2016年數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程師復(fù)習(xí)考點預(yù)測

1、一、數(shù)據(jù)模型1.數(shù)據(jù)模型的三要素(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所的對象類型(Object Type)的集合。這些對象和對象類型是數(shù)據(jù)庫的組成成分。一般可分為兩類:一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容和其它性質(zhì)有關(guān)的對象;一類是與數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系有關(guān)的對象。前者如網(wǎng)狀模型中的數(shù)據(jù)項和，關(guān)系模型中的域、屬性和關(guān)系等。后者如網(wǎng)狀模型中的關(guān)系模型(set type)。在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中，通常按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來命名數(shù)據(jù)模型，進(jìn)而對數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行分類。如層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和關(guān)系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型分別稱作為層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。相應(yīng)地，數(shù)據(jù)庫分別稱作為層次數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫。(2)數(shù)據(jù)操作 數(shù)據(jù)操作是指對各種

2、對象類型的實例(或值)所允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則。在數(shù)據(jù)庫中，主要的操作有檢索和更新(包括、刪除、修改)兩大類。數(shù)據(jù)模型定義了這些操作的定義、語法(即使用這些操作時所用的語言)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述，而數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。兩者既有聯(lián)系，又有區(qū)別。(3)數(shù)據(jù)的約束條件 數(shù)據(jù)的約束條件是完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是指在給定的數(shù)據(jù)模型中，數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約條件和依存條件，用以限制符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，確保數(shù)據(jù)的正確性、有效性和一致性。2.概念模型數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的和基礎(chǔ)。每個 DBMS都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。為了把現(xiàn)實世界中

3、的具體事物或事物之間的聯(lián)系表示成 DBMS 所支持的數(shù)據(jù)模型，人們首先必須將現(xiàn)實世界的事物及其之間的聯(lián)系進(jìn)行抽象，轉(zhuǎn)換為信息世界的概念模型;然后將信息世界的概念模型轉(zhuǎn)換為機(jī)器世界的數(shù)據(jù)模型。也就是說，首先把現(xiàn)實世界中的客觀對象抽象成一種信息結(jié)構(gòu)。這種信息結(jié)構(gòu)并不依賴于具體的計算機(jī)系統(tǒng)和 DBMS。然后，再把概念模型轉(zhuǎn)換為某一計算機(jī)系統(tǒng)上某一 DBMS 所支持的數(shù)據(jù)模型。因此，概念模型是從現(xiàn)實世界到機(jī)器世界的一個中間層次?，F(xiàn)實世界的事物反映到人的大腦之中，然后人們開始認(rèn)識這些事物，經(jīng)過選擇、命名、分類和組織等抽象工作之后形成概念模型，并進(jìn)入到信息世界。用戶(user) 關(guān)心的是現(xiàn)實世界中的事物、

4、事物的屬性及其相互關(guān)系。例如，用戶可能關(guān)心他的顧客及其屬性，如顧客地址、貨、訂的什么和訂多少等等。帳號等等。用戶也關(guān)心自己的定貨帳目，如誰訂的系統(tǒng)分析員(yst) 同樣也關(guān)心現(xiàn)實世界，但是系統(tǒng)分析員需要分析用戶的信息需求。作為需求分析的結(jié)果，分析員必須以文檔的形式對需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的描述;這個文檔就是信息模型。實體(Entity) 實體是數(shù)據(jù)庫的基本元素。實體是指一個存在的東西以區(qū)別這個東西所具有的屬性和這個東西與其它東西的聯(lián)系。實體可以是人，也可以是物;可以是實際對象，也可以是概念;可以是事物本身，也可以是指事物之間的聯(lián)系。屬性(Attribute) 一個實體可以由若干個屬性來刻畫。屬性是相對

5、實體而言的，是實體所具有的特性。關(guān)鍵字(Key) 能唯一地標(biāo)識實體的屬性的集合稱為關(guān)鍵字(或碼)。域() 屬性的取值范圍稱作域。實體型(Entity Type) 一類實體所具有的共同特征或?qū)傩缘募戏Q為實體型。一般用實體名及其屬性來抽象地刻畫一類實體的實體型。實體集(Entity Set) 同型實體的集合叫實體集。例如，學(xué)生就是一個實體集。實體集的名即是實體型。對于學(xué)生和(學(xué)號，系，年級)均是實體型，而學(xué)生是對實體型(學(xué)號，系，年級)所起的名稱，兩者是指同一客觀對象。但本科生和可以為相同實體型，而實體集不同。聯(lián)系(Relationship) 現(xiàn)實世界的事物之間是有聯(lián)系的。一般存在兩類聯(lián)系:一是

6、實體內(nèi)部的組成實體的屬性之間的聯(lián)系，二是實體之間的聯(lián)系。在考慮實體內(nèi)部的聯(lián)系時，是把屬性看作為實體。一般來說，兩個實體之間的聯(lián)系可分為三種:一對一(11)聯(lián)系 若對于實體集 A 中的每一個實體，實體集 B 中至多有唯一的一個實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集A 與實體集 B 具有一對一聯(lián)系，記作 11。一對多(1n)聯(lián)系 若對于實體集 A 中的每個實體，實體集 B 中有 n 個實體(n0)與之聯(lián)系;反之，對于實體集 B 中的每一個實體，實體集 A 中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A 與實體集 B 有一對多聯(lián)系，記為 1n。相應(yīng)地有多對一(n1)聯(lián)系 多對一聯(lián)系，從本質(zhì)上說，是一對多聯(lián)系的

7、逆轉(zhuǎn)。其定義同一對多聯(lián)系類似，不再贅述。多對多(mn)聯(lián)系 若對于實體集 A 中的每一個實體，實體集 B 中有 n 個實體(n0)與之聯(lián)系;反之，對于實體集 B 中的每一個實體，實體集 A 中也有 m 個實體(m0)與之對應(yīng)，則稱實體集A 與實體集 B 具有多對多聯(lián)系，記作 mn。實質(zhì)上，多對多聯(lián)系是任意一種聯(lián)系。另外，同一實體集內(nèi)的各個實體間也可以有各種聯(lián)系。概念模型的表示方法最常用的是實體一聯(lián)系方法(Entity-Relationship Approach)，簡稱 E-R 方法。該方法是由 P.P.S.Chen 在 1976年。E-R 方法用 E-R 圖來描述某一組織的概念模型。在這里僅介

8、紹 E-R 圖的要點。在 E-R 圖中:長方形框表示實體集，框內(nèi)寫上實體型的名稱。用橢圓框表示實體的屬性，并用有向邊把實體框及其屬性框連接起來。用菱形框表示實體間的聯(lián)系，框內(nèi)寫上聯(lián)系名，用無向邊把菱形框及其有關(guān)的實體框連接起來，在旁邊標(biāo)明聯(lián)系的種類。如果聯(lián)系也具有屬性，則把屬性框和菱形框也用無向邊連接上。三種主要的數(shù)據(jù)模型實際 DBMS 所支持的數(shù)據(jù)模型主要有三種:層次模型(Hierarchical M網(wǎng)狀模型(Network M)關(guān)系模型(Relational M)其中，關(guān)系模型是當(dāng)前 DBMS 所支持的數(shù)據(jù)模型的主流。90年代運行的 DBMS 幾乎都是基于關(guān)系模型的。層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱

9、為非關(guān)系模型。非關(guān)系模型的結(jié)構(gòu)可以和圖論中的圖相對應(yīng)，比較直觀，但在理論上不完備，實現(xiàn)效率較低，故此目前很少用。但是最近，層次模型在面象的 DBMS 中已得到重視。在關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)在用戶的觀點中(或在用戶視圖中)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表(Table)。關(guān)系(Relation)，對應(yīng)于平常講的一張表。元組(Tuple)，表中的一行。屬性(Attribute)，表中的一列稱為一個屬性，給每一列起一個名，稱為屬性名。這一列或這個屬性所有可能取的值的集合稱為這個屬性的值域(個屬性的值。)，值域中的一個元素叫做這主關(guān)鍵字(Primary Key Attribute 或 Primary Key)，是指能唯

10、一標(biāo)識一個元組的一個或一組屬性。分量(Attribute value)，是指元組中的一個屬性值。關(guān)系模式(Relational Schema)，是對關(guān)系的描述，一般用關(guān)系名(屬性名 1，屬性名 2，屬性名 n)來表示。同層次模型和網(wǎng)狀模型相比較，關(guān)系模型具有下列特點:(1)概念單一 在關(guān)系模型中，無論是實體還是實體之間的聯(lián)系都用關(guān)系來表示。在關(guān)系模型中，在用戶的觀點中，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)就是表，也只有這唯一的概念。在非關(guān)系模型中，用戶要區(qū)分型與型之間的聯(lián)系兩個概念;當(dāng)環(huán)境復(fù)雜時，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，難以掌握。而關(guān)系模型，由于概念單一，可以變復(fù)雜為直觀、簡單，易學(xué)易用。(2)規(guī)所謂關(guān)系規(guī)是指在關(guān)系模型

11、中，每一個關(guān)系都要滿足一定的條件要求。這些條件被稱為規(guī)范條件。對于關(guān)系，一個最基本的規(guī)范條件是，要求關(guān)系中的每一個屬性(或分量)均是不可分的數(shù)據(jù)項;也就是說不允許表中有表，表是不可嵌套的。(3)在關(guān)系模型中，用戶對數(shù)據(jù)的操作的輸入和輸出都是表，也就是說，用戶通過操作舊表而得到一張新表?？傊?，關(guān)系模型概念簡單，結(jié)構(gòu)清晰，用戶易學(xué)易用，有嚴(yán)格的以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的關(guān)系理論作指導(dǎo)，便于DBMS 的實現(xiàn)?；陉P(guān)系的DBMS 簡化了應(yīng)用程序員的工作，便于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和。故此，關(guān)系模型自誕生以后就得到了迅速的發(fā)展，成為應(yīng)用最為廣泛的、唯一的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念數(shù)據(jù)管理技術(shù)的三個階段：管理階段文件

12、管理階段數(shù)據(jù)庫階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成：數(shù)據(jù)庫、支持?jǐn)?shù)據(jù)庫運行的軟硬件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和應(yīng)用程序等部分組成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級組織結(jié)構(gòu)：概念模式、內(nèi)模式、外模式三者之間的：外模式/模式、模式/內(nèi)模式英文含義： DBMS：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) DBA：數(shù)據(jù)庫管理員DDL：數(shù)據(jù)描述語言DML：數(shù)據(jù)語言UWA：用戶工作區(qū) DD：數(shù)據(jù)字典二、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)由外模式、模式和內(nèi)模式組成。外模式(external schema)，或子模式(subschema)或用戶模式(user schema)，是指數(shù)據(jù)庫用戶所看到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是用戶看到的數(shù)據(jù)視圖。模式(sch

13、ema)或邏輯模式(logic schema)，是數(shù)據(jù)庫中對全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特性的描述，是所有用戶所見到的數(shù)據(jù)視圖的總和。外模式是模式的一部分。內(nèi)模式(ernal schema)，或模式(storage schema)，或物理模式(physical schema)，是指數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)上的表示，即對數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存取方式的描述。模式描述的是數(shù)據(jù)的全局的邏輯結(jié)構(gòu)，決定了 DBMS 的功能。外模式涉及的僅是局部的邏輯結(jié)構(gòu)，是模式的子集，是對模式的調(diào)用。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式是對數(shù)據(jù)進(jìn)行三個層次抽象的工具。通過三級模式，把對數(shù)據(jù)的具體組織留給 DBMS 來完成，使得用戶能在次上處理數(shù)據(jù)的

14、邏輯結(jié)構(gòu)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)這三個層次這間的聯(lián)系，DBMS 在溝通三級模式中提供了兩個映象:外模式-模式映象模式-內(nèi)模式映象(1)模式 模式規(guī)定了數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的一個邏輯表示或描述形式。模式既不同于內(nèi)模式，也不同于外模式。它比內(nèi)模式抽象，不涉及數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和用程序或高級語言無關(guān)。介質(zhì)。它與具體的應(yīng)外模式 外模式是個別用戶的數(shù)據(jù)視圖，即與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。內(nèi)模式 內(nèi)模式是全部數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部表示或底層描述，是用來定義數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存取方式的。二級映象 對于同一個模式，可以有任意多個外模式。外模式-模式的映象定義了某個外模式和模式之間的對應(yīng)關(guān)系。這些映象的定義通常包含

15、在各自的外模式中。當(dāng)模式改變時，外模式-模式的映象要做相應(yīng)的改變，以保證外模式的不變性。這是數(shù)據(jù)庫管理員(DBA)的責(zé)任。模式-內(nèi)模式的映象定義了數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。例如，字段的內(nèi)部表示等。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)改變時，模式-內(nèi)模式的映象也須做相應(yīng)的修改，以使得模式保持不變性。這仍是 DBA 的責(zé)任。正是由于上述二級映象的功能及其自動實現(xiàn)，使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性，從而大大地方便了用戶的使用。(5)概念模式與模式ANSI，稱之為 ANSI/SPARC組于 1975 年 2 月提出一個臨告。1978 年提出一個最終，簡稱為 SPARC。SPARC中，數(shù)據(jù)庫管理

16、系統(tǒng)應(yīng)具有三級模式的結(jié)構(gòu)，即概念模式、外模式和內(nèi)模式。其中外模式和內(nèi)模多與上面所講的大致相當(dāng)。但SPARC中的概念模式是指一個組織或部門所對應(yīng)的現(xiàn)實世界的真實模型，即概念模型。概念模式僅描述實體及其屬性和聯(lián)系，不涉及機(jī)器世界的概念。概念模型是信息世界范疇內(nèi)的信息的結(jié)構(gòu)，而模式是機(jī)器世界范疇內(nèi)的概念模型的邏輯表示。概念模型獨立于具體的計算機(jī)系統(tǒng)，甚至是和計算機(jī)無關(guān)的，是一個組織或部門的模型。常用的描述概念模式的方法是 E-R 方法。模式是依賴于具體的計算機(jī)及其 DBMS 的。模式通過三種具體模型:層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型來加以實現(xiàn)。概念模式必須轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)模型，然后才能在相應(yīng)的 DBMS

17、 上實現(xiàn)。概念模型和模式都是描述信息或數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)的，然而它們是在不同的抽象層次上加以描述的。概念模型離機(jī)器更遠(yuǎn)，形式化程度低。從遠(yuǎn)離機(jī)器的觀點看，概念模型更抽象些，但更接近現(xiàn)實世界。而模式描述使用的是形式化的語言-模式 DDL，而概念模型描述使用的是 E-R 圖和一些自然語言。2.使用數(shù)據(jù)庫的計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)廣義地講，實際上使用數(shù)據(jù)庫的計算機(jī)系統(tǒng)由下列幾個部分組成的:(1)硬件部分 包括主機(jī)、外部設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電源等。(2)(3)部分 包括操作系統(tǒng)、DBMS、編譯系統(tǒng)和應(yīng)用開發(fā)工具等。包括數(shù)據(jù)庫管理員(Data Base Administrator-DBA) ， 系統(tǒng)分析員(SystemA

18、nalyst)、應(yīng)用程序員(Application Programmer)和用戶(User)。3.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) DBMS 是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的。DBMS 是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護(hù)的。DBMS 建立在操作系統(tǒng)之上，實施對數(shù)據(jù)庫的管理和控制。用戶使用的各種數(shù)據(jù)庫命令以及應(yīng)用程序的執(zhí)行，最終都必須通過 DBMS。另外，DBMS 還承擔(dān)著數(shù)據(jù)庫的安全保護(hù)工作，按照 DBA 所規(guī)定的要求，保證數(shù)據(jù)庫的完整性和安全性。DBMS 的主要功能包括以下幾個主要方面:(1) 數(shù)據(jù)庫的定義功能 DBMS 通過提供數(shù)據(jù)描述語言( 也稱數(shù)據(jù)定義語言)(Data Descriptive LanguageD

19、DL)來對外模式、模式和內(nèi)模式加以描述。然后模式翻譯程序把用 DDL 寫的各種模式的定義源碼翻譯成相應(yīng)的內(nèi)部表示，形成相應(yīng)的目標(biāo)形式，分別叫目標(biāo)外模式、目標(biāo)模式、目標(biāo)內(nèi)模式，這些目標(biāo)模式是對數(shù)據(jù)庫的描述，而不是數(shù)據(jù)本身。 (目標(biāo))模式只刻畫了數(shù)據(jù)庫的形式或框架，而不包括數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容。這些目標(biāo)模式被保存在數(shù)據(jù)字典(或系統(tǒng)目標(biāo))之中，作為 DBMS 存取和管理數(shù)據(jù)的基本依據(jù)。例如，DBMS 根據(jù)這些模式定義，進(jìn)行物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)的映象，進(jìn)行邏輯結(jié)構(gòu)和用戶視圖的映象，以導(dǎo)出用戶要檢索的數(shù)據(jù)的存取方式。(2)數(shù)據(jù)功能 DBMS 提供數(shù)據(jù)語言(Data Manipulation LanguageDML

20、)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一些基本操作，如:檢索、修改、刪除和排序等等。DML 有兩類:一類是嵌入主語言的，如嵌入到 C 或 COBOL 等高級語言中。這類 DML 語言本身不能單獨使用，故此稱為宿主型的 DML 或DML。另一類是非語言(包括交互式命令語言和結(jié)構(gòu)化語言)，它的語法簡單，可以獨立使用，由單獨的解釋或編譯系統(tǒng)來執(zhí)行，所以一般稱為型或自含型的 DML。命令語言是行結(jié)構(gòu)語言，單條執(zhí)行。結(jié)構(gòu)化語言是命令語言的擴(kuò)充或發(fā)展，增加了程序結(jié)構(gòu)描述或過程控制功能，如循環(huán)、分支等功能。命令語言一般逐條解釋執(zhí)行。結(jié)構(gòu)化語言可以解釋執(zhí)行，也可以編譯執(zhí)行?，F(xiàn)在 DBMS 一般均提供命令語言的交互式環(huán)境和結(jié)構(gòu)

21、環(huán)境兩種運行方式，供用戶選擇。DBMS 控制和執(zhí)行DML 語句(或 DML 程序)，完成對數(shù)據(jù)庫的操作。對于型的結(jié)構(gòu)化的DML，DBMS 通常采用解釋執(zhí)行的方法，但也有編譯執(zhí)行的方法，而且編譯執(zhí)行的越來越多。另外，很多系統(tǒng)同時設(shè)有解釋和編譯兩種功能，由用戶選其一。對于嵌入型或縮主型DML，DBMS 一種提供兩種方法:預(yù)編譯方法。修改和擴(kuò)充主語言編譯程序(亦稱增強編譯方法)。預(yù)編譯方法是，由 DBMS 提供一個預(yù)處理程序，對源程序進(jìn)行語法掃描，識別出DML 語句，并把這些語句轉(zhuǎn)換成主語言中的特殊調(diào)用語句。主語言必須和DML 有調(diào)用接口。這樣在連接形成目標(biāo)時和主語言語句一起形成可執(zhí)行的目標(biāo)。(3)

22、數(shù)據(jù)庫運行管理 數(shù)據(jù)庫運行期間的動態(tài)管理是 DBMS 的存取控制(或安全性檢查、完整性約束條件的檢查)、數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的部分，包括并發(fā)控制、(如索引、數(shù)據(jù)字典的自動等)、緩沖區(qū)大小的設(shè)置等等。所有的數(shù)據(jù)庫操作都是在這個控制部分的管理下，協(xié)同工作，以確保事務(wù)處理的正常運行，保證數(shù)據(jù)庫的正確性、安全性和有效性。(4)數(shù)據(jù)庫的建立和功能 數(shù)據(jù)庫的建立和包括初始數(shù)據(jù)的裝入、數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲或后備功能、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)功能、數(shù)據(jù)庫的重組織功能和性能分析等功能，這些功能一般都由各自對應(yīng)的實用功能子程序來完成。DBMS 隨產(chǎn)品和版本不同而有所差異。通常大型機(jī)上的 DBMS 功能最全，小型機(jī)上的 DBMS 功能稍弱點，微機(jī)

23、上的 DBMS 更弱些。但是，目前，由于硬件性能和價格的改進(jìn)，微機(jī)上的DBMS 功能越來越全。三、關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言SQL1.SQL 概述 SQL 的英語名稱是結(jié)構(gòu)查詢語言(Structured Query Language)實際上它的功能包括查詢(Query)、(Manipulation)、定義(Definition)和控制(trol)四個方面，是一個綜合的、通用的、功能極強的關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言。SQL 支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)。SQL 的數(shù)據(jù)定義功能SQL 的數(shù)據(jù)定義功能包括三部分:定義基本表，定義視圖和定義索引。它們是:CREATE TABLE CREATE VIEW CREATE IND

24、EX DROP TABLE DROP VIEW DROP INDEX SQL 的數(shù)據(jù)定義功能可用于定義和修改模式(如基本表)，定義外模式(如視圖)和內(nèi)模式(如索引)。基本表的定義與刪除定義基本表的語句格式為:CREATE TABLE 表名 (列名 1 類型NOT NULL，列名 2 類型NOT NULL) 其他參數(shù);其中，任選項“其它參數(shù)”是與物理有關(guān)的參數(shù)。根據(jù)具體系統(tǒng)的不同而不同。刪除基本表的語句為:DROP TABLE 表名;刪除索引的語句為:DROP INDEX 索引名;刪除索引的同時把有關(guān)索引的描述也從數(shù)據(jù)字典中刪去。但表的內(nèi)涵仍存在且其數(shù)據(jù)外延內(nèi)容不變。把一個基本表的定義連同表上所

25、有的、索引以及由此基本表導(dǎo)出的所有視圖全部都刪除，并相應(yīng)的空間。4.索引的建立與刪除對一個基本表，可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的需要建立若干索引，以提供多種存取方式。通常，索引的建立和刪除由 DBA 或表的主人(即建立表的人)負(fù)責(zé)。用戶不必也不能在存取數(shù)據(jù)時選擇索引。存取路徑的選擇由系統(tǒng)自動進(jìn)行。索引的描述存放在數(shù)據(jù)字典中。建立索引的語句格式為:CREATEUNIQUE INDEX 索引名ON 基本表名(列名次序，列名次序)其他參數(shù);這里的任選項其他參數(shù)是與物理有關(guān)的參數(shù)。索引可以建在一列或幾列上。圓括號內(nèi)是索引列的順序說明表。其中的任選項次序，指定了索引值排序的次序?？扇SC(升序)或 DESC(降序

26、)。缺省值為升序。UNIQUE 表示每一索引值只對應(yīng)唯一的數(shù)據(jù)記錄。5.SQL 的數(shù)據(jù)SQL 的數(shù)據(jù)功能功能包括SELECT，INSERT，DELETE 和 UPDATE 四個語句，即檢索和更新(包括增、刪、改)兩部分工能。檢索就是查詢。SQL 更新語句SQL 的更新語句包括修改，刪除和三類語句。修改(UPDATE)(亦稱為更新)修改語句的一般格式為:UPDATE 表名SET 字段=表達(dá)式，字段=表達(dá)式 WHERE 謂詞;修改指定表中滿足謂詞(或條件)的元組，把這些元組按 SET 子句中的表達(dá)式修改相應(yīng)屬性或字段上的值。刪除(DELETE)刪除語句一般格式為: DELETE FROM 表名 W

27、HERE 謂詞;從指定表中刪除滿足謂詞的那些。沒有 WHERE 子句時表示刪去此表中的全部記錄，但此表的定義仍在數(shù)據(jù)字典中，只是一個空表。DELETE 只對表外延操作，不對內(nèi)涵操作。(INSERT)語句的一般格式為:INSERTO 表名(字段名，字段名)valueS(常量，常量);或INSERTO 表名(字段名，字段名)子查詢;第一種格式把一個新指定的表中。第二種格式把子查詢的結(jié)果表中。若表中有些字段在語句中沒有出現(xiàn)，則這些字段上的值取空值 NULL。當(dāng)然在表定義中說明了 NOT NULL 的字段在須在每個字段上均有值。6.視圖時不能取NULL。若語句中沒有字段名，則新必視圖是從一個或幾個基本

28、表(或視圖)導(dǎo)出的表。某一用戶可以定義若干視圖。因此對某一用戶而言，按 ANSI/SPARC的觀點，他的外模式是由若干基本表和若干視圖組成的。視圖和基本表不同，視圖是一個虛表，即視圖所對應(yīng)的數(shù)據(jù)不實際在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫中只視圖的定義(存在數(shù)據(jù)字典中)。視圖一經(jīng)定義就可以和基本表一樣被查詢、被刪除(DROP)，也可以用來定義新的視圖，但更新(增、刪、改)操作將有一定限制。視圖可以理解成一個數(shù)據(jù)庫，只有內(nèi)涵保存在數(shù)據(jù)庫字典中，而無外延成的或計算出來的。;其外延是在使用時動態(tài)地生視圖的定義與刪除SQL 建立視圖的語句格式為:CREATE VIEW 視圖名(字段名，字段名)AS 子查詢WITH CHE

29、CK OPTION 謂詞;視圖可以刪除，語句格式為:DROP VIEW 視圖名;視圖的定義就從數(shù)據(jù)字典中刪除。由此視圖導(dǎo)出的其它視圖也將自動被刪除。若導(dǎo)出此視圖的基本表刪除了，則此視圖也將自動刪除。視圖的查詢語句視圖定義后，用戶可以如同基本表那樣對視圖查詢。視圖的更新語句對視圖的更新最終要轉(zhuǎn)換成對基本表的更新(這里的更新，指 INSERT，UPDATE 和 DELETE 三類操作)。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，并非所有的視圖都是可更新的，也就是說，有些視圖的更新不能唯一地有意義地轉(zhuǎn)換成對基本表的更新。視圖的優(yōu)點視圖的概念具有很多優(yōu)點，主要有:(1)視圖對于數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)造提供了一定程度的邏輯獨立性; (2)

30、簡化了用戶觀點;(3)視圖機(jī)制使不同的用戶能以不同的方式同一數(shù)據(jù);(4)視圖機(jī)制對數(shù)據(jù)提供了自動的安全保護(hù)功能。7.SQL 的數(shù)據(jù)控制功能SQL 數(shù)據(jù)控制功能是指控制用戶對數(shù)據(jù)的存取權(quán)力。某個用戶對某類數(shù)據(jù)具有何種操作權(quán)力是由DBA 決定的。這是個政策問題而不是技術(shù)問題。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能是保證這些決定的執(zhí)行。為此它必須能:把把的決定告知系統(tǒng)，這是由SQL 的 GRANT 和 REVOKE 語句來完成的。的結(jié)果存入數(shù)據(jù)字典。(3)當(dāng)用戶提出操作請求時，根據(jù)語句的一般格式為:GRANT 權(quán)力，權(quán)力ON 對象類型對象名 TO 用戶，用戶，WITH GRANT OPTION;對不同類型的操作對象可

31、有不同的操作權(quán)力。情況進(jìn)行檢查，以決定是執(zhí)行操作請求還是之。(1)對基本表、視圖及其字段的操作權(quán)力有查詢、PRIVILEGE。、更新、刪除以及它們的總和 ALL對基本表的操作權(quán)力還有修改(ALTER)和建立索引(INDEX)。對數(shù)據(jù)庫的操作權(quán)力有建立表(CREATETAB)。某用戶有了此權(quán)力就可以使用 Create table 建立基本表。稱他為表的主人，擁有對此表的一切操作權(quán)力。(4)對表空間的權(quán)力有使用(USE)數(shù)據(jù)庫空間基本表的權(quán)力。(5)系統(tǒng)權(quán)力有建立新數(shù)據(jù)庫(CREATEDBA)的權(quán)力。GRANT 語句中的任選項 WITHGRANT OPTION 的作用是使獲得某種權(quán)力的用戶可以把權(quán)

32、力再授予別的用戶。8.SQL把SQL 嵌入主語言使用時必須解決三個問題:(1)區(qū)分 SQL 語句與主語言語句。這是通過在所有的 SQL 語句前加前綴 EXEC SQL 來解決的。SQL 語句結(jié)束標(biāo)志隨主語言不同而不同，如 PL/1 用分號(;)，COBOL 用 EMD-EXEC來表示。SQL 語句首先由預(yù)編譯程序加以處理，轉(zhuǎn)換為主語言編譯程序能夠識別的形式，然后交主語言編譯程序進(jìn)一步處理。(2)數(shù)據(jù)庫工作單元和程序工作單元之間的通信。SQL 語句中可以使用主語言的程序變量(簡稱主變量)，這些變量名前加冒號(:)作標(biāo)志，以區(qū)別地字段名，程序中使用的任何表(基本表或視圖)都要用 EXEC SQL

33、DECLARE 語句加以說明。一則使程序更加清晰，二則使預(yù)編譯程序能作某些語法檢查。SQL 語句執(zhí)行后，系統(tǒng)要反饋給應(yīng)用程序若干信息，這些信息送到SQL 的通信區(qū)SQL CA。SQL CA 用語句 EXEC SQL INCLUDE 加以定義。在 SQL CA中有一個狀態(tài)指示字段 SQL CODE。當(dāng) SQL CODE 為零時，表示 SQL 語句執(zhí)行成功，否則返回一個錯誤代碼(負(fù)值)或警告信息(正值)。程序員應(yīng)該在每個 SQL 語句之后測試 SQLCODE 的值，以便處理各種情況。(3)一個SQL 語句原則上可產(chǎn)生或處理一組，而主語言一次只能處理一個，為此必須協(xié)調(diào)兩種處理方式。這是用游標(biāo)(Cur

34、sor)來解決的。下面首先語句，然后使用游標(biāo)的DML 語句。9.不用游標(biāo)的 DML 語句不需要游標(biāo)的DML不需要游標(biāo)的 DML 語句有: 查詢結(jié)果為單的 SELECT語句 UPDATE( 除了CURRENT 形式的 UPDATE)語句 DELETE(除了 CURRENT 形式的 DELETE)語句 INSERT語句(1)查詢結(jié)果為單SQL SELECT 目標(biāo)列的 SELECT 語句這類語句的一般格式是:(主語言為 PL/1)EXECO 主變量空值標(biāo)志FROM 基本表(或視圖)WHERE 條件表達(dá)式;SELECT 語句從數(shù)據(jù)庫中找到符合條件的(2)UPDATE 語句 (3)DELETE 語句 (

35、4)INSERT 語句10.使用游標(biāo)的DML 語句一般情況下 SELECT 語句的查詢結(jié)果是，把結(jié)果放到主變量中。的集合而不是單個，為此需要用游標(biāo)機(jī)制作為橋梁，把集合操作轉(zhuǎn)換為單處理。與游標(biāo)有關(guān)的語句有四個:定義游標(biāo)。游標(biāo)是與某一查詢結(jié)果相聯(lián)系的符號名。用 DECLARE 語句定義。這是一個說明語句。與游標(biāo)相對應(yīng)的 SELECT 語句這時并不執(zhí)行。打開(OPEN)游標(biāo)。打開游標(biāo)語句使游標(biāo)處于活動狀態(tài)。與游標(biāo)相應(yīng)的查詢語句被執(zhí)行。游標(biāo)指向查詢結(jié)果集中的第一個之前。(3)推進(jìn)(FETCH)游標(biāo)。把游標(biāo)向前推進(jìn)一個，并把游標(biāo)指向的當(dāng)前中的字取出，放到O 子句后相應(yīng)的主變量中。FETCH 語句常常用于

36、循環(huán)，以借助主語言功能逐一處理結(jié)果集中的數(shù)據(jù)。(4)關(guān)閉(CLOSE)游標(biāo)。關(guān)閉游標(biāo)，使它不再和原來的查詢結(jié)果相聯(lián)系。關(guān)閉了的游標(biāo)可以再次被打開，與新的查詢結(jié)果集相聯(lián)系。使用 CURRENT 形式的 UPDATE 和刪除語句應(yīng)注意:若游標(biāo)定義中的SELECT 語句帶有UNION 或ORDER BY 子句，或者這個 SELECT語句相當(dāng)于定義了一個不可更新的視圖，則不能用這兩個更新語句。若使用 CURRENT 形式的UPDATE 語句，則游標(biāo)定義中要包括 FOR UPDATE 子句，更新的字段(SET 子句中使用的字段)。因此，游標(biāo)定義語句的一般格式為:EXEC SQLDECLARE 游標(biāo)名 C

37、URSOR FOR 子查詢 UNION 子查詢FOR UPDATE OF 字段名，字段名|ORDER-BY-子句;11.SQL 的事務(wù)處理功能(1)事務(wù)處理的概述所謂事務(wù)(Tranion)是指一系列動作的組合，這些動作被當(dāng)作一個整體來處理。這些動作或者相繼都被執(zhí)行，或者什么也不做。在數(shù)據(jù)庫中，一個動作是指一個 SQL 語句。事務(wù)是一組 SQL 語句組成的一個邏輯。要么這些 SQL 語句全部被按順序正確執(zhí)行，要么在某SQL 語句執(zhí)行失敗時，按照用戶要求，取消已執(zhí)行的SQL 語句對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的修改。或者要么事務(wù)中 SQL 語句都被正確執(zhí)行，完成該事務(wù)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的所有操作;或者要么相當(dāng)于一條

38、SQL 語句也未執(zhí)行，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)未做任何改動。(2)SQL 語言的事務(wù)處理語句SQL 語言有 3 條語句用于事務(wù)處理，它們是:(1)Commit 語句，對于正確執(zhí)行了的事務(wù)進(jìn)行提交，進(jìn)行提交即對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的修改化。同時還事務(wù)和，標(biāo)志該事務(wù)結(jié)束。(2)Save po語句，定義事務(wù)中的一個回滾保留點，它是事務(wù)恢復(fù)時的一個標(biāo)記點。(3)rollback 語句，無論事務(wù)執(zhí)行的當(dāng)前位置在哪里，該語句的執(zhí)行要么取消事務(wù)執(zhí)行以來對數(shù)據(jù)庫的全部修改，要么取消至某個指定回滾點后對數(shù)據(jù)庫的全部修改。自保留點之后的全部表或行的(沒有保留點，相當(dāng)于回滾到事務(wù)開始處，終止該事務(wù))。事務(wù)的恢復(fù)(回滾)是根據(jù)事務(wù)執(zhí)行前保

39、存下的當(dāng)時數(shù)據(jù)庫狀態(tài)來實現(xiàn)的。一遇到 rollback 語句，就將數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)恢復(fù)到原來的狀態(tài)，相當(dāng)于撤消事務(wù)中已執(zhí)行了的SQL 語句。四、數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)不同于一般文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的特點是各種型之，而模式)的間彼此有聯(lián)系，數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)不僅涉及每種型的如何反映各種型之間的聯(lián)系。在 DB 多級模式中引入內(nèi)模式(且要使數(shù)據(jù)的主要目的是使模式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述同它的表示的描述分開，以致 DBA 為了協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)庫性能而對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行修改時，可不必修改模式，以提高數(shù)據(jù)庫的物理獨立性。在各個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，對內(nèi)模式的定義功能各不相同。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中有些DDL

40、語句可影響數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)。在DBMS 中各級模式的結(jié)構(gòu)是恒定的或唯一的，而數(shù)據(jù)庫內(nèi)容(或其)的方式是不唯一的。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞直接影響系統(tǒng)的性能。在如果結(jié)構(gòu)中主要是涉及的設(shè)計與概念之間具有對應(yīng)關(guān)系，的設(shè)計就比較簡與概念之間具有一一對應(yīng)關(guān)系，在這種情況下單，不需要進(jìn)一步同類型的。概念是指在邏輯結(jié)構(gòu)中的。但當(dāng)一個概念對應(yīng)多個不時，存在如何設(shè)計的問題。對于這樣的概念，其可以有以下幾種設(shè)計:1.順序組織將設(shè)計成與概念一一對應(yīng)，按 SNO 大小(或按到來)的順序?qū)⒖臻g。組成一個順序組織的文件。這樣組織的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，缺點是會浪費2.順序帶鏈的組織順序帶鏈組織允許中帶有指針(Poer)，這樣可以 3.

41、帶次關(guān)鍵字索引的順序組織空間。為了適應(yīng)對多項內(nèi)容的檢索，可以建立索引文件，上述組織可改為帶次關(guān)鍵字索引的順序組織。4.多表組織在次關(guān)鍵字索引中，由于一個次關(guān)鍵字值對應(yīng)于多個值，它們的個數(shù)是不固定的，所以對應(yīng)的指針數(shù)目是可變的。這種可變性給管理帶來，為了解決這個，引入了多值中，索引表組織。多表組織的實現(xiàn)比較簡單，在索引中多個指針分散存放在每個項中的指針指向第一個5.完全倒排組織，在第一個中的指針指向第二個等等。在一個型中，對主關(guān)鍵字以外的數(shù)據(jù)項都建立索引，這樣的組織稱之為完全倒排組織。6.Hash 定址組織對于每一個值存放在數(shù)據(jù)庫的什么地方，可通過對該的主關(guān)鍵字值的雜湊函數(shù)計算得出。這種組織為H

42、ash 定址組織。雜湊函數(shù)種類很多，如質(zhì)數(shù)除余法、基數(shù)轉(zhuǎn)換法、平方取中法、折疊法、位移法及各位數(shù)字分析法等等。關(guān)鍵是如何選擇一個雜湊函數(shù)，盡可能避免發(fā)生碰撞。對于不同的主關(guān)鍵字值通過計算而得到同一個地址的映象，稱之為碰撞。7.聯(lián)系的在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，通過外來關(guān)鍵字(Foreign Key)來表示概念之間的聯(lián)系。例如，為了表達(dá)學(xué)生和學(xué)校的聯(lián)系，可以在學(xué)生五、關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.表格中增加外來關(guān)鍵字“學(xué)校號”來表示聯(lián)系。表格(或簡稱表)表示了用戶的特定類型(Type)的一些實體。表頭由一些屬性名(AttributeName)組成，每個屬性名對應(yīng)于一列。在表上屬性名必須唯一，不允許重名。表體是由一些行或元組

43、(tuple)、或(record)組成。一個元組對應(yīng)于傳統(tǒng)的文件結(jié)構(gòu)中的一個，一個含有若干個域(field)用以屬性值(Attribute value)。一個元組對應(yīng)于一個“用戶”實體的出現(xiàn)(occurrence)。表體中每一行和某一列的交叉點(相當(dāng)于中的域)上保存一個屬性值。這個屬性值叫做這一行(或這個實體出現(xiàn))的相應(yīng)屬性值。表體中每一列可以保存的值對應(yīng)于某種屬性類型(Type of Attribute)，也就是說，這一列的屬性值只能取這個屬性類型的值。某個屬性所能取的所有值的集合叫做這個屬性的值域(of Attribute)。類型和值域的對應(yīng)關(guān)系是一對多的。一個類型有一個值域，但一個值域可

44、以作為多個類型，基名稱不同，但實質(zhì)上值域一樣。實際上，類型是對值域名。能唯一標(biāo)識一個元組的屬性稱之為關(guān)鍵屬性(Primary Key Attribute)或簡稱為主關(guān)鍵字(Primary Key)。主關(guān)鍵字有時是由多個屬性組成的，此時的主關(guān)鍵字叫做組合關(guān)鍵字(catenated primary Key)。有的時候，表中必須由一些組合的主關(guān)鍵字才能唯一地標(biāo)識一個元組，也就是說，不存在能作關(guān)鍵字的一個屬性。這時為了方便，往往引入一個附加的屬性并稱之為外來關(guān)鍵字(Foreigh Key)來作主關(guān)鍵字。外來關(guān)鍵字為以后檢索和查詢帶來了方便，但也增加了信息冗余。表名、表頭和表體表名、表頭和表體在關(guān)系模型

45、中具有不同的作用或功能，因而也具有完全不同的性質(zhì)。表頭是一個屬性的集合，它規(guī)定了表的結(jié)構(gòu)。表體是一個特殊的集體，稱作為關(guān)系(relation)。 “關(guān)系模型”中的“關(guān)系”一詞就是指表體中的這個數(shù)學(xué)關(guān)系。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，表名對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫名(或關(guān)系名)，表頭對應(yīng)于數(shù)據(jù)描述(或結(jié)構(gòu)描述)，表體對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫。表體是數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容及數(shù)據(jù)庫操作的對象。另外， 有兩個概念必須加以強調(diào): 型(type) 和值或出現(xiàn) (occurence)。表頭定義了實體(或元組)的型，也就是說規(guī)定了實體(或元組)的值域。而表體則給出了實體(或元組)的出現(xiàn)。出現(xiàn)是型中的一個值。關(guān)系的數(shù)學(xué)定義關(guān)系模型是建立在集合論(Set The

46、ory)的基礎(chǔ)之上的。現(xiàn)在，開始用集合論的術(shù)語來嚴(yán)格地定義數(shù)學(xué)上的關(guān)系，即給出關(guān)系的數(shù)學(xué)定義。定義 1 域(4.關(guān)系模型)是值(value)的集合。關(guān)系模型由三部分組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(即關(guān)系)、關(guān)系操作、關(guān)系的完整性。下面將對這三個部分進(jìn)行分別的。(1)單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系 在關(guān)系模型中，無論是實體還是實體之間的聯(lián)系均由單一的類型結(jié)構(gòu)關(guān)系來表示。面，已給出了關(guān)系和域的數(shù)學(xué)定義，介紹了 n 元關(guān)系、元組和屬性等概念。下面介紹關(guān)鍵字、關(guān)系模式和關(guān)系數(shù)據(jù)庫等一些基本概念。關(guān)鍵字 關(guān)系中的某一組屬性，若其值可以唯一地標(biāo)識一個元組，則稱該屬性組為一個候選關(guān)鍵字(Candidate Key)。若一個關(guān)系有多個候

47、選關(guān)鍵字，則可以任選其中一個作為主關(guān)鍵字(Primary Key)。主關(guān)鍵字中的諸屬性被稱為主屬性。關(guān)系模式 關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式。它包括:關(guān)系名、組成關(guān)系的諸屬性名、屬性到域的映象、屬性間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系等等。所以，關(guān)系模式由關(guān)系名、諸屬性名和屬性到域的映象三個部分組成，關(guān)系模式通常簡記為 R(A 1 ，A 2 ，A n )，其中 R 是關(guān)系名，A 1 ，A 2 ，A n 為諸屬性名。屬性到域的映象一般通過指定屬性的類型和長度來說明。某個關(guān)系模式在某一時刻所具有的狀態(tài)是指關(guān)系的外延，即元組的集合。關(guān)系的外延內(nèi)容有時簡稱為關(guān)系。但關(guān)系模式和關(guān)系的內(nèi)容有時也統(tǒng)稱為關(guān)系。讀者可以從上下文中區(qū)別其確

48、切的含義。形象地說，關(guān)系模式是關(guān)于表名和表頭的描述，而關(guān)系的內(nèi)容是表體。關(guān)系數(shù)據(jù)庫 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，要分清型和值兩個基本概念。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的型是指數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)描述，它包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫名、若干屬性的定義，以及這些屬性上的若干關(guān)系關(guān)系模式。亦稱為數(shù)據(jù)庫的內(nèi)涵(en)，數(shù)據(jù)庫的值亦稱為數(shù)據(jù)庫的外延。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，內(nèi)涵是比較穩(wěn)定的，它規(guī)定了外延的取值范圍。而外延卻是隨時間變化的。這和在一般的形式邏輯中外延和內(nèi)涵一一對應(yīng)有所區(qū)別。此處外延是指任意一個滿足內(nèi)涵的集合，而不一定 滿足內(nèi)涵的最大的一個集合。關(guān)系模式(即內(nèi)涵)是穩(wěn)定的;而關(guān)系的內(nèi)容，即外延，卻是隨時間動態(tài)的變化而變化的。數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)(即模式)是穩(wěn)

49、定的;而數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)內(nèi)容卻在不斷地更新。(2)關(guān)系操作 關(guān)系模型規(guī)定了關(guān)系操作的功能和特點，但不對 DBMS 語言的語法做出具體的規(guī)定。關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言的主要特點(或優(yōu)點)是其高度的非過程化(-procedureae)或者說明性(declarative)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言的語句是透明的。用戶只須知道語句做什么，而不須知道怎么做的。Codd 在其早期的文章中，引入了 8 種基本的操作:并(Union)交(ersection)差(Difference)乘積(Cartesian Product) 限制(Restrictions) 投影(Projection) 連接(Join) 除(Divi)這些操作都

50、是對關(guān)系的內(nèi)容或表體實施操作的，得到的結(jié)果仍為關(guān)系。注意，這些操作只是基本的操作，而不是不再可分的原始(Primitive)操作，例如，Join， ersection和 Divi可以由其它五種操作。但是，把它們?nèi)齻€也作為基本操作使用起來很方便。另外，Codd 并沒說上述 8 種操作就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫只能有的 8 種操作。實際上，上述 8 種操作僅僅是作為最小的 DML 操作的基礎(chǔ)部分，并且也還未考慮到 DDL 的需求。SQL 支持的操作多于上述 8 種DML 操作，而且SQL 還支持 DDL 操作。關(guān)系操作的特點是集合操作，即操作的對象和結(jié)果都是集合。這種操作方式也稱為一次一集合(se-a-tim

51、e)方式。而非關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫的操作方式則為一次一(record-a式來表示:代數(shù)方式，即關(guān)系代數(shù)ime)方式。關(guān)系操作可以用兩種方邏輯方式，即關(guān)系演算而關(guān)系演算又進(jìn)一步分為元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算。已經(jīng)證明，這些表示方式在功能上是相互等價的。一般選其一即可。(3)關(guān)系模型的三類完整性 關(guān)系模型的三類完整性是:實體完整性(Entityegrity)參照完整性(Referentialegrity)用戶定義的完整性(User Definedegrity)其中，實體完整性和參照完整性是任何關(guān)系模型都必須滿足的完整性約束條件，應(yīng)該由關(guān)系數(shù)據(jù)庫 DBMS 自動支持。而用戶定義的完整性的支持是由 DBMS

52、 提供完整性定義設(shè)施(或機(jī)制)，可以隨 DBMS 商品不同而有所變化。實體完整性是指:若屬性A 是基本關(guān)系 R 的主關(guān)鍵字的屬性(即主屬性)，則屬性 A 不能取空值(NULL)。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中有各種關(guān)系，如基本關(guān)系(常稱為基本表)、查詢表、視圖表等等?；颈硎侵笇嶋H存在的表，它是實際數(shù)據(jù)的邏輯表示。查詢表是指和查詢結(jié)果相對應(yīng)的表。而視圖表是由基本表或視圖表導(dǎo)出的表，是虛表，不對應(yīng)實際的數(shù)據(jù)。實體完整性是針對基本關(guān)系的。空值是指“不知道”或者“無意義的”或“不屬于定義域”值。空值以“NULL”表示。對于實體完整性作如下說明:(1)一個基本關(guān)系通常對應(yīng)于現(xiàn)實世界中的一個實體集。例如學(xué)生關(guān)系對應(yīng)于學(xué)

53、生實體集?；娟P(guān)系不是由其它關(guān)系生成的關(guān)系?；娟P(guān)系是本原(Primitive)，是定義復(fù)雜關(guān)系的出發(fā)點。(2)現(xiàn)實世界中的實體是可區(qū)分的，即實體具有某種唯一性的標(biāo)識。 (3)在關(guān)系模型中由主關(guān)鍵字作為滿足唯一性的標(biāo)識。(4)主關(guān)鍵字中屬性不能取空值。因為若主關(guān)鍵字中某屬性取空值，則意味著某個實體不可標(biāo)識;而這和(2)相。參照完整性是指:若基本關(guān)系 R 中含有另一個基本關(guān)系S 的主關(guān)鍵字 K S 所對應(yīng)的屬性組 F(F 稱為 R 的外部關(guān)鍵字(external keys)，則在關(guān)系 R 中的每個元組中的 F 上的值必須滿足:或者取空值(即 F 中的每個屬性的值均為空值);或等于 S 中某個元組

54、的主關(guān)鍵字的值?；娟P(guān)系 R 和 S 不一定是不同的關(guān)系。外部關(guān)鍵字也稱為外來關(guān)鍵字。例如，某數(shù)據(jù)庫中有職工關(guān)系 EMP(職工號，部門號)和部門關(guān)系 DEPT(部門號，部門名稱)為兩個基本關(guān)系。關(guān)系 EMP 的主關(guān)鍵字為“職工號”，DEPT的主關(guān)鍵字為“部門號”在 EMP 中，“部門號”是 EMP 的外部關(guān)鍵字。故此，在 EMP 中的每個元組中“部門號”的值只有兩種可能性:取空值。這說明這個職工尚未分到某個部門;或取非空值。這時“部門號”的值必須是 DEPT 中某個元組中的“部門號”的值。這說明一個職工不可能被分配到一個不存在的部門。也就是說，被參照的關(guān)系 DEPT 中一定存在一個元組，該元組

55、的關(guān)鍵字的值等于 EMP 中某元組的外部關(guān)鍵字的值。實體完整性和參照完整性是針對任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)庫的一般性原則。用戶定義的完整性針對某一具體的數(shù)據(jù)庫的約束條件。條件是由現(xiàn)實世界中的應(yīng)用環(huán)境決定的。它涉及到某一具體的應(yīng)用中的數(shù)據(jù)所必須滿足的語義要求。關(guān)型模型的 DBMS 應(yīng)提供定義和檢驗這類完整性條件的機(jī)制，以使用的方法來自動地處理它們而不要求應(yīng)用程序員來承擔(dān)這能。5.關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言概述關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言分三類:數(shù)據(jù)描述語言 DDL，數(shù)據(jù)語言DML 和數(shù)據(jù)控制語言 DCL。其中，DDL 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的描述，提供一種數(shù)據(jù)描述機(jī)制，數(shù)據(jù)庫的特征或數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。DML 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的操作，提供一

56、種處理數(shù)據(jù)庫操作的機(jī)制。DCL 負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)庫的完整性和安全性，提供一種檢驗完整性和保證安全的機(jī)制。DML 是用戶經(jīng)常使用的語言，包括了 DBMS 的主要功能。DML 包括數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)的增、刪、改等功能。其中查詢的表達(dá)方式是 DML 的主要部分。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的 DML 按照查詢方式可以分為兩大類:用對關(guān)系的集合代數(shù)運算來表示查詢的方式，稱為關(guān)系代數(shù)(Relational Algebra)。用謂詞演算來表達(dá)查詢的方式，稱為關(guān)系演算(Relational Calculus)。關(guān)系演算又可按謂詞變元的基本對象是元組變量(tuple variable)還是域變量(variable)分為元組關(guān)系演算和域

57、關(guān)系演算兩種。關(guān)系代數(shù)和兩種關(guān)系演算均是抽象的查詢語言，這些抽象的查詢語言和實際的DBMS產(chǎn)品中實現(xiàn)的具體的查詢語言并不完全一樣。但它們是 DBMS 中查詢語言的理論基礎(chǔ)。關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算這三種語言在表達(dá)能力上是彼此相互等價的，它們均可以作為評價實際 DBMS產(chǎn)品中查詢語言能力的標(biāo)準(zhǔn)。實際 DBMS產(chǎn)品的查詢語言，除了提供關(guān)系代數(shù)(或一種關(guān)系演算)之外，還提供了許多附加的功能，如庫函數(shù)、算術(shù)運算等功能。SQL 是介于關(guān)系代數(shù)，和關(guān)系演算之間的一種語言。SQL 不僅具有豐富的查詢功能，而且還具有數(shù)據(jù)庫定義和數(shù)據(jù)庫控制功能。SQL 是集 DDL、DML、 DCL 為一體的標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)

58、系數(shù)據(jù)庫語言。SQL 充分體現(xiàn)了關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言的優(yōu)點。6.關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)中的運算可以分為兩類:(1)傳統(tǒng)的集合運算，如并、交、差、按行)”來進(jìn)行的。乘積等。這類運算是從關(guān)系的“水平方向(即(2)專門的關(guān)系運算，如選擇、投影、連接、除。這類運算不僅涉及到行而且也涉及到列。7.關(guān)系演算關(guān)系演算是以數(shù)理邏輯中的謂詞演算為基礎(chǔ)的。用謂詞演算作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫的語言并提出關(guān)系演算的是 E.F.Codd。Codd 首先定義了關(guān)系演算語言 ALPHA。但 ALPHA 并沒有在計算機(jī)上實現(xiàn)。但關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) INGRES 所用的 QUEL 語言是參考 ALPHA 研制的，與 ALPHA 十分類似。六、關(guān)系數(shù)

59、據(jù)庫的規(guī)函數(shù)依賴?yán)碚摱x 1 設(shè) R(U)是屬性集 U 上的關(guān)系模式。X，Y 是 U 的子集。若對于 R(U)的任意一個可能的關(guān)系r，r 中不可能存在兩個元組在X 上的屬性值相等，而在Y 上的屬性值不等，則稱X 函數(shù)確定Y或Y 函數(shù)依賴于 X，記作XY。函數(shù)依賴和別的數(shù)據(jù)依賴一樣是語義范疇的概念。只能根據(jù)語義來確定一個函數(shù)依賴。例如這個函數(shù)依賴只有在沒有同名人的條件下成立。如果允許有相同名字，則年齡就不再函數(shù)依賴于了。設(shè)計者也可以對現(xiàn)實世界作強制的規(guī)定。例如規(guī)定不允許同名人出現(xiàn)，因而使函數(shù)依賴成立。這樣當(dāng)某個元組時這個元組上的屬性值必須該元組。注意，函數(shù)依賴不是指關(guān)滿足規(guī)定的函數(shù)依賴，若發(fā)現(xiàn)有

60、同名人存在，則系模式 R 的某個或某些關(guān)系滿足的約束條件，而是指 R 的一切關(guān)系均要滿足的約束條件七、數(shù)據(jù)庫的安全與保護(hù)1.安全性數(shù)據(jù)庫的安全性是指保護(hù)數(shù)據(jù)庫以防止不合法的或的使用所造成的數(shù)據(jù)泄露、更改或破壞。安全性問題不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所獨有的，計算機(jī)系統(tǒng)都有這個問題。只是在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)集中存放，而且為許多用戶直接共享，是十分重要的信息資源。從而使安全性問題變得更為突出。系統(tǒng)安全保護(hù)措施是否有效是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)之一。對于數(shù)據(jù)庫的安全方式可以有系統(tǒng)處理的和物理的兩個方面。所謂物理的是指，對于強力逼迫透露口令、在通信線、以至物理設(shè)備等行為。對此所采取的措施是將數(shù)據(jù)編為，加強以識別用