数据库系统课程笔记
三、关系数据库标准语言SQL
3.1 SQL概述
SQL(Structured Query Language)即结构化查询语言,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 的产生与发展
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(SQL 3) | 1700页 | 1999年 |
SQL2003 | 3600页 | 2003年 |
SQL2008 | 3777页 | 2006年 |
SQL2011 | 2010年 |
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.
3.1.2 SQL的特点
- 综合统一
- 高度非过程化
- 面向集合的操作方式
- 以同一种语法结构提供多种使用方式
- 语言简洁,易学易用
1. SQL特点: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(数据结构:关系)
2. SQL特点: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。
- 4GL:面向问题,描述性语言
3. SQL特点: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. SQL特点:同一种语法结构,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
5. SQL特点:语言简介,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 | 动词 |
---|---|
数据查询 | SELECT |
数据定义 | CREATE,DROP,ALTER |
数据操纵 | INSERT,UPDATE DELETE |
数据控制 | GRANT,REVOKE |
3.1.3 SQL的基本概念
SQL语言支持关系数据库三级模式结构
- 外模式:视图(View)和部分基本表(Base table)
- 模式:若干基本表(Base table)
- 内模式:存储文件(stored file)
graph TD;
SQL["SQL"]
视图1["视图1"]
视图2["视图2"]
基本表1["基本表1"]
基本表2["基本表2"]
基本表3["基本表3"]
基本表4["基本表4"]
存储文件1["存储文件1"]
存储文件2["存储文件2"]
SQL --> 视图1
SQL --> 视图2
SQL --> 基本表1
视图1 --> 基本表1
视图1 --> 基本表2
视图2 --> 基本表3
视图2 --> 基本表4
基本表1 --> 存储文件1
基本表2 --> 存储文件1
基本表3 --> 存储文件1
基本表4 --> 存储文件2
subgraph 外模式[外模式]
视图1
视图2
end
subgraph 模式[模式]
基本表1
基本表2
基本表3
基本表4
end
subgraph 内模式[内模式]
存储文件1
存储文件2
end
3.2 数据定义
- 基本表
- 本身独立存在的表,关系表,是实表
- 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
- 例如,查询语句执行之后的结果
操作对象 | 操作方式 | ||
---|---|---|---|
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 | ALTER INDEX |
3.3.0 数据类型
- SQL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
- 取值范围
- 要做哪些运算
数据类型 | 含义 |
---|---|
CHAR(n), CHARACTER(n) | 长度为n的定长字符串 |
VARCHAR(n), CHARACTERVARYING(n) | 最大长度为n的变长字符串 |
CLOB | 字符串大对象 |
BLOB | 二进制大对象 |
INT, INTEGER | 长整数(4字节) |
SMALLINT | 短整数(2字节) |
BIGINT | 大整数(8字节) |
NUMERIC(p, d) | 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 |
DECIMAL(p, d), DEC(p, d) | 同NUMERIC |
REAL | 取决于机器精度的单精度浮点数 |
DOUBLE PRECISION | 取决于机器精度的双精度浮点数 |
FLOAT(n) | 可选精度的浮点数,精度至少为n位数字 |
BOOLEAN | 逻辑布尔量 |
DATE | 日期,包含年、月、日,格式为YYYY-MM-DD |
TIME | 时间,包含一日的时、分、秒,格式为HH:MM:SS |
TIMESTAMP | 时间戳类型 |
INTERVAL | 时间间隔类型 |
3.3.1 模式的定义与删除
1. 定义模式
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> ]
- 如果没有指定<模式名>,隐含为<用户名>
- 调用该命令的用户必须拥有DBA权限,或者获得DBA授予的CREATE SCHEMA权限
- 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。
- 在CREATE SCHEMA中可以接受CREATE TABLE,CREATE VIEW和GRANT子句
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。
- 当该模式中没有任何下属的对象时 才能执行。
3.3.2 基本表的定义、删除与修改
1. 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> ] ) ;
- <表名>:所要定义的基本表的名字
- <列名>:组成该表的各个属性(列)
- <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,否则既可以定义在列级也可以定义在表级
执行CREATE TABLE语句后:
- 有关表的定义、约束条件定义等翻译成内部表、存储在系统
的数据字典中 - 数据库为基本表分配了(预留了)存储空间
2. 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(…);
- Create table
- 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
- 例如Use
S-T
;
- 例如Use
- 方法一:在表名中明显地给出模式名
-
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。其含义是首先搜索与用户名相同的模式名,如果该模式名不存在,则使用PUBLIC模式。
-
DBA用户可以设置搜索路径,然后定义基本表
例如
1 |
|
结果建立了S-T.Student基本表。RDBMS发现搜索路径中第一个模式名S-T存在,就把该模式作为基本表Student所属的模式。
有些DBMS,如MYSQL,SQL SERVER,ORACLE,没有搜索路径的概念。
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