2017年全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試四級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)習(xí)知識(shí)3

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     (4)關(guān)閉(CLOSE)游標(biāo)。關(guān)閉游標(biāo),使它不再和原來(lái)的查詢結(jié)果相聯(lián)系。關(guān)閉了的游標(biāo)可以再次被打開,與新的查詢結(jié)果集相聯(lián)系。使用CURRENT形式的UPDATE和刪除語(yǔ)句應(yīng)注意:
     (1)若游標(biāo)定義中的SELECT語(yǔ)句帶有UNION或ORDER BY子句,或者這個(gè)SELECT語(yǔ)句相當(dāng)于定義了一個(gè)不可更新的視圖,則不能用這兩個(gè)更新語(yǔ)句。
     (2)若使用CURRENT形式的UPDATE語(yǔ)句,則游標(biāo)定義中要包括FOR UPDATE子句,指出更新的字段(SET子句中使用的字段)。因此,游標(biāo)定義語(yǔ)句的一般格式為:EXEC SQL DECLARE游標(biāo)名CURSOR FOR子查詢UNION子查詢…[FOR UPDATE OF字段名[,字段名]…|ORDER-BY-子句];
     11.SQL的事務(wù)處理功能
     (1)事務(wù)處理的概述所謂事務(wù)(Transaction)是指一系列動(dòng)作的組合,這些動(dòng)作被當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)處理。這些動(dòng)作或者相繼都被執(zhí)行,或者什么也不做。在數(shù)據(jù)庫(kù)中,一個(gè)動(dòng)作是指一個(gè)SQL語(yǔ)句。事務(wù)是一組SQL語(yǔ)句組成的一個(gè)邏輯單位。要么這些SQL語(yǔ)句全部被按順序正確執(zhí)行,要么在某SQL語(yǔ)句執(zhí)行失敗時(shí),按照用戶要求,取消已執(zhí)行的SQL語(yǔ)句對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的修改?;蛘咭词聞?wù)中SQL語(yǔ)句都被正確執(zhí)行,完成該事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的所有操作;或者要么相當(dāng)于一條SQL語(yǔ)句也未執(zhí)行,數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)未做任何改動(dòng)。
     (2)SQL語(yǔ)言的事務(wù)處理語(yǔ)句SQL語(yǔ)言有3條語(yǔ)句用于事務(wù)處理,它們是:
     (1)Commit語(yǔ)句,對(duì)于正確執(zhí)行了的事務(wù)進(jìn)行提交,進(jìn)行提交即對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的修改永久化。同時(shí)還釋放事務(wù)和封鎖,標(biāo)志該事務(wù)結(jié)束。
     (2)Save point語(yǔ)句,定義事務(wù)中的一個(gè)回滾保留點(diǎn),它是事務(wù)恢復(fù)時(shí)的一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)。
     (3)rollback語(yǔ)句,無(wú)論事務(wù)執(zhí)行的當(dāng)前位置在哪里,該語(yǔ)句的執(zhí)行要么取消事務(wù)執(zhí)行以來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的全部修改,要么取消至某個(gè)指定回滾點(diǎn)后對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的全部修改。釋放自保留點(diǎn)之后的全部表或行的封鎖(沒(méi)有保留點(diǎn),相當(dāng)于回滾到事務(wù)開始處,終止該事務(wù))。事務(wù)的恢復(fù)(回滾)是根據(jù)事務(wù)執(zhí)行前保存下的當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一遇到rollback語(yǔ)句,就將數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài),相當(dāng)于撤消事務(wù)中已執(zhí)行了的SQL語(yǔ)句。來(lái)源:www.examda.com
     四、數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
     數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)不同于一般文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是各種記錄型之間彼此有聯(lián)系,數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)不僅涉及每種記錄型的記錄如何存儲(chǔ),而且要使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)反映各種記錄型之間的聯(lián)系。在DB多級(jí)模式中引入內(nèi)模式(存儲(chǔ)模式)的主要目的是使模式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述同它的存儲(chǔ)表示的描述分開,以致DBA為了協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)性能而對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方法進(jìn)行修改時(shí),可不必修改模式,以提高數(shù)據(jù)庫(kù)的物理獨(dú)立性。在各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中,對(duì)內(nèi)模式的定義功能各不相同。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中有些DDL語(yǔ)句可影響數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。在DBMS中各級(jí)模式的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是恒定的或的,而數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容(或其記錄)的存儲(chǔ)方式是不的。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響系統(tǒng)的性能。在存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中主要是涉及存儲(chǔ)記錄的設(shè)計(jì)。存儲(chǔ)記錄與概念記錄之間具有對(duì)應(yīng)關(guān)系,如果存儲(chǔ)記錄與概念記錄之間具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,在這種情況下存儲(chǔ)記錄的設(shè)計(jì)就比較簡(jiǎn)單,不需要進(jìn)一步討論。概念記錄是指在邏輯結(jié)構(gòu)中的記錄。但當(dāng)一個(gè)概念記錄對(duì)應(yīng)多個(gè)不同類型的存儲(chǔ)記錄時(shí),存在如何設(shè)計(jì)存儲(chǔ)記錄的問(wèn)題。對(duì)于這樣的概念記錄,其存儲(chǔ)記錄可以有以下幾種設(shè)計(jì):
     1.順序組織
     將存儲(chǔ)記錄設(shè)計(jì)成與概念記錄一一對(duì)應(yīng),按SNO大?。ɑ虬从涗浀絹?lái))的順序?qū)⒂涗浗M成一個(gè)順序組織的文件。這樣組織的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是會(huì)浪費(fèi)存儲(chǔ)空間。
     2.順序帶鏈的組織
     順序帶鏈組織允許記錄中帶有指針(Pointer),這樣可以大大節(jié)省存儲(chǔ)空間。
     3.帶次關(guān)鍵字索引的順序組織
     為了適應(yīng)對(duì)多項(xiàng)內(nèi)容的檢索,可以建立索引文件,上述組織可改為帶次關(guān)鍵字索引的順序組織。
     4.多表組織
     在次關(guān)鍵字索引中,由于一個(gè)次關(guān)鍵字值對(duì)應(yīng)于多個(gè)記錄值,它們的個(gè)數(shù)是不固定的,所以對(duì)應(yīng)的指針數(shù)目是可變的。這種可變性給管理帶來(lái)困難,為了解決這個(gè)困難,引入了多表組織。多表組織的實(shí)現(xiàn)思想比較簡(jiǎn)單,在索引中多個(gè)指針?lè)稚⒋娣旁诿總€(gè)記錄值中,索引項(xiàng)中的指針指向第一個(gè)記錄,在第一個(gè)記錄中的指針指向第二個(gè)記錄等等。
     5.完全倒排組織在一個(gè)記錄型中,對(duì)主關(guān)鍵字以外的數(shù)據(jù)項(xiàng)都建立索引,這樣的組織稱之為完全倒排組織。
     6.Hash定址組織對(duì)于每一個(gè)存儲(chǔ)記錄值存放在數(shù)據(jù)庫(kù)的什么地方,可通過(guò)對(duì)該記錄的主關(guān)鍵字值的雜湊函數(shù)計(jì)算得出。這種組織為Hash定址組織。雜湊函數(shù)種類很多,如質(zhì)數(shù)除余法、基數(shù)轉(zhuǎn)換法、平方取中法、折疊法、位移法及各位數(shù)字分析法等等。關(guān)鍵是如何選擇一個(gè)雜湊函數(shù),盡可能避免發(fā)生碰撞。對(duì)于不同的主關(guān)鍵字值通過(guò)計(jì)算而得到同一個(gè)地址的映象,稱之為碰撞。
     7.聯(lián)系的存儲(chǔ)
     在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中,通過(guò)外來(lái)關(guān)鍵字(Foreign Key)來(lái)表示概念記錄之間的聯(lián)系。例如,為了表達(dá)學(xué)生和學(xué)校的聯(lián)系,可以在學(xué)生記錄中增加外來(lái)關(guān)鍵字“學(xué)校號(hào)”來(lái)表示聯(lián)系。
     五、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)
     1.表格
     表格(或簡(jiǎn)稱表)表示了用戶的特定類型(Type)的一些實(shí)體。表頭由一些屬性名(Attribute Name)組成,每個(gè)屬性名對(duì)應(yīng)于一列。在表上屬性名必須,不允許重名。表體是由一些行或元組(tuple)、或記錄(record)組成。一個(gè)元組對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)的文件結(jié)構(gòu)中的一個(gè)記錄,一個(gè)記錄含有若干個(gè)域(field)用以存儲(chǔ)屬性值(Attribute value)。一個(gè)元組對(duì)應(yīng)于一個(gè)“用戶”實(shí)體的出現(xiàn)(occurrence)。表體中每一行和某一列的交叉點(diǎn)(相當(dāng)于記錄中的域)上保存一個(gè)屬性值。這個(gè)屬性值叫做這一行(或這個(gè)實(shí)體出現(xiàn))的相應(yīng)屬性值。表體中每一列可以保存的值對(duì)應(yīng)于某種屬性類型(Type of Attribute),也就是說(shuō),這一列的屬性值只能取這個(gè)屬性類型的值。某個(gè)屬性所能取的所有值的集合叫做這個(gè)屬性的值域(Domain of Attribute)。類型和值域的對(duì)應(yīng)關(guān)系是一對(duì)多的。一個(gè)類型有一個(gè)值域,但一個(gè)值域可以作為多個(gè)類型,基名稱不同,但實(shí)質(zhì)上值域一樣。實(shí)際上,類型是對(duì)值域的命名。能標(biāo)識(shí)一個(gè)元組的屬性稱之為關(guān)鍵屬性(Primary Key Attribute)或簡(jiǎn)稱為主關(guān)鍵字(Primary Key)。主關(guān)鍵字有時(shí)是由多個(gè)屬性組成的,此時(shí)的主關(guān)鍵字叫做組合關(guān)鍵字(Conˉcatenated primary Key)。有的時(shí)候,表中必須由一些組合的主關(guān)鍵字才能地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組,也就是說(shuō),不存在能作關(guān)鍵字的一個(gè)屬性。這時(shí)為了方便,往往引入一個(gè)附加的屬性并稱之為外來(lái)關(guān)鍵字(Foreigh Key)來(lái)作主關(guān)鍵字。外來(lái)關(guān)鍵字為以后檢索和查詢帶來(lái)了方便,但也增加了信息冗余。來(lái)源:www.examda.com
     2.表名、表頭和表體
     表名、表頭和表體在關(guān)系模型中具有不同的作用或功能,因而也具有完全不同的性質(zhì)。表頭是一個(gè)屬性的集合,它規(guī)定了表的結(jié)構(gòu)。表體是一個(gè)特殊的集體,稱作為關(guān)系(relation)?!瓣P(guān)系模型”中的“關(guān)系”一詞就是指表體中的這個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中,表名對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫(kù)名(或關(guān)系名),表頭對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)描述(或結(jié)構(gòu)描述),表體對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫(kù)。表體是數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容及數(shù)據(jù)庫(kù)操作的對(duì)象。另外,有兩個(gè)概念必須加以強(qiáng)調(diào):型(type)和值或出現(xiàn)(occurence)。表頭定義了實(shí)體(或元組)的型,也就是說(shuō)規(guī)定了實(shí)體(或元組)的值域。而表體則給出了實(shí)體(或元組)的出現(xiàn)。出現(xiàn)是型中的一個(gè)值。
     3.關(guān)系的數(shù)學(xué)定義
     關(guān)系模型是建立在集合論(Set Theory)的基礎(chǔ)之上的。現(xiàn)在,開始用集合論的術(shù)語(yǔ)來(lái)嚴(yán)格地定義數(shù)學(xué)上的關(guān)系,即給出關(guān)系的數(shù)學(xué)定義。定義1 域(Domain)是值(value)的集合。
     4.關(guān)系模型
     關(guān)系模型由三部分組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(即關(guān)系)、關(guān)系操作、關(guān)系的完整性。下面將對(duì)這三個(gè)部分進(jìn)行分別的討論。(1)單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)———關(guān)系 在關(guān)系模型中,無(wú)論是實(shí)體還是實(shí)體之間的聯(lián)系均由單一的類型結(jié)構(gòu)—關(guān)系來(lái)表示。在前面,已給出了關(guān)系和域的數(shù)學(xué)定義,介紹了n元關(guān)系、元組和屬性等概念。下面介紹關(guān)鍵字、關(guān)系模式和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)等一些基本概念。關(guān)鍵字 關(guān)系中的某一組屬性,若其值可以地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組,則稱該屬性組為一個(gè)候選關(guān)鍵字(Candidate Key)。若一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選關(guān)鍵字,則可以任選其中一個(gè)作為主關(guān)鍵字(Primary Key)。主關(guān)鍵字中的諸屬性被稱為主屬性。關(guān)系模式 關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式。它包括:關(guān)系名、組成關(guān)系的諸屬性名、屬性到域的映象、屬性間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系等等。所以,關(guān)系模式由關(guān)系名、諸屬性名和屬性到域的映象三個(gè)部分組成,關(guān)系模式通常簡(jiǎn)記為R(A 1 ,A 2 ,…,A n ),其中R是關(guān)系名,A 1 ,A 2 ,…,A n 為諸屬性名。屬性到域的映象一般通過(guò)指定屬性的類型和長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)明。某個(gè)關(guān)系模式在某一時(shí)刻所具有的狀態(tài)是指關(guān)系的外延,即元組的集合。關(guān)系的外延內(nèi)容有時(shí)簡(jiǎn)稱為關(guān)系。但關(guān)系模式和關(guān)系的內(nèi)容有時(shí)也統(tǒng)稱為關(guān)系。讀者可以從上下文中區(qū)別其確切的含義。形象地說(shuō),關(guān)系模式是關(guān)于表名和表頭的描述,而關(guān)系的內(nèi)容是表體。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中,要分清型和值兩個(gè)基本概念。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型是指數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)描述,它包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)名、若干屬性的定義,以及這些屬性上的若干關(guān)系關(guān)系模式。亦稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)涵(Intension),數(shù)據(jù)庫(kù)的值亦稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的外延。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中,內(nèi)涵是比較穩(wěn)定的,它規(guī)定了外延的取值范圍。而外延卻是隨時(shí)間變化的。這和在一般的形式邏輯中外延和內(nèi)涵一一對(duì)應(yīng)有所區(qū)別。此處外延是指任意一個(gè)滿足內(nèi)涵的集合,而不一定恒指滿足內(nèi)涵的的一個(gè)集合。關(guān)系模式(即內(nèi)涵)是穩(wěn)定的;而關(guān)系的內(nèi)容,即外延,卻是隨時(shí)間動(dòng)態(tài)的變化而變化的。數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)(即模式)是穩(wěn)定的;而數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)內(nèi)容卻在不斷地更新。
     (2)關(guān)系操作 關(guān)系模型規(guī)定了關(guān)系操作的功能和特點(diǎn),但不對(duì)DBMS語(yǔ)言的語(yǔ)法做出具體的規(guī)定。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言的主要特點(diǎn)(或優(yōu)點(diǎn))是其高度的非過(guò)程化(Non-procedureae)或者說(shuō)明性(declarative)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言的語(yǔ)句是透明的。用戶只須知道語(yǔ)句做什么,而不須知道怎么做的。Codd在其早期的文章中,引入了8種基本的操作:并(Union)交(Intersection)差(Difference)笛卡爾乘積(Cartesian Product)限制(Restrictions)投影(Projection)連接(Join)除(Division)這些操作都是對(duì)關(guān)系的內(nèi)容或表體實(shí)施操作的,得到的結(jié)果仍為關(guān)系。注意,這些操作只是基本的操作,而不是不再可分的原始(Primitive)操作,例如,Join,Intersection和Division可以由其它五種操作合成。但是,把它們?nèi)齻€(gè)也作為基本操作使用起來(lái)很方便。另外,Codd并沒(méi)說(shuō)上述8種操作就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)只能有的8種操作。實(shí)際上,上述8種操作僅僅是作為最小的DML操作的基礎(chǔ)部分,并且也還未考慮到DDL的需求。SQL支持的操作多于上述8種DML操作,而且SQL還支持DDL操作。關(guān)系操作的特點(diǎn)是集合操作,即操作的對(duì)象和結(jié)果都是集合。這種操作方式也稱為一次一集合(set-at-a-time)方式。而非關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫(kù)的操作方式則為一次一記錄(record-at-a-time)方式。關(guān)系操作可以用兩種方式來(lái)表示:
     ①代數(shù)方式,即關(guān)系代數(shù)
     ②邏輯方式,即關(guān)系演算而關(guān)系演算又進(jìn)一步分為元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算。已經(jīng)證明,這些表示方式在功能上是相互等價(jià)的。一般選其一即可。
     (3)關(guān)系模型的三類完整性 關(guān)系模型的三類完整性是:
     ①實(shí)體完整性(Entity Integrity)
     ②參照完整性(Referential Integrity)
     ③用戶定義的完整性(User Defined Integrity)其中,實(shí)體完整性和參照完整性是任何關(guān)系模型都必須滿足的完整性約束條件,應(yīng)該由關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)DBMS自動(dòng)支持。而用戶定義的完整性的支持是由DBMS提供完整性定義設(shè)施(或機(jī)制),可以隨DBMS商品軟件不同而有所變化。實(shí)體完整性是指:若屬性A是基本關(guān)系R的主關(guān)鍵字的屬性(即主屬性),則屬性A不能取空值(NULL)。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中有各種關(guān)系,如基本關(guān)系(常稱為基本表)、查詢表、視圖表等等?;颈硎侵笇?shí)際存在的表,它是實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的邏輯表示。查詢表是指和查詢結(jié)果相對(duì)應(yīng)的表。而視圖表是由基本表或視圖表導(dǎo)出的表,是虛表,不對(duì)應(yīng)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。實(shí)體完整性是針對(duì)基本關(guān)系的??罩凳侵浮安恢馈被蛘摺盁o(wú)意義的”或“不屬于定義域”值。空值以“NULL”表示。對(duì)于實(shí)體完整性作如下說(shuō)明:
     (1)一個(gè)基本關(guān)系通常對(duì)應(yīng)于現(xiàn)實(shí)世界中的一個(gè)實(shí)體集。例如學(xué)生關(guān)系對(duì)應(yīng)于學(xué)生實(shí)體集?;娟P(guān)系不是由其它關(guān)系生成的關(guān)系?;娟P(guān)系是本原(Primitive),是定義復(fù)雜關(guān)系的出發(fā)點(diǎn)。
     (2)現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體是可區(qū)分的,即實(shí)體具有某種性的標(biāo)識(shí)。
     (3)在關(guān)系模型中由主關(guān)鍵字作為滿足性的標(biāo)識(shí)。
     (4)主關(guān)鍵字中屬性不能取空值。因?yàn)槿糁麝P(guān)鍵字中某屬性取空值,則意味著某個(gè)實(shí)體不可標(biāo)識(shí);而這和(2)相矛盾。參照完整性是指:若基本關(guān)系R中含有另一個(gè)基本關(guān)系S的主關(guān)鍵字K S 所對(duì)應(yīng)的屬性組F(F稱為R的外部關(guān)鍵字(external keys)),則在關(guān)系R中的每個(gè)元組中的F上的值必須滿足:
     ①或者取空值(即F中的每個(gè)屬性的值均為空值);
     ②或等于S中某個(gè)元組的主關(guān)鍵字的值?;娟P(guān)系R和S不一定是不同的關(guān)系。外部關(guān)鍵字也稱為外來(lái)關(guān)鍵字。例如,某數(shù)據(jù)庫(kù)中有職工關(guān)系EMP(職工號(hào),姓名,部門號(hào))和部門關(guān)系DEPT(部門號(hào),部門名稱)為兩個(gè)基本關(guān)系。關(guān)系EMP的主關(guān)鍵字為“職工號(hào)”,DEPT的主關(guān)鍵字為“部門號(hào)”在EMP中,“部門號(hào)”是EMP的外部關(guān)鍵字。故此,在EMP中的每個(gè)元組中“部門號(hào)”的值只有兩種可能性:
     ①取空值。這說(shuō)明這個(gè)職工尚未分到某個(gè)部門;
     ②或取非空值。這時(shí)“部門號(hào)”的值必須是DEPT中某個(gè)元組中的“部門號(hào)”的值。這說(shuō)明一個(gè)職工不可能被分配到一個(gè)不存在的部門。也就是說(shuō),被參照的關(guān)系DEPT中一定存在一個(gè)元組,該元組的關(guān)鍵字的值等于EMP中某元組的外部關(guān)鍵字的值。實(shí)體完整性和參照完整性是針對(duì)任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)庫(kù)的一般性原則。用戶定義的完整性針對(duì)某一具體的數(shù)據(jù)庫(kù)的約束條件。條件是由現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用環(huán)境決定的。它涉及到某一具體的應(yīng)用中的數(shù)據(jù)所必須滿足的語(yǔ)義要求。關(guān)型模型的DBMS應(yīng)提供定義和檢驗(yàn)這類完整性條件的機(jī)制,以使用統(tǒng)一的方法來(lái)自動(dòng)地處理它們而不要求應(yīng)用程序員來(lái)承擔(dān)這一功能。來(lái)源:www.examda.com
     5.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言概述
     關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言分三類:數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言DDL,數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言DML和數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言DCL。其中,DDL負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的描述,提供一種數(shù)據(jù)描述機(jī)制,用來(lái)描述數(shù)據(jù)庫(kù)的特征或數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。DML負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作,提供一種處理數(shù)據(jù)庫(kù)操作的機(jī)制。DCL負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性和安全性,提供一種檢驗(yàn)完整性和保證安全的機(jī)制。DML是用戶經(jīng)常使用的語(yǔ)言,包括了DBMS的主要功能。DML包括數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)的增、刪、改等功能。其中查詢的表達(dá)方式是DML的主要部分。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的DML按照查詢方式可以分為兩大類:
     (1)用對(duì)關(guān)系的集合代數(shù)運(yùn)算來(lái)表示查詢的方式,稱為關(guān)系代數(shù)(Relational Algebra)。
     (2)用謂詞演算來(lái)表達(dá)查詢的方式,稱為關(guān)系演算(Relational Calculus)。關(guān)系演算又可按謂詞變?cè)幕緦?duì)象是元組變量(tuple variable)還是域變量(domain variable)分為元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算兩種。關(guān)系代數(shù)和兩種關(guān)系演算均是抽象的查詢語(yǔ)言,這些抽象的查詢語(yǔ)言和實(shí)際的DBMS軟件產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)的具體的查詢語(yǔ)言并不完全一樣。但它們是DBMS中查詢語(yǔ)言的理論基礎(chǔ)。關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算這三種語(yǔ)言在表達(dá)能力上是彼此相互等價(jià)的,它們均可以作為評(píng)價(jià)實(shí)際DBMS軟件產(chǎn)品中查詢語(yǔ)言能力的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際DBMS軟件產(chǎn)品的查詢語(yǔ)言,除了提供關(guān)系代數(shù)(或一種關(guān)系演算)之外,還提供了許多附加的功能,如庫(kù)函數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等功能。SQL是介于關(guān)系代數(shù),和關(guān)系演算之間的一種語(yǔ)言。SQL不僅具有豐富的查詢功能,而且還具有數(shù)據(jù)庫(kù)定義和數(shù)據(jù)庫(kù)控制功能。SQL是集DDL、DML、DCL為一體的標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言。SQL充分體現(xiàn)了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)。
     6.關(guān)系代數(shù)
     關(guān)系代數(shù)中的運(yùn)算可以分為兩類:
     (1)傳統(tǒng)的集合運(yùn)算,如并、交、差、笛卡爾乘積等。這類運(yùn)算是從關(guān)系的“水平方向(即按行)”來(lái)進(jìn)行的。
     (2)專門的關(guān)系運(yùn)算,如選擇、投影、連接、除。這類運(yùn)算不僅涉及到行而且也涉及到列。
     7.關(guān)系演算
     關(guān)系演算是以數(shù)理邏輯中的謂詞演算為基礎(chǔ)的。用謂詞演算作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的語(yǔ)言并提出關(guān)系演算的是E.F.Codd。Codd首先定義了關(guān)系演算語(yǔ)言ALPHA。但ALPHA并沒(méi)有在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。但關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)INGRES所用的QUEL語(yǔ)言是參考ALPHA研制的,與ALPHA十分類似。
     六、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化理論
     函數(shù)依賴
     定義1 設(shè)R(U)是屬性集U上的關(guān)系模式。X,Y是U的子集。若對(duì)于R(U)的任意一個(gè)可能的關(guān)系r,r中不可能存在兩個(gè)元組在X上的屬性值相等,而在Y上的屬性值不等,則稱‘X函數(shù)確定Y’或‘Y函數(shù)依賴于X’,記作X→Y。
     函數(shù)依賴和別的數(shù)據(jù)依賴一樣是語(yǔ)義范疇的概念。只能根據(jù)語(yǔ)義來(lái)確定一個(gè)函數(shù)依賴。例如姓名→年齡這個(gè)函數(shù)依賴只有在沒(méi)有同名人的條件下成立。如果允許有相同名字,則年齡就不再函數(shù)依賴于姓名了。設(shè)計(jì)者也可以對(duì)現(xiàn)實(shí)世界作強(qiáng)制的規(guī)定。例如規(guī)定不允許同名人出現(xiàn),因而使姓名→年齡函數(shù)依賴成立。這樣當(dāng)插入某個(gè)元組時(shí)這個(gè)元組上的屬性值必須滿足規(guī)定的函數(shù)依賴,若發(fā)現(xiàn)有同名人存在,則拒絕插入該元組。注意,函數(shù)依賴不是指關(guān)系模式R的某個(gè)或某些關(guān)系滿足的約束條件,而是指R的一切關(guān)系均要滿足的約束條件
     七、數(shù)據(jù)庫(kù)的安全與保護(hù)
     1.安全性
     數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性是指保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)以防止不合法的或非正常的使用所造成的數(shù)據(jù)泄露、更改或破壞。安全性問(wèn)題不是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所獨(dú)有的,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都有這個(gè)問(wèn)題。只是在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)集中存放,而且為許多用戶直接共享,是十分重要的信息資源。從而使安全性問(wèn)題變得更為突出。系統(tǒng)安全保護(hù)措施是否有效是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)之一。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的安全保密方式可以有系統(tǒng)處理的和物理的兩個(gè)方面。所謂物理的是指,對(duì)于強(qiáng)力逼迫透露口令、在通信線路上竊聽、以至盜竊物理存儲(chǔ)設(shè)備等行為。對(duì)此所采取的措施是將數(shù)據(jù)編為密碼,加強(qiáng)警衛(wèi)以識(shí)別用戶身份和保護(hù)存儲(chǔ)設(shè)備等措施。在一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,安全措施是一級(jí)一級(jí)層層設(shè)置的。
     (1)用戶標(biāo)識(shí)和鑒定首先,系統(tǒng)提供一定的方式讓用戶標(biāo)識(shí)自己的名字或身份。系統(tǒng)進(jìn)行核實(shí),通過(guò)鑒定后才提供機(jī)器使用權(quán)。常用的方法有:用一個(gè)用戶名或者用戶標(biāo)識(shí)號(hào)來(lái)標(biāo)明用戶身份。系統(tǒng)鑒別此用戶是否是合法用戶。若是,則可以進(jìn)入下一步的核實(shí);若不是,則不能使用計(jì)算機(jī)。用戶名的登錄只由系統(tǒng)管理員進(jìn)行,一般用戶不能實(shí)施用戶名登錄??诹睿≒assword),為了進(jìn)一步核實(shí)用戶,系統(tǒng)常常要求用戶輸入口令。
     (2)存取控制對(duì)于獲得上機(jī)權(quán)的用戶還要根據(jù)預(yù)先定義好的用戶權(quán)限進(jìn)行存取控制,保證用戶只能存取他有權(quán)存取的數(shù)據(jù)。所謂用戶權(quán)限是指不同的用戶對(duì)于不同的數(shù)據(jù)對(duì)象允許執(zhí)行的操作權(quán)限。它由兩部分組成,一是數(shù)據(jù)對(duì)象,二是操作類型。數(shù)據(jù)對(duì)象有二類。一類是數(shù)據(jù)本身,如關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的表、字段,非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄、字段(亦稱為數(shù)據(jù)項(xiàng))。另一類是外模式、模式、內(nèi)模式。在關(guān)系系統(tǒng)中DBA可以把建立、修改基本表的權(quán)力授予用戶,用戶獲得此權(quán)力后可以建立基本表、索引、視圖。這說(shuō)明關(guān)系系統(tǒng)中存取控制的數(shù)據(jù)對(duì)象不僅有數(shù)據(jù)而且有模式、外模式、內(nèi)模式等數(shù)據(jù)字典中的內(nèi)容。對(duì)于存取權(quán)限的定義稱為授權(quán)(Authorization)。這些定義經(jīng)過(guò)編譯后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)字典中。每當(dāng)用戶發(fā)出存取數(shù)據(jù)庫(kù)的操作請(qǐng)求后,DBMS查找數(shù)據(jù)字典,根據(jù)用戶權(quán)限進(jìn)行合法權(quán)限檢查(Authorization Check)。若用戶的操作請(qǐng)求超出了定義的權(quán)限,系統(tǒng)拒絕執(zhí)行此操作。授權(quán)編譯程序和合法權(quán)限檢查機(jī)制一起組成了安全性子系統(tǒng)。衡量授權(quán)子系統(tǒng)精巧程度的另一個(gè)盡度是否提供與數(shù)據(jù)值有關(guān)的授權(quán)。有的系統(tǒng)還允許存取謂詞中引用系統(tǒng)變量,如一天中的時(shí)刻,終端設(shè)備號(hào)。這樣用戶只能在某臺(tái)終端、某段時(shí)間內(nèi)存取有關(guān)數(shù)據(jù),這就是與時(shí)間和地點(diǎn)有關(guān)的存取權(quán)限。另外,在操作系統(tǒng)中對(duì)文件、目標(biāo)等的存取還有一些安全保護(hù)措施。其中加密是一種防止數(shù)據(jù)內(nèi)容被別人引用或了解的切實(shí)可行的辦法。加密有程序加密和硬件加密卡兩種形式。
     2.完整性
     數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。DBMS必須提供一種功能來(lái)保證數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的完整性。這種功能亦稱為完整性檢查,即系統(tǒng)用一定的機(jī)制來(lái)檢查數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是否滿足規(guī)定的條件。這種條件在數(shù)據(jù)庫(kù)中稱為完整性約束條件。數(shù)據(jù)的約束條件是語(yǔ)義的體現(xiàn),這些完整性約束條件將作為模式的一部分存放數(shù)據(jù)字典中。數(shù)據(jù)的完整性和安全性是兩個(gè)不同的概念。前者是為了防止數(shù)據(jù)庫(kù)中存在不符合語(yǔ)義的數(shù)據(jù),防止錯(cuò)誤信息的輸入和輸出,即所謂垃圾進(jìn)垃圾出(Garbage In Garbage Out)所造成的無(wú)效操作和錯(cuò)誤結(jié)果。而后者是保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)防止惡意的破壞和非法的存取。當(dāng)然,完整性和安全性是密切相關(guān)的。特別從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法來(lái)看,往往是一種機(jī)制常常既可用于安全性保護(hù)亦可用于完整性保證。完整性約束條件可以分類如下:(1)值的約束和結(jié)構(gòu)的約束前者指對(duì)數(shù)據(jù)的值的限制,后者指對(duì)數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的限制。關(guān)于對(duì)數(shù)據(jù)值的約束 這類約束條件是指對(duì)數(shù)據(jù)取值類型、范圍、精度等的規(guī)定。關(guān)于數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的約束 數(shù)據(jù)庫(kù)中同一關(guān)系的不同屬性之間可以有一定的聯(lián)系,從而也應(yīng)滿足一定的約束條件。同時(shí),由于數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的,不同的關(guān)系之間也可以有聯(lián)系,因而不同關(guān)系的屬性之間也可滿足一定的約束條件。
     (2)靜態(tài)約束和動(dòng)態(tài)約束所謂靜態(tài)約束是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)每一確定狀態(tài)的數(shù)據(jù)所應(yīng)滿足的約束條件。以上所講的約束都屬靜態(tài)約束。動(dòng)態(tài)約束是指數(shù)據(jù)庫(kù)從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時(shí)新、舊值之間所應(yīng)滿足的約束條件。
     (3)立即執(zhí)行約束和延遲執(zhí)行約束立即執(zhí)行約束是指在執(zhí)行用戶事務(wù)時(shí),對(duì)事務(wù)中某一更新語(yǔ)句執(zhí)行完后馬上對(duì)此數(shù)據(jù)所應(yīng)滿足的約束條件進(jìn)行完整性檢查。延遲執(zhí)行是指在整個(gè)事務(wù)執(zhí)行結(jié)束后方對(duì)此約束條件進(jìn)行完整性檢查,結(jié)果正確方能提交。完整性的實(shí)現(xiàn)應(yīng)包括兩個(gè)方面,一是系統(tǒng)要提供定義完整性約束條件的功能,二是提供檢查完整性約束條件的方法。對(duì)于數(shù)據(jù)值的那類完整性約束條件通常在模式中定義。例如在模式中定義屬性名、類型、長(zhǎng)度、碼屬性名并標(biāo)明其值是的、非空的等等。另外的那些約束條件就要用專門的方式加以定義。
     3.并發(fā)控制
     數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)共享資源,可以由多個(gè)用戶使用。這些用戶程序可以一個(gè)一個(gè)地串行執(zhí)行,也可以并行執(zhí)行。在單CPU計(jì)算機(jī)上,為了充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)資源,應(yīng)該允許多個(gè)用戶程序并行的存取數(shù)據(jù)。這樣就會(huì)產(chǎn)生多個(gè)用戶程度并發(fā)地存取同一數(shù)據(jù)的情況。若對(duì)并發(fā)操作不加控制就會(huì)存取和存儲(chǔ)不正確的數(shù)據(jù),破壞數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性(這里也稱為一致性)。在多CPU計(jì)算機(jī)或多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,并發(fā)控制尤為重要。
     (1)事務(wù)的概念 事務(wù)(Transaction)是并發(fā)控制的基本單位。所謂事務(wù)是一個(gè)操作序列。這些操作作為一個(gè)序列形成一個(gè)整體要么都做,要么都不做,是一個(gè)不可分割的工作單位。事務(wù)通常以BEGIN TRANSACTION開始,以COMMIT或ROLLBACK操作結(jié)束。COMMIT即提交,提交事務(wù)中所有的操作,事務(wù)正常結(jié)束。ROLLBACK即撤消已作的所有操作,滾回到事務(wù)開始時(shí)的狀態(tài)。這里的操作指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作。滾回即相當(dāng)于所有操作均未執(zhí)行。事務(wù)和程序是兩個(gè)概念。一般地講,一個(gè)程序可包括多個(gè)事務(wù),由于事務(wù)是并發(fā)控制的基本單位,所以下面的討論均以事務(wù)為對(duì)象。