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1 新世纪高等学校计算机专业教材系列 数据库原理及其应用教程 ( 第二版 ) 黄德才 主编 北 京

2 内容简介 本书详细介绍了数据库原理 方法及其应用开发技术 全书共分 8 章, 分别介绍了关系数据库标准语言 SQL, 数据模型, 数据库系统的模式结构, 关系模型与关系代数运算, 关系模式的规范化设计理论, 数据库的安全与保护,RAID 技术, 数据库设计的步骤和数据库实施, 数据库应用系统的体系结构,Microsoft SQL Server 2000 的安全管理 完整性策略 恢复技术 并发控制方法 触发器和存储过程, 一个基于 Delphi 6.0/SQL Server 2000 的 C /S 结构的简单数据库应用系统开发过程等内容 书中还介绍了数据库技术的新发展, 如面向对象数据库, 分布式数据库, 数据仓库与数据挖掘技术等 本书配有较多的例题和适量的习题, 随书光盘包括书中所有 SQL 例题和分别用 Delphi 和 Visual Basic 开发的数据库应用系统实例源程序和安装程序, 并赠送 PPT 课件一套, 不仅有利于教师进行多媒体教学, 还便于学生自学 本书既可作为普通高等院校有关专业 数据库原理及其应用 课程的教材, 也可作为成人教育和自学考试的教材和参考书, 还可供 IT 领域的技术人员参考 图书在版编目 ( CIP) 数据数据库原理及其应用教程 / 黄德才主编. 2 版. 北京 : 科学出版社,2006 ( 新世纪高等学校计算机专业教材系列 ) ISBN Ⅰ 数 Ⅱ 黄 Ⅲ 数据库系统高等学校教材 Ⅳ TP 中国版本图书馆 CIP 数据核字 (2006) 第 号责任编辑 : 段博原贾瑞娜 / 责任校对 : 曾茹责任印制 : 张克忠 / 封面设计 : 陈敬 出版 北京东黄城根北街 16 号邮政编码 : 印刷科学出版社发行各地新华书店经销 2002 年 8 月第 一 版 开本 : 16( ) 2006 年 7 月第 二 版 印张 :191/ 年 7 月第一次印刷 字数 : 印数 : 定价 :32 00 元 ( 含光盘 ) ( 如有印装质量问题, 我社负责调换枙双青枛 )

3 第二版前言 数据库技术是计算机科学与技术中发展最快的领域之一, 也是应用最为广泛的技术之一, 它已成为信息时代的核心技术和重要基础 在枟数据库原理及其应用教程枠第一版于 2002 年 8 月出版发行至今的 3 年多时间里, 一方面是数据库技术得到进一步发展, 数据库原理及其应用技术方面的知识更加丰富 ; 另一方面是各高校 数据库原理及其应用 课程的教学时数从前些年的 70 多学时逐年下降, 有的学校甚至将该课程的教学时数降到 48 学时 ( 含上机练习的学时 ) 这就为我们提出了如何解决教学内容增加, 而教学学时下降的问题 本书第二版就是在这种教学需求背景下, 在近几年教学实践基础上进行修订和编写的 本书首次在指导思想和体系结构上突破了传统教材从 理论 实践 再理论 的教学内容组织方法 本书主要对第一版中第 章的全部内容进行重新组织和修改补充 ; 对第 7 章增加了 SQL Server 常用工具和基于 VB 的数据库应用系统开发实例 ; 此外, 对第 4 章 第 5 章和第 8 章也进行适当修改, 并补充了部分数据库技术的新知识, 对一些限于篇幅而没能写进教材的数据库技术新进展, 也指出了明确的参考文献, 便于读者自学和扩大知识面 全书从数据库标准语言 SQL 及其在 SQL Server 中的使用开始, 导出数据模型 关系代数 关系演算 关系模式规范化设计理论 数据库安全与保护 数据库设计与实施等数据库系统原理与知识, 再介绍数据库应用系统开发实例, 最后介绍数据库的新理论和新进展, 使整个教学过程贯穿 实践 理论 再实践 再理论 的逐渐发展过程, 便于学生理解和掌握数据库的原理及其应用技术, 使教学获得事半功倍的效果 本书配有教学资料光盘, 其中不仅有利于课堂教学的 PPT 教学课件以及教材中的 SQL 例题, 还有用 Delphi 和 Visual Basic 开发的数据库应用系统实例源程序和安装程序 读者不仅可以通过安装和使用这个应用系统来理解数据库管理系统与数据库应用系统之间的区别和联系, 还可以在没有开发经验的情况下按照开发步骤说明, 自己开发完成并运行这个应用系统实例 ( 约 3~4 个小时 ), 真正帮助读者架起理论与实践的桥梁, 这不仅能帮助读者切实理解客户端与服务器端的概念及其相互联系, 增强实践能力, 激发学习兴趣, 更有利于提高教学质量和教学效果 此外, 本书还有配套的枟数据库原理及其应用教程 学习指导 例题分析 习题解答与标准试题库枠学习指导书 该书每章都包括 学习要求与重点 主要知识点 典型例题分析 教程习题答案 标准试题库 ( 填空题 选择题 简答题和综合题 ) 和 标准试题库参考答案 等 6 部分, 最后的附录还给出一套模拟试题及参考答案 读者若将教材和指导书配合使用, 不仅可以全面巩固所学知识, 还有助于提高知识的灵活应用能力 本书由黄德才任主编并完成全书的修订工作, 许芸 王文娟和沈良忠参加了有关章节的校对工作 本书的编写得到了编者同事和科学出版社的大力支持, 编者的研究生张良燕完成了用 Visual Basic 开发的数据库应用系统实例, 王玲丽和钟艳平还参加了第 1 章 i

4 第 8 章中部分内容的修改和增补工作, 在此一并表示衷心的感谢! 限于编者水平所限, 加之数据库技术的发展非常迅速, 书中疏漏和不当之处在所难免, 殷切希望广大师生和读者批评指正, 以期在下次修订时予以纠正 作者的电子邮件地址是 hdc@zjut.edu.cn 黄德才 2006 年 2 月于杭州 ii

5 第一版前言 数据库是计算机科学中十分重要且发展迅速的重要分支, DBMS( 数据库管理系统 ) 同操作系统一样, 已成为各种应用系统开发的基础平台 数据库原理及其应用课程的重要性越来越突出, 它不仅是普通高校计算机 信息管理等专业的主干课程, 而且已成为许多非计算机专业学生的必修或选修课程 ; 它还是政府上网工程中人员培训的必修科目 对于绝大多数学生来说, 学习数据库课程的主要目的不是去研究和开发商品化的 DBMS, 而是为了应用现有的 DBMS 和数据库应用系统开发工具, 解决实际工作中的各类计算机应用问题 因此, 高校计算机或信息管理类专业的学生, 必须兼顾数据库理论与实际应用知识的学习, 不仅要掌握数据库的基本原理, 还必须懂得如何将具体的 DBMS 与某种客户端应用开发工具结合, 完成基于 C /S 或 B /S 结构的数据库应用系统的开发过程, 才能真正理解和掌握数据库原理及应用的完整概念和知识, 为开发数据库应用系统奠定坚实的基础 然而, 国内目前出版的各种计算机专业和信息管理专业的数据库教材, 在内容安排和组织上都存在一些不尽如人意的地方 这些教材基本上可以分为两类, 一种是 数据库系统原理 类的教材, 其特点是注重理论, 主要内容放在数据库系统原理和数据库设计原理上, 内容抽象且脱离实际, 缺少对数据库应用系统开发方面的知识, 没能为学生架起从理论到实践的桥梁, 使得学生在学习数据库理论知识后却不知道如何应用 此外, 这类教材中的不少书籍在介绍标准 SQL 语言时给出的例子, 有些根本无法在当今最流行的 SQL Server 系统中运行 ( 全国多数高校的计算机实验环境和学生自己的计算机环境都使用 SQL Server), 使学习内容与实践环境严重脱节, 给学生学习增加了困难 另一种是 数据库原理及其应用 类的教材, 虽然增加了一些应用知识, 但仅停留在数据库应用系统开发环境和一般开发技术的简单介绍层面上, 这样反而给学生理解理论与实践之间的联系设置了障碍 本书是在作者多年数据库教学经验和数据库应用系统开发实践的基础上编写的一本体现当前数据库理论发展和应用技术水平, 符合 21 世纪 IT 发展需要的新教材 本书内容丰富, 层次分明, 概念清楚, 逻辑性强, 理论叙述深入浅出, 实际应用完整具体, 本书不仅配有较多的例子和适量的习题, 而且还有包括书中标准 SQL 例题和实验数据库应用系统的配套光盘 这不仅有利于教师进行多媒体教学, 也将为学生自学提供极大的帮助 本书不仅介绍了数据库系统基本原理和标准 SQL( 全部例子都在 SQL Server 2000 上运行通过 ), 且首次介绍了将 Delphi 与 SQL Server 2000 结合开发的一个基于 C /S 结构的简单而完整的数据库应用系统, 学生无需系统开发经验即可在 3~4 小时内建立完成并运行该系统, 这真正为学生架起了理论与实践的桥梁 实践表明, 这不仅能帮助学生真正理解客户端与服务器端的概念及其相互关系, 增强学生的实践能力, 还有利于提高教学质量和教学效果, 培养学生的系统开发能力和创新能力 全书共分 8 章, 第 1 章绪论, 主要内容有数据库的常用术语 计算机数据管理技术的产生和发展 数据模型 数据库系统的模式结构 DBMS 的功能等 ; 第 2 章关系数据库, 主 iii

6 要介绍关系模型的基本概念 关系代数运算 关系演算及其三种关系查询语言 ISBL, ALPHA,QBE 等 ; 第 3 章关系数据库标准语言 SQL, 主要有 SQL 的特点 数据定义 数据查询 数据更新 视图定义 数据控制 嵌入式 SQL 以及查询优化等有关知识 ; 第 4 章关系模式的规范化设计理论, 内容有关系模式可能存在的异常 关系模式的函数依赖 关系模式的范式 (1NF ~5 NF) 关系模式的分解特性等; 第 5 章数据库的安全与保护, 包括安全性 完整性 并发控制 事务处理与故障恢复技术 RAID 技术介绍等 ; 第 6 章数据库设计, 介绍数据库设计概念 数据库设计的步骤 ( 数据库规划 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 ) 和数据库实施等内容 ; 第 7 章数据库应用系统开发, 内容包括数据库应用系统的体系结构,Microsoft SQL Server 2000 的主要特点 安装 基本工具 安全管理 完整性策略 恢复技术和并发控制及其触发器和存储过程, 一个基于 Delphi 6.0/ Server 2000 的 C /S 结构的简单数据库应用系统 ; 第 8 章数据库技术新发展, 其内容有数据库家族概述 面向对象数据库技术 分布式数据库 数据仓库与数据挖掘等 讲授完本书全部内容大约需要 64 学时, 对于专科生或教学学时数较少的本科生可以不讲授标有 的内容 书中标有 的内容主要安排给学生课后自学, 如果时间充裕, 也可选择其中部分内容用于课堂讲授 本书可作为普通高校计算机专业 信息管理与信息系统专业和信息计算与数学专业学生 数据库原理及其应用 专业课程的教材, 也可作为成人教育和自学考试同名课程的教材和参考书, 还可作为 IT 领域科技人员的参考书 本书主要由黄德才 许芸 王文娟编写, 黄德才任主编并草拟提纲 规划各章节基本内容 第 章由黄德才负责编写, 第 2 3 章由许芸编写, 第 5 6 章由王文娟编写 黄德才完成全书的修改和统稿工作, 并对第 章进行了补充 本书的编写得到了编者同事和科学出版社的大力支持, 编者的研究生郭海东 沈良忠还参加了第 7 章内容的编写工作, 在此表示衷心的感谢! 限于编者水平所限, 加之数据库技术的发展非常迅速, 书中疏漏和不当之处在所难免, 真切希望广大师生和读者来信批评指正, 以期在修订时予以完善 作者的电子邮件地址是 huangdc@mail.hz.zj.cn 黄德才 2002 年 7 月于杭州 iv

7 目 录 第二版前言第一版前言第 1 章关系数据库标准语言 SQL (1) 1 1 SQL 概述 (1) SQL 的发展 SQL 的特点 基本概念 SQL 的数据定义 (4) 数据库的建立与删除 (4) 基本表的定义 删除与修改 (8) 建立与删除索引 (13) SQL 的数据查询 (14) 简单的选择与投影查询 (14) 连接查询 嵌套查询 集合查询 SQL 的数据更新 插入数据 修改数据 删除数据 SQL 的视图 定义视图 查询视图 更新视图 SQL 的数据控制 授权 收回权限 (1) (2) (3) (21) (24) (28) (29) (29) (30) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (35) (37) 1 7 嵌入式 SQL (38) 嵌入式 SQL 的介绍 (38) 嵌入式 SQL 语句与主语言之间的通信 (39) PowerBuilder 中的嵌入式 SQL 语句 (40) 在 Delphi 中使用 SQL 语句 (44) 在 VB 中使用 SQL 语句 (46) 习题 (47) v

8 第 2 章 数据管理与数据库 (49) 2 1 数据库的常用术语 (49) 数据与信息 (49) 数据独立性 (50) 数据库系统 (51) 2 2 计算机数据管理技术的产生和发展 (51) 人工管理阶段 (52) 文件系统阶段 (53) 数据库系统阶段 (54) 数据库技术的发展 (56) 数据库技术的主要研究领域 (58) 2 3 数据模型 (58) 数据模型的构成 (59) 数据模型的分类 (59) 实体联系 ( E R) 模型 (61) 常用的结构数据模型 (67) 2 4 数据库系统的模式结构 (72) 数据库系统模式的概念 (72) 数据库的三级模式 (73) 数据库的二级映象功能与数据独立性 (74) 2 5 DBMS 的功能 (76) 2 6 数据库系统的组成 (77) 习题 (79) 第 3 章 关系数据库模型 (81) 3 1 关系模型的基本概念 (81) 关系模型概述 (81) 关系数据结构 (82) 完整性规则 (85) 3 2 关系代数 (86) 传统的集合运算 (86) 专门的关系运算 (87) 关系运算举例 (91) 3 3 关系演算 (92) 元组关系演算 (92) 域关系演算 (93) 关系运算的安全限制 (94) 3 4 三种关系查询语言 (95) 基于关系代数的语言 ISBL (96) 元组关系演算语言 ALPHA (97) vi

9 3 4 3 域关系演算语言 QBE (100) 3 5 查询优化 (103) 查询优化概述 (103) 查询实例分析 (105) 查询优化的一般策略 (106) 关系代数的等价公式 (107) 查询优化的一般步骤 (108) 习题 (109) 第 4 章 关系模式的规范化设计理论 (112) 4 1 问题的提出 (112) 关系模式可能存在的异常 (112) 异常原因分析 (113) 异常问题的解决 (114) 4 2 关系模式的函数依赖 (115) 再论关系与关系模式 (115) 函数依赖的一般概念 (115) 候选键与主键 (117) 函数依赖的推理规则 (118) 4 3 关系模式的规范化 (126) 范式及其类型 (126) 第一范式 (1NF) (127) 第二范式 (2NF) (127) 第三范式 (3NF) (129) BC 范式 ( BCNF ) (130) 多值依赖 (132) 第四范式 (4NF) (134) 关系模式规范化步骤 (135) 4 4 关系模式的分解特性 (136) 模式分解中存在的问题 (136) 无损连接 (138) 无损连接的测试 (138) 保持函数依赖的分解 (142) 分解成 3NF 的模式集 (143) 关系模式设计原则 (144) 习题 (144) 第 5 章 数据库的安全与保护 (147) 5 1 安全与保护概述 (147) 5 2 数据库的安全性保护 (147) 用户鉴别 (148) vii

10 5 2 2 存取权限控制 (148) 视图机制 (149) 跟踪审查 (149) 数据加密存储 (150) 5 3 数据库的完整性保护 (150) 完整性约束的分类 (151) 完整性控制 (152) 触发器 (155) 5 4 数据库的并发控制技术 (155) 事务及特性 (155) 数据库的并发控制 (157) 并发的目的 (157) 并发所引起的问题 (157) 并发控制方法 (159) 并发调度的可串行性 (163) 时标技术 (165) 5 5 数据库的恢复技术 (167) 故障的种类 (167) 恢复技术 (168) 检查点机制 (172) 5 6 数据库的复制与相关技术 (173) 数据库的复制 (173) 数据库的镜像 (174) RAID 技术简介 (174) 习题 (175) 第 6 章 数据库设计与实施 (176) 6 1 数据库设计概述 (176) 数据库设计概念 (176) 数据库设计步骤 (177) 数据库设计的特点 (178) 6 2 数据库规划 (179) 6 3 需求分析 (179) 需求分析的任务 (180) 需求分析的步骤 (180) viii 数据字典 概念结构设计 基本方法 主要设计步骤 逻辑结构设计 (183) (185) (185) (186) (190)

11 6 5 1 E R 模式到关系模式的转换 (190) 关系模式的优化 (192) 6 6 物理结构设计 (194) 聚簇设计 (194) 索引设计 (195) 分区设计 (195) 6 7 数据库的实施和维护 (196) 数据库的建立与调整 (196) 数据库系统的试运行 (197) 数据库系统的运行和维护 (197) 习题 (198) 第 7 章 数据库应用系统开发 (200) 7 1 数据库应用系统的结构 (200) 集中式结构 (200) 二层客户机 / 服务器结构 (201) 三层客户机 / 服务器结构 (202) 多层结构 (203) 7 2 Microsoft SQL Server 2000 (204) SQL Server 的主要特点 (205) SQL Server 的安装 (206) SQL Server 的基本工具 (210) SQL Server 的安全性管理 (217) SQL Server 的完整性策略 (218) SQL Server 的恢复技术 (220) SQL Server 的并发控制 (222) 数据库编程 (224) 7 3 一个简单而完整的数据库应用系统 (227) 图形化客户端开发工具 Delphi (227) 一个数据库应用系统的实例 (231) 习题 (254) 第 8 章 数据库技术新发展 (255) 8 1 数据库家族概述 (255) 8 2 面向对象数据库技术 (256) 面向对象方法学简介 (256) 面向对象数据模型 (257) 面向对象数据库管理系统 (261) 8 3 分布式数据库 (267) 分布式数据库系统产生 (267) 分布式数据库系统的定义 (269) ix

12 8 3 3 分布式数据库系统的主要特点 (270) 分布式数据库系统的模式结构 (272) 分布式数据库管理系统及其分类 (273) 分布式数据库系统的优缺点 (275) 8 4 数据仓库与数据挖掘 (276) 数据的事务处理与分析处理 (276) 什么是数据仓库 (278) 数据仓库数据的四个基本特征 (279) 数据仓库系统的组成 (280) 数据仓库中数据的组织 (281) 数据仓库工具 (282) 数据挖掘工具 (287) 习题 (297) 参考文献 (299) x

13 第 1 章 关系数据库标准语言 SQL 数据库技术是计算机数据管理的最新技术, 是计算机科学的重要分支 当计算机的主要应用领域从科学计算转变到数据及事务处理时, 数据库技术应运而生并成为计算机科学的重要领域 今天, 数据库技术不仅在企业管理信息系统 ( MIS) 计算机集成制造系统 ( CIMS) 办公信息系统( OIS) 地理信息系统( GIS) Internet 技术等许多方面得到广泛应用, 且越来越多的新应用领域都采用数据库来存储和处理它们的信息资源 对于一个国家来说, 数据库的建设规模 数据库信息量的大小和使用频度 数据库的安全性和可靠性已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志 因此, 数据库原理及其应用课程成为计算机科学与技术专业 信息管理专业的重要专业课程之一 SQL 是 Structured Query Language 的缩写, 其读音为 [ si:kw ] 或直接读字母 S Q L, 中文翻译为 结构化查询语言 它是关系数据库中使用的标准数据查询语言,IBM 公司最早使用在其开发的数据库系统中, 并于 1987 年得到国际标准化组织的支持成为国际标准 目前,SQL 已被广泛地应用在各种商品化关系数据库管理系统 ( RDBMS ) 之中, 且是在相当一段时间内无法被取代的重要数据查询语言 可以毫不夸张地说, 如果不能掌握和熟练使用 SQL 语言, 就很难成为数据库方面的顶级高手 1 1 SQL 概述 SQL 的发展 SQL 语言由 Boyce 和 Chamberlin 于 1974 年提出 在 1975 ~1979 年, IBM 公司 San Jose Research Laboratory 研制了著名的关系数据库管理实验系统 System R 并实现了这种语言 由于它功能丰富, 语言简捷, 所以备受用户及计算机工业界欢迎, 被众多计算机公司和软件公司所采用 经各公司的不断修改 扩充和完善,SQL 语言最终发展成为关系数据库的标准语言 1986 年 10 月美国国家标准局 ( American National Standard Institute,ANSI) 的数据库委员会 X3 H2 批准了 SQL 作为关系数据库语言的美国标准 同年公布了 SQL 标准文本 ( SQL 1986) 1987 年国际标准化组织 (International Organization for Standardization,ISO) 也通过了这一标准 此后 ISO 与 ANSI 积极合作并不断地修改和完善 SQL 标准, 于 1989 年公布了 SQL 1986 标准,1992 年公布了 SQL 1992 标准,1999 年公布了标准 SQL 1999, 亦称 SQL3,2003 年 ISO 在以前所有标准的基础上增加了一些新的功能, 形成了最新标准 SQL 2003 据报道,ISO 又在研究和制定新的 SQL 标准, 并预计在 2007 年发布 当然, 所有这些新的标准并不仅仅是对 SQL 语言本身的完善, 而是随着 IT 技术的发展和社会各个领域实际应用的需求, 对基于 SQL 语言的整个数据库管理系统应该支持的功能进行适时的补充和完善 比如, 随着面向对象技术发展和多媒体数据应用的需求,SQL 标准增加了基本对象支持 增强对象支持和多媒体支持等功能 ; 为了不同应用程序系统之间 1

14 交换数据和应用程序跨平台性,SQL 标准增加了对 XML 和 JAVA 的支持 ; 为了帮助企业高层分析决策, 增加了数据仓库和联机分析处理 ( OLAP) 的支持功能等 读者若想了解更多的相关知识, 可阅读参考文献 [1] [2] [3] 自 SQL 成为国际标准语言以后, 各个数据库厂家纷纷推出支持标准 SQL 的数据库管理系统或接口软件, 使不同数据库系统之间的互操作有了共同的基础, 使数据库技术得到革命性的发展 此外,SQL 对数据库以外的领域也产生了很大影响, 有不少软件产品将 SQL 语言的数据查询功能与图形功能 软件工程工具 软件开发工具 人工智能程序结合起来 因此,SQL 已成为数据库领域中使用最为广泛的一个主流语言 SQL 的特点 SQL 语言之所以能够为用户和业界所接受, 并成为国际标准, 是因为它是一个综合的 功能极强同时又简便易学的语言 SQL 语言集数据查询 ( data query) 数据操纵( data manipulation) 数据定义( data definition ) 和数据控制 ( data control) 功能于一体, 主要特点包括 : 1) 综合统一 数据库系统的主要功能是通过数据库支持的数据语言来实现的 非关系模型 ( 层次模型 网状模型 ) 的语言一般都分为模式数据定义语言 ( schema data defini tion language, 模式 DDL), 外模式数据定义语言 ( subschema data definition language, 外模式 DDL) 与数据存储有关的描述语言 ( data storage description language,dsdl) 及数据操纵语言 ( data manipulation language,dml), 分别用于定义模式 外模式 内模式和进行数据的存取与处理 当用户数据库投入运行后, 如果需要修改模式, 必须停止现有数据库的运行, 转储数据, 修改模式并编译后再重装数据库, 十分麻烦不便 SQL 语言则将数据定义语言 ( DDL) 数据操纵语言( DML) 数据控制语言( DCL) 的功能集于一体, 语言风格统一, 可以独立完成数据库生命周期中的全部活动, 包括定义关系模式 插入数据 建立数据库 查询 更新 维护 数据库重构 数据库安全性控制等一系列操作要求, 这就为数据库应用系统的开发提供了良好的环境 用户在数据库系统投入运行后, 还可根据需要随时 逐步地修改模式, 且并不影响数据库的运行, 从而使系统具有良好的可扩展性 另外, 在关系模型中实体和实体间的联系均用关系表示, 这种单一的数据结构使数据的查找 插入 删除 修改等每一种操作都只需一种操作符, 从而克服了非关系系统由于信息表示方式的多样性带来的操作复杂性 例如, 在 DBTG 中, 需要两种插入操作符 : STORE 用来把记录存入数据库,CONNECT 用来把记录插入系值以建立数据之间的联系 2) 高度非过程化 非关系数据模型的数据操纵语言是面向过程的语言 为完成某项请求, 必须指定存取路径 而 SQL 语言进行数据操作, 只要提出 做什么, 而无需指明 怎么做, 因此无需了解存取路径, 存取路径的选择以及 SQL 语句的操作过程由系统自动完成 这不仅大大减轻了用户负担, 而且有利于提高数据独立性 3) 面向集合的操作方式 非关系数据模型采用的是面向记录的操作方式, 操作对象是一条记录 例如, 查询所有平均成绩在 60 分及以上的学生姓名, 用户必须编写一段处理程序, 指明存取路径和循环控制方法等, 才能一条一条地把满足条件的学生记录找出来 而 SQL 语言采用集合操作方式, 用户只需一条 SELECT 命令即可获得所有满足条件 2

15 的学生姓名 SQL 不仅操作对象 查找结果可以是元组的集合, 且一次插入 删除 更新操作的对象也可以是元组的集合 4) 一种语法, 两种使用方式 SQL 语言既是自含式语言, 又是嵌入式语言 作为自含式语言, 它能够独立地用于联机交互操作使用方式, 用户可以在终端键盘上直接键入 SQL 命令对数据库进行操作 ; 作为嵌入式语言, SQL 语句能够嵌入到高级语言 ( 如 C, C ++,PowerBuilder,Visual Basic,Delphi,ASP) 的程序中, 供程序员设计程序时使用 而在两种不同的使用方式下,SQL 语言的语法结构基本上是一致的 这种以统一的语法结构提供两种不同使用方式的做法, 为应用程序的开发提供了极大的灵活性与方便性 5) 语言简洁, 易学易用 SOL 语言功能极强, 但由于设计巧妙, 语言十分简洁, 完成核心功能只用了 9 个动词 ( 表 1 1) SQL 语言接近英语句子, 因此容易学习, 容易使用 表 1 1 SQL 语言的动词 SQL 功能 动 词 SQ L 功能 动 词 数据查询 SELECT 数据操纵 INSERT,UPDATE,DELETE 数据定义 CREATE,DROP,ALTER 数据控制 GRANT,REVOKE 6) 支持三级模式结构 三级模式结构是一种使数据库管理系统能对数据库中数据进行有效组织和管理的技术, 有关概念将在 2.4 节中详细介绍 标准 SQL 语言自然也支持这种三级模式结构 基本概念 1) 基本表 基本表也称为关系或表, 是数据库中独立存在的表 比如, 当表 1 2 所示的 Students 表存放在数据库中就是一个基本表, 它由 CREATE TABLE 命令 ( 下一节介绍 ) 创建的 为了提高对基本表的查询速度, 可以对一个基本表建立若干索引, 这些索引都依附于该基本表且存放在数据库文件中 2) 属性和属性名 基本表中的每一列称为一个属性, 它规定每列数据的性质 ; 每列第一行的字符串, 如 Sno,Sname 等称为列名或属性名, 有时也简称属性 3) 表结构和元组 基本表属性名的集合称为表结构 表 1 2 中的 ( Sno, Sname, Ssex,Sage, Sdept) 就是基本表 Students 的表结构 ; 基本表中除表结构以外的每一行称为一个元组或数据行 比如, 表 1 2 中的 ( S03, 范林军, 女,18, 计算机 ) 就是基本表 Students 的一个元组 显然, 一个基本表由表结构和许多元组构成 表 1 2 基本表 Students 4) 属性值 基本表中每个元组的一个数据称为一个属性值 比如 S03, 范林军 就分别是属性 Sno,Sname 对应的一个属性值 显然, 一个属性可以取很多个值 3

16 5) 视图 视图是从一个或几个基本表导出的表, 由 CREATE VIEW 命令 (1 5 节介绍 ) 创建 视图中只存放视图的定义及其关联的基本表名等信息而不存放视图对应的数据行, 这些数据仍然存放在导出视图的基本表中, 因此视图又称为虚拟表 但 SQL 在查询视图时与基本表完全相同, 且用户可以在视图上再定义视图 6) 存储文件 存储文件也称数据库文件, 它由若干个基本表组成 存储文件的物理结构是任意的, 对用户是透明的 为了突出基本概念和基本功能, 下面在介绍 SQL 的命令功能和格式时, 略去了一些语法细节 由于各种 DBMS 产品在实现标准 SQL 语言时一般都做了某种扩充, 因此, 不同的 DBMS 产品会稍有差别 读者在具体使用某个 DBMS 产品时, 应当参阅销售商提供的有关手册 1 2 SQL 的数据定义 SQL 的数据定义功能包括定义表 定义视图和定义索引, 如表 1 3 所示 由于视图是虚拟表, 索引依附于基本表, 因此 SQL 一般不提供修改视图定义和修改索引定义的操作 如果用户想修改视图定义或索引定义, 只需先将其删除然后重新定义即可 本节介绍基本表和索引的定义, 视图的定义将在 1 5 节专门讨论 表 1 3 SQL 的数据定义语句 操作对象 操作方式 创建删除修改 表 CREATE TABLE DROP TABLE ALTER TABLE 视图 CREATE VIEW DROP VIEW 索引 CREAT INDEX DROP INDEX 数据库的建立与删除 假设读者已经按照 节的方法在自己的计算机上安装好 Microsoft SQL Server 2000 标准版, 则我们可以利用 SQL Server 2000 的企业管理器 ( enterprise manager) 建立一个名为 student_mis 的数据库 SQL Server 企业管理器是一个集成化的数据库操作环境工具 几乎所有的操作都可以在该工具中完成, 比如创建数据库 制作数据库后备副本 执行各种向导工具 服务器配置 数据复制等 图 1 1 就是 SQL Server 企业管理器的一个典型窗口, 该窗口可以在 Windows 中通过依次单击 [ 开始 ] [ 程序 ] [ SQL Server 2000] [ 企业管理器 ] 来打开 在图 1 1 中, 我们可以看到 SQL Server 企业管理器窗口分成三个区, 即菜单区 对象浏览区和任务板区 菜单区位于该工具窗口的顶端, 主要包括 SQL Server 企业管理器工具的各种菜单命令, 如 控制台 窗口 操作 查看 工具 以及 工具栏 等, 通过选择菜单区中的菜单命令或工具栏中对应的工具, 用户可以执行数据库的许多操作命令 4

17 图 1 1 SQL Server 企业管理器窗口对象浏览区位于该窗口的左下方, 它在形状和操作方面都类似于资源管理器 对象浏览区主要包括了 SQL Server 系统中的各种对象和服务, 如数据库 管理 复制 数据转换服务等, 通过选择该对象浏览区中的对象或服务就可以完成对数据库的操作任务, 数据库的安全性管理任务, 数据转换服务功能等 任务板区位于该窗口的右下方, 是数据库 管理 复制和数据转换服务等有关的图形化操作界面 SQL Server 的许多操作都可以在这三个区域中执行 其中, 菜单区和任务板区中的内容都依赖于在对象浏览区选定的对象 在对象浏览区选择不同的对象就会出现不同的菜单项和任务板导航选项 比如, 当我们选中对象浏览中的数据库对象后, 数据库对象中所包含的对象就在任务板中显示出来, 它所对应的菜单也同时显示在菜单区中 因此, 对象浏览区中的对象是企业管理器工具中的核心内容 下面介绍如何利用 SQL Server 的企业管理器工具来创建数据库, 该数据库将在后面几节中使用 1) 打开数据库属性对话框 按照前面介绍的方法先启动企业管理器, 然后展开对象浏览区的树状结构 ( 图 1 1), 用鼠标右击其中的 数据库 对象节点, 则会弹出一个快捷菜单, 在该菜单中选择 新建数据库 这个菜单命令, 就会出现图 1 2 所示的数据库属性对话框 在该对话框中, 有常规 数据文件和事务日志三个选项卡 2) 输入数据库名称 在数据库属性对话框中选择 常规 选项卡 ( 图 1 2), 在该选项卡的 名称 文本框中输入欲创建的数据库名称, 这里输入的是 student_mis, 用来存储学生成绩表等有关信息 3) 创建数据文件 在数据库属性对话框中选择 数据文件 选项卡 ( 图 1 3), 在这个区域中输入数据库文件的有关信息, 包括数据库文件名称 位置 初始大小和文件组名称 在我们的例子里, 该选项卡中的全部值都使用默认值, 故其数据库文件名就是前一步输入的数据库名称后面加上 _Data, 所以本例的数据库文件名为 student_mis_data, 其扩展名为 MDF, 而数据库文件的默认存放位置是 C:\MSSQL \data \student_mis_data.mdf 4) 创建事务日志文件 在数据库属性对话框中选择 事务日志 选项卡 ( 图 1 4) 该选项卡上的信息与数据文件选项卡上的信息非常类似 在事务日志选项 5

18 图 1 2 数据库属性窗口的常规选项卡 图 1 3 数据库属性窗口的数据文件选项卡卡上, 要求输入数据库日志文件的有关信息, 包括数据库日志文件名称 位置 初始大小和文件组名称 在本例中, 我们仍然使用默认值, 故其事务日志文件名为 student_mis_log, 其扩展名为 LDF, 而数据库文件的默认存放位置是 C:\MSSQL \data \student _Mis_Log. LDF 6

19 图 1 4 数据库属性窗口的事务日志选项卡 当以上设置完成以后, 单击 确定 按钮 ( 图 1 4), 则完成数据库的创建工作 我们可以从企业管理器的树形区中看到我们刚刚新建的数据库 student_mis, 在任务板区看到该数据库有关的对象信息 ( 图 1 5), 当然, 现在这些对象信息都是 SQL Server 自动建立的 图 1 5 新创建的数据库 student_mis 7

20 1 2 2 基本表的定义 删除与修改 为了后面举例说明方便, 我们定义学生选课数据库的三个基本表, 其具体数据由表 1 2 表 1 4 和表 1 5 给出 本章后面介绍所有的例子都基于这三个基本表 ( 关系 ) 表 1 4 关系 Courses Cno Cname Pre_Cno Credit s C01 英语 4 C02 数据结构 C05 2 C03 数据库 C02 2 C04 DB _ 设计 C03 3 C05 C ++ 3 C06 网络原理 C07 3 C07 操作系统 C05 3 表 1 5 关系 Reports Sno Cno Grade S01 C01 92 S01 C03 84 S02 C01 90 S02 C02 94 S02 C03 82 S03 C01 72 S03 C02 90 S04 C03 75 当我们完成了 student_mis 数据库的建立以后, 就可以利用 SQL 命令在查询分析器 ( query analyzer) 来创建由表 1 2 表 1 4 和表 1 5 给出的 3 个基本表 SQL Server 的查询分析器是一个功能强大且使用方便的执行 SQL 语句的工具 ( 微软公司将 SQL Server 中使用的 SQL 语句称为 TRANSACT SQL) 该工具有许多优点, 例如, 可以交互式地输入和执行各种 TRANSACT SQL 语句, 并且在一个窗口中可以同时看到 SQL 语句和语句的执行结果集 ; 在该工具中不仅可以同时执行多个 SQL 语句, 也可以执行脚本文件中的部分语句 ; 提供了一种图形化分析查询语句执行规划的方法, 可以报告由 SQL 查询分析器选择的数据检索方法, 并且可以根据查询规划调整查询语句的执行, 提出可以提高执行性能的优化的索引建议等 在 Windows 中通过依次单击 [ 开始 ] [ 程序 ] [ SQL Server 2000] [ 查询分析器 ], 即可启动查询分析器 ( 图 1 6) 与企业管理器类似, 该工具的窗口可分为菜单区 对象浏览区和查询语句区 菜单区 ( 窗口的上部 ) 提供了各种操作的菜单命令, 对象浏览区 ( 窗口的左下部 ) 提供了系统中现有的各种数据库对象 函数和系统提供的创建数据库对象的模板, 查询语句区 ( 窗口的右下部 ) 可以人机交互式地输入 SQL 查询语句, 并显示执行查询语句的结果 下面介绍如何利用查询分析器在数据库 student_mis 中创建表, 并向表中增加元组的方法 1 定义基本表数据库文件建立以后最重要的一步就是定义一些基本表 SQL 语言使用 CREATE TABLE 语句定义基本表的结构, 其一般格式为 CREATE TABLE < 表名 > ( < 列名 > < 数据类型 > [ 列级完整性约束条件 ] 8

21 图 1 6 在查询分析器中选择 student_mis 数据库 [, < 列名 > < 数据类型 > [ 列级完整性约束条件 ]] [, < 表级完整性约束条件 ] ) ; 其中, 方括号内的项目是可选项 ;< 表名 > 是所要定义的基本表的名字 建表的同时通常 还可以定义与该表有关的完整性约束条件, 这些完整性约束条件被存入 DBMS 的数据字 典中 当用户操作表中数据时由 DBMS 自动检查该操作是否违背这些完整性约束条件 如果完整性约束条件涉及该表的多个属性列, 则必须定义在表级上, 否则既可以定义在列 级也可以定义在表级 例 1 1 建立表 1 2 所示的学生表 Students, 每个属性名的意义为 Sno 学号 Sname 姓名 Ssex 性别 Sage 年龄 Sdept 所在系 这里要求 Sno 和 Sname 不能为空值, 且取值唯一 CREATE TABLE St ude nt s / 列级完整性约束条件 / ( S n o CHAR( 5 ) NOT NUL L, / Sno 不能为空值 / S na me CHAR( 2 0 ) NOT NULL, / Sname 不能为空值 / Ssex CHAR( 2 ), Sage I NT, Sdept CHAR( 15), CONS TRAI NT u n _S no UNI QUE( S no ), / Sno 取值唯一的约束 / CONS TRAI NT u n _S na me UNI QUE( S n a me ) ) ; / Sna me 取值唯一的约束 / 用以上 SQL 命令在数据库 student_mis 中定义基本表 Students 的操作步骤如下 : 1) 选择数据库 student_mis 查询分析器刚打开时, 它默认的数据库名称是 master 数 据库, 所以我们必须在查询分析器窗口的下拉列表框中把数据库名 master 换成我们自己 建立的数据库 student_mis( 图 1 7) 2) 在 student_mis 创建表 选定了 student_mis 数据库以后, 我们就可以在查询语句 区输入建表的 SQL 语言 比如, 我们在图 1 7 中输入例 1 1 的 SQL 语句后, 选择 查询 9

22 图 1 7 在 student_mis 中成功创建基本表 Students 菜单中的 执行 命令, 就在数据库 student_mis 中创建了一个名为 Students 的基本表 显然, 以上 SQL 命令创建的基本表中还没有任何元组 我们只要在查询分析器的查询语句区输入如下 SQL 查询语句 select from Students 并执行, 就可见到如图 1 8 所示的结果, 表明基本表 Students 中的确没有元组 图 1 8 基本表 Students 中没有元组请读者在查询分析器中使用 CREATE TABLE 命令创建表 1 4 和表 1 5 所示的 Courses 和 Reports 两个基本表, 并为后面学习使用查询语句做好准备 注意其中属性名的意义分别为 Cno 课程号, Cname 课程名, Pre_Cno 先修课程号, Credits 学分,Grade 考试成绩 从上面的例子可以发现,SQL 在定义基本表的各个属性时, 要求指明其数据类型和长度 不同的数据库系统支持的数据类型不完全相同, 以下是 Microsoft SQL Server 支持主 10

23 要数据类型 : TI NYI NT 整数类型, 其值按 1 个字节存储 S MALLI NT 整数类型, 其值按 2 个字节存储 INTEGER 或 INT 整数类型, 其值按 4 个字节存储 REAL 实数类型, 其值按 4 个字节存储 FLOAT 实数类型, 其值按 8 个字节存储 CHARACTER( n) 或 CHAR( n ) 长度为 n 的字符类型, 一个字符占一个字节 VARCHAR( n ) 最大长度为 n 的变长字符串, 所占空间与实际字符数有关 DATETI ME 日期时间类型, 缺省格式为 MM DD YYYY HH: MM: AM/ PM TI MESTAMP 更新或插入一行时, 系统自动记录的日期时间类型 细心的读者可能已经发现, 例 1 1 中对 Sno 等属性的约束用到了 NULL( 空值 ) 这个 保留字, 这表明标准 SQL 语言支持空值的概念 所谓空值是当前 不知道 的值, 它既不 是 0 也不是空字符, 通常用 NULL 表示 比如, 商店中某种商品到货后暂时没有定价, 则 该商品的销售价格暂时为空, 待定价后再改为实际值 例 1 1 中对 Sno 的约束为 NOT NULL, 即学生的学号必须是确定的, 绝不能为空值 空值在运算中会带来结果的不确定性, 不同的数据库管理系统通常有不同的规定 比如, 在算术表达式中, 当有一个运算分量为空值时, 其表达式的值为空值 2 向表中添加元组 由 CREATE TABLE 命令只是创建了基本表的结构, 我们还必须使用 INSERT 命令向 表中添加元组, 其语句格式为 INSERT INTO < 表名 > [ ( < 属性列 1 > [, < 属性列 2> ]] VALUES ( < 常量 1 > [,< 常量 2>] ) ; 该命令的功能是将一个新元组添加到指定的表中 其中新元组属性列 1 的值取值常 量 1, 属性列 2 的值取值常量 2, INTO 子句中没有出现的属性列, 其新元组在这些列 上将取空值 但若在 CREATE 定义表时使用了 NOT NULL 约束的属性列不能取空值, 否 则会出错 如果 INTO 子句中没有指明任何列名, 则新插入的元组必须在每个属性列上均有值 例 1 2 将一个学生元组 ( S01, 王建平, 男,21, 计算机 ) 添加到基本表 Students 中 其 SQL 命令如下 : INSERT INTOStudents VALUES ('S01',' 王建平 ', ' 男 ',21,' 自动化 '); 在查询分析器的查询语句区输入以上命令并执行, 就可向 Students 表成功增加这个 元组 ( 图 1 9) 读者可以使用同样的方法把表 1 2 中其余 5 个元组增加到基本表 Students 中, 把表 1 4 和表 1 5 中的元组分别添加到 Courses 和 Reports 两个基本表中, 还可以用图 1 8 所示的命令和方法查看增加到这些表中的所有元组 11

24 图 1 9 向基本表 Students 中成功增加一个元组本章后面介绍的所有 SQL 命令都可以在查询分析器中输入并执行, 同时 SQL Server 也返回命令的执行情况信息 因此, 以后我们只介绍有关对数据库进行操作的命令, 不再用查询分析器的执行窗口图片来展示命令的执行情况, 请读者自行上机实验 3 修改基本表随着应用环境和应用需求的变化, 有时需要修改已经建立的基本表,SQL 语言用 AL TER TABLE 语句修改基本表, 其一般格式为 ALTER TABLE < 表名 > [ ADD < 新列名 > < 数据类型 > [ 完整性约束 ]] [ DROP CONS TRAI NT [ 完整性约束名 ]] [ ALTER COLUMN < 列名 > < 数据类型 > ]; 其中,< 表名 > 是要修改的基本表表名 ;ADD 子句用于增加新列和新的完整性约束条件 ; DROP CONSTRAINT 子句用于删除完整性约束条件 ;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 1 3 向基本表 Students 中增加 入学时间 属性列, 其属性名为 Sentrancedate, 数据类型为 DATETIME 型 ALTERTABLE St udents ADDSentrancedat e DATETIME; 不论基本表中原来是否已有元组, 新增加的属性列值一律为空值 例 1 4 将 Sage( 年龄 ) 的数据类型改为 SMALLINT 型 ALTER TABLE St u de n t s ALTER COLUMN Sa g e SMALLI NT ; 修改原有的列定义有可能会破坏已有数据 例 1 5 删除 Sname( 姓名 ) 必须取唯一值的约束 12

25 ALTER TABLE St u de n t s DROP CONS TRAI NT u n _ Sn a me ; 标准 SQL 没有提供删除属性列的语句, 用户只能间接实现这一功能, 即先把表中要保留的列及其内容复制到一个新表中, 然后删除原表, 再将新表重命名为原表名 但 SQL Server 2000 增加了删除属性的命令 比如, 删除属性列 Sage 的命令为 ALTER TABLE St u de n t s DROP COLUMN S a g e ; 4 删除基本表当某个基本表不再需要时, 可以使用 DROP TABLE 语句删除它 其一般格式为 DROP TABLE < 表名 > ; 例 1 6 删除 Students 表 DROP TABLE St udent s; 基本表一旦删除, 表中的数据以及相应建立的索引和视图都将自动被删除掉 因此执行删除基本表的操作一定要格外小心 建立与删除索引 建立索引是加快查询速度的有效手段 用户可以根据应用环境的需要, 在基本表上建立一个或多个索引, 以提供多种物理存取路径, 加快查找速度 一般说来, 建立与删除索引由数据库管理员 ( DBA) 或表的属主 ( owner, 即创建该表的人 ) 负责完成 系统在存取数据时会自动选择合适的索引作为存取路径, 用户不能也不必使用索引 1 建立索引在 SQL 语言中, 建立索引使用 CREATE INDEX 命令, 其语句格式为 CREATE [ UNI QUE] [ CLUS TERED] INDEX< 索引名 > ON < 表名 > ( < 列名 > [ < 排序方式 > ] [, < 列名 > [ < 排序方式 > ]] ) ; 其中,< 表名 > 是要为其窗口创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 每个 < 列名 > 后面还可以用 < 排序方式 > 来指定索引值按照 ASC( 升序 ) 或 DESC( 降序 ) 的方式排序, 缺省值为 ASC UNIQUE 表明此索引的每一个索引值只对应唯一的一个元组 CLUSTERED 表示要建立的索引是聚簇索引 所谓聚簇索引是指索引项的顺序与表中元组的物理顺序一致的索引组织 例 1 7 为学生选课数据库中的 Students, Courses,Reports 三个表建立索引 其中 Students 表按 Sno( 学号 ) 升序建唯一索引,Courses 表按 Cno( 课程号 ) 升序建唯一索引, Reports 表按 Sno( 学号 ) 升序和 Cno( 课程号 ) 号降序建唯一索引 其语句为 CREATE UNIQUE I NDEX St u_sno ON St udent s( Sno) ; CREATE UNI QUE I NDEX Co u _Cn o ON Co u r s e s ( Cn o ) ; CREATE UNI QUE I NDEX Re p _S Cno ON Re po r t s ( S n o ASC, Cno DESC) ; 例 1 8 在基本表 Students 的 Sname( 姓名 ) 和 Sno( 学号 ) 列上建立一个聚簇索引, 而 13

26 且 Students 中的物理记录将按照 Sname 值和 Sno 值的升序存放 其语句为 CREATE CLUSTERED I NDEX St u_sname_sno ON St udent s( Sname, Sno ) ; 值得特别注意的是, 每个基本表上最多只能建立一个聚簇索引 一般在最经常查询的列上建立聚簇索引以提高查询效率 建立聚簇索引后, 更新索引列上的数据时, 往往导致基本表中元组的物理顺序的变更, 时间开销较大, 因此对于经常更新的列不宜建立聚簇索引 2 删除索引索引一经建立, 就由系统使用和维护它, 不需用户干预 建立索引是为了减少查询操作的时间, 但如果数据增加删改频繁, 系统会花费许多时间来维护索引 这时, 可以删除一些不必要的索引 在 SQL 语言中, 删除索引使用 DROP INDEX 语句, 其一般格式为 DROP I NDEX < 表名. 索引名 > ; 例 1 9 删除基本表 Reports 上的 Rep_SCno 索引 DROP I NDEX Re p o r t s. Re p _ SCn o ; 删除索引时, 系统会同时从数据字典中删去该索引有关的定义 1 3 SQL 的数据查询 数据查询是数据库的核心操作 SQL 语言提供了 SELECT 语句进行数据库的查询, 该语句具有灵活的使用方式和丰富的功能 其一般格式为 SELECT [ ALL DI S TI NCT] < 目标列表达式 > [,< 目标列表达式 > ] FROM < 表名或视图名 > [,< 表名或视图名 > ] [ WHE RE < 条件表达式 > ] [ GROUP BY < 列名 1> [ HAVI NG < 条件表达式 > ]] [ ORDER BY < 列名 2> [ ASC DES C]]; 整个 SELECT 语句的含义是 : 根据 WHERE 子句的设定的条件, 从 FROM 子句指定的基本表或视图中找出满足条件的元组, 再按目标列表达式规定的属性列选出元组中的对应属性值形成结果表 如果有 GROUP 子句, 则将结果按 < 列名 1> 的值进行分组, 该属性列值相等的元组为一个组 如果 GROUP 子句带 HAVING 短语, 则只输出满足指定条件的组 如果有 ORDER 子句, 则结果表还要按 < 列名 2> 的值升序或降序方式排序 SELECT 语句能表达所有的关系代数表达式 下面我们仍以学生课程数据库为例说明 SELECT 语句的用法 简单的选择与投影查询 14 简单的选择与投影查询指仅涉及一个基本表或一个视图的查询

27 1 无条件查询 例 1 10 查询全体学生的详细记录 这是一个无条件的选择查询, 其命令为 SELECT / 这里的 等价于 ALL / FROMSt udent s ; 其结果为表 1 3 中的全部数据 例 1 11 查询全体学生的姓名 ( Sname) 学号( Sno) 所在系( Sdept) 这是一个无条件的投影查询, 其命令为 SELECT Sname, Sno,Sdept FROMSt udent s ; 此例表明, 查询结果输出列的顺序可以按照用户要求改变而不必与基本表中的顺序一样 例 1 12 查询全体学生的姓名 ( Sname) 出生年份及学号( Sno) 由于 SELECT 子句的 < 目标列表达式 > 不仅可以是表中的属性列, 也可以是表达式, 故可以查询经过计算的值 其命令为 SELECT Sno,Sname, Sage FROMSt udent s ; 此例中的 Sage 不是列名, 而是一个计算表达式, 是用当前的年份 ( 假设为 2001 年 ) 减去学生的年龄 ( Sage) 本例的输出的结果为 Sno S01 S02 S03 S04 S05 S06 Sname 王建平刘华范林军李伟黄河长江 其实,< 目标列表达式 > 不仅可以是算术表达式, 还可以是字符串常量 函数等 注意到例 1 13 输出结果, 其中的计算列 Sage 在结果没有列标题, 我们可以 为其增加一个列标题 例 1 13 查询全体学生的姓名 出生年份和学号, 要求用小写字母表示学号中的字 母 其命令为 SELECT Sname, 'Birth:' Title, Sage Bi r t hyear,lower( Sno ) Ls no FROMSt udent s ; 输出的结果为 15

28 Sname Title Bithyear Lsno 王建平 Birth: 1980 s 01 刘华 Birth: 1982 s 02 范林军 Birth: 1983 s 03 李伟 Birth: 1982 s 04 黄河 Birth: 1983 s 05 长江 Birth: 1981 s 06 在例 1 13 中, 我们通过指定别名来改变查询结果的列标题, 这对于含算术表达式 常量 函数名的目标列表达式尤为有用 例 1 14 查询选修了课程的学生学号 其命令为 SELECT DI STI NCT Sno FROM Re po r t s ; 执行上面的 SELECT 语句后, 输出结果为 Sno S01 S02 S03 S04 这里使用 DISTINCT 短语的目的是消去查询结果表中相同的元组 2 条件查询条件查询就是使用 WHERE 子句, 为查询增加条件 WHERE 子句的条件表达式是一个逻辑表达式, 它由常量 变量 函数 属性名和各种运算符组成 SQL 所涉及的运算符如表 1 6 所示 表 1 6 SQL 所涉及的运算符和函数 名称运算符注释比较运算 =, <, >, > =, < =,! =, < >,! >,! < 等于 小于 大于 谓词 BETWEEN AND, NOT BETWEEN AND IN,NOT IN LIKE,NOT LIKE IS NU LL,IS NOT NULL 介于两者之间, 介于两者之外在其中, 不在其中匹配 不匹配是空值, 不是空值 逻辑运算 NOT, AND, OR 非, 与 或 集函数 COUNT( ), CO UN T( 列名 ), SU M( 列名 ) AVG( 列名 ), MAX( 列名 ), MIN( 列名 ) 统计元组个数, 统计列值个数, 列值汇总, 求列值平 均, 求列值最大, 求列值最小 16

29 算 说明 : 集函数若使用列名, 则还可以使用 DISTINCT 短语, 表示相同的列值不参与计 (1) 比较条件例 1 15 查询数学系全体学生的学号 ( Sno) 和姓名 ( Sname) 其命令为 SELECT Sno, Sname FROMSt udent s WHE RE S d e p t = ' 数学 ' ; 例 1 16 查询所有年龄在 18 ~22 岁 ( 包括 18 岁和 22 岁 ) 之间的学生姓名 ( Sname) 及年龄 ( Sage) 其命令为 SELECT Sname, Sa ge FROMSt udent s WHERE Sage > =18 AND Sage < =22; (2) 谓词条件例 1 17 查询年龄在 18 ~22 岁 ( 包括 18 岁和 22 岁 ) 之间的学生姓名 ( Sname) 及年龄 ( Sage) 其命令为 SELECT Sname, Sa ge FROMSt udent s WHE RE S a g e B ET WEE N 1 8 AND 2 2 ; 为 例 1 18 查询年龄不在 18 ~22 岁之间的学生姓名 ( Sname) 及年龄 ( Sage) 其命令 SELECT Sname, Sa ge FROMSt udent s WHERE Sag e NOT BETWEEN 18 AND 22 ; 例 1 19 查询自动化系 数学和计算机系学生的学号 ( Sno) 姓名( Sname) 和性别 ( Ssex) 其命令为 SELECT Sno,Sname,Ssex FROMSt udent s WHE RE S d e p t I N ( ' 自动化 ', ' 数学 ', ' 计算机 '); 等价于 : SELECT Sna me,ssex FROMSt udent s WHERE Sd e p t = ' 自动化 ' OR Sdept = ' 数学 ' OR Sdept = ' 计算机 ' ; 例 1 20 查询既不是信息系 数学系 也不是计算机系的学生的姓名 ( Sname) 和性 别 ( Ssex) 其命令为 SELECT Sname, Ss ex FROMSt udent s WHE RE S d e p t NOT I N ( ' 自动化 ', ' 数学 ', ' 计算机 '); 在 WHERE 子句中除了使用以上谓词外, 还可以用 LIKE 或 NOT LIKE 谓词来进行字 17

30 符串的匹配 其一般语法格式为 [ NOT] LI KE ' < 匹配串 >' [ ES CAP E' < 换码字符 >'] 其含义是查找指定的属性列值与 < 匹配串 > 相匹配的元组 < 匹配串 > 可以是一个完整的字符串, 也可以含有通配符 % 和 _, 其意义如下 : 1) % ( 百分号 ): 代表任意长度 ( 长度可以为 0) 的字符串 例如,a% b 表示以 a 开头, 以 b 结尾的任意长度的字符串 如 acb,abcdb,ab 等都满足该匹配串 2) _ ( 下横线 ): 代表任意单个字符 例如,a_b 表示以 a 开头, 以 b 结尾的长度为 3 的任意字符串 如 acb,adb 等都满足该匹配串 例 1 21 查询所有姓刘的学生的姓名 ( Sname) 学号( Sno) 和性别 ( Ssex) 其命令为 SELECT Sname, Sno, Ss ex FROMSt udent s WHE RE S n a me L I KE ' 刘 %' ; 例 1 22 查询姓 刘 且全名为 3 个汉字的学生的姓名 ( Sname) 和所在系 ( Sdept) 其命令为 SELECT Sname, Sdept FROMSt udent s WHE RE S n a me L I KE ' 刘 ' ; 注意 : 一个汉字要占两个西文字符的位置, 所以匹配串刘后面需要跟 4 个 _ ( 下划线 ) 例 1 23 查询所有不姓刘的学生姓名 ( Sname) 和年龄 ( Sage) 其命令为 SELECT Sname, Sage FROMSt udent s WHE RE S n a me NOT L I KE ' 刘 %' ; 如果用户要查询的字符串本身就含有 % 或 _, 这时必须使用 ESCAPE < 换码字符 > 短语对通配符进行转义 例 1 24 查询课程名为 DB_ 设计 的课程号 ( Cno) 和学分 ( Credits) 其命令为 SELECT Cno,Cr edi t s FROMCour ses WHE RE C n a me L I KE ' DB \ _ 设计 ' ESCAPE ' \' ; ESCAPE \ 短语表示 \ 为换码字符, 这样匹配串中紧跟在 \ 后面的字符 _ 不再具有通配符的含义, 转义为普通的 _ 字符 例 1 25 查询以 DB_ 开头, 且倒数第 2 个汉字字符为 设 的课程的详细情况 其命令为 SELECT FROMCour ses WHE RE C n a me L I KE ' DB \ _ % 设 ' ESCAPE' \' ; 18