATE UNIQUE INDEX Stusno ON Student(Sno);
    CREATE UNIQUE INDEX Coucno ON Course(Cno);
    CREATE UNIQUE INDEX SCno ON SC(Sno ASC,Cno DESC);

    (2)修改索引

    ALTER INDEX <旧索引名> RENAME TO <新索引名>
    [例3.14] 将SC表的SCno索引名改为SCSno
    ALTER INDEX SCno RENAME TO SCSno;

    (3)删除索引

    DROP INDEX <索引名>;
    删除索引时,系统会从数据字典中删去有关该索引的描述。
    [例3.15] 删除Student表的Stusname索引
    DROP INDEX Stusname;


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