数据库技术及应用课件第4章关系数据库标准语言.ppt
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1、第4章 关系数据库标准语言SQL,4.1 SQL概述及特点 4.2 SQL的数据定义功能 4.3 SQL的数据查询功能 4.4 SQL的数据更新功能 4.5 嵌入式SQL 4.6 SQL的数据控制功能 习题4,4.1 SQL概述及特点,SQL是一种介于关系代数与关系演算之间的结构化查询语言,其功能并不仅仅是查询。SQL语言是一个通用的、功能极强的关系数据库语言。,1.SQL的主要功能SQL的功能可以分为三类:(1)数据定义功能。(2)数据操纵功能。(3)数据控制功能。,2.SQL的特点 SQL语言集数据查询、数据操纵、数据定义和数据控制功能于一体,它除了具有一般关系数据库语言的特点外,还具有以
2、下三个特点:(1)SQL具有自主式和嵌入式两种形式。(2)SQL具有语言简洁、易学易用的特点。(3)SQL支持三级数据模式结构。,表4-1 SQL的命令动词,图4-1 SQL对关系数据库模式的支持,4.2 SQL的数据定义功能,SQL的数据定义包括定义基本表、索引、视图和数据库,其基本语句如表4-2所示。,表4-2 SQL的数据定义语句,1.语句格式的约定符号 在语句格式中:尖括号“”实际语义。中括号“”中的内容任选项。大括号“”或用分隔符“|”中的内容必选项,即必选其中之一项。,n表示前面的项可重复多次。,2.一般语法规定 SQL中的数据项(包括列项、表和视图)分隔符为“,”,其字符串常数的
3、定界符用单引号“”表示。3.SQL的特殊语法规定 SQL的关键词一般使用大写字母表示。SQL语句的结束符为“;”。SQL一般应采用格式化书写方式。,4.2.1 基本表的定义和维护功能 SQL的基本表定义和维护功能使用基本表的定义、修改和删除三种语句实现。1.定义基本表 SQL语言使用CREATE TABLE语句定义基本表,定义基本表语句的一般格式为,CREATE TABLE 库名表名(列名数据类型列级完整性约束条件,列名数据类型列级完整性约束条件,n,表级完整性约束条件,n);,(1)SQL支持的数据类型。不同的数据库系统支持的数据类型不完全相同。IBM DB2 SQL支持的数据类型由表4-3
4、列出,其中,使用最多的是字符型数据和数值型数据。,表4-3 IBM DB2 SQL支持的主要数据类型,(2)列级完整性的约束条件。列级完整性约束是针对属性值设置的限制条件。SQL的列级完整性条件有以下几种:NOT NULL或NULL约束。UNIQUE约束。DEFAULT约束。CHECK约束。,(3)表级完整性约束条件。表级完整性约束条件是指涉及到关系中多个列的限制条件。在上述的CHECK约束中,如果约束条件表达式中涉及到多列数据,它便为表级约束。,【例4-1】用SQL建立学生_课程库中的基本表,其表结构为 学生(学号,姓名,年龄,性别,所在系)课程(课程号,课程名,先行课)选课(学号,课程号,
5、成绩),2.修改基本表 当已建立好的基本表随着应用环境和应用需求的变化而需要修改时,需要利用SQL的修改基本表语句修改表结构。SQL语言用ALTER TABLE语句来修改基本表,其一般格式为 ALTER TABLE 表名 ADD(新列名 数据类型 完整性约束,n)DROP 完整性约束名 MODIFY(列名 数据类型,n);,(1)使用ADD子句增加新列。当需要向表中增加新列和新的完整性约束时,使用ADD字句对表结构进行修改操作。【例4-2】向课程表中增加“学时”字段。ALTER TABLE 课程 ADD 学时 SMALLINT;(2)使用MODIFY子句修改列的原定义。(3)使用DROP子句删
6、除指定的完整性约束条件。【例4-3】删除学生表中对“年龄”的默认值的定义。,3.删除基本表 当不再需要某个基本表时,使用DROP TABLE语句删除它,其一般格式为 DROP TABLE 表名;基本表一旦被删除,表中的数据及在此表基础上建立的索引、视图将自动地全部被删除掉。因此,执行删除基本表的操作时一定要格外小心。,4.2.2 索引的定义和维护功能 1.索引的作用 使用索引有以下三方面的作用:(1)可以明显地加快数据查询的速度。(2)可保证数据的惟一性。(3)可以加快连接速度。,2.建立索引的原则 建立索引是加快数据查询的有效手段,在建立索引时,用户应当依照以下原则:(1)索引的建立和维护由
7、DBA和DBMS完成。(2)大表应当建索引,小表则不必建索引。(3)对于一个基本表,不要建立过多的索引。(4)根据查询要求建索引。,3.建立索引的格式 在SQL语言中,建立索引使用CREATE INDEX语句,其一般格式为 CREATE UNIQUE CLUSTER INDEX 索引名 ON 表名(列名次序,列名次序);,【例4-4】为学生课程数据库中的学生、课程和选课三个表建立索引。其中,学生表按“学号”升序建立索引;课程表按“课程号”升序建立惟一索引;选课表按“学号”升序和“课程号”降序建立惟一索引。CREATE UNIQUE INDEX 学号ON 学生(学号);CREATE UNIQUE
8、 INDEX 课程号 ON 课程(课程号);CREATE UNIQUE INDEX 选课号 ON 选课(学号 ASC,课程号 DESC);,4.删除索引 索引一经建立,就由系统来选择和维护,无须用户干预。建立索引是为了减少查询操作的时间,但如果数据增、删、改频繁,系统就会花费大量的时间来维护索引,这样就得不偿失了,因此,有时需要删除一些不必要的索引。SQL语言使用DROP INDEX语句删除索引,其一般格式为 DROP INDEX 索引名;,【例4-5】删除学生表的学生姓名索引。DROP INDEX 学生姓名;删除索引时,系统会同时从数据字典中删去有关对该索引的描述。,4.2.3 视图的定义和
9、维护功能 视图是根据子模式设计的关系,它是由一个或几个基本表(或已定义的视图)导出的虚表。1.视图的优点 合理地使用视图能够对系统的设计和用户的使用带来很多方便。(1)视图能够简化用户的操作。(2)视图机制可以使用户以不同的方式看待同一数据。(3)视图对数据库的重构提供了一定程度的逻辑独立性。(4)视图可以对机密的数据提供安全保护。,2.视图定义的格式SQL语言用CREATE VIEW 来定义视图,其一般格式为 CREATE VIEW 视图名(列名组)AS 子查询 WITH CHECK OPTION;,【例4-6】建立计算机系学生的视图。CREATE VIEW 计算机系学生 AS SELECT
10、 学号,姓名,年龄 FROM 学生 WHERE 所在系=计算机系;例4-6中的视图是由一个基本表构造出的。,【例4-7】由学生、课程和选课三个表,定义一个计算机系的学生成绩视图,其属性包括学号、姓名、课程名和成绩。【例4-8】将学生的学号、总成绩、平均成绩定义成一个视图。,3.视图的删除 视图删除语句的一般格式为 DROP VIEW 视图名;视图删除后,视图的定义将从数据字典中删除,而由该视图导出的其他视图的定义却仍存在于数据字典中,但这些视图已失效。,4.视图的查询和维护 视图可以和基本表一样被查询,其使用方法与基本表相同,但利用视图进行数据增、删、改操作,会受到一定的限制。,4.3 SQL
11、的数据查询功能,4.3.1 SELECT语句介绍 SQL的数据查询语句中包括SELECT、FROM、WHERE、GROUP BY和ORDER BY子句。SELECT语句具有数据查询、统计、分组和排序的功能,其语句表达能力非常强大。,1.SELECT语句的语法 SELECT语句的语法格式为 SELECT 目标列组 FROM 数据源 WHERE 元组选择条件 GROUP BY 分列组 HAVING组选择条件 ORDER BY 排序列1 排序要求1,n;,(1)SELECT子句。(2)FROM子句。(3)WHERE子句。(4)GROUP BY子句。(5)ORDER BY子句。,2.SELECT语句的
12、操作符(1)算术操作符。算术操作符在SQL语句中表达数学运算操作。SQL的数学运算操作符只有四种,它们是:+(加号)、(减号)、*(乘号)和/(除号)。,(2)比较操作符。比较操作符用于测试两个数据是否相等、不等、小于或大于某个值。SQL中的比较操作符包括:=(等于)、(大于)、=(大于等于)、!=或(不等于)、!(不大于)和!(不小于),共九种操作符。(3)逻辑操作符。SQL的逻辑操作符如表4-4所示。,表4-4 SQL的逻辑操作符,(4)组合查询操作符。组合查询操作符的使用格式为 查询1组合操作符查询2 SQL的组合查询操作符是针对传统关系运算的操作符,它包括UNION、MINUS和INT
13、ERSECT三种。(5)其他SQL操作符。其他SQL操作符是针对SELECT子句中的字段表设计的,它用于简写结果集的字段表和对字段值的限制说明。其他SQL操作符包括*、ALL和DISTINCT三种。,4.3.2 SQL的查询实例 SQL的查询语句可以分为简单查询、连接查询、嵌套查询和组合查询四种类型。下面仍以学生课程数据库为例,介绍各种查询的描述格式。学生课程数据库包括三个基本表,其结构为 学生(学号,姓名,年龄,所在系)课程(课程号,课程名,先行课)选课(学号,课程号,成绩),1.简单查询 简单查询是指在查询过程中只涉及到一个表的查询语句。简单查询是最基本的查询语句。【例4-9】求数学系学生
14、的学号和姓名。【例4-10】求选修了课程的学生学号。【例4-11】求选修C1课程的学生学号和成绩,并要求对查询结果按成绩的降序排列,如果成绩相同则按学号的升序排列。,【例4-12】求选修课程C1且成绩在8090之间的学生学号和成绩,并将成绩乘以系数0.8输出。【例4-13】求数学系或计算机系姓张的学生的信息。【例4-14】求缺少了成绩的学生的学号和课程号。,2.连接查询 包含连接操作的查询语句称为连接查询。连接查询包括等值连接、自然连接、求笛卡儿积、一般连接、外连接、内连接、左连接、右连接和自连接等多种。由于连接查询涉及被连接和连接两个表,所以它的源表一般为多表。,(1)等值连接和非等值连接操
15、作。连接查询中,用来连接两个表的条件称为连接条件或连接谓词。连接条件的一般格式为 表名1.列名1比较运算符表名2.列名2 其中,比较运算符主要有:=、=、=和!=。,当连接运算符为“=”时,该连接操作称为等值连接;否则,使用其他运算符的连接运算称为非等值连接。当等值连接中的连接字段相同,并且在SELECT子句中去除了重复字段时,则该连接操作为自然连接。,【例4-15】查询每个学生的情况以及他(她)所选修的课程。【例4-16】求学生的学号、姓名、选修的课程名及成绩。【例4-17】求选修C1课程且成绩为90分以上的学生学号、姓名及成绩。,(2)自连接操作。连接操作不只是在两个表之间进行,一个表内还
16、可以进行自身连接操作。表自身的连接操作称为自连接。【例4-18】查询每一门课的间接先行课(即先行课的先行课)。,表4-5 课程表中的数据,表4-6 课程表自连接操作,(3)外部连接操作。在前面连接示例的结果集中只保留了符合连接条件的元组,而排除了两个表中没有对应的或匹配的元组情况,这种连接称为内连接。如果要求查询结果集中保留非匹配的元组,就要执行外部连接操作。,表4-7 职工和部门表数据,【例4-19】用SQL表达职工和部门的内连接、左外部连接和右外部连接的语句分别如下:内连接:SELECT 职工.*,部门名称,电话 FROM 职工,部门 WHERE 职工.所在部门=部门.部门号;,左外部连接
17、:SELECT 职工.*,部门名称,电话 FROM 职工,部门 WHERE 职工.所在部门*=部门.部门号;右外部连接:SELECT 职工.*,部门名称,电话 FROM 职工,部门 WHERE 职工.所在部门=*部门.部门号;,表4-8 职工和部门表各种连接的结果集对照表,3.嵌套查询 在SQL语言中,一个SELECTFROMWHERE语句称为一个查询块。将一个查询块嵌套在另一个查询块的WHERE子句或HAVING短语的条件中的查询称为嵌套查询。(1)使用IN操作符的嵌套查询。当IN操作符后的数据集需要通过查询得到时,就需要使用IN嵌套查询。【例4-20】求选修了高等数学的学生学号和姓名。,(
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