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Database System

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摘要

这是我在学习数据库系统时的memo，我不会系统的整理整个课程的笔记，但是会写下一些备忘和例子方便复习时使用

Relational Model

  • 关系的定义最基本是集合，集合是没有重复元素的

mutiset 是允许重复元素的

  • Union 中要求：

    • 两个集合的arity相同（same number of attributes）
    • attribute domains 是要compatible的，不是说完全相同，但是要类似

  • Rename：

    重命名中的E不一定是关系，也可以是表达式

  • Natural Join:

    没有增加表达能力但是简化了操作，可以用基本操作代替：

    • 笛卡尔积
    • 选择共同属性相同的部分
    • 投影

    还有一种left outer join \(\mathbin{⟕}\)，是笛卡尔积后选择，如果属性不同，就用null来填充

    同理还有right outer join \(\mathbin{⟖}\)，left outer join的镜像，以及full outer join \(\mathbin{⟗}\)，两个的并集：

  • Semijoin:

    用符号\(\ltimes\)表示，是natural join的子集，只保留natural join后左边关系中的属性，同理也有\(\rtimes\)，是right semijoin，保留右边关系中的属性：

  • Division:

    用符号\(\div\)表示，对\(r \div s\)，要求：

    • \(s\)是\(r\)的子集
    • \(s\)的属性是\(r\)属性的子集

    结果是包含\(s\)属性的对应\(r\)的元组：

    用处：

  • Multiset:

    多重集，允许重复元素（去除重复元素代价很大）这样就支持SQL中操作

Intro to SQL

  • interval:period of time

    • 用两个时间做差

  • create table 来个例子：

create table只是在定义一个schema，需要在后续的如insert操作中创建instance

  • Integrity Constrains
- foreign key

对于foreign key，要求在主键中存在，或者为null，但是如果一个操作导致foreign key指向的对象被删除，会有以下可选项：

- on delete cascade: 级联删除，将有关的全部删除（系没了学生也删掉）
- on delete set null: 设置为null（系没了学生还在但不知道系名）
- on delete restrict: 拒绝删除（系里有学生，系就不能删）
- on delete set default: 设置为默认值（系没了，学生还在，设置到默认的系中）

同样对于update，也就是被引用的对象的更新，也有on update+四个一样的选项，只是这里的级联是更新所有引用者的值
  • alter table

支持动态更改表的定义

  • group by
  • natural join

简化操作

  • 通配符

中文字符占位是两个字节，有可能出现前后两个字中间的部分被截断匹配的情况，因此中文建议完全匹配或者用 _ _ 来表示一个汉字

  • limit

用于控制返回的行数

select * from student limit 5;
==
select * from student 0, 5; /* offset, row_count*/
  • not exist的一个例子

Intermediate SQL

  • 连接表达式

连接条件之前的表达式中这样写：

select *
from a, b
where a.id = b.id

现在可以采用join using来写：

select *
from a join b using (id)
以及：join on

from a join b on a.id = b.id

虽然看上去on的作用可以被using和where代替，但是在使用outer join时，on可以起到作用

  • 使用outer join的一个例子：

通过outer join解决：保留左边关系中的没有课程的学生的ID，其余信息null

如果使用的是where：

也就是说outer join只是对结果关系进行的补充，而不是对参与连接的关系进行补充，因此在使用where（作用对象就是参与连接的关系）时，上述例子会出现根本找不到Snow这个学生的ID，where就会过滤掉Snow的信息

连接类型可以和连接条件组合使用：

  • 事务 trasaction

  • 完整性约束

  • 用户定义类型

create type dollars as numeric(12, 2) final; /*final 表示是最小的类型，不能被继承*/

create table sales (
    id integer,
    amount dollars
);
  • Domain 类型定义

domains与type相比可以添加约束，比如：

create domain dollars as numeric(12, 2) check (value >= 0);
  • Large Objects Types

图像、视频等大体积文件被存储为大对象类型

  • Authorization

角色是权限的集合

Advanced SQL

  • Procedure and Functions

Design and ER Model

  • Attribute

复合属性：对应的组件属性会紧放在复合属性的下方，并且开头有缩进

多值属性：被花括号包裹

派生属性：末尾有圆括号

  • Cardinality

用横线上的lh来表示全连接、单射

  • 关系集的主键

我们需要确保得到的关系是唯一的，因此需要通过选取一个或多个属性来确保唯一性，这个属性或属性集被称为关系集的主键

所以在多对一多对多等问题中，只需要思考怎么让关系集唯一即可

  • 三元关系中，不能使用超过一个箭头

原因就是在唯一性这里：

可以看到有两种结果

解决这个问题有两种方法：一种是将关系集转变成实体集，另一种是使用函数依赖

  • Weak Entity Set

我们在建立section和course之间的关系sec_course时，发现如果sec_course中保留了course_id，那么其实section中也有，这样就十分多余，如果不保留这个关系，那么section和course之间的关系就无法建立

我们将section中的course_id去掉，然后建立section和sec_course之间的关系，现在面临的问题是section不具有唯一性了，这时我们定义section为弱实体集，他的唯一性由两点因素决定：

  • identifying entity set：在标识性实体集中选择主键

+

  • discriminator：一些附加的用作区分的属性

然后连接强弱实体集的关系就被称为identifying relationship

  • Redundant Attributes

对于组成属性，直接写最小子项，中间项不保留：

对于多值属性，有一个特殊情况：

直接转换的话，得到的是两个关系集，一个是time_slot，一个是time_slot_detail，可以选择不要前者，但是这样就无法定义section的外键

  • Design Mistakes

assignment不能是一个数值，应该是多值的，有右边两种方式改正

Extended ER Feature

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