自考数据库系统原理复习总结

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1、第一章 数据库系统基本概念要求、目标:本章属于基础知识，主要是对一些概念的理解和记忆。没有难点， 相对的重点是数据管理技术的发展阶段，数据描述的术语，数据抽象 的四个级别，数据库管理系统的功能，数据库系统的组成。一、数据管理技术的发展1. 分为四个阶段:人工管理阶段、文件系统阶段、数据库阶段和高级数据库阶段。2. 数据库阶段数据管理的特点:1) 采用数据模型表示复杂的数据结构.2) 有较高的数据独立性。3) 数据库系统为用户提供了方便的用户接口。4) 提供四方面的数据控制功能:数据库的恢复、数据库的并发控制、数据的完整性、数据安全性。5) 增加了系统的灵活性.3. 数据库(DB):是长期存储在

2、计算机内、有组织的、统一管理的相关数据的集合。4. 数据库管理系统(DBMS):是位于用户与操作系统之间的一层数 据管理软件，它为用户或应用程序提供访问DB的方法：包括 DB 的建立、查询、更新及各种数据控制。5. 数据库系统(DBS):是实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机硬件、软件和数据资源组成的系统，它是采用数据库技术的计算机系统。二、数据描述1. 分为三个阶段:概念设计、逻辑设计和物理设计2. 概念设计中的术语：1）实体：客观存在，可以相互区别的事物称为实体。2）实体集：性质相同的同类实体的集合。3）属性：实体有很多特性，每一个特性称为属性。4）实体标识符（关键

3、码或键）：能惟一标识实体的属性或属性集。以上概念均有类型和值之分。3. 逻辑设计中的术语:1）字段（数据项）：标记实体属性的命名单位称为字段或数据项.2）记录：字段的有序集合。3）文件：同一类记录的集合。4）关键码：能惟一标识文件中每个记录的字段或字段集。以上概念均有类型和值之分。4. 概念设计和逻辑设计中术语的对应关系:概念设计 逻辑设计实体 一 记录属性 一字段（数据项）实体集 一文件实体标识符 一 关键码5. 实体之间联系的元数：与一个联系有关的实体集个数。常用二元 联系。二元联系的类型有三种:一对一联系、一对多联系、多对多联系。6. 一对一联系：如果实体集 El 中每个实体至多和实体集

4、 E2 中的一 个实体有联系.反之亦然，那么实体集 El 和 E2 的联系称为“一对 一联系”，记为“1:1”.7. 一对多联系：如果实体集 E1 中每个实体与实休集 E2 中任意个（零 个或多个）实体间有联系，而 E2 中每个实体至多和 El 中一个实体 有联系，那么称El对E2的联系是“一对多联系”.记为“1:N” .8. 多对多联系：如果实体集 El 中每个实休可以与实体集 E2 中任意 个（零个或多个）实体间有联系.反之亦然，那么称 El 和 E2 的联系是 “多对多联系”，记为“ M: N.三、教据抽象的级别1. 数据模型:描述数据库的结构和定义.对现实世界的数据进行抽 象。2. 从

5、现实世界的信息到数据库存储的数据以及用户使用的数据 是一个逐步抽象过程 .根据数据抽象的级别定义了四种模型 :概念模 型、逻辑模型、外部模型和内部模型。3. 概念模型:表达用户需求观点的数据全局逻辑结构的模型。4. 逻辑模型:表达计算机实现观点的 DB 全局逻辑结构的模型。5. 外部模型:表达用户使用观点的 DB 局部逻辑结构的模型。6. 内部模型:表达 DB 物理结构的模型。7. 数据抽象的过程、即数据库设计的过程具体步骤:1）根据用户需求，设计数据库的概念模型:2）根据转换规则，把概念模型转换成数据库的逻辑模型 3）根据用户的业务特点，设计不同的外部模型，给程序员使用:4）数据库实现时，要

6、根据逻辑模型设计其内部模型。通常分为概念设计、逻辑设计（2 和 3 步）和物理设计三个阶段。8. 常用的概念模型是实体联系（ER）模型.ER模型主要用ER图来表示。9. 逻辑模型的分类:层次模型、网状模型、关系模型.10. 层次模型 :用树型（层次）结构表示实体及实体间联系的数据模型。11. 1969年，美国 IBM 公司的 IMS 系统是典型的层次模型系统.12. 网状模型:用有向图结构表示实体及实体间联系的数据模型。13. 1969年,CODASYL组织提出DBTG报告中的数据模型是网状状模型的主要代表。14. 关系模型:是由若干个关系模式组成的集合.关系模式即记录类 型，它的实例称为关系

7、，每个关系实际上是一张二维表格.15. 1970年，美国IBM公司的E.F.Codd连续发表论文.提出关系模型，奠定了关系数据库的理论基础。关系数据库是目前的主流 数据库。16. 外部模型中的模式称为视图。17. 三级模式:从用户（或应用程序）到数据库之间，DB的数据结构描述有三个层次:1) 外模式:用户与数据库系统的接口是用户用到的那部分数据的描 述。外模式由若干个记录类型组成.2) 逻辑模式:是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。3) 内模式:是数据库在物理存储方面的描述。18.两级映像:1) 外模式逻辑模式映像 :存在于外模式和逻辑模式之间 .用于定义外模式和逻辑模式之间的对应性。2)

8、 逻辑模式内模式映像:存在于逻辑模式和内模式之间 .用于定 义逻辑模式和内模式之间的对应性。19.数据库系统的三级模式、两级映像结构使数据库系统达到了高 度的数据独立性。20.数据独立性 :是指应用程序与数据库的数据结构之间相互独立 . 在修改数据结构时.尽可能不修改应用程序。分为逻辑数据独 立性和物理数据独立性。21.逻辑数据独立性:如果数据库的逻辑模式要修改 .那么只要对外 模式/逻辑模式映像作相应的修改.可以使外模式和应用程序尽 可能保持不变.这样就认为数据库达到了逻辑数据独立性.22.物理数据独立性:如果数据库的内模式要修改，即数据库的物理 结构有所变化.那么只要对逻辑模式/内模式映像

9、作相应的修改， 可以使逻辑模式尽可能保持不变。也就是对内模式的修改尽量不 影响逻辑模式，当然对外模式和应用程序的影响更小 .这样就认为数据库达到了物理数据独立性。四、数据库管理系统(DBMS )1 . DBMS的主要功能:数据库的定义功能(DBMS提供DLL,定义 数据库的三级模式、两级映像等 )、数据库的操纵功能 (提供DML 实现对数据的操作，基本的数据操作有检索和更新两类)、数据库的保护功能、数据库的维护功能、数据字典。五、数据库系统(DBS)1. DBS 的组成:是数据库、硬件、软件和数据库管理员的集合体.2. 软件包括DBMS、OS、各种主语言和应用开发支撑软件等程序。 其中，DBM

10、S是DBS的核心软件.要在OS支付下才能工作。3. 数据库管理员(DBA ):是控制数据整体结构的一组人员，负责DBS 的正常运行，承担创建、监控和维护数据库结构的责任。第二章 数据库设计和 ER 模型要求、目标:本章总的目的要求是了解和掌握数据库应用系统设计的全过程， 掌握 ER 模型和关系模型的基本概念，掌握概念设计中 ER 棋型的设 计方法，掌握逻辑设计中 ER 模型向关系模型转换的方法。一、数据库系统生存期1. 数据库系统生存期:数据库应用系统从开始规划、设计、实现、维护 到最后被新的系统取代而停止使用的整个期间。2. 数据库系统生存期分七个阶段:规划、需求分析、概念设计、逻辑设 计、

11、物理设计、实现、运行维护。3. 规划阶段三个步骤:系统调查、可行性分析、确定数据库系统总目标。4. 需求分析阶段:主要任务是系统分析员和用户双方共同收集数据库 系统所需要的信息内容和用户对处理的需求，并以需求说明的形式确 定下来。5. 概念设计阶段:产生反映用户单位信息需求的概念模型。与硬件和 DBMS 无关6.逻辑设计阶段:将概念模型转换成 DBMS 能处理的逻辑模型。外模 型也将在此阶段完成。7.物理设计阶段:对于给定的基本数据模型选取一个最适合应用环境 的物理结构的过程。数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格 式、存储记录安排和存取方法。8. 数据库的实现: 包括定义数据库结构、数据装

12、载、编制与调试应用程序、数据库试运行。二、ER模型的基本概念1. ER 模型的基本元素是:实体、联系和属性。2. 实体:是一个数据对象，指应用中可以区别的客观存在的事物。 实体集:是指同一类实体构成的集合。 实体类型:是对实体集中实体的定义。一般将实体、实体集、实体类型统称为实体。3. 联系:表示一个或多个实体之间的关联关系。 联系集:是指同一类联系构成的集合。 联系类型:是对联系集中联系的定义。 一般将联系、联系集、联系类型统称为联系。4. 同一个实体集内部实体之间的联系，称为一元联系:两个不同实体集 实体之间的联系，称为二元联系，以此类推。5. 属性:实体的某一特性称为属性。在一个实体中，

13、能够惟一标识实体 的属性或属性集称为实体标识符.6. ER 模型中，方框表示实体、菱形框表示联系、椭圆形框表示属性 实体与联系、实体与其属性、联系与其属性之间用直线连接 .实体 标识符下画横线。联系的类型要在直线上标注。注意 :联系也有可 能存在属性，但联系本身没有标识符。7. 概念设计三个步骤:设计局部 ER 模型、设计全局 ER 模型和全局 ER 模型的优化。三、关系模型的基本概念1. 关系模型的定义:用二维表格表示实体集，用关键码表示实体之间 联系的数据模型.2. 在关系模型中，字段称为属性，字段值称为属性值，记录类型称 为关系模式。记录称为元组，元组的集合称为关系或实例。有时 习惯称关

14、系为表或表格，元组为行，属性为列。关系中属性个数称为元数，元组个数称为基数。3.关键码（简称健）:由一个或多个属性组成。4. 超键:在关系中能惟一标识元组的属性集称为关系模式的超键。5.候选键:不含有多余属性的超键。6. 主键:用户选作元组标识的候选键。一般如不加说明，键是指主键。7.外键:如果模式R中属性集K是其他模式的主键.那么K在模式R中称为外键。8. 值域:关系中每一个属性都有一个取值范围.称为属性的值域.每个属性对应一个值域，不同的属性可对应于同一值域。9. 关系的定义:关系是一个属性数目相同的元组的集合。10. 关系的性质:关系是一种规范化的二维表格。I ）关系中每一个属性值都是不

15、可分解的:2）关系中不允许出现重复元组；3）关系没有行序；4）元组中的属性在理论上也是无序的，但使用时按习惯考虑列的 顺序。11.关系数据库中的数据与更新操作必须遵循三类完整性规则:实体完整性规则、参照完整性规则、用户定义的完整性规则。12. 实体完整性规则:要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空 值。13. 参照完整性规则:如果属性集K是关系模式RI的主建，K也是 关系模式 R2 的外键.那么在 R2 关系中， K 的取的只允许两种可 能，或者为空值或者等于 R1 关系中某个主键值。这条规则的实 质是不允许引用不存在的实体。其中， R1 称为参照关系， R2 称 为依赖关系。注意:这条规则

16、在具体使用时.有三点变通:1）外键和相应的主键可以不同名.只要定义在相同值域 上即可:2）RI 和 R2 可以是同一个关系模式.此时表示了同一个关系中不 同元组之间的联系。3）外键值是否允许空，应视具体问题而定。14. 用户定义的完整性规则:用户针对具体的数据约束，设置的完整 性规，由系统来检验实施。四、ER模型到关系模型的转换1 . ER 图转换成关系模式集的算法:1）实体类型的转换:将每个实体类型转换成一个关系模式.实体的 属性即为关系模式的属性.实休标识符即为关系模式的键。2）联系类型的转换:主要掌握二元联系类型的转换。a）若实体间联系是1： 1，可以在两个实体类型转换成的关系模 式中任

17、意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的键（作为外健）和联系类型的属性。b）若实体联系是1: N,则在N端实体类型转换成的关系换式中加入 1 端实体类型的键（作为外键和联系类型的属性。c）若实体间联系是M: N.则将联系类型也转换成关系模式.其属性为两端实体类型的键（作为外健）加上联系类 M 的属性.而 键为两端实体键的组合。第三章 关系模式设计理论要求、目标:本章特点是理论性较强，应从概念着手，搞清概念间的联系和作 用。了解关系数据库规范化理论及其在致据库设计中的作用。本章的 重点是函数依赖、无损分解、保持依赖和范式。重点是函数依赖和范 式，要求掌握这些概念并能运用它们来进行模式分解。一、

18、关系模式的设计准则 1.数据冗余：同一个数据在系统中多次重复出现， 2.关系模式设计不当引起的异常问题：数据冗余、操作异常（包括修改 异常、插入异常和删除异常）3. 关系模式的非形式化设计准则1）关系模式的设计应尽可能只包含有直接联系的属性，不要包含有 间接联系的属性。也就是每个关系模式应只对应于一个实体类型或 一个联系类型。2）关系模式的设计应尽可能使相应关系中不出现插入异常、删除和 修改等操作异常现象。3）关系模式的设计应尽可能使得相应关系中避免放置经常为空值的 属性。4）关系模式的设计应尽可能使得关系的等值连接在主键和外键的属 性上进行，并且保证以后不会生成额外的元组。4. 习惯使用的一

19、些符号:1 ）英文字母表首部的大写字母A. B. C.”表示单个的属性。2) 英文字母表尾部的大写字母“.U. VW. X. Y Z表示属性集。3) 大写字母 R 表示关系模式.小写字母 r 表示其关系。4) 关系模式的简化表示方法:R (A. B. C.)5) 属性集 x 和 Y 的并集简写为 XY.二、函数依赖1. 函数依赖(FD的定义:设有关系模式R (U). X和Y是属性集U 的子集.函数依赖是形成XTY的一个命题，只要r足R的当 前关系.对r中任意两个元组t和s.都有tXJ=sX蕴涵 tYJ=sY;那么称FD XTY在关系模式R (U)中成立.说明：1) tX表示元组t在属性集x上的

20、值.其余类同。2) XTY读作“X函数决定Y”或“Y函数依赖于x”3) FD是对关系模式R的一切可能的关系r定义的.对于当 前关系 r 的任意两个元组，如果 x 值相同，则要求 Y 值 也相同. 即有一个 x 值就有一个 Y 值与之对应，或者 说 Y 值由 X 值决定。2. FD的逻辑蕴涵:设F是在关系模式R上成立的函数依赖的集合XTY是一个函数依赖。如果对于R的每个满足F的关系r 也满足XTY.那么称F逻辑蕴涵XTY.记为FI=XTY.3. 设 F 是函数依赖集.被 F 逻辑蕴涵的函数依赖全体构成的集合. 称为的函数依赖集 F 的闭包，记为 F+。4. FD的推理规贝(Armstrong公理

21、)设U是关系模式R的属性集.F是R上成立的只涉及到U中属 性的函数依赖集。1）自反性:若YWXWU.则XTY在R上成立。2）增广性:若XTY在R上成立，且ZEU.则XZTYZ在R 上成立。3）传递性:若XTY和YTZ在R上成立，则XTZ在R上 成立。5.FD 的其他五条推理规则:1）合并性2）分解性3）伪传递性4）复合性5）;X-Y. W-Z 卜 XU （W-Y）一、Z6. 对于FD XTY,如果YEX,那么称XTY是一个“平凡的FD.否则称为“非平凡的FD.通常研究非平凡FD.7. 函数依赖是关键码概念的推广。设关系模式R的属性集是U，X是U的一个子集。如果XTU 在R上成立.那么称x是R的

22、一个超键.如果XTU在R上成立. 但对于R的任一真子集X1,有X1TU不成立，那么称X是R 的一个候选键。在关系模式设计理论中.键通常是指候选键。8. 属性集的闭包9. 设F足属性集U上的FD 集, X上U的子集，那么（相对于）属性彼X的闭包用X+表示，它是一个从F集使用FD推理 规则推出的所有满足XTA的属性A的集合。10. XTY能用FD推理规则推出的允分必要条件是Y EX+从而 避开求F+,使问题得到简化。三、关系模式的分解特性1.关系模式的分解:设有关系模式R (U).属性集为U.而R,. R2.，Rk都是U的子集，井且有R1UR2U.URI=U.关系摸式R1. R2.，RI的 集合用

23、P表示，P=R1, R2,，RK用P代替R的过程称 为关系模式的分解.这里P称为R的一个分解.也称为数据库 模式。2.o和r是否等价.即是否表示同样的数据。这个问题用“无损 分解”特性表示。四、范式1. 范式:衡量关系模式好坏的标准。2. 数据库设计中最常用的是 3NF 和 RCN F.3. 第一范式(1NF):如果关系模式R的每个关系r的属性值都是 不可分的原子值，那么称 R 是第一范式的模式。满足 1NF 的关系称为规范化的关系 .否则称为非规范化的关系。 1NF 是关系模式应具备的最起码的条件。4. 局部依赖和完全依赖:对于FD WTA.如果存在X W有 XTA成立.那么称WTA是局部依

24、赖(A局部依赖于W):否 则称WTA是完全依赖。5. 主属性和非主属性:如果A是关系模式R的候选键中的属性,那么称 A 是 R 的主属性:否则称 A 是 R 的非主属性。6. 第二范式(2NF):如果关系模式是1NF,且每个非主属性完 全函数依赖于候选键.那么称R是第二范式(2N F)的模式。7. 分解成 2NF 模式集的算法:设关系模式R(U),主键是W, R上还存在FD XTZ，并且Z 是非主属性和Xu W那么WTZ就是一个局部依赖。此时应 把 R 分解成两个模式:Rl(XZ),主键是X:R2(Y)，其中Y=U-Z.主键仍是W,外键是X(参照R1).如果R1和R2还不是2NF.则.则重复上

25、述过程，一直到数据库模式中的每一个关系模式都是 2NF 为止。8如果XTY. Y TA,且YpX和A * Y那么称XTA是传递依赖(A传递依赖于X)。9. 第三范式(3NF):如果关系模式R是2NF,且每个非主属性都不传递依赖于R的候选键，那么称R是第三范式(3N F) 的模式。10. 分解成 3N F 模式集的算法:设关系模式R(U),主键是W, R上还存在FD XTZ。并且 Z是非主属性，ZuX, X不是候选键，这样WTZ就是一个 传递依赖。此时应把R分解成两个模式：Rl(XZ).主键是X:R2(Y).其中Y=U-Z.主键仍是W夕卜键是X (参照R1).如果R1和R2还不是3NF.则重复上

26、述过程，一直到数据库模 式中的每一个关系模式都足3NF为止。11. 如果 R 是 3NF 模式，那么 R 也是 2NF 模式。如果 R 是 2NF 模式.那么 R 也是 1NF 模式。12. BC范式(BCNF):如果关系模式是1NF，且每个属性都不 传递依赖于 R 的候选键.那么称 R 是 BCNF 的模式。13. 如果 R 是 BCNF 模式.那么 R 也是 3NF 模式。14. 分解成 BCNF 模式集的算法能保持无损分解.但不一定能 保持FD集。而分解成3NF模式集的算法既能保持无拐分解, 又能保持 FD 集。15. 关系模式由1NF分解为2NF.消除了非主属性对键的局部 函数依赖:由

27、 2NF 分解为 3NF, 消除了非主属性对键的传递 函数依赖:而BCNF则消除了每一属性对键的传递函数依赖。16. 关系模式设计理论主要用于数据库的逻辑设计过程中。第四章关系运算要求、目标：理解关系模型的运算理论，了解关系演算和查询优化，熟练掌握 关系代数运算，掌握关系代数表达式的构造方法。一、简介1. 关系模型的三个组成部分：数据结构、数据操纵和数据完整性规则。2. 数据结构：数据库中全部数据及其相互联系都被组织成“关系”（二 维表格）的形式。关系模型基本的数据结构是关系。3. 数据操纵：关系模型提供一组完备的高级关系运算，以支持付数据 库的各种操作。关系运算分成关系代数和关系演算两类。4

28、. 数据完整性规则：数据库中数据必须满足实体完整性、参照完整性 和用户定义的完整性等三类完整性规则。5. 关系数据库的数据操纵语言（DML的语句分成查询语句和更新语 句两大类。查询语句用于描述用户的各种检索要求：更新语句用于描 述插入、删除、修改操作。前者是基础。6. 关系查询语言分两类：关系代数语言（查询操作以集合操作为革础） 和关系演算语言（查询操作以谓词演算为基础）二、关系代数1关系代数中的操作可以分为两类：I）传统的集合操作：并、差、交、笛卡尔积2) 扩充的关系操作：投影、选择、连接等。2. 关系代数的五个基本操作：并、差、笛卡儿积、投影和选择。3. 并：设关系R和S具有相同的关系模式

29、，R和S的并是由属于R 或属于 S 的元组构成的集合，记为 RU S.4. 差：设关系 R 和 S 具有相同的关系模式， R 和 S 的差是由属于 R 但不属于 S 的元组构成的集合，记为 R-S,5. 笛卡儿积：设关系 R 和 S 的元数分别为 r 和 s， R 和 S 的笛卡儿积 是一个(r+s)元的元组集合，每个元组的前r个分最(属性值)来自R的 一个元组，后s个分量来自S的一个元组。若R有m个元组，S有n 个元组，则 RXS 有 mXn 个元组。6. 投影：对一个关系:进行垂直分割，消去某些列，并重新安排列的顺 序。7. 选择：对关系做水平分割，即选取符合条件的元组。8. 交：设关系

30、R 和 S 具有相同的关系摸式， R 和 S 的交是由属于 R 又 属于S的元组构成的集合，记为RGS。RGS=R-(R-S咸RG S=S-(S-R )9. 连接：从关系R和S的笛卡儿积中选取属性值满足某一。操作的 元组，记为RS，i和j分别是关系R和S中的第i个和第j个属性 名或序号。连接是由笛卡儿积和选择操作组合而成。如果。为“=”该连接操作称为“等值连接”10. 自然连接：公共属性只出现一次的等值(公共属性值全部相等)连接。一般自然连接使用在R和S有公共属性的悄况中。如果两个关系没有公共属性。那么自然连接就转化为笛卡儿积操作。 四、关系代数表达式的优化1. 目的：提高系统效率。2. 三条

31、启发式规则：1）尽可能早地执行选择操作；2）尽可能早地执行投影操作；3）避免直接做笛卡儿积，把笛卡儿积操作之前和之后的一连串选 择和投影合并起来一起做。第五章 SQL 语言要求、目标：SQL 语言是关系数据库的标准语言，是本课程的一个重点。本章 总的要求是：全面掌握、探刻理解、熟练应用。要求了解嵌入式 SQL 和存储过程，掌握 SQL 定义语句的应用， 熟练掌握SQL查询语句、视图、SQL更断语句的应用。一、 SQL 简介1. SQL :结构化查询语言，关系数据库的标准语言。2. SQL 数据库的体系结构SQL 数据库的体系结构基本上也是三级结构，但术语与传统的关 系模型术语不同。在SQL中，

32、关系模式称为“基本表”存储摸式称 为“存储文件”，子模式称为“视图”，元组称为“行”。属性称为列。 SQI.数据库的体系结构要点：1 一个 SQL 模式是表和约束的集合。2）一个表由行集构成，一行是列的序列，每列对应一个数据项。3）表有三种类型：基本表、视图和-导出表。 基本表：实际存储在数据库中的表。 视图：由若干基本表或其他视图构成的表的定义。 导出表：执行了查询时产生的表。4）一个基本表可以跨一个或多个存储文件，一个存储文件也可以存放一个或多个基本表。每个存储文件与外部存储器上一个物理文件对 应。5）用户可以用SQL语句对基本表和视图进行杳询等操作。在用户看 来，两者一样，都是表。6）S

33、OL 语句可嵌在 C.、FORTRAN 等主语言的程序中使用，也可在 交互环境下供终端用户使用。3. SQL 的组成核心 SQL 主要有四个部分：1）数据定义语言，即DDL,用于定义SQL模式、基本表、视图、 索引等结构。2）数据操纵语言，即SQL DML，数据操纵分成数据查询和数据更 新两类。而数据更新又分成插入、删除和修改三种操作。3）嵌入式 SQL 语言的使用规定4）数据控制语言，即SQL DCL，这一部分包括对基本表和视图的 授权、完整性规则的描述、事务控制等内容。4. SQL 的特点1）SQL 有十分灵活和强大的查询功能。2）SQL 不是一个应用开发语言，它只提供对数据库的操作功能。

34、 但 SQL 既可作为交互式语言独立使用，也可作为子语言嵌入在主语 言中使用，成为应用开发语言的一部分。3）SQL 是国际标准语言，有利于各种数据库之间交换数据，有利 于程序的移植，有利于实现高度的数据独立性，有利于实现标准化。4）SQL完成核心功能只用9个英语动词，语法结构接近英语，容 易学习和使用。二、SQL的数据定义1. SQL模式的创建在SQL中，一个SQL摸式定义为基本表的集合。一个SQL模式由 模式名和模式拥有者的用户名或帐号来确定.并包含模式中每一个元 素（基本表、视图、索引等的定义。创建SQL模式，就是定义了一个 存储空间。创建模式语法:CREATE SCIIEMA摸式名AUT

35、HORIZATION1 用户名2. SQL模式的撤梢语法:DROP SCHEMA模式名CASCADE|RESTRICT说明:CASCADE（级联式）方式:执行DROP语句时，把SQL模式及其下属 的基本表、视图、索引等所有元素全部撤俏。RESTRICT（约束式）方式:只有当SQL模式中没有任何下属元素 时，才能撤俏SQL模式，否则拒绝执行DROP句。3. SQL的基本数据类型1）数值型INTEGER（或INT）长整数SMALLINT短整数REAL浮点数DOUBLE PRECISION 双精度浮点数FLOAT(n)浮点数，精度至少为n位数字NUMERIC(p,d )定点数，有p位数字(不包括符号

36、、小数点)小数点后有d位数字，2) 字符串型CHAR(n)长度为n的定长字符串VARCHAR(n)具有最大长度为n的变长字符串3) 位串型BIT(n)长度为n的二进制位串BIT VARYING(n)最大长度为n的变长二进制位串4) 时间型DATE日期，包含年、月、日，形为YYYY-MM-DDTIME时间，包含时、分、秒，形为HH:MM:SS4. 基本表结构的创建语法:CREATE TABLE基本表名(列名类型，完整性约束，)说明:完整性约束常用以下几种子句:主键子句(PRIMARY KEY)、外键 子句(FOREIGN KEY)等NOT NULL:表示不允许某一列的值为空值5. 基本表结构的修

37、改1)增加新的列语法:ALTER TABLE基本表名ADD列名类型2）删除原有的列语法:AITER TABLE基本表名DROP列名CASCADE|RESTRICT说明：CASCADE方式表示在基本表中删除某列时，所有引用到该 列的视图和约束也要一起自动地被删除:RESTRICT方式表示在没有视 图或约束引用该属性时，才能在基本表中删除该列，否则拒绝删除。3）修改原有列的类型、宽度语法:ALTER TABLE基本表名MODIFY列名类型6. 基本表的撤销语法:DROP TABLE基本表名CASCADE|RESTRICT7. 索引的创建语法:CREATE UNIQUE INDEX索引名0N基本表名

38、（列 名序列）说明:UNIQUE表示每个索引值对应惟一的数据记录。 索引在用户查询时会自动起作用。一个索引键可以对应多个列。索引排列时可以升序，也可以 降序.升序排列用ASC表示，降序排列用DESC表示，默认时 表示升序。8. 索引的撤销语法：DROP INDEX索引名三、SQL的数据查询1.SELECT查询语句句型在关系代数中最常用的式子是下n列表达式：nAlAn(OF(Rl XXRm)这里，R1、Rm为关系，F是公式，Al、An为属性。与该表达式对应，SQL设计了 SELECT-FROM-WHERE句型：SELECT Al，AnFROM R1，RmWHERE F注意：1)在学习时.应把SE

39、LECT语句和关系代数表达式联系起来考 虑问题。2) 在WHERE子句的条件表达式F中可使用下列运算符：比较运算符：、=、=、=、()或!=逻辑运算符:AND, OR, NOT集合成员资格运林符：IN, NOT IN谓词：EXISTS, ALL，SOME聚合函数:AVG, MIN, MAX, SUM, COUNTF中运算对象还可以是另一个SELECT语句，即SELECT语句可以 嵌套。2. SELECT语句的用技术SELECT使用时有三种写法:连接查询、嵌套查询和带存在量词的嵌 套查询。例:针对前面使用的教学数据库，检索学习课程号为C2课程的学生学号与姓名。第一种写法（连接查询）:SELECT

40、 S.SN,SNAMEFROM S.SCWHERE S.S#=SC.S# AND C#=C2第二种写法（嵌套查询）:SELECT S#. SNAMEFROM SWHERE S# IN（SELECT S#FROM SCWHERE C#= C2）第三种写法（使用存在量词的嵌套查询）:SELECT SI. SNAMEFROM SWHERE EXISTS （SELECT*FROM SCWHERE SC.S#-S.S# AND C#=C2）3. 聚合函数COUNT（*）:计算元组个数COUNT（列名）：对一列中的值计算个数SUM（列名）：求某一列值的总和（此列值为数值型）AVG（列名 ）:求某一列值的平

41、均值（此列值为数值型）MAX （列名）：求某一列值的最大值MIN（列名）：求某一列值的最小值说明：列名前均可加DISTINCT，表示去掉重复值。4. SELECT 语句完整的句法SELECT（目标表的列名或列表达式序列）FROM 基本表名和（或）视图序列HERE 行条件表达式GROUP BY列名序列HAVING 组条件表达式ORDER BY 列名ASC IDISC ,说明: 表示其中的内容根据需要可以省略。I 表示二选一。各子句的作用:SELECT子句用于指定输出的内容:FROM 子句用于指定要检索的数据的来源表： WHERE 子句称为 “行条件子句”用于指定对元组的选取条件；GROUP BY

42、 子句称为“分组子句”，作用是指定对元组进行分类后再检 索:HAVING子句称为“组条件子句”.用于指定对分类后的 元组的选取条件:ORDER BY子句称为“排序子句”作用 是对检索到的元组进行排序。整个语句的执行过程为:1）读取 FROM 子句中基本表、视图的数据，执行笛卡儿积操作。2）选取满足 WHERE 子句中给出的条件表达式的元组。3）按 GROUP 子句中指定列的值分组，同时提取满足 HAVING 子 句中条件表达式的那些组。4）按 SELECT 子句中给出的列名或列表达式求值输出。5）ORDER子句对输出的目标表进行排序，按附加说明ASC升序排 列，或 DESC 降序排列。6）列和

43、基本表的改名操作有时，一个基本表在SELECT语句中多次出现，即这个表被多次 调用，为区别不同的引用，应给每次的引用加上不同的名字。当然， 除此情况之外，也可以给任何一个表起别名。但要注意，一旦给表起 了别名，在该语句中，凡是引用该表名时，必须用别名而不能用原表 名。有时，用户也可以要求输出的列名与基本表中列名不一致，可在SELECT 子句用“旧名 AS 新名”形式改名。其中 AS 可以省略。 五、视图1. 在SQL中，外模式一级数据结构的基本单位是视图。2. 视图的定义：视图是从若干基本表和（或）其他视图构造出来的表。 这种构造方法采用SELECT语句实现。在我们创建一个视图时，只 是把其视

44、图的定义存放在数据字典中，而不存储视图对应的数据，在 用户使用视图时才去求对应的数据。因此，视图被称为“虚表”。3. 视图的创建语法：CREATE VIEW视图名（列表序列）AS SELECT 查询语句4. 视图的撤销语法：DROP VIEW视图名5.对视图的操作1）视图的查询操作，与基本表一样。2）视图的更新操作，一般仅限于“行列子集视图”。 行列子集视图：如果视图是从单个基本表中只使用选择、投影操作导 出的，并且包含了基本表的主键，那么这样的视图称为“行列子集视 图”。六、嵌入式 SQL1SQL 语言有两种使用方式：一种是在终端交互方式下使用，称为 交互式SQL；另一种是在主语言的程序中使

45、用，称为嵌入式SQI,.2. 嵌入式SQI.的实现，有两种处理方式：一种是扩充主语言的编译 程序，使之能处理SQL语句；另一种是采用预处理方式。目前多数 系统采用后一种方式。预处理方式是先用预处理程序对源程序进行扫 描，识别出SQI.语句，并处理成主语言的函数调用形式：然后再用主 语言的编译程序编译成目标程序。3嵌入式 SQL 的使用规定：1）在程序中要区.分SQI.语句与主语言语句。2）允许嵌入的 SQL 语句引用主语言的程序变量（成为共享变量）。3）通过游标协调SQI.的集合处理方式和主语言的单记录处理方式 七、存储过程1. 存储过程是使用 SQL 语句和流程控制语句编写的模块，存储过程经

46、 编译和优化后存储在数据库服务器端的数据库中， .使用时调用即可。2. 使用存储过程的优点：1）提高运行速度;2）增强了 SQL 的功能和灵活性3）可以降低网络的通信量。4）减轻了程序编写的工作量。5）间接实现安全控制功能。第六章数据库管理要求、目标: 了解效据库的恢复、数据库的安全性，熟悉事务、数据库的并发 控制、数据库的完整性。一、事务1. DBMS 对 DB 的监控，称为数据库的管理，也称为数据库的保护。 它分为四个方面：数据库的恢复、并发控制、完整性控制和安全性控 制。2. 事务：是构成单一逻辑工作单元的操作集合，要么完整地执行，要么完全不执行。DBS运行的最小逻辑工作单位是“事务”所

47、有对 数据库的操作，都要以事务作为一个整体单位来执行或撤俏。3. 一个事务由应用程序中的一组操作序列组成，在程序中，事务以BEGIN TRANSACTION 开始，以 COMMIT 语句或 ROLLBACK 语句结束。COMMIT语句表示事务执行成功地结束(提交)；ROLLBACK 语句表示事务执行不成功地结束(应该回退。4. 事务的 ACID 性质:1)原子性(Atomicity)： 个事务对数据库的所有操作，是一个不 可分割的工作单元。这些操作要么全部执行，要么什么也不 做。2) 一致性(Consistency ):一个事务独立执行的结果.应保持数据库的一致性，即数据不会因事务的执行而遭受

48、破坏。3）隔离性（Isolation）：在多个事务并发执行时，系统应保证与 这些事务先后单独执行时的结果一样。4）持久性（Durability）： 一个事务一且完成全部操作后，它对数据库的所有更新应永久地反映在数据库中，不会丢失。二、数据库的恢复1. 数据库的可恢复性：系统能把数据库从被破坏、不正确的状态， 恢复到最近一个正确的状态， DBMS 的这种能力称为可恢复性。2. 为保证可恢复性，平时应做好转储和建立日志。日志库记录事务 的开始、结束标志，记录事务对数据库的每一次插入、删除和修改前 后的值。3. 常见故障分三类：事务故障、系统故障（硬件故障、软件DBMS、OS 或应用程序）错误、掉电

49、等，不破坏数据库、介质故障。 事务故障和系统故障的恢复由系统自动进行，而介质故障的恢复需要 DBA 配合执行。系统故障通常称为软故障，介质故障通常称为硬故 障。三、数据库的并发控制1. 并发操作带来的三个问题：丢失更新、读胜数据（把未提交的随 后被撤销的数据称为“脏数据”）、不可重复读。采用“封锁”技术 解决这些问题。2. 锁：是一个与数据项相关的变量，对可能应用于该数据项上的操 作而言，锁描述了该数据项的状态。通常在数据库中每个数据项都有 一个锁。3. 锁的主要类型：1）排他锁（X锁、写锁）：如果事务T对某个数据R（可以是数据项、 记录、数据集乃至整个数粥库实现了x锁，那么在T对数据R解 除

50、封锁之前，不允许其他事务再对该数据加任何类型的锁，这种锁称 为“x锁”2）共享锁 （S 锁、读锁）：如果事务 T 对某数据加 S 锁后，仍允许其 他事务再对该数据加S锁,但在对该数据的所有S锁都解除之前决不 允许任何事务对该数据加 X 锁。4. 封锁的粒度：封锁对象的大小。封锁的粒度与系统的并发程度成 反比。5. 调度：事务的执行次序。如果多个事务依次执行，称为事务的串 行调度：如果利用分时的方法，同时处理多个事务，则称为事务的并 发调度。6. 可串行化调度：每个事务中，语句的先后顺序在各种调度中始终 保持一致。在这个前提下，如果一个并发调度的执行结果与某一串行 调度的执行结果等价，那么这个并

51、发调度称为“可串行化的调度”. 否则是“不可串行化的调度。”四、数据库的完整性1数据库的完整性：是指数据的正确性、有效性和相容性.防止错误 的数据进入数据库。I）正确性：是指数据的合法性。2）有效性：是指数据是否属于所定义的有效范围。3）相容性：是指表示同一事实的两个数应相同，不一致就是不相容。2. SQL 中的完整性约束1）域约束2）基本表约束 主要有三种形式：候选键定义、外键定义和检查约束定义。这些定义 都可在前面加CONSTRAINT约束名,也可以省略。候选键的定义：UNIQUE（列名序列）或PRIMARY KEY（列名序） UNIQUE方式：表示值惟一；PRIMARY KEY：值惟一，

52、并且自动设 为非空。一个基本表只能指定一个主键。检查约束的定义：例:CHECK （AGE=18 AND AGE=20）3）断言：如果完整性约束牵涉面较广，与多个关系有关，或者与聚合 操作有关，应使用断言。3. 触发器:是一个能由系统自动执行对数据库修改的语句。有时也称为 主动规则（相对于前面的各种被动约束机幼）。五、数据库的安全性1. 数据阵的安全性：是指保护数据库，防止不合法的使用，以免数据 的泄密、更改或破坏。2. SQL 中的安全性机制:提供四个：视图、权限、角色和审计1）视图:使系统具有三个优点:数据安全性（用来对无权用户屏蔽数据）、逻辑数据独立性和操作简便性。视图不占存储空间。2）权

53、限：授权语句GRANT、回收语句REVOKE3）角色：在 SQL 中，用户是实际的人或访问数据库的应用程序。而角色是一 组具有相同权限的用户，实际上角色是属于目录一级的概念。 用户和角色之间存在多对多联系，即一个用户可以参与多个角色，一 个角色也可授予多个用户。4）审计：用于安全性目的的数据库日志称为审计追踪。第九章数据库技术的发展要求、目标:了解数据库技术发展的前景，了解面向对象的概念建模和开放数 据库互连技术。一、面向对象的概念建模1. 概念建模经历了 “ER图一对象联系图一类图”的发展历程。2. 面向对象的数据类型系统：由基本类型、复合类型和引用类型三 部分组成。3. 对象联系图：是面向

54、对象数据模型中数据结构的一种重要图例表 示方法，由于使用了对象标识的概念，使结构的嵌套和递归成为可 能。是描述面向对象数据模型的基本工具。它不仅完整地揭示了数 据之间的联系，也把查询的层次观点表现的一清二楚。4. 统一建模语言(UML)：面向对象开发的行业标准语言。二、开放数据库互连(ODBC)1. API：即应用程序设计接口，是为开发者提供单一的编程接口，.这样同一个应用程序就可以访问不同的数据库服务器。2. ODBC： Microsoft公司的产品，以C/S结构为设计基础。该技术使用应用程序与 DBMS 之间在逻辑上可以分离，使应用程序 具有数据库的特性。OI)BC定义了一个API,每个应用程序 利用相同的源代码就可访问不同的数据库系统，存取多个数据库中的数据。ODBC 一个最显著的优点是：用它生成的应用程序与数据库或数据库引擎无关。