互联数据库华夏大地讲义串讲章精.ppt

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1、互联数据库华夏大互联数据库华夏大地讲义串讲章地讲义串讲章第1页，本讲稿共29页第三章第三章 关系数据库标准语言关系数据库标准语言SQL 往年频繁考点：往年频繁考点：SQLSQL语言的特点；语言的特点；数据定义命令的应用；数据定义命令的应用；数据查询命令的灵活运用；数据查询命令的灵活运用；数据更新命令；数据更新命令；视图的概念、特点及其定义语句；视图的概念、特点及其定义语句；数据控制概念及相关命令数据控制概念及相关命令第2页，本讲稿共29页第一节第一节 SQL概述概述SQLSQL：Structured Query LanguageStructured Query Language，关系数据库的标

2、准语言，关系数据库的标准语言SQLSQL语言集数据操纵、数据定义和数据控制功能于一体。语言集数据操纵、数据定义和数据控制功能于一体。SQLSQL语言的特点：语言的特点：综合统一综合统一高度非过程化高度非过程化面向集合的操作方式面向集合的操作方式以同一种语法结构提供两种使用方式以同一种语法结构提供两种使用方式语言简洁，易学易用。语言简洁，易学易用。第3页，本讲稿共29页第一节第一节 SQL概述概述SQLSQL对三级模式结构的支持：对三级模式结构的支持：外模式外模式视图和部分基本表视图和部分基本表模式模式所有基本表所有基本表内模式内模式存储文件存储文件第4页，本讲稿共29页第二节第二节 数据定义数

3、据定义SQL DDL(Data Definition Language)SQL DDL(Data Definition Language)语言语言定义和撤消的数据对象定义和撤消的数据对象 基本表(Table)、索引(Index)命令动词命令动词 Create(创建）:建立表和索引 Alter(修改)：一般只修改表的定义 Drop(删除)：可删除表和索引定义基本表定义基本表常见列级完整性约束NOT NULLUNIQUE常见表级完整性约束PRIMARY KEY()第5页，本讲稿共29页第二节第二节 数据定义数据定义索引索引建立索引是加快查询速度的有效手段。建立索引是加快查询速度的有效手段。基本表上

4、可以建立一个或多个索引。基本表上可以建立一个或多个索引。建立与删除索引由数据库管理员建立与删除索引由数据库管理员DBADBA或表的属主（即建或表的属主（即建立表的人）负责完成。立表的人）负责完成。系统在存取数据时会自动选择合适的路径。用户不必系统在存取数据时会自动选择合适的路径。用户不必也不能选择索引。也不能选择索引。第6页，本讲稿共29页第二节第二节 数据定义数据定义建立索引建立索引可以建立在该表的一列或多列上，当第一列的值相等可以建立在该表的一列或多列上，当第一列的值相等时，考虑第二列的次序。时，考虑第二列的次序。每个每个 后面还可以用后面还可以用 指定索引值的排列次指定索引值的排列次序，

5、可选序，可选ASC(ASC(升序升序)或或DESC(DESC(降序降序)，缺省值为，缺省值为ASCASC。唯一索引的每一个索引值只对应唯一的数据记录。唯一索引的每一个索引值只对应唯一的数据记录。聚簇索引是指索引项的顺序与表中记录的物理顺序一聚簇索引是指索引项的顺序与表中记录的物理顺序一致的索引组织，在一个基本表上最多只能建立一个聚致的索引组织，在一个基本表上最多只能建立一个聚簇索引簇索引 第7页，本讲稿共29页第三节第三节 数据操纵数据操纵检索查询检索查询SELECT ALL|DISTINCT SELECT ALL|DISTINCT 别名别名,别名别名 FROM FROM 别名别名,别名别名

6、WHERE WHERE GROUP BY GROUP BY HAVING HAVING ORDER BY ORDER BY ASC|DESC2 ASC|DESC；的格式的格式 表名.,.*；*；(DISTINCT|ALL*)，集函数：SUM、AVG、COUNT、MAX、MIN第8页，本讲稿共29页第三节第三节 数据操纵数据操纵 的格式的格式|ANY/ALL(SELECT语句)NOT BETWEEN|(SELECT语句)AND|ANY/ALL(SELECT语句)NOT IN(,)|(SELECT语句)NOT LIKE IS NOT NULLNOT EXISTS(SELECT语句)AND|OR A

7、ND|OR 第9页，本讲稿共29页第三节第三节 数据操纵数据操纵更新更新INSERTINSERT（插入单记录和子查询两种形式）（插入单记录和子查询两种形式）DELETEDELETE（通过子查询引入其他数据表）（通过子查询引入其他数据表）UPDATEUPDATE（通过子查询引入其他数据表）（通过子查询引入其他数据表）更新操作与数据库的一致性更新操作与数据库的一致性增删改操作只能对一个表操作，这会影响数据库的数据一致性（参照完整性）问题，不同的数据库管理系统有不同的解决办法。第10页，本讲稿共29页第四节第四节 视图视图视图是从一个或几个基本表（或视图）导出的表，它与基本表不同，视图是从一个或几个

8、基本表（或视图）导出的表，它与基本表不同，是一个虚表。是一个虚表。数据库中只存放视图的定义，而不存放视图对应的数据，这些数据仍数据库中只存放视图的定义，而不存放视图对应的数据，这些数据仍存放在原来的基本表中。存放在原来的基本表中。定义和合理地使用视图能带来的好处为：定义和合理地使用视图能带来的好处为：视图能够简化用户的操作视图能够简化用户的操作 视图使用户能以多种角度看待同一数据视图使用户能以多种角度看待同一数据视图对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性视图对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性视图能够对机密数据提供安全保护视图能够对机密数据提供安全保护 第11页，本讲稿共29页第四节第四节

9、视图视图为防止用户通过视图对数据进行增、删、改时，无意或故意操作不属为防止用户通过视图对数据进行增、删、改时，无意或故意操作不属于视图范围内的基本表数据，可在定义视图时加上于视图范围内的基本表数据，可在定义视图时加上WITH CHECK WITH CHECK OPTIONOPTION子句，这样在视图上增、删、改数据时，子句，这样在视图上增、删、改数据时，DBMSDBMS会进一步检会进一步检查视图定义中的条件，若不满足条件，则拒绝执行该操作。查视图定义中的条件，若不满足条件，则拒绝执行该操作。由于视图是不实际存储数据的虚表，因此对视图的更新，最终由于视图是不实际存储数据的虚表，因此对视图的更新，

10、最终要转换为对基本表的更新。要转换为对基本表的更新。在关系数据库中，因为有些视图的更新不能唯一地有意义地转换成对在关系数据库中，因为有些视图的更新不能唯一地有意义地转换成对相应基本表的更新，因此并不是所有的视图都是可更新的。相应基本表的更新，因此并不是所有的视图都是可更新的。第12页，本讲稿共29页第四节第四节 视图视图若一个视图是从单个基本表导出的，并且只是去掉了基若一个视图是从单个基本表导出的，并且只是去掉了基本表的某些行和某些列，但保留了码，我们称这类视图本表的某些行和某些列，但保留了码，我们称这类视图为行列子集视图。为行列子集视图。一般对所有行列子集视图都可以执行修改和删除元组的一般对

11、所有行列子集视图都可以执行修改和删除元组的操作，如果基本表中所有不允许空值的列都出现在视图操作，如果基本表中所有不允许空值的列都出现在视图中，则也可以对其执行插入操作。中，则也可以对其执行插入操作。DBMSDBMS执行对视图的查询时，首先进行有效性检查，检查查询的表、视执行对视图的查询时，首先进行有效性检查，检查查询的表、视图等是否存在。如果存在，则从数据字典中取出视图的定义，把定义图等是否存在。如果存在，则从数据字典中取出视图的定义，把定义中的子查询和用户的查询结合起来，转换成等价的对基本表的查询，中的子查询和用户的查询结合起来，转换成等价的对基本表的查询，然后再执行修正了的查询，这一转换过

12、程称为视图消解然后再执行修正了的查询，这一转换过程称为视图消解第13页，本讲稿共29页第五节第五节 数据控制数据控制数据控制数据控制SQLSQL中数据控制功能包括事务管理功能和数据保护功能，中数据控制功能包括事务管理功能和数据保护功能，即数据库的恢复、并发控制；数据库的安全性和完整即数据库的恢复、并发控制；数据库的安全性和完整性。性。保证数据安全的主要措施是进行存取控制，即规定不同用户对保证数据安全的主要措施是进行存取控制，即规定不同用户对于不同数据对象所允许执行的操作，并控制各用户只能存取他于不同数据对象所允许执行的操作，并控制各用户只能存取他有权存取的数据。有权存取的数据。授予权限命令授予

13、权限命令GRANTGRANT收回权限命令收回权限命令REVOKEREVOKE第14页，本讲稿共29页第四章第四章 关系数据库设计理论关系数据库设计理论学习目的和要求学习目的和要求了解数据依赖的定义及两种重要的类型了解数据依赖的定义及两种重要的类型理解各类范式的概念及涵义理解各类范式的概念及涵义掌握相关概念及关系模式规范化的步骤。掌握相关概念及关系模式规范化的步骤。往年频繁考点：往年频繁考点：函数依赖的定义、性质函数依赖的定义、性质部分函数依赖、传递函数依赖概念部分函数依赖、传递函数依赖概念码、候选码、主码、主属性、非主属性概念码、候选码、主码、主属性、非主属性概念第二范式；第三范式；第二范式；

14、第三范式；BCBC范式的判断和规范化范式的判断和规范化关系模式规范化的步骤关系模式规范化的步骤判断关系模式的分解与原关系模式等价的标准判断关系模式的分解与原关系模式等价的标准第15页，本讲稿共29页第一节第一节 数据依赖数据依赖数据依赖的涵义数据依赖的涵义数据依赖是通过一个关系中属性间值的相等与否体现数据依赖是通过一个关系中属性间值的相等与否体现出来的数据间的相互关系，是现实世界属性间相互联出来的数据间的相互关系，是现实世界属性间相互联系的抽象，是数据内在的性质，是语义的体现。现在系的抽象，是数据内在的性质，是语义的体现。现在人们已经提出了许多种类型的数据依赖，其中最重要人们已经提出了许多种类

15、型的数据依赖，其中最重要的是函数依赖和多值依赖。的是函数依赖和多值依赖。函数依赖函数依赖设设R(U)R(U)是一个关系模式，是一个关系模式，U U是是R R的属性集合，的属性集合，X X和和Y Y是是U U的的子集。对于子集。对于R(U)R(U)的任意一个可能的关系的任意一个可能的关系r r，如果，如果r r中不中不存在两个元组，它们在存在两个元组，它们在X X上的属性值相同，而在上的属性值相同，而在Y Y上的上的属性值不同，则称属性值不同，则称“X X函数确定函数确定Y Y”或或“Y Y函数依赖于函数依赖于X X”，记作，记作XYXY。第16页，本讲稿共29页第一节第一节 数据依赖数据依赖平

16、凡函数依赖；非平凡函数依赖平凡函数依赖；非平凡函数依赖在关系模式在关系模式R(U)R(U)中，对于中，对于U U的子集的子集X X和和Y,Y,如果如果XYXY，但，但Y Y X,X,则称则称XYXY是非平凡的函数依赖。若是非平凡的函数依赖。若Y Y X,X,则称则称XYXY是平凡的函数依赖。是平凡的函数依赖。完全函数依赖；部分函数依赖完全函数依赖；部分函数依赖在在R R（U U）中，如果）中，如果XYXY，并且对于，并且对于X X的任何一个真子集的任何一个真子集XX，都有，都有XYXY，则称，则称Y Y对对X X完全函数依赖完全函数依赖若若XYXY，但，但Y Y不完全依赖于不完全依赖于X X，

17、则称，则称Y Y对对X X部分函数依赖部分函数依赖传递函数依赖传递函数依赖在在R(U)R(U)中中,如果如果XY,(YXY,(Y X)X)，YX,YZ,YX,YZ,则称则称Z Z传递函传递函数依赖于数依赖于X X。第17页，本讲稿共29页第一节第一节 数据依赖数据依赖数据依赖相关的一些概念数据依赖相关的一些概念候选码：设候选码：设K K为为R RU,FU,F中的属性或属性组合，若中的属性或属性组合，若U U完完全函数依赖于全函数依赖于K,K,则则K K为为R R的候选码的候选码主码：若候选码多于一个，则选定其中的一个为主码主码：若候选码多于一个，则选定其中的一个为主码主属性：包含在任何一个候选

18、码中的属性主属性：包含在任何一个候选码中的属性非主属性：不包含在任何码中的属性称作非主属性非主属性：不包含在任何码中的属性称作非主属性外部码：关系模式外部码：关系模式R R中属性或属性组中属性或属性组X X并非并非R R的码，但的码，但X X是另一个关系模式的码，则称是另一个关系模式的码，则称X X是是R R的外部码，也称外的外部码，也称外码码第18页，本讲稿共29页第二节第二节 范式范式范式范式(Normal Form)(Normal Form)是符合某一种级别的关系模式的集合，是衡是符合某一种级别的关系模式的集合，是衡量关系模式规范化程度的标准量关系模式规范化程度的标准根据规范化程度的不同

19、，数据库范式从低到高有第一范式、根据规范化程度的不同，数据库范式从低到高有第一范式、第二范式、第三范式、第二范式、第三范式、BCBC范式、第四范式、第五范式。对于各范式、第四范式、第五范式。对于各范式之间的联系有：范式之间的联系有：5NF 5NF 4NF4NF BCNFBCNF 3NF3NF 2NF2NF 1NF1NF成立成立1NF1NF如果一个关系模式如果一个关系模式R R的所有属性都是不可分的基本数据的所有属性都是不可分的基本数据项，则项，则R1NFR1NF。仅满足仅满足1NF1NF的关系模式有插入异常、删除异常、冗余过的关系模式有插入异常、删除异常、冗余过大和修改复杂。大和修改复杂。第1

20、9页，本讲稿共29页第二节第二节 范式范式2NF2NF若若R1NFR1NF，且每一个非主属性完全依赖于，且每一个非主属性完全依赖于R R的任何码，的任何码，则则R2NFR2NF判断的方法：判断的方法：先找出所有的候选码，从而找出非主属性和主属性。如果不存在非主属性对码的部分函数依赖，则该关系属于2NF；否则不属于2NF。第20页，本讲稿共29页第二节第二节 范式范式3NF3NF关系模式关系模式R RU,FU,F2NF2NF，且每一个非主属性都不传递，且每一个非主属性都不传递函数依赖于码，则称函数依赖于码，则称R RU U，F F3NF3NF。判断的方法：先判断判断的方法：先判断2NF,2NF,

21、然后检查有无非主属性对码的然后检查有无非主属性对码的传递函数依赖传递函数依赖BCNFBCNF设关系模式设关系模式R RU,FU,F1NF1NF，若，若XYXY且且Y Y X X时时X X必含有码，必含有码，则则R RU,FU,FBCNFBCNFBCNFBCNF的关系模式都具有如下的关系模式都具有如下3 3个性质：个性质：所有非主属性都完全函数依赖于每个候选码。所有主属性都完全函数依赖于每个不包含它的候选码。没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。第21页，本讲稿共29页第二节第二节 范式范式判断的方法：只需检查所有的函数依赖的决定因素是判断的方法：只需检查所有的函数依赖的决定因素是否包含

22、码否包含码如果一个关系数据库中的所有关系模式都属于如果一个关系数据库中的所有关系模式都属于BCNFBCNF，那么在函数依赖范畴内，它已实现了模式的彻底分解，那么在函数依赖范畴内，它已实现了模式的彻底分解，达到了最高的规范化程度，消除了插入异常和删除异达到了最高的规范化程度，消除了插入异常和删除异常。常。第22页，本讲稿共29页第二节第二节 范式范式多值依赖多值依赖设设R(U)R(U)是一个关系模式，是一个关系模式，X X，Y Y和和Z Z是是U U的子集，并且的子集，并且Z=U-X-YZ=U-X-Y，多值依赖，多值依赖XYXY成立当且仅当对成立当且仅当对R R的任一关的任一关系系r,rr,r在

23、在(X(X，Z)Z)上的每个值对应一组上的每个值对应一组Y Y的值，这组值仅的值，这组值仅仅决定于仅决定于X X值而与值而与Z Z值无关。值无关。4NF4NF关系模式关系模式R RU U，F F1NF1NF，如果对于，如果对于R R的每个非平凡多的每个非平凡多值依赖值依赖XY(YXY(Y X)X)，X X都含有候选码，则都含有候选码，则R4NFR4NF。判断的方法：先判断判断的方法：先判断BCNF,BCNF,然后，看所有非平凡的多值然后，看所有非平凡的多值依赖是否是函数依赖。依赖是否是函数依赖。第23页，本讲稿共29页第三节第三节 关系模式的规范化关系模式的规范化规范化规范化一个低一级的关系模

24、式，通过模式分解可以转换为若干一个低一级的关系模式，通过模式分解可以转换为若干个高一级范式的关系模式的集合，这种过程就叫做规范个高一级范式的关系模式的集合，这种过程就叫做规范化。规范化实质上是概念的单一化。化。规范化实质上是概念的单一化。关系模式规范化时一般应遵循以下原则：关系模式规范化时一般应遵循以下原则：1 1）关系模式进行无损连接分解。）关系模式进行无损连接分解。2 2）合理选择规范化程度。）合理选择规范化程度。3 3）正确性与可实现性原则。）正确性与可实现性原则。第24页，本讲稿共29页第三节第三节 关系模式的规范化关系模式的规范化关系模式规范化的基本步骤：关系模式规范化的基本步骤：对

25、对1NF1NF关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的部关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的部分函数依赖，将分函数依赖，将1NF1NF关系转换为若干个关系转换为若干个2NF2NF关系。关系。对对2NF2NF关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的传关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的传递函数依赖，从而产生一组递函数依赖，从而产生一组3NF3NF关系。关系。对对3NF3NF关系进行投影，消除原关系中主属性对码的部分关系进行投影，消除原关系中主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖，得到一组函数依赖和传递函数依赖，得到一组BCNFBCNF关系。关系。对对BCNFBCNF关系进行投影，消除原关

26、系中非平凡且非函数依关系进行投影，消除原关系中非平凡且非函数依赖的多值依赖，从而产生一组赖的多值依赖，从而产生一组4NF4NF关系。关系。对对4NF4NF关系进行投影，消除原关系中不是由候选码所蕴关系进行投影，消除原关系中不是由候选码所蕴含的连接依赖，即可得到一组含的连接依赖，即可得到一组5NF5NF关系。关系。5NF5NF是最终范式是最终范式 第25页，本讲稿共29页第三节第三节 关系模式的规范化关系模式的规范化无损连接性无损连接性设关系模式设关系模式R RU U，F F被分解为若干个关系模式被分解为若干个关系模式R R1 1U U1 1，F F1 1，R R2 2U U2 2，F F2 2

27、，R Rn nU Un n，FnFn(其中其中U=UU=U1 1UU2 2UUn n，且不存在，且不存在U Ui i U Uj j，F Fj j为为F F在在U Ui i上的投影上的投影)，若，若R R与与R R1 1，R R2 2，R Rn n自然连接的结果相等，则称关自然连接的结果相等，则称关系模式系模式R R的这个分解具有无损连接性。的这个分解具有无损连接性。只有具有无损连接性的分解才能够保证不丢失信息。只有具有无损连接性的分解才能够保证不丢失信息。多值依赖是分解无损的充要条件多值依赖是分解无损的充要条件。第26页，本讲稿共29页第三节第三节 关系模式的规范化关系模式的规范化函数依赖保持

28、性函数依赖保持性设关系模式设关系模式R RU U，F F被分解为若干个关系模式被分解为若干个关系模式R R1 1U U1 1，F F1 1，R R2 2U U2 2，F F2 2，R Rn nU Un n，F Fn n(其中其中U=UU=U1 1UU2 2UUn n，且不存在，且不存在U Ui i U Uj j，F Fi i为为F F在在U Ui i上的投影上的投影)，若，若F F所逻辑蕴含的函数依赖一定也由分解得到的某个所逻辑蕴含的函数依赖一定也由分解得到的某个关系模式中的函数依赖关系模式中的函数依赖F Fi i所逻辑蕴含，则称关系模式所逻辑蕴含，则称关系模式R R的的这个分解是保持函数依赖

29、的。这个分解是保持函数依赖的。如果一个分解保持了函数依赖，则它可以减轻或解决各如果一个分解保持了函数依赖，则它可以减轻或解决各种异常情况。种异常情况。分解具有无损连接性和分解保持函数依赖是两个互相独立的标准。分解具有无损连接性和分解保持函数依赖是两个互相独立的标准。第27页，本讲稿共29页第三节第三节 关系模式的规范化关系模式的规范化判断对关系模式的一个分解是否与原关系模式等价可以有三判断对关系模式的一个分解是否与原关系模式等价可以有三种不同的标准：种不同的标准：1 1）分解具有无损连接性；）分解具有无损连接性；2 2）分解要保持函数依赖；）分解要保持函数依赖；3 3）分解既要保持函数依赖，又

30、要具有无损连接性。）分解既要保持函数依赖，又要具有无损连接性。第28页，本讲稿共29页第三节第三节 关系模式的规范化关系模式的规范化规范化理论提供了一套完整的模式分解算法，按照这套算法可以做到：规范化理论提供了一套完整的模式分解算法，按照这套算法可以做到：若要求分解具有无损连接性，那么模式分解一定能够若要求分解具有无损连接性，那么模式分解一定能够达到达到4NF4NF。若要求分解保持函数依赖，那么模式分解一定能够达若要求分解保持函数依赖，那么模式分解一定能够达到到3NF3NF，但不一定能够达到，但不一定能够达到BCNFBCNF。若要求分解既具有无损连接性，又保持函数依赖，则若要求分解既具有无损连接性，又保持函数依赖，则模式分解一定能够达到模式分解一定能够达到3NF3NF，但不一定能够达到，但不一定能够达到BCNF BCNF 第29页，本讲稿共29页