关系数库据标准语言.ppt
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1、数据库系统,西安电子科技大学,2,第三章 关系数据库标准语言SQL,3.1 SQL概述3.2 数据定义3.3 查询3.4 数据更新3.5 视图视图定义查询视图更新视图视图的作用3.6 数据控制3.7 嵌入式SQL,3,数据库系统的三级模式,模式(Schema,也称逻辑模式)数据库中全体数据的逻辑结构和特征(型)的描述,外模式(External Schema,也称子模式或用户模式)数据库用户使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,内模式(Internal Schema,也称存储模式)数据物理结构和存储方式的描述,4,数据库系统的三级模式,5,数据库系统的两级映象,模式内模式映象,外模式模式映象,6
2、,数据库系统的两级映象,三级模式是对数据的三个抽象级别二级映象在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转换,7,数据的独立性(Data Independence),数据的逻辑独立性(Logical Data Independence)应用程序(外模式)与数据库的逻辑结构(模式)是相互独立的。即数据的逻辑结构发生改变,应用程序不用改变。外模式模式映象的用途保证数据的逻辑独立性外模式模式映象定义了外模式与模式之间的对应关系当模式改变时,数据库管理员只需修改有关的外模式模式映象,使外模式保持不变应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性
3、。,8,数据的独立性(Data Independence),数据的物理独立性(Physical Data Independence)应用程序(外模式)与存储在磁盘上的数据库(文件)中的存储结构(内模式)是相互独立的。即数据文件的组织方式改变不需要修改应用程序。模式内模式映象的用途保证数据的物理独立性模式内模式映象定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系当数据库的存储结构改变了(例如选用了另一种存储结构),数据库管理员修改模式内模式映象,使模式保持不变应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性。,9,SQL与数据库模式,SQL
4、与三级模式体系结构,外模式,模式,内模式,10,3.5 视图,什么是视图(View)?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,是一个虚表。在数据字典中只存放视图的定义,不会出现数据冗余。基表中的数据发生变化,从视图中查询出的数据也随之改变。视图一经定义,就可以和基本表一样被查询和删除,并且可以在视图之上再定义新的视图。视图的更新(增加、删除、修改)操作会受到一定的限制。视图对应三级模式体系结构中的外模式。,11,一、视图定义,(1)建立视图语句格式:CREATE VIEW(,)AS WITH CHECK OPTION;注:CREATE VIEW 子句中的列名可以省略,但在下
5、列情况下明确指定视图的所有列名:(1)某个目标列是集函数或列表达式(2)多表连接时选出了几个同名列作为视图的字段(3)需要在视图中为某个列启用新的更合适的名字子查询中的属性列不允许定义别名,不允许含有ORDER BY子句和DISTINCT短语。WITH CHECK OPTION表示对视图进行更新操作的数据必须满足视图定义的谓词条件(子查询的条件表达式)。,12,一、视图定义,(1)建立视图,DBMS执行CREATE VIEW语句时只是把视图的定义存入数据字典,并不执行其中的SELECT语句。在对视图查询时,按视图的定义从基本表中将数据查出。例1 建立信息系学生的视图。CREATE VIEW I
6、S_Student AS SELECT Sno,Sname,SageFROM StudentWHERE Sdept=IS;若一个视图是从单个基本表导出的,并且只去掉了基本表的某些行和某些列,但保留了码,这类视图称为行列子集视图。上例所建立的视图即为行列子集视图。,13,一、视图定义,(1)建立视图,例2 建立信息系学生的视图,并要求透过该视图进行的更新操作只涉及信息系学生。CREATE VIEW IS_Student AS SELECT Sno,Sname,SageFROM StudentWHERE Sdept=ISWITH CHECK OPTION;针对此视图,当进行以下更新操作时,修改操作
7、:DBMS自动加上 Sdept=IS 的条件;删除操作:DBMS自动加上 Sdept=IS 的条件;插入操作:DBMS自动检查Sdept属性值是否为IS,(1)如果不是,则拒绝该插入操作(2)如果没有提供Sdept属性值,则自动定义Sdept为IS,14,一、视图定义,(1)建立视图,例5 定义一个反映学生出生年份的视图。CREATE VIEW BT_S(Sno,Sname,Sbirth)AS SELECT Sno,Sname,2000-Sage FROM Student;当子查询中有由表达式构成的派生属性列(也称为虚拟列)时,必须明确定义组成视图的各个属性列名。例6 将学生的学号及他的平均成
8、绩定义为一个视图。CREATE VIEW S_G(Sno,Gavg)AS SELECT Sno,AVG(Grade)FROM SC GROUP BY Sno;,15,一、视图定义,(1)建立视图,例7 将Student表中所有女生记录定义为一个视图。CREATE VIEW F_Student1(stdnum,name,sex,age,dept)AS SELECT*FROM Student WHERE Ssex=女;存在问题:修改基表Student的结构后(在非末尾增加一列),Student表与F_Student1视图的映象关系会被破坏,导致该视图不能正确工作。处理方法:在子查询的SELECT子
9、句中明确指出各属性列的名称,可以避免对基本表的属性列增加而破坏与视图间的映象关系,但不能解决修改列名的问题,因此上对基本表修改后采用重建视图的方法。,16,一、视图定义,(2)删除视图,语句格式:DROP VIEW;注:该语句从数据字典中删除指定的视图定义由该视图导出的其他视图定义仍在数据字典中,但已不能使用,必须显式删除删除基表时,由该基表导出的所有视图定义都必须显式删除 例8 删除视图IS_S1。DROP VIEW IS_S1;如果有在视图IS_S1之上建立的视图IS_S2,在IS_S1被删除后IS_S2已经无法使用,这时应该使用下列语句删除IS_S1:DROP VIEW IS_S2;,1
10、7,二、查询视图,从用户角度:查询视图与查询基本表相同DBMS实现视图查询的方法实体化视图(View Materialization)有效性检查:检查所查询的视图是否存在执行视图定义,将视图临时实体化,生成临时表查询视图转换为查询临时表查询完毕删除被实体化的视图(临时表)视图消解法(View Resolution)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视图定义中的子查询与用户的查询结合起来,转换成等价的对基本表的查询执行修正后的查询,18,二、查询视图,例1 在信息系学生的视图中找出年龄小于20岁的学生。,信息系学生的视图定义(一节例1):CRE
11、ATE VIEW IS_Student AS SELECT Sno,Sname,Sage FROM Student WHERE Sdept=IS;,查询语句:SELECT Sno,SageFROM IS_StudentWHERE Sage 20;视图实体化法:通过视图定义建立视图结构下的临时表并对临时表进行查询,在查询结束后删除临时表。视图消解法:根据视图定义将对视图的查询转换为对基本表的查询,转换后的查询语句如下:SELECT Sno,Sage FROM StudentWHERE Sdept=IS AND Sage 20;,19,二、查询视图,视图参与查询时和基本表完全一样例2 查询信息系选
12、修了c1课程的学生学号和姓名。SELECT Sno,SnameFROM IS_Student,SCWHERE IS_Student.Sno=SC.Sno AND SC.Cno=c1;注:此例的执行是将虚表和基本表联结来完成的。,20,二、查询视图,例3 在平均成绩视图S_G中查询平均成绩在90分以上的学生学号和平均成绩。,S_G视图定义:CREATE VIEW S_G(Sno,Gavg)AS SELECT Sno,AVG(Grade)FROM SC GROUP BY Sno;,对视图的查询语句:SELECT*FROM S_GWHERE Gavg=90;,使用视图消解转换的查询:SELECT S
13、no,AVG(Grade)FROM SCWHERE AVG(Grade)=90GROUP BY Sno;,正确的查询:SELECT Sno,AVG(Grade)FROM SCGROUP BY Sno HAVING AVG(Grade)=90;,注:由于对定义中含有集函数的视图不能完全正确地转换为对基本表的查询,这类查询应当直接对基本表进行。,21,三、更新视图,(1)用户角度:更新视图与更新基本表相同(2)DBMS实现视图更新的方法视图实体化法(View Materialization)视图消解法(View Resolution)(3)关于WITH CHECK OPTION指定WITH CHE
14、CK OPTION子句后,DBMS在更新视图时会进行检查,防止用户通过视图对不属于视图范围内的基本表数据进行更新。,22,三、更新视图,例1 将信息系学生视图IS_Student中学号95002的学生姓名改为“刘辰”。,信息系学生视图定义(一节例2):CREATE VIEW IS_StudentAS SELECT Sno,Sname,Sage FROM Student WHERE Sdept=IS WITH CHECK OPTION;,对视图的更新语句:UPDATE IS_StudentSET Sname=刘辰WHERE Sno=95002;使用视图消解转换的更新:UPDATE Student
15、SET Sname=刘辰WHERE Sno=95002 AND Sdept=IS;,23,三、更新视图,例2 向信息系学生视图IS_Student中插入一个新的学生记录:(95029,赵新,20岁)。对视图的更新:INSERTINTO IS_StudentVALUES(95029,赵新,20);,使用视图消解转换的更新:INSERTINTO Student(Sno,Sname,Sage,Sdept)VALUES(95029,赵新,20,IS);,例3 删除视图IS_Student中学号为95029的记录。对视图的更新:DELETEFROM IS_StudentWHERE Sno=95029;,
16、使用视图消解转换的更新:DELETEFROM StudentWHERE Sno=95029 AND Sdept=IS;,24,三、更新视图,一些视图是不可更新的,因为对这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(对两类方法均如此)。,例6 学号及平均成绩的视图定义:CREATE VIEW S_G(Sno,Gavg)AS SELECT Sno,AVG(Grade)FROM SC GROUP BY Sno;,对于如下更新语句:UPDATE S_GSET Gavg=90WHERE Sno=95001;注:无论实体化法还是消解法都无法将其转换成对基本表SC的更新。,25,三、更新视图,实
17、际系统对视图更新的限制可更新视图从理论上讲,对其更新能够唯一转换为对应基本表更新的视图是可更新的。允许更新的视图实际使用的RDBMS系统对允许更新的视图有不同的规定,使用中以参考手册为依据;对于行列子集视图,各RDBMS都允许更新。,26,四、视图的作用,(1)视图能够简化用户的操作当视图中数据不是直接来自基本表时,定义视图能够简化用户的操作。如基于多张表连接形成的视图,基于复杂嵌套查询的视图和含导出属性的视图。(2)视图使用户能以多种角度看待同一数据不同的用户和应用程序会以不同的角度看待同一数据。如学生信息中的生源所在地,在招生管理中表达该学生是从哪个地方录取的,而在户籍管理中则表达该学生的
18、户口是从哪个地方迁入的。这两种应用所使用的是数据库中存储的同一数据。因此,视图可以避免数据存储的冗余性,适应数据库共享的需要。,27,四、视图的作用,(3)视图对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性例:运行中的学籍管理数据库,其学生关系如下:Student(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept)因性能需要重构如下:SX(Sno,Sname,Sage)SY(Sno,Ssex,Sdept)这时原关系Student已经不存在,应用程序也就无法使用。解决方法:可以通过建立以下视图实现 CREATE VIEW Student(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept)AS SEL
19、ECT SX.Sno,SX.Sname,SY.Ssex,SX.Sage,SY.Sdept FROM SX,SY WHERE SX.Sno=SY.Sno;即修改外模式模式映象!,28,四、视图的作用,(4)视图能够对机密数据提供安全保护,建立面向不同用户的视图,并将对该视图的操作权限赋予不同的用户,则这些用户只能对视图所见的数据进行权限内的操作,而视图之外的数据对这些用户是不可见的,从而也就对视图之外的数据进行了保护。同样,针对不同的应用程序建立视图,使用该应用程序也只能操作视图内的数据,对视图外的数据也进行了保护。例如Student表涉及三个系的学生数据,可以在其上定义三个视图,每个视图只包含
20、一个系的学生数据,并只允许每个系的系主任查询自己系的学生视图。,29,第三章 关系数据库标准语言SQL,3.1 SQL概述3.2 数据定义3.3 查询3.4 数据更新3.5 视图3.6 数据控制数据控制概述授权收回权限3.7 嵌入式SQL,30,数据控制概述,数据控制是指DBMS用来保证数据库正确稳定运行所提供的对数据的管理机制。SQL中的数据控制包括事务管理和数据保护,即数据库的恢复、并发控制、数据库的安全性和完整性控制。数据库的完整性控制是通过数据库定义过程来指定,在数据更新过程中由系统来进行检查并予以保证;事务处理、数据库的恢复、并发控制会在以后的章节专门讲解;本节只讲述SQL中的安全性
21、控制。数据库的完整性是用来防止合法的用户对数据库的无意破坏,即防止允许更新的用户不小心对数据的错误更新而破坏数据库;数据库的安全性是用来防止非法用户有意窃取或恶意破坏数据库中的数据。数据库的安全性控制通过授权机制来实现,即通过赋予用户对数据库的使用权限来保证数据的安全。,31,授权,授权 将数据库中的某些对象的某些操作权限赋予某些用户授权使用GRANT语句:GRANT,.ON TO,.WITH GRANT OPTION;,DBA拥有数据库操作所有权限,他可以将权限赋予其他用户。建立数据库对象的用户称为该对象的属主(OWNER),他拥有该对象的所有操作权限。接受权限的用户可以是一个或多个具体用户
22、,也可以是全体用户(PUBLIC)。指定了WITH GRANT OPTION子句,获得某种权限的用户还可以把这种权限再授予别的用户;没有指定WITH GRANT OPTION子句,获得某种权限的用户只能使用该权限,不能传播该权限。,32,授权,权限一览表:,例1 把查询Student表权限授给用户U1。GRANT SELECT ON TABLE Student TO U1;,33,授权,例2 把对Student表和Course表的全部权限授予用户U2和U3。GRANT ALL PRIVILIGES ON TABLE Student,Course TO U2,U3;例3 把对表SC的查询权限授予
23、所有用户。GRANT SELECT ON TABLE SC TO PUBLIC;例4 把查询Student表和修改学生学号的权限授给用户U4。GRANT UPDATE(Sno),SELECT ON TABLE Student TO U4;,34,授权,例5 把对表SC的INSERT权限授予U5用户,并允许他再将此权限授予其他用户。GRANT INSERT ON TABLE SC TO U5WITH GRANT OPTION;执行例5后,U5不仅拥有了对表SC的INSERT权限,还可以传播此权限:GRANT INSERT ON TABLE SC TO U6;WITH GRANT OPTION;同
24、样,U6还可以将此权限授予U7:GRANT INSERT ON TABLE SC TO U7;但U7不能再传播此权限。U5 U6 U7,35,授权,例6 DBA把在数据库S_C中建立表的权限授予用户U8。GRANT CREATETABON DATABASE S_C TO U8;,36,收回权限,收回权限 从指定用户那里收回对指定对象的指定权限。使用REVOKE语句:REVOKE,.ON FROM,.;例7 把用户U4修改学生学号的权限收回。REVOKE UPDATE(Sno)ON TABLE Student FROM U4;例8 收回所有用户对表SC的查询权限。REVOKE SELECT ON
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