DBPA · 3.1

SQL 概述

用共同语言操作关系数据库

VER. 2608.2 Built with impress.js

学习目标

SQL 把关系数据库的共同语言、使用方式和抽象层次连接起来

01说明 SQL 从 SEQUEL、System R 走向 ANSI/ISO 标准的基本过程
02解释功能综合、非过程化、面向集合、统一使用方式和简洁易学五个语言特征
03判断请求属于数据定义、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

SQL 从关系数据库原型走向共同语言

标准化让不同数据库系统能够共享一套语言基础

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

节点	发生什么	教学意义
1974	Boyce 与 Chamberlin 提出 SEQUEL	关系数据库语言的早期原型
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	更易记忆，也便于形成统一称呼
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 实现与厂商方言要分开

阅读一条 SQL 命令时，先区分标准、实现与方言三个层次

SQL 标准

为不同系统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

SQL 把多种能力统一到一套语言中

SQL 统一承载定义、查询、操纵与控制

定义

建立和改变数据库对象

查询

从关系中得到结果

操纵

插入、修改和删除元组

控制

安全性、完整性与并发控制

Takeaway

同一语言体系还参与事务处理、数据库维护和重构；具体命令和支持范围随标准及 DBMS 实现而异

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SQL FEATURES

SQL 让用户说明要什么，不必说明怎么找

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：查询选修 81002 的学生姓名和成绩。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

非过程化不是“没有执行过程”，而是把执行路径的选择交给 DBMS；存储结构变化时，逻辑请求通常可以保持稳定

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NON PROCEDURAL

SQL 面向集合处理数据

查询、插入、删除和更新都可一次处理一组元组

查询集合 / 更新集合

查询一次得到一组元组；插入、删除或更新一次处理一组元组

关系闭包

查询结果仍然可以作为关系继续处理

Takeaway

用户按集合描述操作；DBMS 仍可逐行、通过索引或采用其他方式执行

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SET ORIENTED

统一的 SQL 语法可以服务交互和应用程序

SQL 可独立执行，也可通过接口或嵌入机制使用；核心语句结构一致

交互式 SQL

用户在交互环境中直接输入 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；API/驱动调用不等于严格意义的嵌入式 SQL

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SQL USAGE

SQL 语言简洁且易学易用：9 个核心动词

语言简洁不等于功能简单

功能	核心动词	后续学习位置
数据定义	CREATE、DROP、ALTER	3.2
数据查询	SELECT	3.3
数据操纵	INSERT、UPDATE、DELETE	3.4
数据控制	GRANT、REVOKE	后续安全性章节

Takeaway

九个动词覆盖核心功能，不代表完整 SQL 只有九个动词。建立表、查询数据、修改数据、授予权限分别属于 DDL、查询、DML、DCL

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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

抽象层次	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

基本表是模式中的逻辑关系对象；存储文件和索引属于内模式，不是一张表对应一个文件的固定关系。用户或 DBA 定义索引，DBMS 在数据变化时维护，优化器在查询规划时决定是否使用

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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

模式中的逻辑关系对象，数据由 DBMS 持久化管理

视图（普通视图）

保存定义，不独立保存查询结果；查询时从基础对象得到结果

逻辑作用

为不同用户提供局部数据视图

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VIEW AS VIRTUAL TABLE

SQL 学习从对象定义走向数据操作

3.2—3.6 依次把 SQL 的一类能力落实为可执行语句

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

用标准、特征和抽象层次理解 SQL

SQL 是关系数据库的共同语言，也是用户进入三级模式的入口

标准化

标准提供共同基础，DBMS 实现子集，厂商可能增加扩展或差异

语言特征

功能综合、非过程化、面向集合、统一使用方式且简洁易学

抽象层次

外模式、基本表和普通视图服务用户；内模式管理存储文件和索引

Takeaway

学习 SQL 既要理解标准概念，也要确认具体 DBMS 的实现差异；建立对象、查询数据、改变数据、授予权限分别属于 DDL、查询、DML、DCL

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SECTION REVIEW

本节知识地图

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KNOWLEDGE MAP

本节问题

01SEQUEL、System R、SQL、ANSI/ISO 之间是什么关系？标准化解决了什么问题？
02SQL 的五个主要语言特征是什么？其中非过程化和面向集合分别减轻了用户什么负担？
03交互式 SQL、API/驱动调用和嵌入式 SQL 有什么区别？它们为什么仍能共享 SQL 的核心语句结构？
04外模式、模式、内模式分别对应什么？基本表、普通视图、存储文件和索引分别属于哪个层次？
05如果 DBMS 更换存储文件或索引，为什么同一个逻辑查询通常不必改写？遇到产品特有命令时还需要确认什么？

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SECTION QUESTIONS