數(shù)據(jù)庫的三級模式：

• 模式：也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有的用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。

• 外模式：也稱子模式或用戶模式，它是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。

• 內(nèi)模式：也稱存儲模式，一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)的存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的組織方式。

傳統(tǒng)的集合運算是二目運算，包括并、差、交、笛卡爾積4中運算

連接分為3種：內(nèi)連接、自然連接、外連接

• 內(nèi)連接和自然連接的區(qū)別：自然連接必須兩個表進行比較的列必須同名相同屬性，內(nèi)連接則不需要列同名。

• 內(nèi)連接和外連接的區(qū)別：兩種連接取出兩張表中匹配到的數(shù)據(jù)，內(nèi)連接匹配不到的不保留；外連接匹配不到的也保留，其值設(shè)置為NULL。

• 外連接分為左外連接和右外連接：
  • 左外連接：保存左邊的懸浮元組
  • 右外連接：保存右邊的懸浮元組
    
    自然連接
    
    
    外連接

SQL的數(shù)據(jù)定義

操作對象	創(chuàng)建	刪除	修改
模式	CREATE SCHEMA	DROP SCHEMA
表	CREATE TABLE	DROP TABLE	ALTER TABLE
視圖	CREATE VIEW	DROP VIEW
索引	CREATE INDEX	DROP INDEX	ALTER INDEX

SQL的數(shù)據(jù)定義語句

SQL定義表的基本格式：

CREATE TABLE <表名> (<列名> <數(shù)據(jù)類型> [列級完整性約束條件]
 ,<列名> <數(shù)據(jù)類型> [列級完整性約束條件]
 ,<列名> <數(shù)據(jù)類型> [列級完整性約束條件]
 ,[表級完整性約束條件]);

SQL定義表示例：

 CREATE TABLE SC
 (Cno CHAR(9) PRIMARY KEY,
 Cname CHAR(40) NOT NULL,
 Cpno CHAR(4),
 Ccredit INT,
 FOREIGN KEY (Cpno) REFERENCES Course(Cno)
 );

索引

當(dāng)數(shù)據(jù)量比較大的時候，查詢比較耗時。簡歷索引是加快查詢速度的有效手段。（類似于圖書后面的索引）

數(shù)據(jù)庫索引類型：

• 順序文件上的索引：是針對按指定屬性值升序或降序存儲的關(guān)系，在該屬性上簡歷一個順序索引文件，索引文件由屬性值和相應(yīng)的元組指針組成。

• B+樹索引：是將索引屬性組織成B+樹的形式，B+樹的葉節(jié)點為屬性值和相應(yīng)的元組指針。B+樹索引具有動態(tài)平衡的優(yōu)點。

• 散列索引：是建立若干個桶，將索引按照其散列函數(shù)值映射到相應(yīng)桶中，桶中存放索引屬性值和相應(yīng)的元組指針。散列索引具有查找速度快的優(yōu)點。

• 位圖索引：是用位向量記錄索引屬性中可能出現(xiàn)的值，每個位向量對應(yīng)一個可能的值。

數(shù)據(jù)查詢

SQL的SELECT語句基本格式：

FROM <表名或試圖名> [,<表名或試圖名>...] | (SELECT語句) AS <別名>
[WHERE <條件表達式>]
[GROUP BY <列名1> [HAVING <條件表達式>]]
[GROUP BY <列名2> [ASC|DESC]];

左外連接SQL示例：

SELECT Student.Sno,Sname,Ssex,Sage,Cno
FROM Student LEFT OUTER JOIN SC ON (Student.Sno=SC.Sno);

GROUP BY子句將查詢結(jié)果按一列或多列的值分組，值相等的為一組。

WHERE和HAVING的區(qū)別：作用對象不同。

• WHERE子句作用于基本表或視圖，從中選擇滿足條件的元組。
• HAVING短語作用于組，從中選擇滿足條件的組。

嵌套查詢示例：

    SELECT Sname
    FROM Student, SC, Course
    WHERE Student.Sno=SC.Sno=SC.Sno AND SC.Cno=Course.Cno

數(shù)據(jù)庫謂詞有：IN 、ANY、SOME、ALL、EXISTS

視圖

視圖是從一個或多個基本表導(dǎo)出的表。是一個虛表。
建立視圖的一般格式：

CREATE VIEW <視圖名> [(<列名> [,<列名>] ...)]
AS <子查詢>
[WITH CHECK OPTION];

SQL四種語言

• DDL（Data Definition Language）數(shù)據(jù)庫定義語言

DDL是SQL語言的四大功能之一。
用于定義數(shù)據(jù)庫的三級結(jié)構(gòu)，包括外模式、概念模式、內(nèi)模式及其相互之間的映像，定義數(shù)據(jù)的完整性、>>安全控制等約束
DDL不需要commit.
CREATE、ALTER、DROP、TRUNCATE、COMMENT、RENAME

• DML（Data Manipulation Language）數(shù)據(jù)操縱語言

由DBMS提供，用于讓用戶或程序員使用，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的操作。
DML分成交互型DML和嵌入型DML兩類。
依據(jù)語言的級別，DML又可分成過程性DML和非過程性DML兩種。
DML需要commit.
SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE、MERGE、CALL、EXPLAIN PLAN、LOCK TABLE

• DCL（Data Control Language）數(shù)據(jù)庫控制語言。授權(quán)，角色控制等

GRANT 授權(quán)
REVOKE 取消授權(quán)

• TCL（Transaction Control Language）事務(wù)控制語言

SAVEPOINT 設(shè)置保存點
ROLLBACK 回滾
SET TRANSACTION

SQL主要分成四部分：

• 數(shù)據(jù)定義（SQL DDL）用于定義SQL模式、基本表、視圖和索引的創(chuàng)建和撤消操作。
• 數(shù)據(jù)操縱（SQL DML）數(shù)據(jù)操縱分成數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)更新兩類。數(shù)據(jù)更新又分成插入、刪除、和修改三種操作
• 數(shù)據(jù)控制 包括對基本表和視圖的授權(quán)，完整性規(guī)則的描述，事務(wù)控制等內(nèi)容。
• 嵌入式SQL的使用規(guī)定 涉及到SQL語句嵌入在宿主語言程序中使用的規(guī)則。

參照完整性策略

• 拒絕（NO ACTION）執(zhí)行
• 級聯(lián)（CASCADE）操作
• 設(shè)置為空值

數(shù)據(jù)庫存取方式

存取方式是快速存取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的方式，常用的存取方法為索引方法和聚簇方法
B+樹索引和hash索引是數(shù)據(jù)庫中經(jīng)典的存取方法，使用最普遍。

實現(xiàn)查詢操作的算法示例

選擇操作的實現(xiàn)：

• 簡單地全表掃描算法
• 索引掃描算法

連接操作的實現(xiàn)：

• 嵌套循環(huán)算法
• 排序-合并算法
• 索引連接算法
• hash join算法

事務(wù)

事務(wù)概念：事務(wù)是一系列的數(shù)據(jù)庫操作，是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的基本邏輯單元。
事務(wù)的ACID特性：

• 原子性(Atomicity):事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位，事務(wù)中包括的操作要么都做要么都不做。
• 一致性(Consistency):事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。例如某公司有A，B兩個賬戶，A取出一萬元存入B賬戶。那么可以定義為一個事務(wù)，該事務(wù)包括兩個操作，這兩個操作要么全做，要么全不做，否則就會破壞一致性。
• 隔離性(Isolation)：一個事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。即一個事務(wù)的內(nèi)部操作及使用的數(shù)據(jù)對其他并發(fā)事務(wù)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個事務(wù)之間不能相互干擾。即要達到這么一種效果：對于任意兩個并發(fā)的事務(wù)T1和T2，在事務(wù)T1看來，T2要么在T1開始之前就已經(jīng)結(jié)束，要么在T1結(jié)束之后才開始，這樣每個事務(wù)都感覺不到有其他事務(wù)在并發(fā)地執(zhí)行。
• 持續(xù)性(Durability)：也叫永久性。指的是一個事務(wù)一旦提交，對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)的改變就是永久性的，接下來的其他操作或故障不應(yīng)該對其執(zhí)行結(jié)果有影響。

在不考慮事務(wù)的隔離性時，并發(fā)操作會帶來的數(shù)據(jù)的不一致性：

• 臟讀：臟讀是指在一個事務(wù)處理過程里讀取了另一個未提交的事務(wù)中的數(shù)據(jù)。當(dāng)一個事務(wù)正在多次修改某個數(shù)據(jù)，而在這個事務(wù)中這多次的修改都還未提交，這時一個并發(fā)的事務(wù)來訪問該數(shù)據(jù)，就會造成兩個事務(wù)得到的數(shù)據(jù)不一致。
• 不可重復(fù)讀：不可重復(fù)讀是指在對于數(shù)據(jù)庫中的某個數(shù)據(jù)，一個事務(wù)范圍內(nèi)多次查詢卻返回了不同的數(shù)據(jù)值，這是由于在查詢間隔，被另一個事務(wù)修改并提交了。
  例如事務(wù)T1在讀取某一數(shù)據(jù)，而事務(wù)T2立馬修改了這個數(shù)據(jù)并且提交事務(wù)給數(shù)據(jù)庫，事務(wù)T1再次讀取該數(shù)據(jù)就得到了不同的結(jié)果，發(fā)送了不可重復(fù)讀。
  　　不可重復(fù)讀和臟讀的區(qū)別是，臟讀是某一事務(wù)讀取了另一個事務(wù)未提交的臟數(shù)據(jù)，而不可重復(fù)讀則是讀取了前一事務(wù)提交的數(shù)據(jù)。