DBPA · 3.2

数据定义

把关系模式和完整性要求定义为数据库对象

VER. 2608.2 Built with impress.js

学习目标

SQL 数据定义把关系模式、约束和存取路径定义为 DBMS 管理的对象

01说明 SQL 数据定义涉及哪些对象及其命名关系
02定义模式、基本表，并区分列级约束和表级约束
03根据取值范围、长度/精度和运算需求选择数据类型
04在 Student、Course、SC 定义中表达主码、外码和其他约束
05判断 ALTER、DROP、RESTRICT、CASCADE 带来的结构变化与依赖风险
06解释索引的产品边界、收益与代价，以及数据字典如何支撑 DBMS 运行

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LEARNING OBJECTIVES

SQL 数据定义围绕数据库对象展开

不同对象有不同的创建、修改和删除方式

对象	创建	删除	修改
模式	CREATE SCHEMA	DROP SCHEMA	标准无统一修改语句
基本表	CREATE TABLE	DROP TABLE	ALTER TABLE
视图	CREATE VIEW	DROP VIEW	3.6 专门讲解
索引（DBMS 扩展）	产品提供的 CREATE INDEX	产品提供的 DROP INDEX	产品提供的 ALTER INDEX 等语句

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DEFINITION OBJECTS

模式先建立对象的命名空间

模式提供命名空间，表、视图和索引可以在其中定义

SQL

01CREATE SCHEMA "S-C-SC" AUTHORIZATION WANG;

:::

模式

组织数据库对象的命名空间

AUTHORIZATION

标识模式的授权者或所有者

执行权限

执行 CREATE SCHEMA 的用户需要 DBA 权限，或已经获得 CREATE SCHEMA 权限

删除方式

DROP SCHEMA 需要明确 RESTRICT 或 CASCADE

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CREATE SCHEMA

CREATE TABLE 把关系模式落成基本表

表定义同时描述列、类型和完整性约束

SQL

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07CREATE TABLE "S-C-SC".Student (
  Sno CHAR(8) PRIMARY KEY,
  Sname VARCHAR(20),
  Ssex CHAR(6),
  Sbirthdate DATE,
  Smajor VARCHAR(40)
);

Takeaway

建表同时定义字段、数据类型和约束。Sno 是学生的唯一标识；Sname 允许重复，除非业务规则另行要求唯一

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CREATE TABLE

Course 的先修课可以引用同一个表

外码不一定跨表，也可以引用本表的主码

SQL

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07CREATE TABLE "S-C-SC".Course (
  Cno CHAR(5) PRIMARY KEY,
  Cname VARCHAR(40) NOT NULL,
  Ccredit SMALLINT,
  Cpno CHAR(5),
  FOREIGN KEY (Cpno) REFERENCES "S-C-SC".Course(Cno)
);

Takeaway

Cpno 为 NULL 表示没有先修课；非空时必须对应 Course 中已有的 Cno

本例只记录一门直接先修课，多门先修课需要不同的关系设计

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SELF REFERENCE

表级定义表达跨列或跨表约束

SC 的复合主码涉及两列，两个外码分别引用其他表

SQL

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05CREATE TABLE SC (
  Sno CHAR(8), Cno CHAR(5), Grade SMALLINT,
  PRIMARY KEY (Sno, Cno),
  FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno),
  FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno));

Takeaway

表级约束：PRIMARY KEY (Sno, Cno) 保证组合唯一、两列非空；外码：SC.Sno→Student.Sno、SC.Cno→Course.Cno；DBMS 将约束存入数据字典并在操作时检查；同一学生同一课程只登记一次

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TABLE CONSTRAINTS

数据类型把域落实为 SQL 定义

类型选择要同时考虑取值范围和后续运算

字符

CHAR(n) 适合定长值，VARCHAR(n) 适合长度变化的文本

数值

SMALLINT、INT、BIGINT 和 DECIMAL(p,s) 适合不同范围与精度

时间

DATE、TIME 和 TIMESTAMP 支持时间相关比较和运算

业务域在 SQL 中落为“数据类型 + 长度/精度 + 必要的完整性约束”；类型名称、范围和扩展可能随 DBMS 与版本变化

Takeaway

成绩需要计算平均值，优先选择数值类型而不是普通字符串

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DATA TYPES

选数据类型时要从业务使用倒推

类型不是字段名称的翻译，而是对值域和运算的约束

属性	主要需求	类型判断
Sname	长度变化的姓名文本	`VARCHAR(n)`，n 按业务最大长度选择
Grade	0—100 百分制、比较和求平均	`SMALLINT` 加必要的范围约束
Sbirthdate	日期比较	DATE
OrderAmount	精确金额运算和两位小数	`DECIMAL(10,2)` 或 `NUMERIC(10,2)`

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TYPE JUDGMENT

ALTER TABLE 让结构随需求演进

表结构变化必须结合现有数据和依赖对象判断

SQL

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04ALTER TABLE "S-C-SC".Student ADD Semail VARCHAR(30);
ALTER TABLE "S-C-SC".Course ADD CONSTRAINT UQ_Course_Cname UNIQUE (Cname);
ALTER TABLE "S-C-SC".Student DROP COLUMN Semail RESTRICT;
ALTER TABLE "S-C-SC".Student ALTER COLUMN Sbirthdate TYPE CHAR(10);

增加

增加列或新的完整性约束

删除

删除列或约束时要检查依赖，并选择 RESTRICT 或 CASCADE

修改

修改列名、数据类型或其他定义；已有数据可能无法转换

设计判断

新定义必须与现有数据、视图和应用兼容；已有重复数据时新增 UNIQUE 可能失败

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ALTER TABLE

删除对象时必须先处理依赖关系

RESTRICT 与 CASCADE 的含义取决于正在删除或修改的对象

对象操作	RESTRICT	CASCADE
DROP SCHEMA	模式中已有对象时拒绝	连同模式内对象一起删除
DROP TABLE	被 SC、视图等依赖时拒绝	可能连带删除依赖对象
DROP COLUMN / CONSTRAINT	被其他定义引用时拒绝	可能移除相关依赖定义

Takeaway

CASCADE 不是更方便的默认选项；具体依赖范围和处理策略仍需核对 DBMS 产品手册

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DROP DEPENDENCIES

删除表会改变数据库结构和后续可用对象

删除前要先确认数据、约束、视图和应用依赖

SQL

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05-- 二选一，不要连续执行
DROP TABLE "S-C-SC".Student RESTRICT;
-- SC.Sno 仍引用 Student.Sno，操作被拒绝
DROP TABLE "S-C-SC".Student CASCADE;
-- 可能连带删除 SC 或其他依赖对象，具体以产品手册为准

Takeaway

DROP TABLE 删除表定义及其数据；DELETE FROM 只删除数据行并保留表结构

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DROP TABLE

索引提供额外的存取路径

索引是常见 RDBMS 扩展：查询可能受益，但会增加空间与更新成本

SQL

01
02CREATE INDEX Idx_StuSname
ON "S-C-SC".Student(Sname);

:::

Takeaway

用户只说明查询目标和条件；RDBMS 根据条件、统计信息和可用路径决定是否使用索引

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INDEX

索引是查询速度与维护成本之间的取舍

建立索引要看查询频率、选择性和更新代价；选择性高表示命中元组少

收益

高频且高选择性的列通常更可能受益于索引

成本

低选择性或小表的收益可能有限；频繁更新会增加维护成本

责任

DBA 或表属主决定建立、修改和删除索引；普通索引不改变唯一性约束

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INDEX TRADEOFF

数据字典记录数据库的定义信息

数据字典是 DBMS 内部系统目录，记录对象、依赖和运行所需的元数据

数据字典中的信息	用途	示例
对象定义	识别表、列、视图和索引	Student 的列和类型
约束与权限	检查合法操作	主码、外码和授权
统计信息	支持查询处理和优化	表规模与索引信息

Takeaway

DDL 更新 DBMS 内部数据字典；后续约束检查、查询处理和优化都读取这些定义信息，数据字典不是普通业务表

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DATA DICTIONARY

用对象、约束和存取路径理解数据定义

数据定义把关系模型、约束和存取路径落成 DBMS 可以管理的对象

对象与约束

模式提供命名空间；表定义列、类型、列级约束和表级约束

类型与结构变化

类型实现业务域；ALTER 和 DROP 必须考虑现有数据、依赖与 RESTRICT / CASCADE

索引与数据字典

索引是常见 RDBMS 扩展，改变存取路径并增加维护成本；数据字典记录 DBMS 所需定义

Takeaway

写 DDL 前先确认对象关系、业务语义、依赖范围和目标 DBMS 的语法边界

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SECTION REVIEW

本节知识地图

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KNOWLEDGE MAP

本节问题

01在 "S-C-SC" 中，模式名、表名和 AUTHORIZATION 各表示什么？从 SC 指出复合主码和两个外码，并解释 PRIMARY KEY (Sno,Cno) 的组合唯一与非空语义？
02Grade、Sname、Sbirthdate 和 OrderAmount 应依据哪些值域、长度/精度及后续运算选型？DROP TABLE Student 的 RESTRICT、CASCADE 与 DELETE FROM Student 有何区别？
03CREATE INDEX 是否属于 SQL 标准统一语句？普通索引如何处理重复姓名，如何权衡高/低选择性及频繁更新列的收益和代价？数据字典记录哪些对象、约束、权限、依赖和统计信息，又如何支撑约束检查、查询处理与优化？

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SECTION QUESTIONS