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1、第4章 结构化查询语言SQL本 章 概 要 SQL是结构化查询语言（Structured Query Language）的缩写，其功能包括数据查询、数据操纵 、数据定义和数据控制四个部分。SQL 语言简洁、方便实用、功能齐全，已成为目前 应用最广的关系数据库语言。本章要求了解 SQL数据库的体系结构：SQL的组成。掌握SQL语言的四大功能及使用方法，重点掌握其数据查询功能及其使用。 4.1 SQL 概述4.1.1 SQL语言的发展及标准化4.1.1.1 SQL语言发展史SQL语言是当前最为成功、应用最为广泛的关系数据库语 言，其发展主要经历了以下几个阶段： 1974年由CHAMBERLIN和B
2、OYEE提出，当时称为 SEQUEL(STUCTURED ENGLISH QUERY LANGUAGE)； IBM公司对其进行了修改，并用于其SYSTEM R关系数据库 系统中； 1981年 IBM推出其商用关系关系数据库SQL/DS，并将其名 字改为SQL，由于SQL语言功能强大，简洁易用，因此得到 了广泛的使用； 今天广泛应用于各种大型数据库，如SYBASE、INFORMIX、 ORACLE、DB2、INGRES等，也用于各种小型数据库，如 FOXPRO、ACCESS。4.1.1.2 SQL语言标准化随着关系数据库系统和SQL语言应用的日益广泛， SQL语言的标准化工作也在紧张革进行着，十
3、多年来已制 订了多个SQL标准； 1. 1982年，美国国家标准化局（AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUTE，简称ANSI）开始制定SQL标准； 2. 1986年，美国国家标准化协会公布了SQL语言的第 一个标准SQL86； 3. 1987年，国际标准化组织（ISO）通过了SQL86标准 ； 4. 1989年，国际标准化组织（ISO）对SQL86进行了补 充，推出了SQL89标准； 5. 1992年，ISO又推出了SQL92标准，也称为SQL2； 6. 目前SQL99（也称为SQL3）在起草中，增加了面向 对象的功能。SQL成为国际标准后，对数据库以外的领域也
4、产生了很大影响，不少软件产品将 SQL语言的数据查询功 能与图形功能、软件工程工具、软件开发工具、人工智 能程序结合起来。SQL已成为关系数据库领域中一个主 流语言。 4.1.2 SQL语言的基本概念首先介绍两个基本概念：基本表和视图。基本表（BASE TABLE）：是独立存在的表，不是由 其它的表导出的表。一个关系对应一个基本表，一个或 多个基本表对应一个存储文件。视图（VIEW）：是一个虚拟的表，是从一个或几个基本表导出的表。它本身不独立存在于数据库中，数据库中只存放视图的定义而不存放视图对应的数据，这些数据仍存放在导出视图的基本表中。当基本表中的数据发生变化时，从视图中查询出来的数据也随
5、之改变。优点是提高了数据库对应用程序的独立性，有利于保持数据的一致性。其次是简化了复杂查询，提供了保持数据库安全性的手段。例如：学生数据库中有学生基本情况表 STUDENT(SNO,SNAME,SSEX,SAGE,SDEPT)，此表为基 本表，对应一个存储文件。可以在其基础上定义一 个男生基本情况表 STUDENT_MALE(SNO,SNAME,SAGE,SDEPT)， 它是从STUDENT中选择SSEX=男的各个行，然 后在SNO,SNAME,SAGE,SDEPT上投影得到的。 在数据库中只存有STUDENT_MALE的定义，而 STUDENT_MALE的记录不重复存储。 在用户看来，视图是
6、通过不同路径去看一个实际 表，就象一个窗口一样，我们通过窗户去看外面 的高楼，可以看到高楼的不同部分，而透过视图 可以看到数据库中自己感兴趣的内容。SQL语言支持数据库的三级模式结构，如图3.1所 示。其中外模式对应于视图，模式对应于基本表，内模式对应于存储文件。 SQL视图1视图2基本表1基本表2基本表3基本表4存储文件1存储文件2外模式模式内模式图3.1 SQL语言支持的关系数据库的三级逻辑结构SQL数据库的体系结构具有如下特征：（l）一个 SQL模式（Schema）是表和约束的集合。（2）一个表（Table）是行（Row）的集合。每行是列（Column）的序列，每列对应一个数据项。（3）
7、一个表可以是一个基本表，也可以是一个视图。基本表是实际存储在数据库中的表。视图是从基本表或其他视图中导出的表，它本身不独立存储在数据库中，也就是说数据库中只存放视图的定义而不存放视图的数据，这些数据仍存放在导出视图的基本表中。因此视图是一个虚表。 （4）一个基本表可以跨一个或多个存储文件，一个存 储文件也可存放一个或多个基本表，一个表可以带若 干索引，索引也存放在存储文件中。每个存储文件与 外部存储器上一个物理文件对应。存储文件的逻辑结 构组成了关系数据库的内模式。 （5）用户可以用SQL语句对视图和基本表进行查询等 操作。在用户看来，视图和基本表是一样的，都是关 系（即表格）。 （6）SQL
8、用户可以是应用程序，也可以是终端用户。 SQL语句可嵌入在宿主语言的程序中使用，宿主语言有 FORTRAN、COBOL、PASCAL、PLI、C和Ada等语言； SQL语言也能作为独立的用户接口，供交互环境下的终 端用户使用。4.1.3 SQL语言的主要特点1. SQL语言类似于英语的自然语言，简洁易用 。2. SQL语言是一种非过程语言，即用户只要提 出“干什么”即可，不必管具体操作过程，也不必了 解数据的存取路径，只要指明所需的数据即可。3. SQL语言是一种面向集合的语言，每个命令 的操作对象是一个或多个关系，结果也是一个关系。4. SQL语言既是自含式语言，又是嵌入式语言 。可独立使用
9、，也可嵌入到宿主语言中。自含式语言可以独立使用交互命令，适用于终端 用户、应用程序员和DBA；嵌入式语言使其嵌入在高级语言中使用，供应用 程序员开发应用程序。5.SQL的组成SQL主要分成四个部分：（1）数据定义：这一部分也称为“SQL DDL”， 用于定义 SQL模式、基本表、视图和索引。（2）数据操纵：这一部分也称为“SQL DML”。 数据操纵分成数据查询和数据更新两类。其中数据更 新又分成插入、删除和修改三种操作。（3）数据控制：这一部分也称为“SQL DCL”。 数据控制包括对基本表和视图的授权，完整性规则的 描述，事务控制语句等。（4）嵌入式SQL的使用：这一部分内容涉及到SQL
10、语句嵌入在宿主语言程序中的使用规则。 4.2 SQL的数据定义SQL的数据定义部分包括对SQL模式（Schema） 、基本表（关系，Table）、视图（View）、索引（ index）的创建和撤消操作。4.2.1 SQL模式的创建和撤消1SQL模式的创建在SQL2中，一个SQL模式（即“数据库模式”） 被定义为基本表的集合。一个SQL模式由模式名和模式 拥有者的用户名或账号来确定，并包含模式中每一个元 素（基本表、视图、索引等）的定义。创建了一个 SQL 模式，就是定义了一个存储空间。SQL模式的创建可用 CREATE语句实现，其句法如下：CREATE SCHEMA 模式名 AUTHORIZA
11、TION 用户名例如，下面语句定义了教学数据库的 SQL模式：CREATE SCHEMA ST_COURSE AUTHORIZATION 张铭该模式名为 ST_COURSE，拥有者为张铭。 在SQL中还有一个“目录”（CATALOG）概念。 目录是SQL环境中所有模式的集合。一个目录由一个特 殊模式“INFORMATION_SCHEMA”组成，它负责提供所 有模式描述是元素的信息，这些信息除了关系、视图 、索引等的定义外，还包括实体完整性规则、引用完 整性规则等内容。由于“SQL模式”这个名称学术味太重，因此 大多数 DBMS中不愿采用这个名词，而是采用“数据库 ”（DATABASE）这个名词
12、。也就是大多数系统中创建 SQL模式不是用“CREATE SCHEMA”字样，而是用“ CREATE DATABASE”字样。2SQL模式的撤消当一个 SQL模式及其所属的基本表、视图等元素都不需要时，可以用 DROP语句撤消 这个SQL模式。DROP语句的句法如下：DROP SCHEMA 模式名 CASCADE|RESTRICT撤消的方式有两种：CASCADE（连锁式）方式：执行 DROP语句时，把 SQL模式及其下属的基本表、视图、索引等所有元素全部撤消。RESTRICT（约束式）方式：执行DROP语句时，只有当 SQL模式中没有任何下属元素时，才能撤消 SQL模式，否则拒绝执行 DROP
13、语句。例如，要撤消SQL模式STCOURSE及其下属所有的元素，可用下列语句实现：DROP SCHEMA STCOURSE CASCADE 4.2.2 SQL提供的基本数据类型下面是SQL提供的一些主要数据类型：1数值型 INTEGER 长整数（也可写成INT） SMALLINT 短整数REAL 取决于机器精度的浮点数DOUBLE PRECISION 取决于机器精度的双精度浮点数FLOAT（n） 浮点数，精度至少为n位数字 NUMERIC（p,d） 定点数，由p位 数字（不包括符号小数点）组成，小数点后面有d位数字（也 可写成DECIMAL（P,d）或DEC(P，d）2字符串型CHAR（n）
14、长度为n的定长字符串VARCHAR(n) 具有最大长度为n的变长字符串3位串型BIT(n) 长度为n的二进制位串BIT VARYING（n） 最大长度为 n的变长二进制位串4时间型 DATE 日期，包含年、月、日，形为YYYYMMDD TIME 时间，包含一日的时、分、秒，形为HH：MM：SSSQL允许在上面列出的域上执行比较操作，但 算术操作只限于数值型。SQL允许用户使用“CREATE DOMAIN语句定义 新的域，例如：CREATE DOMAIN PERSON_NAME CHAR（10）定义了一个新的域PERSON_NAME，以后就可把 它作为基本数据类型看待，用户在定义其他列时可以 采
15、用PERSON_NAME作为数据类型。4.2.3 基本表的创建、修改和撤消如果在系统中创建了一个 SQL模式，那么就可 以在该模式中创建基本表。对基本表结构的操作有创 建、修改和撤消三种操作。1基本表的创建创建基本表，就是定义基本表的结构。基本表 结构的定义可用CREATE语句实现：CREATE TABLE SQL模式名基本表名（列名 类型，完整性约束，） 定义基本表结构，需指出它放在哪个模式中 ，后面为简单起见，模式名省略不写。每个属性的类 型可以是基本类型，也可以是用户事先定义的域名。 完整性规则主要有三种子句：主键子句（PRIMARY KEY）、检查子句（CHECK）和外键子句（FOREIGN KEY）。 例4.1 在有关零件、供应商、工程项目的数 据库中，有四个关系，其结构如下：供应商关系: S(SNO,SNAME,STATUS,ADDR）零件关系: P(PNO,PNAME,COLOR,WEIGHT)供应商关系: J(JNO,JNAME,CITY,BALANCE)工程项目关系: SPJ(SNO,PNO,JNO,PRICE,QTY)
