DBPA · 3.1

SQL 概述

需要哪些列、满足哪些条件，其他交给 DBMS

VER. 2608 Built with impress.js

学习目标

判断 SQL 操作的目的，并理解用户与 DBMS 的分工

01说明 SQL 的发展基本过程
02举例解释 SQL 的五个语言特征
03判断某项请求属于数据定义、查询、数据操纵还是数据控制
04区分交互式 SQL、API/驱动调用和嵌入式 SQL
05把外模式、基本表、视图、内模式和存储文件放回三级模式
06说明标准 SQL、DBMS 实现子集、厂商扩展与 3.2—3.6 学习路线的关系

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LEARNING OBJECTIVES

共同标准让 SQL 跨系统传递请求

形成共同语言基础

SEQUEL（/ˈsiːkwəl/）→ System R 实现 → 改名为 SQL → ANSI / ISO 标准

节点	事件	意义
1974	Boyce 与 Chamberlin 提出 SEQUEL	关系数据库语言的原型
System R	IBM 关系数据库原型实现 SEQUEL	从研究走向系统
后来	名称简化为 SQL（读作 S、Q、L）	形成延续至今的共同称呼
1986—1987	ANSI 与 ISO 相继通过标准	形成共同语言基础

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SQL ORIGIN

标准 SQL、DBMS 实现与不同方言

阅读一条 SQL 命令时，先看 DBMS

SQL 标准

提供共同的语法与语义基础

DBMS 实现

通常只实现标准的一个子集，支持范围和数据类型也可能不同

厂商方言

在标准之上加入扩展、限制或不同的语法行为

遇到产品命令时，判断它是否属于标准、当前 DBMS 是否实现或属于厂商扩展；记录产品与版本，并查阅产品手册

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STANDARD AND DIALECT

建表、查询、改数据和授权

授权：谁能执行哪些操作

定义

建立和改变数据库对象，例如模式与基本表

查询

从关系中得到结果，例如学生姓名与成绩集合

操纵

插入、修改和删除一组元组，改变关系实例

控制

限制谁能做什么，并维护完整性与并发边界

Takeaway

不同 DBMS 支持的数据类型、命令和扩展可能不同

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SQL FEATURES

SQL 让用户说明要什么

用户说明逻辑对象、属性和条件；DBMS 决定执行路径

请求方式	用户需要说明	系统负责什么
过程化访问方式	访问路径、处理顺序和循环	用户自己组织访问过程
SQL 非过程化	目标关系、属性和条件	RDBMS 规划路径并执行

案例：查询选某门课程的学生信息。用户指定逻辑对象、目标属性和条件，不指定扫描哪个文件、使用哪条索引或如何循环

Takeaway

执行路径的选择交给 DBMS；这可以看成是物理独立性的体现

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NON PROCEDURAL

一条 SQL 请求可以处理一组元组

先看输入集合、命中集合和结果，再判断系统内部采用什么执行步骤

请求	作用对象	可观察结果
查询选修某课的学生	`SC` 中满足条件的元组集合	一个结果关系
把某课成绩统一加分	命中的多条选课记录	一次请求改变一组元组
删除已取消的选课	状态为“已取消”的记录集合	查询命中的集合被移除

Takeaway

DBMS 内部仍可能逐行处理或通过索引找到这些记录

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SET ORIENTED

统一的 SQL 语法

SQL 可独立执行，也可通过接口或嵌入机制使用

交互式 SQL

用户在交互环境（如 MySQL Workbench 或终端）中直接输入 SQL 命令操作数据库

API / 驱动调用

Java、Python 程序通常通过驱动或 API 把 SQL 请求发送给 DBMS

嵌入式 SQL

由预编译器或特定机制把 SQL 写入高级语言程序

Takeaway

接口形式可以不同，但核心 SQL 语句结构基本一致

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SQL USAGE

四类 SQL 请求

创建对象、返回结果、改变记录、改变用户权限

功能	核心动词	请求产生的结果
数据定义	`CREATE`、`DROP`、`ALTER`	创建或改变模式、表、视图、索引等对象
数据查询	`SELECT`	返回结果关系，不改变基本表
数据操纵	`INSERT`、`UPDATE`、`DELETE`	改变关系中的元组集合
数据控制	`GRANT`、`REVOKE`	改变用户对对象和操作的权限

Takeaway

重点是创建、返回或改变了什么

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CORE VERBS

SQL 支持数据库三级模式结构

用户通过基本表和视图使用逻辑数据，DBMS 管理内部存储

层次	SQL 中的对应	层次作用
外模式	视图和部分基本表	面向角色的局部逻辑结构
模式	基本表	数据库的全局逻辑结构
内模式	存储文件、索引及物理结构	DBMS 管理的存储组织

Takeaway

基本表与存储文件并非一一对应；索引由用户或 DBA 定义、由 DBMS 维护

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SQL AND THREE SCHEMAS

视图是从基本表或其他视图导出的虚表

用户可以把普通视图当作关系使用，但查询结果仍来自基础对象

基本表

Student、Course、SC 是模式中的逻辑关系对象，数据由 DBMS 持久化管理

普通视图

“教师所授课程成绩”保存查询定义，使用时从基础对象生成当前结果

可观察变化

当 SC 中的成绩改变后，再查询普通视图会得到新结果，而不需要复制并同步另一张结果表

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VIEW AS VIRTUAL TABLE

SQL：定义、查询、更新、空值、视图

后续每一节都把一种数据库任务写成可执行 SQL

01

3.2 数据定义

模式、表、索引与数据字典

02

3.3 数据查询

单表、连接、嵌套、集合与派生表

03

3.4 数据更新

插入、修改与删除

04

3.5 空值

判断与三值逻辑

05

3.6 视图

定义、查询、更新与作用

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SQL LEARNING MAP

练习：分析一个业务请求

任务：客服要查询某次申诉涉及的玩家、道具和处理状态

判断请求

指出它属于定义、查询、操纵还是控制，并说明会生成结果还是改变数据库状态

描述集合

写出需要的逻辑对象、目标属性和筛选条件，预测结果关系的每个元组代表什么

追踪责任

指出用户负责说明什么、DBMS 负责选择什么，并标出标准/方言需要核查的位置

Takeaway

这是什么类型的操作、需要哪些表列和条件、每行结果代表什么

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SECTION REVIEW

本节思维导图

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KNOWLEDGE MAP

本节问题

01某产品手册给出一条只有该产品支持的建表写法。你要核对哪些标准说明、产品版本和厂商文档，才能判断它属于共同语法还是扩展？
02“查询全部不及格学生”为什么同时体现非过程化与面向集合？
03同一条查询从交互终端移入 Java 应用后，表、列和条件为何不变？
04SC 的物理文件和索引改变后，为什么面向基本表或普通视图的逻辑查询通常可以保持稳定？
05把“查询订单”改成“撤销一批订单”后，它是返回哪些行，还是修改哪些订单记录？应归入哪类 SQL 功能？

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SECTION QUESTIONS