数据库系统概论 第三章关系数据库标准语言 SQL(I) 兴义民族师范学院
第三章关系数据库标准语言 SQL 3.1 SQL 概述 3.2 学生 - 课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 视图 3.7 小结
3.1 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 是一个通用的 功能极强的关系数据库语言 3.1.1 SQL 标准的进展过程 标准大致页数发布日期 SQL/86 1986.10 SQL/89(FIPS 127-1) 120 页 1989 年 SQL/92 622 页 1992 年 SQL99 1700 页 1999 年 SQL2003 2003 年
3.1.2 SQL 的特点 1. 综合统一 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 可以独立完成数据库生命周期中的全部活动 : 定义关系模式, 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 完整性控制等 用户数据库投入运行后, 可根据需要随时逐步修改模式, 不影响数据的运行 数据操作符统一
2. 高度非过程化 非关系数据模型的数据操纵语言 面向过程, 必须制定存取路径 SQL 只要提出 做什么, 无须了解存取路径 存取路径的选择以及 SQL 的操作过程由系统自动完成 3. 面向集合的操作方式 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 SQL 采用集合操作方式 操作对象 查找结果可以是元组的集合 一次插入 删除 更新操作的对象可以是元组的集合
4. 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, 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 5. 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 功能 数据查询 数据定义 数据操纵 数据控制 表 3.1 SQL 语言的动词 动词 SELECT CREATE,DROP,ALTER INSERT,UPDATE DELETE GRANT,REVOKE
3.1.3 SQL 的基本概念 SQL 支持关系数据库三级模式结构 SQL 视图 1 视图 2 外模式 基本表 1 基本表 2 基本表 3 基本表 4 模式 存储文件 1 存储文件 2 内模式
SQL 的基本概念 ( 续 ) 基本表 本身独立存在的表 SQL 中一个关系就对应一个基本表 一个 ( 或多个 ) 基本表对应一个存储文件 一个表可以带若干索引 存储文件 逻辑结构组成了关系数据库的内模式 物理结构是任意的, 对用户透明 视图 从一个或几个基本表导出的表 数据库中只存放视图的定义而不存放视图对应的数据 视图是一个虚表 用户可以在视图上再定义视图
3.2 学生 - 课程数据库 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 学号 Sno 姓名 Sname 性别 Ssex 年龄 Sage 所在系 Sdept 200215121 200215122 200215123 200515125 李勇刘晨王敏张立 男女女男 20 19 18 19 CS CS MA IS
Course 表 课程号 Cno 课程名 Cname 先行课 Cpno 学分 Ccredit 1 数据库 5 4 2 数学 2 3 信息系统 1 4 4 操作系统 6 3 5 数据结构 7 4 6 7 数据处理 PASCAL 语言 6 2 4 SC 表 学号 Sno 课程号 Cno 成绩 Grade 200215121 1 92 200215121 2 85 200215121 3 88 200215122 2 90 200215122 3 80
3.3 数据定义 SQL 的数据定义功能 : 模式定义 表定义 视图和索引的定义 表 3.2 SQL 的数据定义语句 操作方式操作对象创建删除修改模式 CREATE SCHEMA DROP SCHEMA 表 CREATE TABLE DROP TABLE ALTER TABLE 视图 CREATE VIEW DROP VIEW 索引 CREATE INDEX DROP INDEX
3.3.1 模式的定义与删除 一 定义模式 [ 例 1] 定义一个学生 - 课程模式 S-T CREATE SCHEMA S-T AUTHORIZATION WANG; 为用户 WANG 定义了一个模式 S-T [ 例 2] CREATE SCHEMA AUTHORIZATION WANG; < 模式名 > 隐含为用户名 WANG 如果没有指定 < 模式名 >, 那么 < 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 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
定义模式 ( 续 ) [ 例 3] 为用户 ZHANG 创建了一个模式 TEST, 并在其中定义了一个表 TAB1 CREATE SCHEMA TEST AUTHORIZATION ZHANG CREATE TABLE TAB1(COL1 SMALLINT, COL2 INT, COL3 CHAR(20), COL4 NUMERIC(10,3), COL5 DECIMAL(5,2) );
二 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 当该模式中没有任何下属的对象时才能执行 [ 例 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
3.3.2 基本表的定义 删除与修改 一 定义基本表 CREATE TABLE < 表名 > (< 列名 > < 数据类型 >[ < 列级完整性约束条件 > ] [,< 列名 > < 数据类型 >[ < 列级完整性约束条件 >] ] [,< 表级完整性约束条件 > ] ); 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, 否则既可以定义在列级也可以定义在表级
学生表 Student [ 例 5] 建立 学生 表 Student, 学号是主码, 姓名取值唯一 主码 CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9) PRIMARY KEY, /* 列级完整性约束条件 */ Sname CHAR(20) UNIQUE, /* Sname 取唯一值 */ Ssex CHAR(2), Sage SMALLINT, Sdept CHAR(20) );
课程表 Course [ 例 6] 建立一个 课程 表 Course CREATE TABLE Course ( Cno CHAR(4) PRIMARY KEY, Cname CHAR(40), Cpno CHAR(4), Ccredit SMALLINT, 先修课 FOREIGN KEY (Cpno) REFERENCES Course(Cno) ); Cpno 是外码被参照表是 Course 被参照列是 Cno
学生选课表 SC [ 例 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*/ );
二 数据类型 p86 SQL 域的概念用数据类型来实现, 需要指明数据类型及长度 CHAR(n) 数据类型 VARCHAR(n) 长度为 n 的定长字符串 最大长度为 n 的变长字符串 含义 INT SMALLINT NUMERIC(p,d) REAL Double Precision FLOAT(n) DATE TIME 长整数 ( 也可以写作 INTEGER) 短整数 定点数, 由 p 位数字 ( 不包括符号 小数点 ) 组成, 小数后面有 d 位数字 取决于机器精度的浮点数 取决于机器精度的双精度浮点数 浮点数, 精度至少为 n 位数字 日期, 包含年 月 日, 格式为 YYYY-MM-DD 时间, 包含一日的时 分 秒, 格式为 HH:MM:SS
三 模式与表 每一个基本表都属于某一个模式 一个模式包含多个基本表 定义基本表所属模式 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 : 在创建模式语句中同时创建表 方法三 : 设置所属的模式
模式与表 ( 续 ) 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 RDBMS 会使用模式列表中第一个存在的模式作为数据库对象的模式名 若搜索路径中的模式名都不存在, 系统将给出错误 显示当前的搜索路径 : SHOW search_path; 搜索路径的当前默认值是 :$user, PUBLIC DBA 用户可以设置搜索路径, 然后定义基本表 SET search_path TO S-T,PUBLIC; Create table Student(...); 结果建立了 S-T.Student 基本表
四 修改基本表 ALTER TABLE < 表名 > [ ADD < 新列名 > < 数据类型 > [ 完整性约束 ] ] [ DROP < 完整性约束名 > ] [ ALTER COLUMN< 列名 > < 数据类型 > ]; [ 例 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; 不论基本表中原来是否已有数据, 新增加的列一律为空值 [ 例 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 10] 增加课程名称必须取唯一值的约束条件 ALTER TABLE Course ADD UNIQUE(Cname);
五 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 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
[ 例 12] 若表上建有视图, 选择 RESTRICT 时表不能删除 CREATE VIEW IS_Student AS SELECT Sno,Sname,Sage FROM Student WHERE Sdept='IS'; DROP TABLE Student RESTRICT; --ERROR: cannot drop table Student because other objects depend on it 如果选择 CASCADE 时可以删除表, 视图也自动被删除 DROP TABLE Student CASCADE; --NOTICE: drop cascades to view IS_Student SELECT * FROM IS_Student; --ERROR: relation " IS_Student " does not exist
序 号 删除基本表 ( 续 ) DROP TABLE 时,SQL99 与 3 个 RDBMS 的处理策略比较 标准及主流数据库的处理方式 依赖基本表的对象 SQL99 Kingbase ES ORACLE 9i MS SQL SERVER 2000 R C R C C 1. 索引无规定 2. 视图 保留 3. DEFAULT,PRIMARY KEY,CHECK ( 只含该表的列 )NOT NULL 等约束 保留 保留 4. Foreign Key 5. TRIGGER 6. 函数或存储过程 保留 保留 保留 保留 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 保留
3.3.3 索引的建立与删除 建立索引的目的 : 加快查询速度 建立索引是由 DBA 或表的属主 ( 即建立表的人 ) RDBMS 中索引一般采用 B+ 树 HASH 索引来实现 索引是关系数据库的内部实现技术, 属于内模式的范畴 CREATE INDEX 语句定义索引时, 可以定义索引是唯一索引 非 唯一索引或聚簇索引 语句格式 CREATE [UNIQUE] [CLUSTER] INDEX < 索引名 > ON < 表名 >(< 列名 >[< 次序 >][,< 列名 >[< 次序 >] ] );
[ 例 13] CREATE CLUSTER INDEX Stusname ON Student(Sname); 在 Student 表的 Sname( 姓名 ) 列上建立一个聚簇索引 在最经常查询的列上建立聚簇索引以提高查询效率 一个基本表上最多只能建立一个聚簇索引 经常更新的列不宜建立聚簇索引 [ 例 14] 为学生 - 课程数据库中的 Student,Course,SC 三个表建立索引 CREATE UNIQUE INDEX Stusno ON Student(Sno); CREATE UNIQUE INDEX Coucno ON Course(Cno); CREATE UNIQUE INDEX SCno ON SC(Sno ASC,Cno DESC); 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
二 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 15] 删除 Student 表的 Stusname 索引 DROP INDEX Stusname;
第三章关系数据库标准语言 SQL 3.1 SQL 概述 3.2 学生 - 课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 视图 3.7 小结 上机实践 自学讨论
学习方法与步骤 1 创建数据库表 3.3 p85 例 5-7 2 插入更新数据 3.5 p115 例 1-3 3 数据查询 3.4 p91 例 1-52 4 虚表视图 3.6 p118 例 1-52 阅读教材第 3 章 准备课堂讨论 反复上机实践每个语句, 制作 sql 文件 选择 2-3 个专题撰写实验报告
理论 ( 讨论 )+) 上机实验 (2+2 节每周, 共 3 周 )