《數據庫系統概念》第1-3章知識點總結
數據庫：由一個互相關聯的數據的集合和一組用以訪問這些數據的程序組成。
元組：指代行
屬性：指代列
在文件處理系統中存儲組織信息的主要弊端：
（1）數據的冗餘和不一致
（2）數據訪問困難
（3）數據孤立
（4）完整性問題
所以我們要有數據庫
數據結構的基礎是數據模型
數據模型是一個描述數據、數據聯繫、數據語義以及一致性約束的概念工具集合。主要模型有以下四種：
（1）關係模型，relational model
（2）實體-聯繫模型，entity-relationship model
（3）基於對象的數據模型，object-based data model
（4）單結構化數據模型，semistructured data model；例如可擴展標記語言（XML）被廣泛地用來表示半結構化數據
實體-聯繫模型
實體集：用矩形框表示，實體名在頭部，屬性名列在下面
聯繫集：用連接一對相關的實體集的菱形表示，聯繫名放在菱形內部
下面是一個例子：
row：行
column：列
record/taple：元組
attributes：屬性（就是每一列）
domain：域，For each attribute of a relation ,there is a set of permitted values ,called the domain of that attribute.
atomic：原子性，For all relations r ,the domains of all attributes of r be atomic.
null：空，The null value is a special value that signifies that the value is unknown or does not exist.
database schema：數據庫模式，is the logical design of the database.
database instance：數據庫示例，is a snapshot of the data in the database at a given instant in time.
superkey：超碼，is a set of one or more attributes that ,taken collectively ,allow us to identify uniquely a tuple in the relation.
candidate keys：候選碼，the minimal superkeys are called candidate keys.
primary key：主碼，one of the candidate keys is selected to be the primary key
foreign key：外碼，a relation ,say r1 ,may include among its attributes the primary key of another relation ,say r2 .This attribute is called a foreign key form r1 ,referencing r2 .
referencing relation：外碼依賴的參照關係，the relation r1 is called the referencing relation of the foreign key dependency
referenced relation：外碼的被參照關係，r2 is called the referenced relation of the foreign key
超碼：一個或多個屬性的集合，這些屬性的組合可以使我們在一個關係中唯一地表示一個元 組
候選碼：最小超碼。因爲超碼中可能包含無關緊要的屬性，候選碼中不存在無關緊要的屬性。
主碼：用來在一個關係中區分不同元組的候選碼，應該選擇那些值從不或極少變化的屬性。 主碼屬性一般列在其他屬性前面，且有下劃線
外碼：一個關係模式（如r1）可能在它的屬性中包括另一個關係模式（如r2）的主碼。這 個屬性在r1上稱作參照r2的外碼。關係r1也稱爲外碼依賴的參照關係，r2叫做外碼 的被參照關係。
數據庫中的常用的關係代數
初級SQL
The SQL language has several parts：
（1）Data_definition language(DDL，數據定義語言)
①defining relation schemas（定義關係模式）
②deleting relations（刪除關係）
③modifying relation schemas（修改關係模式）
（2）Data_manipulation language(DML，數據操縱語言)
①query information from the database（查詢信息）
②insert tuples into（插入元組）
③delete tuples from（刪除元組）
④modify tuples（修改元組）（3）Integrity（完整性）
（4）View definition（視圖定義）
（5）Transaction control（事務控制）
（6）Embedded SQL and dynamic SQL（嵌入式SQL和動態SQL）
（7）Authorization（授權）
SQL的基本類型：
（1）char(n)：固定長度的字符串，全稱character，輸入字符數不足n時，追加空格
（2）varchar(n)：可變長度的字符串，全稱character varying
（3）int：整數類型，全稱integer
（4）smallint：小整數類型
（5）numeric(p,d)：定點數，這個數有p位數字，其中d位數字在小數點右邊。
（6）real,double precision：浮點數與雙精度浮點數
（7）float(n)：精度至少爲n位的浮點數
以下是幾個後面會用到的表
創建、定義關係
通用形式是：
create table r
(A1 D1,
A2 D2,
...,
An Dn,
<integrity-constraint1>,
...,
<integrity-constraintk>);
r is the name of the relation
each Ai is the name of an attribute in the schema of relation r
each Di is the domain of attribute Ai
下面是一個具體的例子
primary key(A1,A2....)：聲明屬性A1,A2....爲關係的主碼
foreign key(A1,A2....) references：聲明表示關係中任意元組在屬性(A1,A2....)上的取 值必須對應於關係s中某元組在主碼屬性上的取值
not null：不允許空值
單關係查詢
（1）
（2）刪除重複：distinct
（3）不去除重複：all，不過一般這是默認的，不需要寫出來
where：用於選出那些在from子句的結果關係中滿足特定謂詞的元組
where中可以使用邏輯連詞and or not。
多關係查詢
自然連接
運算作用於兩個關係，併產生一個關係作爲結果。只考慮那些在兩個關係模式中都出現的屬性上取值相同的元組對
from子句中的“instructor natural join teaches”表達式可以替換成執行該自然連接後所得到的關係
連接
join...using(A1,A2) 在t1.A1=t2.A1且t1.A2=t2.A2成立的前提下，來自r1的元組t1和來自r2的元組t2就能匹配
更名運算
old-name as new-name as子句既可出現在select子句中，也可以出現在from子句中
此處重新命名的標識符被稱作相關名稱、表別名、相關變量、元組變量
字符串運算
用like操作符來實現模式匹配，以下是兩個特殊的字符
百分號（%）：匹配任意子串
下劃線（_）：匹配任意一個字符
轉義字符：用escape來定義，放在特殊字符前面使特殊字符得以顯示
例：like ‘ab \% cd %’ escape‘\’ 匹配所有以ab % cd開頭的字符串
select子句中的屬性說明
星號‘*’可以用在select子句中表示“所有的屬性”
元組的排序
order by xxx 表示按照xxx排序
desc表示降序
asc表示升序，沒有說則默認爲升序
where子句謂詞
用between來表示一個區間，也可用not between
where子句謂詞2
可以用記號（V1,V2,...,Vn）來表示一個分量值分別爲V1,V2,...,Vn的n維元組
以下2段相等：
集合運算：並運算（union）、交運算（intersect）、差運算（except）
並運算
union運算自動去除重複，如果想保留所有重複，則用union all
交運算
intersect運算自動去除重複，如果想保留所有重複，則用intersect all
差運算
except運算自動去除重複，如果想保留所有重複，則用except all
空值null
算術運算：如果算術表達式的任一輸入爲空，則該算術表達式（+ - * /）結果爲空。
比較運算：涉及空值的任何比較運算的結果視爲unknown。unknown是除true和false之外的第三個邏輯值
集合運算：
and：true and unknown = unknown
false and unknown = false
unknown and unknown = unknown
or：true or unknown = true
false or unknown = unknown
unknown or unknown = unknown
not：not unknown = unknown
如果where子句謂詞對一個元組計算出false和unknown，那麼該元組不能被加入到結果中。
聚集函數
聚集函數是以值的一個集合（集或多重集）爲輸入，返回單個值的函數。
平均值：avg
最小值：min
最大值：max
總和：sum
計數：count
sum和avg的輸入必須是數字集
基本聚集
找出Computer Science系教師的平均工資
找出在2010年春季學期講授一門課程的教師總數（去除了重複）
找出course關係中的元組數
分組聚集
group by子句中的所有屬性上取值相同的元組被分在一個組中
注意：任何沒有出現在group by子句中的屬性如果出現在select子句中的話，它只能出現在聚集函數的內部，否則錯誤。例如，下述查詢是錯誤的，因爲ID沒有出現在group by子句中，但它出現在了select子句中，而且沒有被聚集
having子句
having子句中的謂詞在形成分組後才起作用，也就是針對group by子句構成的分組
找出教室平均工資超過42000美元的系
注意：任何出現在having子句中，但沒有被聚集的屬性必須出現在group by子句中，否則錯誤。
SQL語句的執行順序
from語句——where語句——group by語句——having語句——select語句
對空值和布爾值的聚集
除了count(*)外所有聚集函數都忽略輸入集合中的空集，空集的count運算值爲0。
嵌套子查詢
集合成員資格
連接詞in測試元組是否是集合中的成員
找出在2009年秋季和2010年春季學期同時開課的所有課程
括號中爲子查詢
集合的比較
some（至少）：至少比某一個大—— >some
<some <=some >=some >some =some <>some
=some 等價於in
≠some 不等價於not in
找出滿足下面條件的所有教師的姓名，她們的工資至少比Biology系某一個教師的工資要高
all（所有）：比所有的都大—— >all
<all <=all >=all >all =all <>all
=all 不等價於in
≠all 等價於not in
找出滿足下面條件的所有教師的姓名，她們的工資比Biology系每個教師的工資都高
空關係測試
exists結構可測試一個子查詢的結果中是否存在元組，非空時返回true值。
not exists結構測試子查詢結果中集中是否不存在元組
可以使用not exists結構模擬集合的【包含】操作：我們可以將“關係A包含關係B”寫成not exists（B except A）
請看下面例子：
找出選修了Biology系開設的所有課程的學生
重複元組存在性測試
unique結構，測試在一個子查詢的結果中是否存在重複元組，如果作爲參數的子查詢結果中沒有重複的元組，則返回true值
找出所有在2009年最多開設一次的課程
lateral關鍵詞
在from子句嵌套的子查詢中並不能使用來自from子句其他關係的相關變量，而from子句其他關係的相關變量可以使用嵌套的子查詢中的變量。
在from子句中的子查詢添加關鍵詞lateral作爲前綴，就可以訪問from子句中在它前面的表或子查詢中的屬性，例如
打印每位教師的姓名，以及他們的工資和所在系的平均工資
with子句
with子句提供定義臨時關係的方法，這個定義只對包含with子句的查詢有效
找出具有最大預算值的系
with子句定義了臨時關係max_budget，此關係在隨後的查詢馬上被使用了
數據庫的修改
刪除：只能刪除整個元組，而不能只刪除某些屬性上的值
插入：待插入元組的屬性值必須在相應屬性的域中，並且分量數必須是正確的，且元組屬性值的排列順序和關係模式中屬性排列的順序一致。
更新：在不改變整個元組的情況下改變其部分屬性的值
case結構
注：圖片均來自《數據庫系統概念》第6版——機械工業出版社