【数据库学习笔记】Day03SQL语言基础及数据库定义功能

【数据库学习笔记】Day03 - SQL语言基础及数据库定义功能

〇、本文所用数据库表格&＃xff1a;

一、关系运算&＃xff1a;

        关系运算&＃xff0c;数学名词&＃xff0c;基本运算有两类&＃xff1a;一类是传统的集合运算&＃xff08;并、差、交等&＃xff09;&＃xff0c;另一类是专门的关系运算&＃xff08;选择、投影、连接、除法、外连接等&＃xff09;&＃xff0c;数据库操作的有些查询需要几个基本运算的组合&＃xff0c;要经过若干步骤才能完成。关系是由元组构成的集合&＃xff0c;可以通过关系的运算来表达查询要求。

1.1 传统的关系运算&＃xff1a;

1.1.1 并&＃xff1a;

• R∪S
• 仍为n 元关系 &＃xff0c; 由属于R 或属于S 的元组组成
  R∪S &＃61; { t|t 属于 R∨t 属于S }
• 示意图&＃xff1a;
  
  1.1.2 差&＃xff1a;
• R - S
• 仍为n元关系 &＃xff0c; 由属于R 而不属于S 的所有元组组成
  R - S &＃61; { t|t属于R∧t不属于S }
• 示意图&＃xff1a;
  

1.1.3 交&＃xff1a;

• R∩S
• 仍为n 元关系 &＃xff0c; 由既属于R 又属于S 的元组组成
  R∩S &＃61; { t|t 属于R∧t 属于S }
  R∩S &＃61; R – &＃xff08;R-S&＃xff09;
• 示意图&＃xff1a;
  

1.1.4 笛卡尔积&＃xff1a;

• R ×S
• 示意图&＃xff1a;
  

1.2 专门的关系运算&＃xff1a;

1.2.1 选择&＃xff1a;

• 在关系R中选择满足给定条件的诸元组。
• σ F ® &＃61; {t|t属于R∧F(t)&＃61; ’ 真’}
  F&＃xff1a;选择条件 &＃xff1a;选择条件 &＃xff0c; 是一个逻辑表达式
• 示意图&＃xff1a;
  

1.2.2 投影&＃xff1a;

• 从R 中选择出若干属性列组成新的关系
  π A ® &＃61; { t[A] | t属于R }
  A &＃xff1a; R中的属性列。
• 投影操作主要是从列的角度进行运算
  投影之后不仅取消了原关系中的某些列 &＃xff0c; 而且还可能
  取消某些元组&＃xff08;避免重复行&＃xff01;&＃xff09;。
  1.2.3 连接&＃xff1a;
• 连接也称为θ连接。
• 连接运算的含义&＃xff1a;
  从两个关系的笛卡尔积中选属性间满足一定条件的元组。
• 两类常用的连接运算&＃xff1a;
  等值连接(equijoin)、自然连接(natrualjoin)。

1.等值连接&＃xff1a;
    从关系R和S的广义笛卡尔积中选取A、B属性值相等的那些元组。

2.自然连接&＃xff1a;

    自然连接是等值连接的一种特殊情况&＃xff1b; 等值连接要求连接的是值相等的分量&＃xff0c;两个关系中可以没有相同的属性&＃xff1b;进行自然连接的两个关系中必须有相同的属性。 等值连接不要求去掉重复属性列&＃xff1b;自然连接时需要除掉重复的属性列。

自然连接的含义&＃xff1a;

• R和S的相同属性组的值相等。
• 两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组。
• 在结果中要把重复的属性列去掉。
• 一般的连接操作是从行的角度进行运算&＃xff0c;而自然连接需要取消重复列&＃xff0c;是同时从行和列的角度进行运算。
  
  

3.内连接(Inner Join)&＃xff1a;

• 两个关系做自然连接时&＃xff0c;连接的结果是满足条件的元组保留下来&＃xff0c;不满足条件的元组被舍弃了。

4.外连接(Outer Join)&＃xff1a;

• 如果把舍弃的元组也保存在结果关系中&＃xff0c;而在其他属性上填空值&＃xff08;Null&＃xff09;&＃xff0c;这种连接就叫外连接。
• 左外连接&＃xff1a;只把左边关系中要舍弃的元组保留。
• 右外连接&＃xff1a;只把右边关系中要舍弃的元组保留。
  
  

4.除&＃xff1a;

二、SQL语言介绍&＃xff1a;

    SQL&＃xff08;Structured Query Language&＃xff09;&＃xff0c;即结构化查询语言&＃xff0c;是关系数据库的标准语言&＃xff0c;SQL是一个通用的、功能极强的关系数据库语言。

• SQL和SQL SERVER的区别&＃xff1a;
• SQL&＃xff08; structured query language) 结构化查询语言。
  它是一种标准&＃xff0c;不是一种软件。
• SQL SERVER 是数据库管理系统的一种&＃xff0c;这种软件在遵循 SQL 这种标准&＃xff0c;很多数据库管理软件及开发工具都支持 SQL。

2.1 SQL语言的特点&＃xff1a;

1.综合统一&＃xff1a;
数据定义语言&＃xff08;DDL&＃xff09;&＃xff0c;数据查询语言&＃xff08;DQL&＃xff09;&＃xff0c;数据操纵语言&＃xff08;DML&＃xff09;&＃xff0c;数据控制语言&＃xff08;DCL&＃xff09;于一体。可独立完成数据库生命周期中的全部活动&＃xff0c;随时修改。数据操作符统一。

2.高度非过程化&＃xff1a;
面向对象的第四代语言&＃xff1b;SQL只要提出“做什么”&＃xff0c;无须了解存取路径&＃xff1b;存取路径的选择以及SQL的操作过程由系统自动完成。

3.面向集合的操作方式&＃xff1a;
操作对象、查找结果可以是元组的集合&＃xff1b;一次插入、删除、更新操作的对象是元组的集合。

4.以同一种语法结构提供多种使用方式&＃xff1a;
独立的语言&＃xff0c;能够独立用于联机交互的使用方式&＃xff1b;嵌入式语言&＃xff0c;能够嵌入到高级语言中使用。

2.2 SQL语言功能概述&＃xff1a;

SQL语言有四部分功能&＃xff1a; 数据定义、 数据控制、 数据查询、 数据操纵。

2.2.1 SQL支持关系数据库的三级模式结构&＃xff1a;

• 基本表&＃xff1a;
  本身独立存在的表。
  SQL中一个关系就对应一个基本表。
  一个&＃xff08;或多个&＃xff09;基本表对应一个存储文件。
  一个表可以带若干索引。
• 视图&＃xff1a;
  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。
  视图是一个虚表。
  用户可以在视图上再定义视图。
• 存储文件&＃xff1a;
  逻辑结构组成了关系数据库的内模式。
  物理结构是任意的&＃xff0c;对用户透明。
• 索引&＃xff1a;
  为快速访问数据&＃xff0c;而在包含数据的表中增加的一种组织。
  分为聚簇索引和非聚簇索引。
  聚簇索引&＃xff1a;指索引项的顺序与表中记录的物理顺序一致的索引组织。

2.3 SQL的数据类型&＃xff1a;

2.3.1 数值型&＃xff1a;
分为 准确型和近似型。

• 准确型:
  整数&＃xff1a;
  Bigint&＃xff1a;8字节
  Int&＃xff1a;4字节
  Smallint&＃xff1a;2字节
  Tinyint&＃xff1a;1字节&＃xff08;表示范围为0~255整数&＃xff09;
  Bit&＃xff1a;1位&＃xff0c;存储1或0
  小数&＃xff1a;
  Numeric(p,q)或Decimal(p,q)&＃xff0c;
  其中&＃xff1a;p为数字位长度&＃xff0c;q为小数位长度。
• 近似型&＃xff1a;
  Float&＃xff1a;8字节
  Real&＃xff1a;4字节

2.3.2 字符串型&＃xff1a;

• 普通编码字符串类型&＃xff1a;
  Char(n)&＃xff1a;定长存储&＃xff0c;n<&＃61;8000
  Varchar(n)&＃xff1a;不定长存储&＃xff08;按实际&＃xff09;&＃xff0c;长度不超过n&＃xff0c;n<&＃61;8000
  Text&＃xff1a;存储大于8000字节的文本
• 统一字符编码字符串类型&＃xff1a;
  nchar(n)&＃xff1a;定长存储&＃xff0c;n<&＃61;4000
  nvarchar(n)&＃xff1a;不定长存储&＃xff0c;长度最大不超过n&＃xff0c;n<&＃61;4000
  ntext&＃xff1a;存储大于8000字节的文本
  特点&＃xff1a;每个字符占两个字节。
• 二进制字符串类型&＃xff1a;
  Binary(n)&＃xff1a;固定长度&＃xff0c;n<&＃61;8000
  Varbinary(n)&＃xff1a;可变长度&＃xff0c;n<&＃61;8000
  注&＃xff1a;n为二进制数据的字节数。
  Image&＃xff1a;大容量、可变长二进制字符数据&＃xff0c;可用于存储文件。
  2.3.3 日期时间型&＃xff1a;
  Datatime&＃xff1a;8字节&＃xff0c;年月日时分秒毫秒
  SmallDateTime&＃xff1a;4字节&＃xff0c;年月日时分

2.4 SQL的数据定义功能&＃xff1a;

1.定义基本表&＃xff1a;
CREATE TABLE <表名>
2.删除表&＃xff1a;
DROP TABLE <表名>
3.修改表结构&＃xff1a;
ALTER TABLE <表名>


2.5 数据完整性&＃xff1a;

2.5.1 完整性约束条件的作用对象&＃xff1a;

• 完整性检查是围绕完整性约束条件进行的&＃xff0c;因此&＃xff0c;完整性约束条件是完整性控制机制的核心。
• 完整性约束条件的作用对象可以是表、元组和列。即&＃xff1a;
  列级约束、元组约束、关系约束。

1.列级约束&＃xff1a;
列级约束主要是对列的类型、取值范围、精度等的约束。

• 对 数据类型 的约束&＃xff1a;
  包括数据类型、长度、精度等。
• 对 数据格式 的约束&＃xff1a;
  如:规定学号的前两位表示学生的入学年份&＃xff0c;第三位表示系的规定学号的前两位表示学生的入学年份&＃xff0c;第三位表示系的编号&＃xff0c;第四位表示专业编号&＃xff0c;第五位代表班的编号等等。
• 对 取值范围 的约束&＃xff1a;
  如: 学生的成绩取值范围为0 &＃xff5e;100。 。
• 对 空值 的约束。

2.元组约束&＃xff1a;
元组的约束是元组中各个字段之间的相互约束&＃xff0c;如&＃xff1a;
开始日期小于结束日期。
职工的最低工资不能低于规定的最低保障金。

3.关系约束&＃xff1a;
指若干元组之间、关系之间的联系的约束&＃xff0c;如&＃xff1a;
学号的取值不能重复也不能取空值。
学生修课表中的学号的取值受学生表中的学号取值的约束。

2.5.2 实现数据完整性&＃xff1a;

1.声明完整性&＃xff1a;
在表定义时声明&＃xff0c;使用约束、缺省值等。
2.过程完整性&＃xff1a;
在客户端或服务器端用编程语言或工具来实现。
在Server端用触发器&＃xff08;Trigger&＃xff09;来实现。

2.5.3 实现约束&＃xff1a;

• PRIMARY KEY 约束&＃xff1a;保证实体完整性。
• UNIQUE 约束&＃xff1a;确保在非主键列中不输入重复值。应用在客观具有唯一性质的列上。如&＃xff1a;身份证号、社保号等。
• FOREIGN KEY 约束&＃xff1a;用于建立和加强两个表数据之间的连接的一列或多列。如&＃xff1a;为雇员表的工作编号添加外码引用约束&＃xff0c;此列引用工作表的工作编号列。
• DEFAULT 约束&＃xff1a;当向表中插入数据时&＃xff0c;如果没有为定义了DEFAULT的列提供值&＃xff0c;则此列使用默认值。一个DEFAULT只能约束一列。
• CHECK 约束&＃xff1a;通过限制输入到列中的值来强制域的完整性&＃xff0c;可定义同表多列之间的约束关系。 如&＃xff1a;在雇员表中&＃xff0c;添加限制雇员的工资必须大于等于500的约束。再比如&＃xff1a;添加限制工资表的最低工资小于等于最高工资的约束。