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
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	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（…）;
- 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;
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 2	`SET search_path TO “S-T”，PUBLIC； Create table Student（......）;`

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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作者

DingWH03

发布于

2025年3月21日

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