自考《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》串講筆記

第一章數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識

學(xué)習(xí)目的與要求：

本章屬于基礎(chǔ)知識，主要是對一些概念的理解和記憶。沒有難點，相對的重點是數(shù)據(jù)模型的四

個層次，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局結(jié)構(gòu)。

考核知識點與考核要求

幾個數(shù)據(jù)庫的基本術(shù)語：

數(shù)據(jù)：描述事物的符號記錄

數(shù)據(jù)處理:是指從某些己知的數(shù)據(jù)出發(fā)，推導(dǎo)加工出一些新的數(shù)據(jù)，這些新的數(shù)據(jù)又表示了新的

信息。

數(shù)據(jù)管理:是指數(shù)據(jù)的收集、整理、組織、存儲、維護(hù)、檢索、傳送等操作，這部分操作是數(shù)據(jù)

處理業(yè)務(wù)的基本環(huán)節(jié)，而且是任何數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)中必不可少的共有部分。

數(shù)據(jù)管理技術(shù)：對數(shù)據(jù)的收集、整理、組織、存儲、維護(hù)、檢索、傳送等操作，基本目的就是

從大量的，雜亂無章的，難以理解的數(shù)據(jù)中篩選出有意義的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理是與數(shù)據(jù)管理相聯(lián)系的，數(shù)據(jù)管理技術(shù)的優(yōu)劣，將直接影響數(shù)據(jù)處理的效率。

1.人工管理階段（20世紀(jì)50年代中期以前）

1）數(shù)據(jù)不保存在機(jī)器中；

2）沒有專用軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；

3）只有程序的概念，沒有文件的概念；

4）數(shù)據(jù)面向程序。

2.文件系統(tǒng)階段特點與缺陷（20世紀(jì)50年代后期至60年代中期）

1）數(shù)據(jù)可長期保存在磁盤上；

2）數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)有了區(qū)別；

3）文件組織呈現(xiàn)多樣化；

4）數(shù)據(jù)不再屬于某個特定程序，可以重復(fù)使用；

5）對數(shù)據(jù)的操作以記錄為單位。

文件系統(tǒng)三個缺陷：

1）數(shù)據(jù)冗余性

2）數(shù)據(jù)不一致性

3）數(shù)據(jù)聯(lián)系弱

3.數(shù)據(jù)庫階段（20世紀(jì)60年代后~至今）

數(shù)據(jù)管理技術(shù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫階段的標(biāo)志是20世紀(jì)60年代末三件大事：

1）1968年美國IBM公司推出層次模型的IMS系統(tǒng)；

2）1969年美國CODASYL組織發(fā)布了DBTG報告?？偨Y(jié)了當(dāng)時各式各樣的數(shù)據(jù)庫，提出網(wǎng)狀模

型,爾后于1971年4月正式通過。

數(shù)據(jù)庫管理階段特點：

1）采用數(shù)據(jù)模型表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

2）有較高的數(shù)據(jù)獨立性；

3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供了方便的用戶接口。

4）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供以下四個方面的數(shù)據(jù)控制功能：

①數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)；

②數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制；

③數(shù)據(jù)庫的完整性；

?數(shù)據(jù)庫的安全性；

5）增加了系統(tǒng)的靈活性。

增加了系統(tǒng)的靈活性對數(shù)據(jù)的操作不一定以記錄為單位，可以以數(shù)據(jù)項為單位。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)中的四個名詞:DB、DBMS、DBS、數(shù)據(jù)庫技術(shù)。其概念是不同的，要分清。

DB：數(shù)據(jù)庫（Database）長期存儲在計算機(jī)內(nèi)、有組織的、統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。

DBMS：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem）,DBMS是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層

數(shù)據(jù)管理軟件，為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法，包括DB的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控

制。DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型，可以分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型、面向?qū)ο笮虳BMS。

DBS：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem）,DBS是實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便多用

戶訪問的計算機(jī)軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即采用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計算機(jī)系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)：是一門研究數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、存儲、管理和使用的一門軟件學(xué)科。

4.高級數(shù)據(jù)庫階段：

1）面向?qū)ο蟮母拍罱?/p>

2）開放數(shù)據(jù)庫互連技術(shù)

在數(shù)據(jù)處理中，數(shù)據(jù)描述將涉及不同的范疇。從事物的特性到計算機(jī)中的具體表示，數(shù)據(jù)描述經(jīng)歷

了三個階段-----概念設(shè)計、邏輯設(shè)計和物理設(shè)計。

1.概念設(shè)計中的的數(shù)據(jù)描述

1）實體

2）實體集

3）屬性

4）實體標(biāo)識符

2.邏輯設(shè)計中的數(shù)據(jù)描述

1）字段

2）記錄

3）文件

4）關(guān)鍵碼

3.物理設(shè)計中的數(shù)據(jù)描述

物理存儲介質(zhì)層次

1）高速緩沖存儲器

2）主存儲器

3）快擦寫存儲器

4）磁盤存儲器

5）光盤存儲器

6）磁帶

物理存儲中的數(shù)據(jù)描述

位、字節(jié)、字、塊、桶和卷

4.數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述

聯(lián)系及元數(shù)定義：

二元聯(lián)系有以下三種類型：

1：1聯(lián)系：如果實體集E1中的每個實體最多只能和實體集E2中的一個實體有聯(lián)系，反之亦

然，好么實體集E1對E2的聯(lián)系稱為“一對一聯(lián)系”，記為“1：1”。

1:N聯(lián)系：如果實體集E1中每個實體與實體集E2中任意個（零個或多個）實體有聯(lián)系，而

E2中每個實體至多和E1中的一個實體有聯(lián)系，那么E1對E2的聯(lián)系是“一對多聯(lián)系”，記為“1：

N”。

M：N聯(lián)系：如果實體集E1中每個實體與實體集E2中任意個（零個或多個）實體有聯(lián)系，反

之亦然，那么E1對E2的聯(lián)系是“多對多聯(lián)系”，記為“M：N”。

1.數(shù)據(jù)抽象的過程

根據(jù)抽象的級別定義了四種模型：

1）概念數(shù)據(jù)模型

2）邏輯數(shù)據(jù)模型

3）外部數(shù)據(jù)模型

4）內(nèi)部數(shù)據(jù)模型

2.概念模型

1）四種模型中，概念模型的抽象級別最高。

2）概念模型的特點：（P12）

3.邏輯模型

邏輯模型的特點：（P13）

⑴~（4）

邏輯模型的分類：

1）層次模型

2）網(wǎng)狀模型

3）關(guān)系模型

三種邏輯數(shù)據(jù)模型的比較？如P17圖

4.外部模型

外部模型的特點：（P17）

從整個系統(tǒng)考察，外部模型的優(yōu)點。

5.內(nèi)部模型

是數(shù)據(jù)庫最底的抽象，它描述數(shù)據(jù)在磁盤或磁帶上的存儲方式、存取設(shè)備和存取方法。

6.三層模式和兩級映象

三層模式體系結(jié)構(gòu)

1）外模式：是用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口，是用戶用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。

2）邏輯模式：是數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)的描述。

3）內(nèi)模式：是數(shù)據(jù)庫在物理存儲方面的描述，定義所有內(nèi)部記錄類型、索引和文件的組織方

式，以及數(shù)據(jù)控制方面的細(xì)節(jié).

兩級映象

外模式/邏輯模式映象：用于定義概念模式和內(nèi)模式之間的對應(yīng)性。一般在內(nèi)模式中描述。

邏輯模式/內(nèi)模式映象：用于定義外模式和概念模式間的對應(yīng)性。一般在外模式中描述。

7.高度的數(shù)據(jù)獨立性

什么叫數(shù)據(jù)獨立性？

是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨立，不受影響。在修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，盡可能不修

改應(yīng)用程序，則稱系統(tǒng)達(dá)到了數(shù)據(jù)獨立性目標(biāo)。

數(shù)據(jù)獨立性分為物理數(shù)據(jù)獨立性和邏輯數(shù)據(jù)獨立性：

物理數(shù)據(jù)獨立性：修改內(nèi)模式時盡量不影響概念模式及外模式，則達(dá)到物理數(shù)據(jù)獨立性。

邏輯數(shù)據(jù)獨立性：修改概念模式時盡量不影響外模式和應(yīng)用程序。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要任務(wù)是完成用戶對數(shù)據(jù)庫的存取請求，即檢索、插入、更新或刪除等操

作。

DBMS的目標(biāo)：用戶界面友好、功能完善、結(jié)構(gòu)清晰、高效率、開放性

1）數(shù)據(jù)庫的定義功能

2）數(shù)據(jù)庫的操縱功能

3）數(shù)據(jù)庫的保護(hù)功能（數(shù)據(jù)庫恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫完整性和數(shù)據(jù)庫安全性）

4）數(shù)據(jù)庫的維護(hù)功能

5）數(shù)據(jù)字典

2.數(shù)據(jù)庫管理員定義及職責(zé)。（素質(zhì)+職責(zé)）

第二章數(shù)據(jù)庫設(shè)計和ER模型

學(xué)習(xí)目的與要求：

本章總的目的要求是了解和掌握數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的全過程。首先掌握ER模型和關(guān)系模型的

基本概念，然后掌握概念設(shè)計中ER模型的設(shè)計方法，邏輯設(shè)計中ER模型向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換方法。

考核知識點與考核要求

從軟件生存期談起

軟件生存期：是指從軟件的規(guī)劃、研制、實現(xiàn)、投入運行后的維護(hù)、直到它被新的軟件所取代

而停止使用的整個期間。它包括六個階段：（規(guī)需設(shè)編試運維）

（1）規(guī)劃階段

（2）需求分析階段

（3）設(shè)計階段

（4）程序編制階段

（5）調(diào)試階段

（6）運行維護(hù)階段

1.什么叫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期？

我們把數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)從開始規(guī)劃、設(shè)計、實現(xiàn)、維護(hù)到最后被新的系統(tǒng)取代而停止使用的整

個期間，稱為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期。

2.這個生存期一般可劃分成以下七個階段：

規(guī)劃、需求分析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計、實現(xiàn)、運行維護(hù).

2.2ER模型的基本概念

實體、聯(lián)系和屬性

2.屬性的分類（簡單屬性和復(fù)合屬性、單值屬性和多值屬性、存儲屬性和派生屬性）

3.聯(lián)系的設(shè)計

（分裂、合并和增刪）

5.采用ER模型的數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計步驟

采用ER方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計分成三步進(jìn)行：

首先設(shè)計局部ER模式

然后把各局部ER模式綜合成全局ER模式

最后對全局ER模式進(jìn)行優(yōu)化

1.關(guān)系模型定義：用二維表格結(jié)構(gòu)表示實體集、外鍵表示實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系模型。

2.基本術(shù)語有：字段（屬性）、字段值（屬性值）、記錄（元組）、二維表格（元組集合、關(guān)系或?qū)嵗?/p>

在這里，括號中的表述為關(guān)系模型中的術(shù)語。它與表格中術(shù)語可以一一對應(yīng)。還有，關(guān)系中屬性個

數(shù)稱為元數(shù)，元組個數(shù)為基數(shù)。

3.鍵：由一個或幾個屬性組成。（注意鍵不一定是唯一的一個屬性）。

1）超鍵：在關(guān)系中能唯一標(biāo)識元組的屬性集稱為關(guān)系模式的超鍵。（注意，超鍵也是一個屬性集,

不一定只是一個屬性）

2）候選鍵：不含有多余屬性的超鍵稱為候選鍵。

3）主鍵：用戶選作元組標(biāo)識的一個候選鍵為主鍵。

4）外鍵：某個關(guān)系的主鍵相應(yīng)的屬性在另一關(guān)系中出現(xiàn)，此時該主鍵在就是另一關(guān)系的外鍵，

如有兩個關(guān)系S和SC,其中S#是關(guān)系S的主鍵，相應(yīng)的屬性S#在關(guān)系SC中也出現(xiàn)，此時S#就是關(guān)

系SC的外鍵。

4.關(guān)系的定義和性質(zhì)

1）關(guān)系定義：關(guān)系是一個屬性數(shù)目相同的元組的集合。

2）關(guān)系性質(zhì)（p53）

5.三類完整性規(guī)則

1）實體完整性規(guī)則：要求關(guān)系中組成主鍵的屬性上不能有空值。

2)參照完整性規(guī)則：要求不引用不存在的實體。

3)用戶定義完整性規(guī)則；由具體應(yīng)用環(huán)境決定，系統(tǒng)提供定義和檢驗這類完整性的機(jī)制。

E-R模型可以向現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)庫模型轉(zhuǎn)換，對不同的數(shù)據(jù)庫模型有不同的轉(zhuǎn)換規(guī)則。這里只討論

E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換方法。

(1)實體類型的轉(zhuǎn)換

將每個實體類型轉(zhuǎn)換成一個關(guān)系模式，實體的屬性即為關(guān)系的屬性，實體標(biāo)識符即為關(guān)系的鍵。

(2)聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換

1)實體間的聯(lián)系是1：1

可以在兩個實體類型轉(zhuǎn)換成兩個關(guān)系模式中的任意一個關(guān)系模式的屬性中加入另一個關(guān)系模式

的鍵和聯(lián)系類型的屬性。

2)如實體間的聯(lián)系是1:N

則在N端實體類型轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式中加入1端實體類型轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式的鍵和聯(lián)系類型的

屬性。

3)如實體間的聯(lián)系是M:N

則將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為兩端實體類型的鍵加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為兩

端實體鍵的組合。

以上各轉(zhuǎn)換規(guī)則，給出了一般情況下E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換方法。但在實際應(yīng)用中往往還需要

根具實際情況進(jìn)行具體處理。

下面以圖書借閱系統(tǒng)的E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型為例。

該例中，由于允許同一本書在不同的時間借給多個讀者，特別是一個讀者在不同的時間可以借同一

本書。因而，在多對多聯(lián)系“借閱”轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式時，僅有讀者的編號和圖書的編號是不能構(gòu)成

碼的。

例如：

(0406010,,2006-10-10:10:10,2007-02-20:3:00)(0406010,,2007-5-26：4：00,NULL)

說明，按照上述介紹的轉(zhuǎn)換方法得到的關(guān)系模型不一定是最好的。實際應(yīng)用中，往往還要對得到的

關(guān)系模型進(jìn)行規(guī)范化。

實例分析，同學(xué)們多看書！

1.庫存管理系統(tǒng)的ER模型及轉(zhuǎn)換

2.人事管理信息系統(tǒng)的ER模型

3.住院管理信息系統(tǒng)的ER模型

4.公司車隊信息系統(tǒng)的ER模型

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第三章關(guān)系模式設(shè)計理論

學(xué)習(xí)目的與要求：

本章特點是理論性較強，學(xué)習(xí)者應(yīng)從概念著手，搞清概念間的聯(lián)系和作用。

本章總的要求是：r解關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論及其在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的作用。

本章的重點是函數(shù)依賴、無損分解、保持依賴和范式。掌握這些概念并能運用它們分析模式分

解的特點。

考核知識點與考核要求

關(guān)系模式的設(shè)計準(zhǔn)則（簡單應(yīng)用）

函數(shù)依賴（FD）（簡單應(yīng)用）

關(guān)系模式的分解特性（簡單應(yīng)用）

范式

INF、2NF、3NF（簡單應(yīng)用）BCNF（領(lǐng)會）

分解成BCNF模式集的“分解算法”（識記）

分解成3NF模式集的“合成算法”（綜合應(yīng)用）

模式設(shè)計方法小結(jié)（領(lǐng)會）

多值依賴和第四范式（識記）

1.關(guān)系模式的冗余和異常問題

1）數(shù)據(jù)冗余

2）操作異常（修改異常、插入異常和刪除異常）

2.關(guān)系模式的非形式化設(shè)計準(zhǔn)則

1）關(guān)系模式的設(shè)計應(yīng)盡可能只包含有直接聯(lián)系的屬性，不包括有間接聯(lián)系的屬性

2）關(guān)系模式的設(shè)計應(yīng)盡可能使得相應(yīng)關(guān)系中不出現(xiàn)插入、刪除和修改異常。

3）關(guān)系模式的設(shè)計應(yīng)盡可能使得相應(yīng)關(guān)系中避免放置經(jīng)常為空值的屬性。

4）關(guān)系模式的設(shè)計應(yīng)盡可能使得關(guān)系的等值連接在主鍵和外鍵的屬性上進(jìn)行，并且保證連接

以后不會生成額外的元組。

1.函數(shù)依賴的定義

設(shè)有關(guān)系模式R（A1,A2,...An）或簡記為R（U）,X,Y是U的子集，r是R的任一具體關(guān)系，如

果對r的任意兩個元組tl,t2,由tl[X]=t2[X]導(dǎo)致tl[Y]=t2[Y],則稱X函數(shù)決定Y,或Y函數(shù)依賴

于X,記為XfY。X-Y為模式R的一個函數(shù)依賴。

這個定義可以這樣理解：有一張設(shè)計好的二維表，X,Y是表的某些列（可以是一列，也可以是

多列），若在表中的第tl行，和第t2行上的X值相等，那么必有tl行和t2行上的Y值也相等，這

就是說Y函數(shù)依賴于X。

2.函數(shù)依賴的邏輯蘊涵

設(shè)F是關(guān)系模式R的一個函數(shù)依賴集，X,Y是R的屬性子集，如果從F中的函數(shù)依賴能夠推出X

-Y,則稱F邏輯蘊涵X-Y,記為F|=XfY。

而函數(shù)依賴的閉包F+是指被F邏輯蘊涵的函數(shù)依賴的全體構(gòu)成的集合。

3.鍵和FD的關(guān)系

鍵是唯一標(biāo)識實體的屬性集。對于鍵和函數(shù)依賴的關(guān)系：有兩個條件：設(shè)關(guān)系模式

R（Al,A2...An）,F是R上的函數(shù)依賴集，X是R的一個子集：

laX-AlA2...AnGF+（它的意思是X能夠決定唯一的一個元組）

2a不存在X的真子集Y,使得Y也能決定唯一的一個元組，則X就是R的一個候選鍵。（它的意

思是X能決定唯一的一個元組但又沒有多余的屬性集)

包含在任何一個候選鍵中的屬性稱為主屬性，不包含在任何鍵中的屬性為非主屬性(非鍵屬性)，

(注意)主屬性應(yīng)當(dāng)包含在候選鍵中。

4.函數(shù)依賴(FD)的推理規(guī)則

前面我們舉的例子中是以實際經(jīng)驗來確定一個函數(shù)依賴的邏輯蘊涵，但是我們需要一個推理規(guī)

則才能完全確定F或F+的所有函數(shù)依賴。

設(shè)有關(guān)系模式R(U),X,Y,Z,W均是U的子集，F(xiàn)是R上只涉及到U中屬性的函數(shù)依賴集，推

理規(guī)則如下：

Ala自反性：如果YXU,則X-Y在R上成立。

A2a增廣性：如果X-Y為F所蘊涵，ZU,則XZ-YZ在R上成立?(XZ表示XUZ,下同)

A3a傳遞性：如果X-Y和Y-Z在R上成立，則XfZ在R上成立。

A4a合并性：如果X-Y和X-Z成立，那么X-YZ成立。

A6a分解性：如果X-Y和ZY成立，那么X-Z成立。

A5a偽傳性：如果X-Y和WY-Z成立，那么WX-Z成立。

A7a復(fù)合性：{XfY,WfZ}=XW-YZ。

A8a通用一致性定理：{X-Y,WfZ}|=xU(X-Y)-YZ。

5.函數(shù)依賴推理規(guī)則的完備性

函數(shù)依賴推理規(guī)則系統(tǒng)(自反性、增廣性和傳遞性)是完備的。由推理規(guī)則的完備性可得到兩個

重要結(jié)論：

la屬性集X+中的每個屬性A,都有X-A被F邏輯蘊涵，即X+是所有由F邏輯蘊含X-A的

屬性A的集合。

2aF+是所有利用Amstrong推理規(guī)則從F導(dǎo)出的函數(shù)依賴的集合。

6.函數(shù)依賴集的等價和覆蓋

在關(guān)系模式R(U)上的兩個函數(shù)依賴集F和G,如果滿足F+=G+,則稱F和G是等價的，

稱F和G等價也稱F覆蓋G或G覆蓋F。

每個函數(shù)依賴集F都可以被一個右部只有單屬性的函數(shù)依賴集G所覆蓋。

如果函數(shù)依賴集合F滿足：

(DF中每一個函數(shù)依賴的右部都是單屬性；

(2)F中的任一函數(shù)依賴X-A,其F-{X—A}是不等價的；

(3)F中的任一函數(shù)依賴X-A,Z為X的子集。(F-{XfA})U{ZfA}與F不等價。

則稱F為最小函數(shù)依賴集合。

如果函數(shù)依賴集F和G等價，并且G是最小集，那么稱G是F的一個最小覆蓋。

這一段并不要求掌握最小集的求法，但是應(yīng)當(dāng)通過其求法理解最小集的概念。

L模式分解中存在的問題

模式分解

就是將一個泛關(guān)系模式R分解成數(shù)據(jù)庫模式P,以P代替R的過程。它不僅僅是屬性集合的

分解，它是對關(guān)系模式上的函數(shù)依賴集、以及關(guān)系模式的當(dāng)前值分解的具體表現(xiàn)。

分解一個模式有很多方法，但是有的分解會出現(xiàn)失去函數(shù)依賴、或出現(xiàn)插入、刪除異常等情況,

而有的分解則不出現(xiàn)相關(guān)問題。

衡量一個分解的標(biāo)準(zhǔn)有三種：分解具有無損聯(lián)接；分解要保持函數(shù)依賴；分解既要保持依賴，

又要具有無損聯(lián)接。

那么什么是無損聯(lián)接呢?什么又是保持依賴？

2.無損聯(lián)接的定義和性質(zhì)

設(shè)R是一關(guān)系模式，分解成P={R1,R2,...,Rk},F是R上的一個函數(shù)依賴集。無損聯(lián)接就是

指R中每一個滿足F的關(guān)系r(也就是一個關(guān)系實例)都有r=nRI(r)IX|nR2(r)...|X|nR3(r),

即r為它在Ri上的投影的自然聯(lián)接。

最簡單的理解，也就是說，分解后的關(guān)系自然連接后完全等于分解前的關(guān)系，則這個分解相

對于F是無損聯(lián)接分解。

設(shè)R的分解為P={R1,R2},F為R所滿足的函數(shù)依賴集，則分解P具有無損聯(lián)接性的充分必要條件是:

RinR2-(R1-R2)

RinR2f(R2-R1)

也就是說，分解后的兩個模式的交能決定這兩個模式的差集，即RI、R2的公共屬性能夠函數(shù)決

定R1或R2中的其他屬性，這樣的分解就必定是無損聯(lián)接分解。

3.保持函數(shù)依賴的分解

在分解過程中，要求模式分解的無損聯(lián)接是必要的，只有無損聯(lián)接分解才能保證任何一個關(guān)系

能由它的那些投影進(jìn)行自然聯(lián)接得到恢復(fù)。

同時，分解關(guān)系模式時還應(yīng)保證關(guān)系模式的函數(shù)依賴集在分解后仍在數(shù)據(jù)庫模式中保持不變，

這就是保持函數(shù)依賴的問題。也就是所有分解出的模式所滿足的函數(shù)依賴的全體應(yīng)當(dāng)?shù)葍r于原模式

的函數(shù)依賴集。只有這樣才能確保整個數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的語義完整性不受破壞。

1NF：第一范式

即關(guān)系模式中的屬性的值域中每一個值都是不可再分解的值。如果某個數(shù)據(jù)庫模式都是第一范

式的，則稱該數(shù)據(jù)庫模式是屬于第一范式的數(shù)據(jù)庫模式。

2NF；第二范式

如果關(guān)系模式R為第一范式，并且R中每一個非主屬性完全函數(shù)依賴于R的某個候選鍵，則稱

為第二范式模式。

非主屬性、完全函數(shù)依賴、候選鍵

三個名詞的含義。

候選鍵就是指可以唯一決定關(guān)系模式R中某元組值且不含有多余屬性的屬性集。

非主屬性也就是非鍵屬性，指關(guān)系模式R中不包含在任何建中的屬性。

設(shè)有函數(shù)依賴W-A,若存在XUW,有X-A成立，那么稱W-A是局部依賴，否則就稱W-A是完

全函數(shù)依賴。

在分析是否為第2范式時，應(yīng)首先確定候選鍵，然后把關(guān)系模式中的非主屬性與鍵的依賴關(guān)系進(jìn)行

考察，是否都為完全函數(shù)依賴，如是，則此關(guān)系模式為2NF。如果數(shù)據(jù)庫模式中每個關(guān)系模式都是

2NF的，則此數(shù)據(jù)庫模式屬于2NF的數(shù)據(jù)庫模式。

3NF：第三范式

如果關(guān)系模式R是第二范式，且每個非主屬性都不傳遞依賴于R的候選鍵，則稱R為第三范式

的模式。

這里首先要了解傳遞依賴的含義：在關(guān)系模式中，如果Y-X,X-A,且X不決定Y和A不屬于

X,那么Y-A是傳遞依賴。

注意的是，這里要求非主屬性都不傳遞依賴于候選鍵。

BCNF：

這個范式和第三范式有聯(lián)系，它是3NF的改進(jìn)形式。若關(guān)系模式R是第一范式，且每個屬性都

不傳遞依賴于R的候選鍵。這種關(guān)系模式就是BCNF模式。

縱觀四種范式，可以發(fā)現(xiàn)它們之間存在如下關(guān)系：

5.分解成BCNF模式集的算法

對于任一關(guān)系模式，可找到一個分解達(dá)到3NF,且具有無損聯(lián)接和保持函數(shù)依賴性。而對于BCNF

分解，則可以保證無損聯(lián)接但不一定能保證保持函數(shù)依賴集。

無損聯(lián)接分解成BCNF模式集的算法：

⑴置初值P={R}；

(2)如果P中所有關(guān)系模式都是BCNF,則轉(zhuǎn)(4);

(3)如果P中有一個關(guān)系模式S不是BCNF,則S中必能找到一個函數(shù)依賴集X-A有X不是S的

鍵，且A不屬于X,設(shè)SI=XA,S2=S-A,用分解SI,S2代替S,轉(zhuǎn)⑵；

(4)分解結(jié)束。輸出P。

在這個過程中，重點在于(3)步，判斷哪個關(guān)系不是BCNF,并找到X和A。這里，S的判斷用BCNF

的定義，而X不是S的鍵則依靠分析。

6.分解成3NF模式集

算法：

(1)如果R中的某些屬性在F的所有依賴的左邊和右邊都不出現(xiàn)，那么這些屬性可以從R中分出

去，單獨構(gòu)成一個關(guān)系模式。

(2)如果F中有一個依賴X-A有XA-R,則P={R},轉(zhuǎn)(4)

(3)對于F中每一個X-A,構(gòu)成一個關(guān)系模式XA,如果F有有X-A1,X-A2...X-An,

則可以用模式XA1A2...An代替n個模式XA1,XA2...XAn;

(4)w分解結(jié)束，輸入P。

這個過程的重點是這一句“對于F中每一個X-A,構(gòu)成一個關(guān)系模式XA”，這使我們的分解十

分容易，然后依據(jù)合并律(合并律：如果X-Y和X-Z成立，那么X-YZ成立)將有關(guān)模式合并即得

到所需3NF模式。

7.模式設(shè)計方法的原則

關(guān)系模式R相對于函數(shù)依賴集F分解成數(shù)據(jù)庫模式P={R1,R2...Rk},一般具有下面四項

特性：

P中每個關(guān)系模式Ri上應(yīng)具有某種范式性質(zhì)(3NF或BCNF)

無損聯(lián)接性。

保持函數(shù)依賴集。

最小性，即P中模式個數(shù)應(yīng)最少且模式中屬性總數(shù)應(yīng)最少。

一個好的模式設(shè)計方法應(yīng)符合下列三條原則：

表達(dá)性

分離性

最小冗余性

8.多值依賴與第四范式(4NF)

例：

學(xué)校中某一門課程由多個教師講授，他們使用相同的一套參考書。

關(guān)系模式Teaching(C,T,B)

課程C、教師T和參考書B

多值依賴與第四范式

TeachingSBCNF:

Teach具有唯一候選碼(C,T,B),即全碼

Teaching模式中存在的問題

(1)數(shù)據(jù)冗余度大：有多少名任課教師，參考書就要存儲多少次。

(2)插入操作復(fù)雜：當(dāng)某一課程增加一名任課教師時，該課程有多少本參照書，就必須插入多少個元

組。

例如物理課增加一名教師劉關(guān)，需要插入兩個元組：

(物理，劉關(guān)，普通物理學(xué))

(物理，劉關(guān)，光學(xué)原理)

(3)刪除操作復(fù)雜：某一門課要去掉一本參考書，該課程有多少名教師，就必須刪除多少個元組。

(4)修改操作復(fù)雜：某一門課要修改一本參考書，該課程有多少名教師，就必須修改多少個元

組。

產(chǎn)生原因

存在多值依賴。

1)多值依賴

設(shè)R(U)是一個屬性集U上的一個關(guān)系模式，X、Y和Z是U的子集，并且Z=U—X—Y,多值

依賴X--Y成立當(dāng)且僅當(dāng)對R的任一關(guān)系r,r在(X,Z)上的每個值對應(yīng)一組Y的值，這組值僅

僅決定于X值而與Z值無關(guān)。

例Teaching(C,T,B)

對于C的每一個值，T有一組值與之對應(yīng)，而不論B取何值。

2)第四范式(4NF)

關(guān)系模式R<U,F>G1NF,如果對于R的每個非平凡多值依賴Xf—Y(Y土X),X都含有候選碼，

則RG4NF。

如果Re4NF,則ReBCNF

不允許有非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴

允許的是函數(shù)依賴（是非平凡多值依賴）

第四章關(guān)系運算

學(xué)習(xí)目的與要求：

本章總的要求是：深刻理解關(guān)系模型的運算理論，了解查詢優(yōu)化的意義和啟發(fā)式優(yōu)化算法。

本章的重點是關(guān)系代數(shù)運算，應(yīng)熟練掌握。關(guān)系演算是本章的難點。

考核知識點和考核要求

關(guān)系模型有三個重要組成部分：

1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

2）數(shù)據(jù)操縱

3）數(shù)據(jù)完整性規(guī)則

關(guān)系查詢語言根據(jù)其理論基礎(chǔ)的不同分成兩類：

1）關(guān)系代數(shù)語言

2）關(guān)系演算語言

L關(guān)系代數(shù)的五個基本操作：并、差、笛卡爾積、投影和選擇。

并（U）：兩個關(guān)系需有相同的關(guān)系模式，并的對象是元組，由兩個關(guān)系所有元組構(gòu)成。

差（-）：同樣，兩個關(guān)系有相同的模式，R和S的差是由屬于R但不屬于S的元組構(gòu)成的集合。

笛卡兒積（X）：對于兩個關(guān)系作運算，歹I」：（n+m）列的元組的集合，元組的前n列是關(guān)系R

的一個元組后m列是關(guān)系S的一個元組，

行：klXk2個元組。

投影（。）：對關(guān)系進(jìn)行垂直分割，消去某些列，并重新安排列的順序。

選擇（口）：根據(jù)某些條件關(guān)系作水平分割，即選擇符合條件的元組。

2.關(guān)系代數(shù)的四個組合操作：交、聯(lián)接、自然聯(lián)接和除法

交（Cl）：R和S的交是由既屬于R又屬于S的元組構(gòu)成的集合。

聯(lián)接包括0聯(lián)接和F聯(lián)接，是選擇RXS中滿足i0（r+j）或F條件的元組構(gòu)成的集合，特別注

意等值聯(lián)接（9為等號“=”）。

自然聯(lián)接（R|X|S）：在RXS中，選擇R和S公共屬性值均相等的元組，并去掉RXS中重復(fù)的公

共屬性列。如果兩個關(guān)系沒有公共屬性，則自然聯(lián)接就轉(zhuǎn)化為笛卡爾積。

除法（土）：首先除法的結(jié)果中元數(shù)為兩個元數(shù)的差，可以直接用觀察法來得到結(jié)果，把S看作

一個塊，拿到R中去和相同屬性集中的元組作比較，如果有相同的塊，且除去此塊后留下的相應(yīng)元

組均相同，那么可以得到一條元組，所有這些元組的集合就是除法的結(jié)果。

對于上述的五個基本操作和組合操作，應(yīng)當(dāng)從實際運算方面進(jìn)行理解和運用，對其形式定義可不必

深究。注意課本上的例子。

關(guān)系代數(shù)運算的三個要素：

運算對象：關(guān)系

運算結(jié)果：關(guān)系

運算符：四類

集合運算符

將關(guān)系看成元組的集合

運算是從關(guān)系的“水平”方向即行的角度來進(jìn)行

專門的關(guān)系運算符

不僅涉及行而且涉及列

算術(shù)比較符

輔助專門的關(guān)系運算符進(jìn)行操作

邏輯運算符

輔助專門的關(guān)系運算符進(jìn)行操作

廣義笛卡爾積(ExtendedCartesianProduct)

R

n目關(guān)系，kl個元組

S

m目關(guān)系，k2個元組

RXS

列：(n+m)列的元組的集合

元組的前n列是關(guān)系R的一個元組

后m列是關(guān)系S的一個元組

行：klXk2個元組

RXS={trts|treRAtseS}

選擇(Selection)

1)選擇又稱為限制(Restriction)

2)選擇運算符的含義

在關(guān)系R中選擇滿足給定條件的諸元組

oF(R)={t|teRAF(t)='真'}

F：選擇條件，是一個邏輯表達(dá)式，基本形式為：

J(]XI0Yl[)][63(]X20Y2[)]]???

0：比較運算符(>,<?W,=或〈>)

XI,Y1等：屬性名、常量、簡單函數(shù)；屬性名也可以用它的序號來代替；

0：邏輯運算符(八或V)

[]：表示任選項

-：表示上述格式可以重復(fù)下去

3)選擇運算是從行的角度進(jìn)行的運算

4)舉例

設(shè)有一個學(xué)生-課程數(shù)據(jù)庫，包括學(xué)生關(guān)系Student、課程關(guān)系Course和選修關(guān)系SC。

[例1]查詢信息系(IS系)全體學(xué)生

oSdept='IS'(Student)

或。5='IS'(Student)

結(jié)果：

[例2]查詢年齡小于20歲的學(xué)生

oSage<20(Student)

或。4<20(Student)

結(jié)果：

投影(Projection)

1)投影運算符的含義

從R中選擇出若干屬性列組成新的關(guān)系

JtA(R)={t[A]|teR}

A：R中的屬性列

2)投影操作主要是從列的角度進(jìn)行運算

但投影之后不僅取消了原關(guān)系中的某些列，而且還可能取消某些元組(避免重復(fù)行)

3)舉例

[例3]查詢學(xué)生的姓名和所在系

即求Student關(guān)系上學(xué)生姓名和所在系兩個屬性上的投影

JtSname,Sdept(Student)

或“2,5(Student)

結(jié)果：

[例4]查詢學(xué)生關(guān)系Student中都有哪些系

JtSdept(Student)

結(jié)果：

連接(Join)

1)連接也稱為0連接

2)連接運算的含義

從兩個關(guān)系的笛卡爾積中選取屬性間滿足一定條件的元組

RS={|treRAtseSAtr[A]0ts[B]}

A和B：分別為R和S上度數(shù)相等且可比的屬性組

0：比較運算符

連接運算從R和S的廣義笛卡爾積RXS中選取(R關(guān)系)在A屬性組上的值與(S關(guān)系)在B

屬性組上值滿足比較關(guān)系的元組。

3)兩類常用連接運算

等值連接(equijoin)

什么是等值連接

0為“=”的連接運算稱為等值連接

等值連接的含義

從關(guān)系R與S的廣義笛卡爾積中選取A、B屬性值相等的那些元組，即等值連接為：

RS={|treRAtseSAtr[A]=ts[B]}

自然連接(Naturaljoin)

什么是自然連接

自然連接是一種特殊的等值連接

兩個關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組

在結(jié)果中把重復(fù)的屬性列去掉

自然連接的含義

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R和S具有相同的屬性組B

RS={|treRAtseSAtr[B]=ts[B]}

4)一般的連接操作是從行的角度進(jìn)行運算。

自然連接還需要取消重復(fù)列，所以是同時從行和列的角度進(jìn)行運算。

5)舉例

[例5]

外連接

例：列出老師的有關(guān)信息，包括姓名、工資、所教授的課程

LIP#,PN,SAL,Ctt,CN((PR0F)PCC)

外連接

為避免自然連接時因失配而發(fā)生的信息丟失，可以假定往參與連接的一方表中附加一個取值全

為空值的行，它和參與連接的另一方表中的任何一個未匹配上的元組都能匹配，稱之為外連接

外連接=自然連接+失配的元組

外連接的形式：左外連接、右外連接、全外連接

重要內(nèi)容分析

1.(1)一般規(guī)則

對于只涉及到選擇、投影、聯(lián)接的查詢可用下列表達(dá)式表示：

Ji…(0...(RXS))或者”…(?！璉RK))

對于否定的操作，一般要用差操作表示，例如“檢索不學(xué)C2課的學(xué)生姓名”。

對于檢索具有“全部”特征的操作，一般要用除法操作表示，例如“檢索學(xué)習(xí)全部課程的學(xué)生

姓名”。

(2)“檢索不學(xué)C2課的學(xué)生姓名”，決不能用下式表示：

nSNAME,AGE(oC#W'C2'(S?SC))

一定要用“差”的形式：

orSNAME,AGE(S)-nSNAME,AGE(。C#='C2'(SKC))

(3)“檢索學(xué)習(xí)全部課程的學(xué)生學(xué)號”，要用nS#,C#(SC)+nC#(C)表示，

而不能寫成滅S#(SC-?nC#(O)形式。這是因為一個學(xué)生學(xué)的課程的成績可能是不一樣的。

2.非過程性語言與過程性語言的區(qū)別

編程時必須指出“干什么”及“怎么干”的語言，稱為過程性語言；編程時只須指出“干什

么"，不必指出“怎么干”的語言，稱為非過程性語言。

把數(shù)理邏輯的謂詞演算引入關(guān)系運算中，就可得到以關(guān)系演算為基礎(chǔ)的運算。關(guān)系演算分為元組關(guān)

系演算或域關(guān)系演算，前者以元組為變量，后者以域為變量。

元組關(guān)系演算

形式化定義

{tIp(t)}

表示所有使謂詞P為真的元組集合

t為元組變量

如果元組變量前有“全稱”(V)或“存在"T)量詞，則稱其為約束變量，否則稱為自由變量。

P是公式

由原子公式和運算符組成

原子公式

sGR

s是關(guān)系R中的一個元組

s[x]0u[y]

s[x]與u[y]為元組分量，他們之間滿足比較關(guān)系。

s[x]0C

分量s[x]與常量C之間滿足比較關(guān)系。

公式的遞歸定義

原子公式是公式

如果P是公式，那么rP也是公式

如果Pl,P2是公式，則PlAP2,PlVP2,PlnP2也是公式

如果P(果是公式,R是關(guān)系,則玉eR(P(t))和VteR(P(t))也是公式。

公式的等價性

PlAP2<=>-I(-1Plv-IP2)

VteR(P(t))o-i3teR(-1P(t))

Pl=P2=-iPlvP2

表達(dá)式的安全性

元組關(guān)系演算有可能會產(chǎn)生無限關(guān)系，這樣的表達(dá)式是不安全的。

如{t1(twR)},求所有不在R中的元組

引入公式P的域概念，用dom(P)表示

dom(P)=顯式出現(xiàn)在P中的值+在P中出現(xiàn)的關(guān)系的元組中出現(xiàn)的值(不必是最小集)

如dom(t-|(teR))是區(qū)中出現(xiàn)的所有值的集合

如果出現(xiàn)在表達(dá)式{t|P(t)}結(jié)果中的所有值均來自dom(P),則稱{t|P(t)}是安全的。

示例：

找出工資在800元以上的老師

{t|tePROFAt[SAL]>800}

找出工資在800元以上的老師的姓名

{t3sGPROF(t[PNAME]=s[PNAME]AS[SAL]>800)}

給出計算機(jī)系老師的姓名

{t|3UGDEPT(u[DNAME]=“計算機(jī)系”A3sePR0F(s[DNO]=u[DN0]At[PNAME]=

s[PNAME]))}

求選修了全部課程的學(xué)生號

{t|VueC(BseSC(s[CNO]=u[CN0]At[SNO]=s[SN0]))}

求選修了張軍同學(xué)所選修的全部課程的學(xué)生姓名

V課程，張軍選之=>所求同學(xué)選之

{t|VUGC(3seSCASWGS(s[CN0]=u[CNO]AW[SN0]=s[SN0]AW[SNAME]="張軍”))

元組關(guān)系演算與關(guān)系代數(shù)的等價性

投影

TIA(R)={t|3seR(s[A]=t[A])}

選擇

oF(A)(R)={t|teRAF(t[A])}

廣義笛卡兒積

R(A)xS(B)={t|3ueR3seS(t[A]=u[A]A

t[B]=s[B])}

并

RuS={t|teRvteS}

交

R-S={t|teRA-]teS}

域關(guān)系演算

形式化定義

{<xl,x2,?,,,xn>|P(xl,x2,xn)}

xi代表域變量，P為由原子構(gòu)成的公式

原子公式

<xl,x2,,,,,xn>GR

xi是域變量或域常量

xey

域變量x與y之間滿足比較關(guān)系0

x0c

域變量X與常量C之間滿足比較關(guān)系0

示例：

找出工資在800元以上的老師

{<a,b,c,d,e>|<a,b,c,d,e>ePROFAe>800}

找出工資在800元以上的老師的姓名

{<b>|3a,c,d,e(<a,b,c,d,e>ePROFAe>800)}

目的

在關(guān)系代數(shù)中找一種好的操作步驟，既省空間，查詢效率又比較高。

在關(guān)系代數(shù)中，笛卡兒積和聯(lián)結(jié)運算是最費時間和空間的，在關(guān)系很大的時候，必須要考慮怎

樣做才能合理的安排，做到省時省力。

一個例子

設(shè)關(guān)系R和S都是二元關(guān)系，屬性名分別是A、B和C、D。那么如下查詢：

E1=JIA(oB=CAD='99'(RXS))

也可以是

E2=nA(oB=C(RX。D='99'(S))

或E3=nA(RoD='99'(S))

這三個代數(shù)表達(dá)式的等價的，但是執(zhí)行的效率不一樣。

第一種：先做笛卡兒積。假設(shè)每個物理塊可以存儲R的B1個元組，或者S的B2個元組，R關(guān)

系中有nl個元組，S關(guān)系中有n2個元組，內(nèi)存每次只能裝載m塊數(shù)據(jù)。

在做聯(lián)接的時候先把R的第一個m-1塊數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存，然后逐個調(diào)入S中的數(shù)據(jù)塊；

R中的每個數(shù)據(jù)塊只要進(jìn)入內(nèi)存一次，總共需要裝入的塊數(shù)示nl/Bl；

S中的每個數(shù)據(jù)塊需要進(jìn)入內(nèi)存(nl/Bl)/(m-1)次，總共需要裝入的塊數(shù)是：

(nl/Bl)(1/(m-1))(n2/B2)

這三個代數(shù)表達(dá)式的等價的，但是執(zhí)行的效率不一樣。

執(zhí)行RXS的總裝入塊數(shù)是(nl/Bl)(l+n2/(m-1)/B2)

若nl=n2=10000,B1=B2=5,m=100,那么總的裝入塊數(shù)是42400,若每秒裝入20塊，需要35分

鐘。

耗費時間長，在實際使用中不采用。

這三個代數(shù)表達(dá)式的等價的，但是執(zhí)行的效率不一樣。

第二種和第三種：先做了選擇，裝入的塊數(shù)為nl/Bl+n2/B2,大約需要裝入4000塊，耗費時間

3分多鐘。

對于S來說，元組并不是全部進(jìn)入內(nèi)存，而且只是進(jìn)入一次，所以速度快。

1.優(yōu)化的一般策略

我們所說的優(yōu)化和存儲沒有關(guān)系，主要是如何來安排操作的順序，節(jié)省時間和空間的消費優(yōu)化

的一般技術(shù)：

在關(guān)系代數(shù)表達(dá)式中盡可能早地執(zhí)行選擇操作。

把笛卡兒積和其后的選擇操作合并成F聯(lián)接運算。

同時計算一連串的選擇和投影操作，避免分開運算造成多次掃描文件。

2.關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化算法

對一個關(guān)系代數(shù)表達(dá)式進(jìn)行語法分析可以得

到一棵語法樹，葉子式關(guān)系，非葉子結(jié)點式關(guān)

系代數(shù)操作。

輸入：一個關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的語法樹。

輸出：計算表達(dá)式的一個優(yōu)化程序。

方法：依次執(zhí)行下面的每一步。

(1)使用等價變換規(guī)則4將每個形為。FIA…AFn(E)的子表達(dá)式轉(zhuǎn)換成串接形式：

oF1(??,(oFn(E))…)

(2)對每個選擇操作，盡可能把選擇操作移近樹的葉端(盡可能早的實行選擇操作)。

(3)對每個投影操作，盡可能把投影操作移近樹的葉端。

(4)把選擇和投影合并成單個選擇、單個投影或一個選擇后跟一個投影。

(5)將上述步驟得到的語法樹的內(nèi)結(jié)點分組。

(6)生成一個序列，每一組結(jié)點的計算是序列中的一步。

見課本例子。

第五章SQL語言

學(xué)習(xí)目的與要求：

SQL語言是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言，是本課程的一個重點。本章總的要求是：全面掌握，深刻

理解。熟練應(yīng)用。

要求掌握的技能是：SQL定義語句、嵌入式SQL語句的應(yīng)用。

要求熟練掌握的技能是:SQL查詢語句、視圖、SQL更新語句的應(yīng)用。

方法：多做題，多上機(jī)實踐。

考核知識點與考試要求

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SQL數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)也是三級結(jié)構(gòu)，但術(shù)語與傳統(tǒng)關(guān)系模型術(shù)語不同，在SQL中，關(guān)系模式

稱為“基本表”，存儲模式稱為“存儲文件"，子模式稱為"視圖"，元組稱"行"，屬性稱"列"。

SQL數(shù)據(jù)庫體系的結(jié)構(gòu)要點如下：更多優(yōu)質(zhì)自考資料盡在百度貼吧自考樂園俱樂部

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(D一個SQL數(shù)據(jù)庫是表的匯集。

(2)一個SQL表由行集構(gòu)成，行是列的序列，每列對應(yīng)一個數(shù)據(jù)項。

(3)表或者是基本表，或者是視圖?；颈硎菍嶋H存儲在數(shù)據(jù)庫中的表，視圖由是由若干基本表

或其他視圖構(gòu)成的表的定義。

(4)一個基本表可以跨一個或多個存儲文件，一個存儲文件也可存放一個或多個基本表。存儲文

件與物理文件對應(yīng)。

(5)用戶可以用SQL語句對表進(jìn)行操作，包括視圖和基本表。

(6)SQL的用戶可以是應(yīng)用程序，也可以是終端用戶。

SQL由四部分組成：

(D數(shù)據(jù)定義：SQLDDLo定義SQL模式，基本表、視圖和索引。

(2)數(shù)據(jù)操縱：SQLDMLo包括數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)更新(增、刪、改)。

(3)數(shù)據(jù)控制：包括對基本表和視圖的授權(quán)、完整性規(guī)則的描述，事務(wù)控制等。

(4)嵌入式SQL的使用規(guī)定。

(1)SQL具有十分靈活和強大的查詢功能。

(2)SQL不是一個應(yīng)用開發(fā)語言，它只提供對數(shù)據(jù)庫的操作功能，不能完成屏幕控制、菜單管

理、報表生成等功能。

(3)SQL是國際性標(biāo)準(zhǔn)語言，有利于各種數(shù)據(jù)庫之間交換數(shù)據(jù)，有利于程序的移植，有利于實

現(xiàn)高度的數(shù)據(jù)獨立性，有利于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

(4)SQL的詞匯不多，完成核心功能只用了9個英語動詞，它的語法結(jié)構(gòu)接近英語，因此容易

學(xué)習(xí)和使用。

SQL模式的創(chuàng)建可簡單理解為建立一個數(shù)據(jù)庫，定義一個存儲空間，其句法是：

CREATESCHEMA〈模式名＞AUTHORIZATION〈用戶名〉

撤消SQL模式的句法為：

DROPSCHEMA〈模式名＞[CASCADE|RESTRICT]

方括號中的選項參數(shù)CASCADE表示連鎖方式，執(zhí)行時將模式下所有基本表、視圖、索引等元素

全部撤消。RESTRICT表示約束式，執(zhí)行時必須在SQL模式中沒有任何下屬元素時方可撤消模式。

數(shù)值型：包括integer^smallint＞real、doubleprecision、float(n),numeric(p,d)

字符串型：char(n)、varchar(n),前者是定長，后者為變長串

位串型：bit(n),bitvarying(n),同上。

時間型：date、time。

3.基本表的創(chuàng)建、修改和撤消

基本表的創(chuàng)建：(可理解為建立表結(jié)構(gòu))

GREATTABLESQL模式名.基本表名

(列名，類型，

完整性約束.??)

完整性約束包括主鍵子句(PRIMARYKEY)、檢查子句(CHECK)和外鍵子句(FOREIGNKEY)?

基本表結(jié)構(gòu)的修改

ALTERTABLE基本表名ADD/DROP(增加/刪除)列名類型名(增加時寫出)

刪除時有子句[CASCADE〔RESTRICT],前者為連鎖刪除，后者為約束刪除，即沒有對本列的任何

引用時才能刪除。

基本表的撤消

DROPTABLE基本表名[CASCADE|RESTRICT]

4.索引的創(chuàng)建和撤消

創(chuàng)建：CREATE[UNIQUE]INDEX索引名ON基本表名(列名表[ASC|DESfi])

撤消：DROPINDEX索引名

總結(jié):凡創(chuàng)建都用CREATE，刪除都用DROP，改變用ALTER，再跟類型和名字,附加子句很容

易了。

SELECT列名表(逗號隔開)FROM基本表或視圖序列WHERE條件表達(dá)式

在這里，重點要掌握條件表達(dá)式中各種運算符的應(yīng)用，如=,>,<,?等算術(shù)比較運算符、邏輯運

算符AND、OR,NOT、集合成員資格運算符：IN,NOTIN,以及嵌套的SELECT語句的用法要特

別注意理解。針對課本的例題和課后習(xí)題進(jìn)行掌握。

在查詢時，SELECT語句可以有多種寫法，如聯(lián)接查詢、嵌套查詢和使用存在量詞的嵌套查詢

等。最好都掌握，但是起碼應(yīng)能寫出一種正確的查詢語句。

SELECT列名表（逗號隔開）

FROM基本表或視圖序列

［WHERE條件表達(dá)式］（此為和條件子句）

［GROUPBY列名序列］（分組子句）

［HAVING組條件表達(dá)式］（組條件子句）

［ORDERBY列名［ASC|DESC］..］（排序子句）

這段關(guān)于完整句法的內(nèi)容能夠理解也就問題不大了。

這一段內(nèi)容主要是對SELECT語句進(jìn)一步使用進(jìn)行的深入學(xué)習(xí)，領(lǐng)會下列各種限定的使用目的

和方法。

要求輸出表格中不出現(xiàn)重復(fù)元組，則在SELECT后加一DISTINCT

SELECT子句中允許出現(xiàn)加減乘除及列名，常數(shù)的算術(shù)表達(dá)式

WHERE子句中可以用BETWEEN...AND...來限定一個值的范圍

同一個基本表在SELECT語句中多次引用時可用AS來增加別名

WHERE子句中字符串匹配用LIKE和兩個通配符，%和下劃線.

查詢結(jié)果的結(jié)構(gòu)完全一致時可將兩個查詢進(jìn)行并（UNION）交（INTERSECT）差（EXCPT）操作

查詢空值操作不是用='null',而是用ISNULL來測試.

集合成員資格比較用IN/NOTIN,集合成員算術(shù)比較用元組0SOME/ALL

可以用子查詢結(jié)果取名（表名（列名序列））來作為導(dǎo)出表使用

基本表的自然聯(lián)接操作是用NATURALINNERJOIN來實現(xiàn)的。

1.數(shù)據(jù)插入：

INSERTINTO基本表名（列名表）

VALUES（元組值）

或

INSERTINTO基本表名（列名表）

SELECT查詢語句

其中元組值可以連續(xù)插入?用查詢語句可以按要求插入所需數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)刪除：

DELETEFROM基本表名［WHERE條件表達(dá)式］

3.數(shù)據(jù)修改：

UPDATE基本表名

SET列名=值表達(dá)式，［列名=值表達(dá)式...］

［WHERE條件表達(dá)式］

1.視圖的創(chuàng)建和撤消

創(chuàng)建：CREATEVIEW視圖名(列名表)ASSELECT查詢語句

撤消：DROPVIEW視圖名

2.視圖的操作

查詢與關(guān)系中一致

更新與關(guān)系不同

如果視圖是從多個使用聯(lián)接操作導(dǎo)出的，不允許對此視圖更新

如果在導(dǎo)出視圖的過程中，使用了分組和聚合函數(shù)，不允許對此視圖更新。

如果視圖是從單個關(guān)系使用選擇、投影操作導(dǎo)出的，并且包含了關(guān)系的主健或某個候選健，稱

此視圖為“行列子集視圖”，允許對此視圖更新。

CREATEVIEWSMAIL

ASSELECTStt,SNAME,AGE

FROMS

WHERESEX='M'

INSERTINTOS_MALE

VALUES('S28','WU',18)

與

INSERTINTOS

VALUES('S28','WU',18,'M')

相同

3.視圖的優(yōu)點

使用視圖的優(yōu)點：

視圖提供了邏輯數(shù)據(jù)的獨立性

簡化了用戶觀點

用戶只需關(guān)心視圖的內(nèi)容，而不必關(guān)心構(gòu)成視圖的若干關(guān)系的聯(lián)結(jié)、投影操作。

能夠?qū)?shù)據(jù)庫的訪問限制在一定范圍內(nèi)，有利于數(shù)據(jù)安全保護(hù)功能。

可針對不同的用戶定義不同的視圖，在視圖種只出現(xiàn)用戶需要的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)提供視圖讓用戶使

用。

交互式

嵌入式

為什么要引入嵌入式SQL

SQL語言是非過程性語言

事務(wù)處理應(yīng)用需要高級語言

這兩種方式細(xì)節(jié)上有差別，在程序設(shè)計的環(huán)境下，SQL語句要做某些必要的擴(kuò)充。

2.嵌入式SQL的一般形式

為了區(qū)分SQL語句與主語言語句，需要：

前綴：EXECSQL

結(jié)束標(biāo)志：隨主語言的不同而不同

以C為主語言的嵌入式SQL語句的一般形式

EXECSQL<SQL語句》;

例：EXECSQLDROPTABLEStudent;

以COBOL作為主語言的嵌入式SQL語句的一般形式

EXECSQL<SQL語句>END-EXEC

例：EXECSQLDROPTABLEStudentEND-EXEC

預(yù)編譯

修改和擴(kuò)充主語言使之能處理SQL語句。

4.嵌入式SQL語句與主語言之間的通信

將SQL嵌入到高級語言中混合編程，程序中會含

有兩種不同計算模型的語句

SQL語句

描述性的面向集合的語句

負(fù)責(zé)操縱數(shù)據(jù)庫

高級語言語句

過程性的面向記錄的語句

負(fù)責(zé)控制程序流程

5.工作單元之間的通信方式

1）SQL通信區(qū)

向主語言傳遞SQL語句的執(zhí)行狀態(tài)信息

主語言能夠據(jù)此控制程序流程

2）共享變量

主語言向SQL語句提供參數(shù)

將SQL語句查詢數(shù)據(jù)庫的結(jié)果交主語言進(jìn)一步處理

3）游標(biāo)

解決集合性操作語言與過程性操作語言的不匹配

6.共享變量