数据库期末复习（1-5章）

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原创最新推荐文章于 2026-03-08 10:42:41 发布 2.5k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

数据库期末考试知识点复习（1~7章） 数据库期末知识点复习，前七章知识点总结。阅读详情

第1章概述

第2章数据库系统体系结构

程序提交读取请求；DBMS与之交互并分析该请求；DBMS从数据字典中访问三层模式和两个映射；DBMS向OS发送硬盘读取请求；OS向硬盘发送读取请求并获取数据存放于缓存中；数据在DBMS环境下传递到用户的工作空间中；DBMS在程序中返回一个状态词

第3章关系系统

关系模型的三大方面：结构化：数据库中的数据对用户来说是表，并且只是表；完整性：数据库中的这些表满足一定的完整性约束；操纵性：用户可以使用用于表操作的操作符，选择、投影和连接这三种操作符尤为重要

结构化：

名词：Domain Attribute Tuple Cardinality Degree

Domain：数据类型，用户定义类型和系统定义类型

类型定义：

Type S# Possrep (char);
Type NAME Possrep (char);
Type weight Possren (rational)

类型的两种操作符：

选择子：允许用户通过给定可能表示的每个分量的值，指定或选择类型的一个值

THE_：用户可以利用它来获得类型的值的可能表示的分量

关系和关系变量（RELVARS）

关系：表的数学名词

表头：谓词（一个带参数的真值函数）或真值函数，如表EMP#是姓名为ENAME的雇员，工作在DEPT#部门，工资数额是SALARY

主体：真命题，如雇员E1名为Brown，工作在D1部门，工资数额是40K

关系变量：不同时间的不同关系，分为两种，基本关系变量：实关系变量；视图：虚关系变量，其值依赖于基本关系

目录/字典

各种模式和相应映像存储的地方，有时称为描述信息或元数据

字典是自描述的，即它包括描述字典关系变量自身的条目

关系的性质

1.无重复的元组

2.元组从上到下，没有顺序差别

3.属性由左到右，没有顺序差别

4.每个元组中对应于每个属性都只包含每个属性的一个确定的值

操作

Restrict(select)：从表中获取特定的行

Project：从表中获取特定的列

Join：基于共同的列中的共同的值将两个表连接起来

all set-at-a-time：操作数和结果对应整个表

Closure property：一个操作的输出可以成为另一个操作的输入

关系数据库

包含了多种关系的数据库

企业的信息被分解成部分，其中每个关系存储了信息的一部分

例如：account存储了账户信息，depositor存储了哪个客户拥有哪个账户的信息，customer存储了关于客户的信息

表是一种逻辑结构，而不是物理结构

关系数据库遵循的信息原则：数据库全部的信息内容有一种表示方式而且只有一种，也就是表中的行列位置有明确的值。没有连接一个表到另一个表的指针

将所有的信息存储为如下格式：

bank(account-number,balance,customer-name,..)

会导致：信息的重复性（如两个客户拥有一个账户）、空值的需求（表示一个客户没有任何账户）

标准化理论（Chp.10-12)解决了如何设计关系模式的问题

形式化定义：给定集合D1,D2,...Dn，一个关系r是D1×D2×...×Dn的子集，那么一个关系是如下n元组的集合：

(a1,a2,...,an)，其中ai∈Di

例如，假设

customer-name={Jones,Smith,Curry,Lindsay}

customer-street={Main,North,Park}

customer-city={Harrison,Rye,Pittsfield}

那么 r={ (Jones,Main,Harrison),(Smith,North,Rye),(Curry,North,Rye),(Lindsay,Park,Pittsfield)}

是customer-name×customer-street×customer-city上的关系

关系模式

A1,A2,...,An是属性，R(A1,A2,...,An)是关系模式

例如Customer-schema (customer-name,customer-street,customer-city)

r(R)是关系模式R上的关系

例如customer(Customer-schema)

语言：SQL、关系代数、关系演算

SQL对DDL的支持：

Create Domain、Create Table、Alter Domain、Alter Table、Drop Domain、Drop Table

第4章 SQL

int ODBCexample()
{
    RETCODE error;
    HENV env;    /* environment */
    HDBC conn;    /* database connection */
    SQLAllocEnv(&env);
    SQLAllocConnect(env,&conn);
    SQLConnect(conn,"aura.bell-labs.com",SQL_NTS,"avi",SQL_NTS,"avipasswd",SQL_NTS);
    {...Do actual work...}
    
    SQLDisconnect(conn);
    SQLFreeConnect(conn);
    SQLFreeEnv(env);
}

SQL函数

数据函数：MONTHS_BETWWEN(date1,date2)、ADD_MONTHS(date,n)、NEXT_DAY(date1,char)、LAST_DATE(date1)、TRUNC(date1,'char')

转换函数：TO_CHAR(date,'date picture')、TO_NUMBER、TO_DATE、DECODE(col/<exp>,search1,result,[search2,result2,......,]default)

第5章数据完整性

- K 是R iff 的候选码
- 唯一性
- 不可还原性
e.g. S(s#) is a key, S(s#,age) is a super key
主码和替换码
- 选择其中一个码作为主码
- 其他被称为候选码
- 主码不能为空
外码
- R2是一个关系变量，R2的外码是R2中的一个集合FK，满足
- 存在一个关系变量R1具有候选码CK
- 在任何时候，R2中的FK中的每个值与在R1的当前值的某些元组的CK值相等
术语：

- 参照
- 参照限制
- 参照元组
- 参照关系变量
- 被参照关系变量
- 自参照、参照环

参照完整性
- 数据库不能包含任何未匹配的外键值
- 定义：

FOREGIN KEY{<item commalist>}
REGERENCES
<relvar name> (<item commalist>)

- 参照行为

ON DELETE
CASCADE/RESTRICT/NO ACTION
ON UPDATE
CASCADE/RESTRICT/NO ACTION

- 触发程序：自动调用在发生特定事件或触发条件的程序

5,SQL的支持

域的约束
- SQL_92中的check语句允许域被约束
- constraint value-test check(value>=4.00)
- 子句constraint value-test是可选的，用于指示某个更新违反的约束
- 可以在域检查中包含复杂的条件

constraint cName-type-test
check(value in
('Shanghai','Beijing'))

check(cityname in 
(select cityname from S))

更多例子：

balance integer check(banlance>=10)

gender char(1) check(gender in ('F','M'))

cnum char(4) check(cnum in
(select cnum
from course))

键约束

- 主键和外键可以作为SOL create table的语句
- create table语句包含的primary key语句包含属性的主键值
- create table语句包含的unique key语句包含属性构成的候选码
- create table语句包含的foreign key语句包含属性构成的外码以及外码的参照值

create table customer
(customer-name char(20),
 customer-street char(30),
 customer-city char(30),
 primary key(customer-name))

 create table branch
 (branch-name char(15) primary key,
 branch-city char(30),
 assets integer);

参照完整性

确保值出现在一个给定的属性也出现在另一个关系的特定属性中

create table account
  (account-number char(10) primary key,
  branch-name char(15),
  balance integer,
  foreign key (branch-name)
  references branch (branch-name)
  )

create table depositor
   ( customer-name char(20),
   account-number char(10),
   primary key (customer-name, account-number),
   foreign key (account-number)
   references account (account-number),
   foreign key (customer-name)
   references customer (customer-name)
   )

级联操作

create table EMP
  ...
  foreign key(D#)
  references DEPT(D#)
  on delete cascade
  on update cascade
  ...)

on delete cascade语句
- 如果删除DEPT中的元组导致参照完整性的破坏，EMP中的级联删除，会删除参照DEPT中的被删除的元组
- cascading updates也相似

 create table account
   (account-number char(10) primary key,
   branch-name char(15),
   balance integer,
   foreign key (branch-name)
   references branch (branch-name)
    ) ON DELETE CASCADE

 create table depositor
   (customer-name char(20),
   account-number char(10),
   primary key (customer-name,account-number),
   foreign key (account-number)
   references account (account-number)
   ON DELETE CASCADE,
   foreign key (customer-name)
   references customer (customer-name)
   ON DELETE CASCADE)

如果有一个依赖于多重关系的外键链，对每个依赖指定的级联删除，删除或更新可以从链的一端传播到整个链
如果一个级联删除导致约束被破坏，且其不能通过进一步的级联操作处理，系统终止事务。结果，所有因事务引起的变化以及其级联操作被撤销了
参照完整性只在事务的最后被检查

中间步骤允许违反参照完整性，但最后的步骤要移除这种违反。否则，就不可能创建一些数据库状态，如插入两个外键互指的元组

替代级联：

on delete set null

on delete set default

外键中的Null值属性复杂化了SQL参照完整性语义，并且最好避免使用
not null：如果一个外键的任何属性是null，元组定义为满足外键约束

Create Table EMPLOYEE(empno number(4) Primary key,
   ename varchar2(10)
   constraint check(ename=upper(ename)),
   job varchar2(14),
   mgr number(4) constraint emp-mgr
   references employee(empno),
   hiredate date defaut sysdate,
   sal number(7,2) not null,
   deptno number(2) not null,
   constraint emp-dept foreign key (deptno)
   references department(deptno)
   ON DELETE SET NULL
   ON UPDATE SET DEFAULT);

Create Table SP(s# s# not null,
   p# p# not null,
   qty qty not null,
   primary key (s#, p#),
   foreign key (s#) references S
   on delete cascade
   on update cascade,
   foreign key (p#) references P
   on delete cascade
   on update cascade,
   check (qty>0 and qty <5001));

Create Table S(s# number(5) primary key,
   sname char(8) unique,
   status number(2),
   city char(20));

Create Table Marrige
  (husband name not null,
  wife name not null,
  mdate date default sysdate,
  primary key (husband,wife));

在create语句后添加约束：

Create Table EMPLOYEE(empno number(4) Primary key,
  ename varchar2(10)
  constraint check (ename=upper(ename)),
  job varchar2(14),
  mgr number(4) constraint emp-mgr 
  references employee(empno),
  hiredate date default sysdate,
  sal number(7.2) not null,
  deptno number(2) not null,
  constraint emp-dept foreign key (deptno)
  references department(deptno)
  ON DELETE SET NULL
  ON UPDATE SET DEFAULT);

6.断言

断言是一个表示条件的谓词，我们希望它永远得到满足
格式：

 create assertion <assertion-name>
      check <predicate>

当一个断言生成时，系统测试它的有效性，并且每次可能违背断言的更新发生时会进行重新测试
这个测试可能会引入很大的负担，因此断言应该小心使用
例如：

1. Create assertion ic1
       check ((select min(status) from S)>4);
2. Create assertion ic2 check
       ( not exists (select * from P
       where NOT (wight>0.0)));
3.  Create assertion ic3 check
       ( not exists (select * from P
       where color = 'red'
       AND city <>'London'));
4. Create assertion ic4 check
       (not exists (select * from P,SP
       where P.p# = SP.p#
       AND (weight*qty) > 20000.0));
5. Create assertion ic5 check
       (not exists (select * from S,SP
       where status <20
       AND S.s# = SP.p#
       AND qty > 500));

每个部门的工资总和必须小于d1部门的所有工资总和：

create assertion sum-constraint check
       (not exists (select * from EMP e2
       where (select sum(sal)
       from EMP e1 where e1.d# = e2.d#
       >=(select (sum(sal)
       from EMP where d# = 'd1')));

每一笔贷款都有至少一个借款人，且借款人保持账户最低余额为1000美元：

 create assertion balance-constraint check
      (not exists (
      select * from loan
      where not exists (
      select * from borrower,depositor,acount
      where loan.loan-number = borrower.loan-number
      and borrower.customer-name=depositor.customer-name
      and depositor.ccount-number=account.account-number
      and account.balance >= 1000)));

注意：每次进行有可能违背断言的更新时都会进行断言测试

7.触发器

触发器是一个声明，是由系统自动执行的数据库修改的副作用
设计一个触发机制，我们必须：

-指定触发器被执行的条件

-指定被触发时执行的动作

触发器在SOL：1999被引入到SQL标准中，但支持更早使用非标准语法的大多数数据库

假设我们允许负的账户余额，银行对透支的解决方式：
- 设置账户余额为0
- 建立在透支额度的贷款
- 给这个贷款账户一个贷款数额，使其等同于透支的数额
执行触发器的条件是对账户关系的更新导致负的账户余额

create trigger overdraft-trigger after update on account
  referencing new row as nrow
  for each row
  when nrow.balance<0
  begin atomic
  insert into borrower
  (select customer-name,account-number
  from depositor
  where nrow.account-number=depositor.account-number);
  insert into loan values (nrow.account-number,
  nrow.branch-name, -nrow.balance);
  update account set balance=0
  where account.account-number=nrow.account-number
  end

触发事件和动作
- 触发事件可以插入、删除和更新
- 触发更新可以被限制到特定的属性
e.g create trigger overdraft-trigger after
update of balance on account
可以被引用的更新之前和之后的属性值：

referencing old row as : for deletes and updates

referencing new row as : for inserts and updates
语句级触发器

一个动作可以由一个单一的事务影响的所有行执行，而不是为每个受影响的行执行一个单独的动作

- 使用 for each statement 而不是 for each row
- 使用 referencing old table 或 referencing new table来引用包含被影响行的临时表
- 当使用SQL语句来更新大量rows时更有效
我们有时需要外部世界的行动，如对仓库中数量变少的物品进行重新排序，或在数据库更新触发时打开报警灯

触发器不能直接用于实现外部世界的行动，但触发器可以用来记录在单独的表中要执行的动作，我们可以有一个外部的过程，反复扫描表和进行外部世界的行动
假设一个仓库有如下的表：

inventory(item,amount)
minlevel(item,level)
reorder(item,amount)
orders(item,amount)

create trigger reorder-trigger after update of amount on inventory
       referencing old row as orow, new row as nrow
       for each row
       when nrow.amount <= (select level from minlevel
       where minlevel.item = lrow.item)
       and orow.amount > (select level from minlevel
       where minlevel.item = orow.item)
       begin
       insert into orders (select item, amount
       from reorder where reorder.item = orow.item)
       end

Triggers in SQL Server Syntax：

create trigger overdraft-trigger on account
     for update 
      as if nrow.balance < 0
      begin
      insert into borrower
      (select customer-name,account-number
      from depositor,inserted
      where inserted.account-number = 
      depositor.account-number)
      insert into loan values
      (inserted.account-number,inserted.branch-name, 
      -inserted.balance)
      update account set balance = 0
      from account,inserted
      where account.account-number = inserted.account-number
      end

Deferred Check推迟检查

DEFERRABLE可延期的
INITIALLY DEFERRED
INITIALLY IMMEDIATE
在每trans开始时定义其状态

NOT DEFERRABLE
switched on and off
SET CONSTRAINTS
<constraint name commalist> <option>;

E.g.
SET CONSTRAINT ic3 DEFERRED;
COMMIT forces a SET IMMEDIATE for all DEFFERABLE constraints

如果任何完整性检查失败，则回滚事务