互联数据库华夏大地讲义串讲章

互联数据库华夏大地讲义串讲章第一页，共二十九页，2022年，8月28日第三章关系数据库标准语言SQL往年频繁考点：SQL语言的特点；数据定义命令的应用；数据查询命令的灵活运用；数据更新命令；视图的概念、特点及其定义语句；数据控制概念及相关命令第二页，共二十九页，2022年，8月28日第一节SQL概述SQL：StructuredQueryLanguage，关系数据库的标准语言SQL语言集数据操纵、数据定义和数据控制功能于一体。SQL语言的特点：①综合统一②高度非过程化③面向集合的操作方式④以同一种语法结构提供两种使用方式⑤语言简洁，易学易用。第三页，共二十九页，2022年，8月28日第一节SQL概述SQL对三级模式结构的支持：外模式——视图和部分基本表模式——所有基本表内模式——存储文件第四页，共二十九页，2022年，8月28日第二节数据定义SQLDDL(DataDefinitionLanguage)语言定义和撤消的数据对象

基本表(Table)、索引(Index)命令动词

Create(创建）:建立表和索引

Alter(修改)：一般只修改表的定义

Drop(删除)：可删除表和索引定义基本表常见列级完整性约束NOTNULLUNIQUE常见表级完整性约束PRIMARYKEY(<列名表>)第五页，共二十九页，2022年，8月28日第二节数据定义索引建立索引是加快查询速度的有效手段。基本表上可以建立一个或多个索引。建立与删除索引由数据库管理员DBA或表的属主（即建立表的人）负责完成。系统在存取数据时会自动选择合适的路径。用户不必也不能选择索引。第六页，共二十九页，2022年，8月28日第二节数据定义建立索引可以建立在该表的一列或多列上，当第一列的值相等时，考虑第二列的次序。每个<列名>后面还可以用<次序>指定索引值的排列次序，可选ASC(升序)或DESC(降序)，缺省值为ASC。唯一索引的每一个索引值只对应唯一的数据记录。聚簇索引是指索引项的顺序与表中记录的物理顺序一致的索引组织，在一个基本表上最多只能建立一个聚簇索引第七页，共二十九页，2022年，8月28日第三节数据操纵检索查询SELECT[ALL|DISTINCT]<目标列表达式>[别名][,<目标列表达式>[别名]]…FROM<表/视图>[别名][,<表/视图>[别名]]…[WHERE<条件表达式>]

[GROUPBY<列名1>][HAVING<条件>]][ORDERBY<列名2>[ASC|DESC]]；<目标列表达式>的格式[<表名.]<属性列名表达式>[,[<表名>.]<属性列名表达式>]…<表名>.*；*；<集函数>([DISTINCT|ALL]*)，集函数：SUM、AVG、COUNT、MAX、MIN第八页，共二十九页，2022年，8月28日第三节数据操纵<条件表达式>的格式<属性列名><属性列名>|<常量>|[ANY/ALL](SELECT语句)<属性列名>[NOT]BETWEEN<属性列名>

|<常量>|(SELECT语句)AND<属性列名>

|<常量>|[ANY/ALL](SELECT语句)<属性列名>[NOT]IN(<值1>[,<值2>…])|(SELECT语句)<属性列名>[NOT]LIKE<匹配串><属性列名>IS[NOT]NULL[NOT]EXISTS(SELECT语句)<条件>AND|OR<条件>[AND|OR<条件>…]第九页，共二十九页，2022年，8月28日第三节数据操纵更新INSERT（插入单记录和子查询两种形式）DELETE（通过子查询引入其他数据表）UPDATE（通过子查询引入其他数据表）更新操作与数据库的一致性增删改操作只能对一个表操作，这会影响数据库的数据一致性（参照完整性）问题，不同的数据库管理系统有不同的解决办法。第十页，共二十九页，2022年，8月28日第四节视图视图是从一个或几个基本表（或视图）导出的表，它与基本表不同，是一个虚表。数据库中只存放视图的定义，而不存放视图对应的数据，这些数据仍存放在原来的基本表中。定义和合理地使用视图能带来的好处为：视图能够简化用户的操作视图使用户能以多种角度看待同一数据视图对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性视图能够对机密数据提供安全保护第十一页，共二十九页，2022年，8月28日第四节视图为防止用户通过视图对数据进行增、删、改时，无意或故意操作不属于视图范围内的基本表数据，可在定义视图时加上WITHCHECKOPTION子句，这样在视图上增、删、改数据时，DBMS会进一步检查视图定义中的条件，若不满足条件，则拒绝执行该操作。由于视图是不实际存储数据的虚表，因此对视图的更新，最终要转换为对基本表的更新。在关系数据库中，因为有些视图的更新不能唯一地有意义地转换成对相应基本表的更新，因此并不是所有的视图都是可更新的。第十二页，共二十九页，2022年，8月28日第四节视图若一个视图是从单个基本表导出的，并且只是去掉了基本表的某些行和某些列，但保留了码，我们称这类视图为行列子集视图。一般对所有行列子集视图都可以执行修改和删除元组的操作，如果基本表中所有不允许空值的列都出现在视图中，则也可以对其执行插入操作。DBMS执行对视图的查询时，首先进行有效性检查，检查查询的表、视图等是否存在。如果存在，则从数据字典中取出视图的定义，把定义中的子查询和用户的查询结合起来，转换成等价的对基本表的查询，然后再执行修正了的查询，这一转换过程称为视图消解第十三页，共二十九页，2022年，8月28日第五节数据控制数据控制SQL中数据控制功能包括事务管理功能和数据保护功能，即数据库的恢复、并发控制；数据库的安全性和完整性。保证数据安全的主要措施是进行存取控制，即规定不同用户对于不同数据对象所允许执行的操作，并控制各用户只能存取他有权存取的数据。授予权限命令——GRANT收回权限命令——REVOKE第十四页，共二十九页，2022年，8月28日第四章关系数据库设计理论学习目的和要求了解数据依赖的定义及两种重要的类型理解各类范式的概念及涵义掌握相关概念及关系模式规范化的步骤。往年频繁考点：函数依赖的定义、性质部分函数依赖、传递函数依赖概念码、候选码、主码、主属性、非主属性概念第二范式；第三范式；BC范式的判断和规范化关系模式规范化的步骤判断关系模式的分解与原关系模式等价的标准第十五页，共二十九页，2022年，8月28日第一节数据依赖数据依赖的涵义数据依赖是通过一个关系中属性间值的相等与否体现出来的数据间的相互关系，是现实世界属性间相互联系的抽象，是数据内在的性质，是语义的体现。现在人们已经提出了许多种类型的数据依赖，其中最重要的是函数依赖和多值依赖。函数依赖设R(U)是一个关系模式，U是R的属性集合，X和Y是U的子集。对于R(U)的任意一个可能的关系r，如果r中不存在两个元组，它们在X上的属性值相同，而在Y上的属性值不同，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X→Y。第十六页，共二十九页，2022年，8月28日第一节数据依赖平凡函数依赖；非平凡函数依赖在关系模式R(U)中，对于U的子集X和Y,如果X→Y，但Y⊆X,则称X→Y是非平凡的函数依赖。若Y⊆X,则称X→Y是平凡的函数依赖。完全函数依赖；部分函数依赖在R（U）中，如果X→Y，并且对于X的任何一个真子集X′，都有X′→Y，则称Y对X完全函数依赖若X→Y，但Y不完全依赖于X，则称Y对X部分函数依赖传递函数依赖在R(U)中,如果X→Y,(Y⊆X)，Y→X,Y→Z,则称Z传递函数依赖于X。第十七页，共二十九页，2022年，8月28日第一节数据依赖数据依赖相关的一些概念候选码：设K为R〈U,F〉中的属性或属性组合，若U完全函数依赖于K,则K为R的候选码主码：若候选码多于一个，则选定其中的一个为主码主属性：包含在任何一个候选码中的属性非主属性：不包含在任何码中的属性称作非主属性外部码：关系模式R中属性或属性组X并非R的码，但X是另一个关系模式的码，则称X是R的外部码，也称外码第十八页，共二十九页，2022年，8月28日第二节范式范式(NormalForm)是符合某一种级别的关系模式的集合，是衡量关系模式规范化程度的标准根据规范化程度的不同，数据库范式从低到高有第一范式、第二范式、第三范式、BC范式、第四范式、第五范式。对于各范式之间的联系有：5NF4NFBCNF3NF2NF1NF成立1NF如果一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本数据项，则R∈1NF。仅满足1NF的关系模式有插入异常、删除异常、冗余过大和修改复杂。第十九页，共二十九页，2022年，8月28日第二节范式2NF若R∈1NF，且每一个非主属性完全依赖于R的任何码，则R∈2NF判断的方法：先找出所有的候选码，从而找出非主属性和主属性。如果不存在非主属性对码的部分函数依赖，则该关系属于2NF；否则不属于2NF。第二十页，共二十九页，2022年，8月28日第二节范式3NF关系模式R〈U,F〉∈2NF，且每一个非主属性都不传递函数依赖于码，则称R〈U，F〉∈3NF。判断的方法：先判断2NF,然后检查有无非主属性对码的传递函数依赖BCNF设关系模式R〈U,F〉∈1NF，若X→Y且Y⊆X时X必含有码，则R〈U,F〉∈BCNFBCNF的关系模式都具有如下3个性质：

①所有非主属性都完全函数依赖于每个候选码。

②所有主属性都完全函数依赖于每个不包含它的候选码。

③没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。第二十一页，共二十九页，2022年，8月28日第二节范式判断的方法：只需检查所有的函数依赖的决定因素是否包含码如果一个关系数据库中的所有关系模式都属于BCNF，那么在函数依赖范畴内，它已实现了模式的彻底分解，达到了最高的规范化程度，消除了插入异常和删除异常。第二十二页，共二十九页，2022年，8月28日第二节范式多值依赖设R(U)是一个关系模式，X，Y和Z是U的子集，并且Z=U-X-Y，多值依赖X→→Y成立当且仅当对R的任一关系r,r在(X，Z)上的每个值对应一组Y的值，这组值仅仅决定于X值而与Z值无关。4NF关系模式R＜U，F＞∈1NF，如果对于R的每个非平凡多值依赖X→→Y(Y⊆X)，X都含有候选码，则R∈4NF。判断的方法：先判断BCNF,然后，看所有非平凡的多值依赖是否是函数依赖。第二十三页，共二十九页，2022年，8月28日第三节关系模式的规范化规范化一个低一级的关系模式，通过模式分解可以转换为若干个高一级范式的关系模式的集合，这种过程就叫做规范化。规范化实质上是概念的单一化。关系模式规范化时一般应遵循以下原则：1）关系模式进行无损连接分解。2）合理选择规范化程度。3）正确性与可实现性原则。第二十四页，共二十九页，2022年，8月28日第三节关系模式的规范化关系模式规范化的基本步骤：对1NF关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的部分函数依赖，将1NF关系转换为若干个2NF关系。对2NF关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的传递函数依赖，从而产生一组3NF关系。对3NF关系进行投影，消除原关系中主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖，得到一组BCNF关系。对BCNF关系进行投影，消除原关系中非平凡且非函数依赖的多值依赖，从而产生一组4NF关系。对4NF关系进行投影，消除原关系中不是由候选码所蕴含的连接依赖，即可得到一组5NF关系。5NF是最终范式第二十五页，共二十九页，2022年，8月28日第三节关系模式的规范化无损连接性设关系模式R＜U，F＞被分解为若干个关系模式R1＜U1，F1＞，R2＜U2，F2＞，…，Rn＜Un，Fn＞(其中U=U1∪U2∪…∪Un，且不存在Ui⊆Uj，Fj为F在Ui上的投影)，若R与R1，R2，…，Rn自然连接的结果相等，则称关系模式R的这个分解具有无损连接性。只有具有无损连接性的分解才能够保证不丢失信息。多值依赖是分解无损的充要条件。第二十六页，共二十九页，2022年，8月28日第三节关系模式的规