3.1 《数据库系统概论》SQL概述及数据定义（模式SCHEMA、表TABLE、索引INDEX）

前言

本篇文章学习书籍：《数据库系统概论》第5版王珊萨师煊编著
视频资源来自：数据库系统概论完整版(基础篇+高级篇+新技术篇)
由于 BitHachi 学长已经系统的整理过本书了，我在学习课本和视频以及学长文章的同时在学长文章的基础上进行相应学习修改。（学长原系列目录：Here）
资料参考网站：MySQL教程

0.思维导图

1.版本提示

此文章是根据《数据库系统概论》王珊老师编写的教材做的笔记和总结，关于用到的表在我的另一篇文章里面《数据库系统概论》之数据查询—SELECT（单表查询、连接查询、嵌套查询、集合查询、多表查询）
数据库是MySQL Sever
数据库管理系统是Navicat Premium 15

2.SQL概述

（1）什么是SQL?

SQL（Structured Query Language）结构化查询语言，是关系数据库的标准语言
SQL是一个通用的、功能极强的关系数据库语言

（2）SQL的特点

① 综合统一

集数据定义语言 DDL(Data Definition Language)，数据操纵语言 DML（Data Manipulation Language），数据控制语言 DCL(Data Control Language) 功能于一体。

可以独立完成数据库生命周期中的全部活动：
- 定义关系模式，插入数据，建立数据库；
- 对数据库中的数据进行查询和更新；
- 数据库重构和维护
- 数据库安全性、完整性控制等

用户数据库投入运行后，可根据需要随时逐步修改模式，不影响数据的运行。
数据操作符统一

② 高度非过程化

非关系数据模型的数据操纵语言“面向过程”，必须制定存取路径
SQL只要提出“做什么”，无须了解存取路径。
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

非关系数据模型采用面向记录的操作方式，操作对象是一条记录
SQL采用集合操作方式：
- 操作对象、查找结果可以是元组的集合
- 一次插入、删除、更新操作的对象可以是元组的集合

④ 以同一种语法结构提供多种使用方式

SQL是独立的语言
- 能够独立地用于联机交互的使用方式
SQL又是嵌入式语言
- SQL能够嵌入到高级语言（例如C，C++，Java）程序中，供程序员设计程序时使用

⑤ 语言简洁，易学易用

SQL功能极强，完成核心功能只用了9个动词。

SQL功能	动词
数据查询	SELECT
数据定义	CREATE、DROP、ALTER
数据操纵	INSERT、UPDATE、DELETE
数据控制	GRANT、REVOKE

（3） SQL的基本概念

SQL支持关系数据库三级模式结构

基本表

本身独立存在的表
SQL中一个关系就对应一个基本表
一个(或多个)基本表对应一个存储文件
一个表可以带若干索引

存储文件

逻辑结构组成了关系数据库的内模式
物理结构是任意的，对用户透明

视图

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而不存放视图对应的数据
视图是一个虚表
用户可以在视图上再定义视图

3.数据字典

数据字典是关系数据库管理系统内部的一组系统表，它记录了数据库中所有的定义信息，包括关系模式定义、视图定义、索引定义、完整性约束定义、各类用户对数据库的操作权限、统计信息等。
关系数据库管理系统在执行SQL的数据定义语句时，实际上就是在更新数据字典表中的相应信息。
在进行查询优化和查询处理时，数据字典中的信息是其重要依据。

4.数据定义

（1）数据定义概览

SQL的数据定义功能: 模式定义、表定义、视图和索引的定义

（2）模式的定义与删除—SCHEMA

定义模式实际上定义了一个命名空间

在这个空间中可以定义该模式包含的数据库对象，例如基本表、视图、索引等。
在CREATE SCHEMA中可以接受CREATE TABLE，CREATE VIEW和GRANT子句。
CREATE SCHEMA <模式名> AUTHORIZATION <用户名>[<表定义子句>|<视图定义子句>|<授权定义子句>]
如果没有指定<模式名>，那么<模式名>隐含为<用户名>

① 定义模式

dbo database owner 数据库的创建者,创建该对象的用户. guest 顾客能够访问数据库中对象的数据, 要求dbo分配权限给guest, 一般给他查看的权限select

这里先创建一个数据库用户：

[例1]定义一个学生-课程模式S-T

      CREATE SCHEMA "S-T" AUTHORIZATION BitHachi;

      为用户BitHachi定义了一个模式S-T

如果没有指定<模式名>，那么<模式名>隐含为<用户名>

      CREATE SCHEMA AUTHORIZATION BitHachi；

      <模式名>隐含为用户名BitHachi

      这个不知道咋回事，没出结果，默认模式BitHachi没创建出来，没显示

[例2]为用户BitHachi创建了一个模式S-T，并在其中定义了一个表TAB1。

CREATE SCHEMA "S-T" AUTHORIZATION BitHachi

CREATE TABLE TAB1(

COL1 SMALLINT,

COL2 INT,

COL3 CHAR(20),

COL4 NUMERIC(10,3),

COL5 DECIMAL(5,2)

);

② 删除模式

DROP SCHEMA <模式名> <CASCADE|RESTRICT>
CASCADE(级联)

删除模式的同时把该模式中所有的数据库对象全部删除
RESTRICT(限制)

如果该模式中定义了下属的数据库对象（如表、视图等），则拒绝该删除语句的执行。
当该模式中没有任何下属的对象时才能执行。
以下是运行结果，至于为什么是错误的，暂且放在这里，等熟悉相关知识之后，再来解决。

DROP SCHEMA "S-T" CASCADE;

DROP SCHEMA "S-T" RESTRICT;

（3）基本表的定义、删除与修改—TABLE

① 定义基本表的标准格式

CREATE TABLE <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>] ]

       ………

      [，<表级完整性约束条件> ]

 );

如果完整性约束条件涉及到该表的多个属性列，则必须定义在表级上，否则既可以定义在列级也可以定义在表级。
示例：

② 数据类型

SQL中域的概念用数据类型来实现
定义表的属性时需要指明其数据类型及长度
选用哪种数据类型
- 取值范围
- 要做哪些运算
以下是通用数据类型，不同数据库的数据类型可能有所不同，可查相关文档。

③ 修改基本表

ALTER TABLE <表名>

[ ADD <新列名> <数据类型> [ 完整性约束 ] ]

[ DROP <完整性约束名> ]

[ ALTER COLUMN<列名> <数据类型> ]；

[例8]向Student表增加“入学时间”列，其数据类型为日期型。

不论基本表中原来是否已有数据，新增加的列一律为空值。

ALTER TABLE Student ADD S_entrance DATE;

[例9]将年龄的数据类型由字符型（假设原来的数据类型是字符型）改为整数。

ALTER TABLE Student ALTER COLUMN Sage INT;

[例10]增加课程名称必须取唯一值的约束条件。

ALTER TABLE Course ADD UNIQUE(Cname);

④ 删除基本表

标准格式：

DROP TABLE <表名>［RESTRICT| CASCADE］；

RESTRICT：删除表是有限制的。
- 欲删除的基本表不能被其他表的约束所引用
- 如果存在依赖该表的对象，则此表不能被删除
CASCADE：删除该表没有限制。
- 在删除基本表的同时，相关的依赖对象一起删除

[例11] 删除Student表

基本表定义被删除，数据被删除
表上建立的索引、视图、触发器等一般也将被删除
还是和上述删除模式情况一样，加了CASCADE和RESTRUCT删除不了

DROP TABLE  Student  CASCADE ;

［例12］若表上建有视图，选择RESTRICT时表不能删除

CREATE VIEW IS_Student

AS

	SELECT Sno,Sname,Sage

	FROM  Student

    	WHERE Sdept='IS';

DROP TABLE Student RESTRICT;

--ERROR: cannot drop table Student because other objects depend on it

[例12]如果选择CASCADE时可以删除表，视图也自动被删除

这里还是跟之前的情况一样，删除不了，可能是我用的数据库不同叭

	DROP TABLE Student CASCADE;

 --NOTICE: drop cascades to view IS_Student

	SELECT * FROM IS_Student;

--ERROR: relation " IS_Student " does not exist

（4）索引的建立与删除—INDEX

建立索引的目的：加快查询速度

谁可以建立索引？
- DBA 或表的属主（即建立表的人）
- DBMS一般会自动建立以下列上的索引
- PRIMARY KEY
- UNIQUE
谁维护索引？

DBMS自动完成
使用索引

DBMS自动选择是否使用索引以及使用哪些索引
RDBMS中索引一般采用B+树、HASH索引来实现
- B+树索引具有动态平衡的优点
- HASH索引具有查找速度快的特点
采用B+树，还是HASH索引则由具体的RDBMS来决定
索引是关系数据库的内部实现技术，属于内模式的范畴
CREATE INDEX语句定义索引时，可以定义索引是唯一索引、非唯一索引或聚簇索引

① 建立索引的标准格式

语句格式

CREATE [UNIQUE] [CLUSTER] INDEX <索引名>

ON <表名>(<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>] ]…)；

[例13]

 	  CREATE CLUSTERED	INDEX Stusname

           ON   Student(Sname);

在Student表的Sname（姓名）列上建立一个聚簇索引
在最经常查询的列上建立聚簇索引以提高查询效率
一个基本表上最多只能建立一个聚簇索引
经常更新的列不宜建立聚簇索引

[例14]为学生-课程数据库中的Student，Course，SC三个表建立索引。

Student表按学号升序建唯一索引
Course表按课程号升序建唯一索引
SC表按学号升序和课程号降序建唯一索引

CREATE UNIQUE INDEX  Stusno ON Student(Sno);

CREATE UNIQUE INDEX  Coucno ON Course(Cno);

CREATE UNIQUE INDEX  SCno ON SC(Sno ASC,Cno DESC);

② 删除索引

DROP INDEX <索引名> ON <表名>;

DROP INDEX <表名>.<索引名>;

删除索引时，系统会从数据字典中删去有关该索引的

描述。

[例15] 删除Student表的Stusname索引

   DROP INDEX Stusno ON Student;

   //等价

   DROP INDEX Student.Stusno;