《SQL语言基础与应用》课件

《语言基础与应用》SQL欢迎来到《语言基础与应用》课程！本课程将全面介绍语言的SQL SQL核心概念、语法和应用场景，帮助您掌握数据库操作和管理的基本技能无论您是初学者还是希望提升技能的从业人员，本课程都将为您提供系统化的学习路径通过理论讲解与实践案例相结合的方式，我们将探索从基本的数据库概念到高级应用的完整知识体系，使您能够熟练运用语言解决实SQL SQL际问题课程介绍课程目标课程重要性本课程旨在帮助学生全面掌握数据数据库是计算机专业的核心基础课库系统的基本概念、原理及语程，也是信息技术应用的重要基SQL言的使用方法，使学生具备设计、础掌握数据库技术对于理解和开实现和管理关系型数据库的基本能发现代信息系统至关重要力教学特色本课程采用理论与实践相结合的教学方式，通过实际案例分析和动手操作，帮助学生将理论知识应用到实际问题中，提高解决实际问题的能力本课程适合计算机科学、数据科学、软件工程等专业的学生学习，也适合希望掌握数据库技术的从业人员进修通过系统学习，您将能够独立完成数据库设IT计、查询优化和管理等工作课程大纲概览数据库基础概念介绍数据库系统的基本概念、发展历史和架构，为后续学习奠定理论基础语言简介SQL了解语言的起源、发展和标准化过程，掌握不同数据库管理系统的特点SQL数据定义与操作学习、、和四大类语句，掌握数据库对象的创建和管理DDL DQL DML DCL SQL方法高级应用与设计探索高级特性及数据库设计方法论，培养实际应用和优化数据库的能力SQL本课程内容安排由浅入深，循序渐进，每个模块既相对独立又有机联系，使学生能够系统地建立数据库知识体系，并在实践中不断巩固和提升技能第一章数据库系统概述数据与数据库的概念探讨数据、数据库、数据库管理系统的基本概念及其关系，帮助学生建立对数据库领域的初步认识数据库系统的发展历史回顾数据库技术从文件系统到现代数据库的演变过程，了解技术发展的历史脉络和趋势数据库管理系统的功能DBMS分析的核心功能，包括数据定义、数据操作、数据控制和事务管理等方DBMS面的能力数据库系统的三级模式结构介绍数据库系统的外模式、概念模式和内模式构成的三级架构，以及它们之间的映射关系本章是理解整个数据库系统的基础，通过学习这些概念，学生将能够从宏观角度理解数据库系统的工作原理和组织结构，为后续深入学习语言奠定理论基础SQL数据与数据库概念数据库系统数据库与及相关人员和规程的集合DBMS数据库管理系统管理数据库的软件系统数据库长期存储在计算机中的有组织的数据集合数据描述事物的符号记录数据是对客观事物的符号化描述，可以经过处理转换为有用的信息数据库是按照一定的数据模型组织起来并存储在一起的相关数据的集合，它是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，是基础软件，也是一个系统软件它与操作系统共同管理数据库，向用户提供有效的访问手段，提高了数据的独立性、安全性、完整性和可恢复性数据库系统的发展历史年代文件系统11960数据以文件形式存储，应用程序直接访问物理文件，存在数据冗余、不一致和数据依赖问题2年代关系模型1970提出关系模型理论，奠定了现代数据库的理论基础，关系代E.F.Codd数和关系演算被提出年代商业化发展

31980、等商业关系型数据库系统相继推出，语言成为标Oracle DB2SQL准，数据库应用普及4年代分布式技术1990分布式数据库和客户端服务器架构兴起，对象关系数据库开始发展，/数据仓库技术成熟年至今大数据时代

52000、大数据技术兴起，云数据库服务流行，多模态数据库融合发NoSQL展数据库技术的发展历程反映了信息处理需求的变化和技术创新的进步从最初的文件系统到现代多样化的数据库解决方案，数据管理技术不断演进，为信息社会的发展提供了有力支撑关系数据库基本概念关系模型基本构成关系数据库以二维表格形式表示数据，由关系名和若干元组组成关系模型包括关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分表、行、列的概念在关系数据库中，表对应关系；行对应元组，表示一条完整记录；列对应属性，表示记录的一个特性一个关系数据库可以包含多个相互关联的表键与索引主键是唯一标识表中每一行的列或列组合；外键表示表之间的关联关系；索引用于提高查询效率这些结构共同保证了数据的有效组织和快速访问关系完整性规则包括实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性，确保数据库中数据的准确性、一致性和有效性，防止数据被破坏理解关系数据库的基本概念是掌握语言的前提关系模型以其简单、直观的特点，成为SQL最广泛使用的数据模型，也是大多数商业数据库系统的理论基础数据库系统的三级模式外模式用户视图最接近用户的一级，描述用户所看到和使用的数据库局部内容概念模式全局视图数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述内模式存储视图数据物理结构和存储方式的描述数据库系统的三级模式架构是由美国标准化组织提出的，旨在实现数据的物理独立性和逻辑独立性这种架构将数据库的ANSI/SPARC结构分为三个层次，通过两级映射关系（外模式概念模式映射和概念模式内模式映射）实现数据独立性//这种设计使得当数据库的物理存储结构改变时，只需调整概念模式内模式映射，而应用程序不受影响；当概念模式发生变化时，只需调/整外模式概念模式映射，确保应用程序的稳定性这大大提高了数据库系统的灵活性和可维护性/第二章语言介绍SQL的定义与发展历史SQL介绍语言的起源、定义及其在数据库领域的重要地位，追溯从最初开发到现代标SQL IBM准化的发展历程的标准化进程SQL探讨语言的国际标准化历程，从到的演进，以及各版本标准的SQL SQL-86SQL:2016主要特点和改进的四大功能分类SQL详细讲解语言的、、和四大功能分类，明确各类语句的用途和应SQL DDL DQLDML DCL用场景4常见数据库管理系统SQL比较、、、等主流数据库管理系统的特点、优MySQL Oracle SQL ServerPostgreSQL势和适用场景本章将帮助学生建立对语言的整体认识，了解其在数据库操作中的核心地位，为后续深入学SQL习各类语句打下基础通过比较不同数据库管理系统，学生还将能够根据具体需求选择合适SQL的数据库产品定义与特点SQL结构化查询语言声明式特性（是一种非过程化语言，用户只需指SQL StructuredQuery SQL）是专门用来与数据库通信的定做什么而不必指定怎么做用户描Language语言，用于管理关系数据库管理系统述所需的结果，而具体的执行过程由数它结合了数据定义、查询和操作的功据库系统决定，大大简化了编程难度能，是关系数据库的标准语言标准化与通用性作为国际标准语言，被几乎所有的关系型数据库所支持，具有良好的可移植性掌SQL握意味着可以在不同的数据库平台上工作，减少了学习成本SQL语言结合了关系代数和关系演算的特点，既可以集合操作方式访问数据，也支持一次一SQL记录的操作方式它不仅是一种查询语言，还包括数据定义、数据操纵和数据控制功能，是一个完整的数据库语言由于其简洁性和功能强大性，已成为数据库领域的通用语言，是数据库管理和开发人员SQL必须掌握的技能虽然各种数据库产品在实现上有所差异，但核心语法和概念是共通SQL的发展历史SQL年诞生11974-SEQUEL在项目中开发了（IBM SystemR SEQUELStructured English），这是的前身它最初设计用于操作和检索Query LanguageSQL的系统数据库中的数据IBM R2年标准1986-SQL-86美国国家标准协会发布了第一个标准，称为这ANSI SQL SQL-86一标准奠定了语言的基础，确立了其基本语法和功能SQL年31992-SQL-92SQL2这一版本大幅扩展了的功能，增加了许多特性，包括完整性约束、SQL外键、交叉连接等成为最广泛实现的标准版本SQL-92SQL4年1999-SQL:1999SQL3引入了递归查询、触发器、存储过程和一些面向对象的特性，使更SQL加强大和灵活这是向现代数据库语言转变的重要一步SQL年至今持续发展52003-增加了支持；引入了语句；SQL:2003XML SQL:2008TRUNCATE加强了时态数据支持；之后的版本继续增强功能，适应现SQL:2011代数据处理需求语言的发展反映了数据库技术的进步和应用需求的变化从最初的简单查询工具发展成为功能全面的数据库语言，不断吸收新技术和新理念，保持了强大的SQL SQL生命力和适应性的四大功能分类SQL数据定义语言DDL数据查询语言DQL用于定义数据库对象，如数据库、表、视图、索引用于从数据库中检索数据主要是语句及其SELECT等主要包括、、等语句，CREATE ALTERDROP各种复杂形式，是使用最频繁的语句类型SQL负责数据库结构的创建和维护查询数据•SELECT创建数据库对象•CREATE指定数据源•FROM修改数据库对象•ALTER设置查询条件•WHERE删除数据库对象•DROP数据控制语言数据操作语言DCL DML用于控制数据库的访问权限和安全性通过这些语句用于操作数据库中的数据，包括插入、更新和删除操可以授予或撤销用户对数据库对象的权限作这些操作直接影响数据库中存储的实际数据授予权限插入数据•GRANT•INSERT撤销权限更新数据•REVOKE•UPDATE事务控制删除数据•COMMIT/ROLLBACK•DELETE这四类语句涵盖了数据库管理的所有方面，从结构定义到数据操作，再到安全控制，构成了完整的数据库管理语言体系掌握这些分类及其主要语句，是SQL学习的核心内容SQL常见数据库管理系统SQLMySQL作为最流行的开源关系型数据库管理系统之一，以其高性能、可靠性和易用性著称它特别适合应用，是（）架构的重要组成部MySQL WebLAMP Linux,Apache,MySQL,PHP/Python/Perl分SQL Server微软开发的关系型数据库产品，与平台和其他微软产品集成度高提供了全面的商业智能和分析服务，适合企业级应用，特别是在环境中的应用开发Windows WindowsOracle数据库系统是市场领先的企业级数据库解决方案，以其强大的功能、高可靠性和可扩展性著称它支持大规模事务处理、数据仓库和混合工作负载，常用于大型企业应用Oracle除上述主流产品外，还有开源的以其强大的对象关系型特性和可扩展性受到欢迎；轻量级的适用于嵌入式系统和移动应用；的在大型企业和金融机构中广泛使用选择适合的数据库管理系统需要考虑应用需求、性能要求、成本因PostgreSQL SQLiteIBM DB2素和技术生态等多方面因素第三章数据定义语言DDL数据库的创建、修改和删除表的创建、修改和删除了解数据库实例的生命周期管理，掌握创学习表结构的定义和维护，包括创建新1建、修改和删除数据库的操作方法表、修改现有表结构和删除不需要的表约束条件数据类型掌握主键、外键、唯一性、检查和非空等探索支持的各种数据类型，包括数SQL约束的设置方法，确保数据完整性和一致值、字符串、日期时间等，及其在不同数性据库中的实现数据定义语言是中用于定义数据结构的一组命令，它们决定了数据如何存储、如何组织以及允许的数据类型本章将详细介绍DDL SQL的各个方面，通过实例演示如何使用这些命令来创建和管理数据库对象DDL掌握是建立良好数据库结构的基础，也是后续进行数据操作和管理的前提通过学习本章内容，您将能够设计合理的数据库模式，为DDL高效的数据处理奠定基础创建数据库基本语法语句是创建新数据库的基本命令其基本语法为CREATE DATABASECREATE该命令将在系统中创建一个新的空数据库，准备好接受表DATABASE database_name;和其他数据库对象的创建字符集与排序规则在创建数据库时，可以指定字符集和排序规则，这对于多语言环境尤为重要例如CREATE DATABASEschool_db CHARACTERSET utf8mb4COLLATE这确保数据库能正确存储和处理各种语言的文本utf8mb4_unicode_ci;实例演示以学生管理系统为例，我们可以创建一个名为的数据库student_management然后可以使用CREATE DATABASEstudent_management;USE命令将其设为当前操作的数据库student_management;创建数据库时需要考虑的因素包括命名规则、存储位置、初始大小、自动增长设置等不同的数据库管理系统可能有不同的扩展语法，如允许使用选项避免重复创建错MySQL IFNOT EXISTS误，而提供了更多关于文件组和日志文件的选项SQL Server在实际项目中，数据库创建通常是由数据库管理员或具有相应权限的开发人员执行的创DBA建完数据库后，下一步就是在其中创建表和其他数据库对象创建表字段名数据类型约束条件说明学生编号，主键student_id INTPRIMARY KEY学生姓名，不允许为空name VARCHAR50NOT NULL性别，限制为或gender CHAR1CHECK genderIN M,F MF出生日期birth_date DATE班级，外键class_id INTFOREIGN KEYID创建表是构建数据库的核心步骤语句用于定义表的结构，包括列名、数据类型、约束条件等基本语法为CREATE TABLECREATE TABLEtable_name column1datatypeconstraints,column2datatype constraints,...;在创建表时，需要仔细选择适当的数据类型，这直接影响到存储效率和查询性能同时，合理设置约束可以确保数据的完整性和一致性例如，为学生表创建主键可以防止重复记录，外键约束可以确保班级的有效性，约束可以防止缺失关键信息ID NOT NULL数据类型详解数值类型字符串类型日期时间类型标准整数类型，占字节固定长度字符串，最多仅日期，格式为•INT4•CHARn•DATE YYYY-MM-DD字符小范围整数，占字节255仅时间，格式为•SMALLINT2•TIME HH:MM:SS可变长度字符串，最大范围整数，占字节•VARCHARn日期和时间的组合•BIGINT8•DATETIME大长度为n浮点数类型时间戳，自动记录修•FLOAT/DOUBLE•TIMESTAMP大文本数据，最大可存储•TEXT改时间精确小数，为总位•DECIMALp,s p字符65,535数，为小数位s二进制大对象，用于存储图•BLOB片、音频等选择合适的数据类型对于数据库设计至关重要过大的数据类型会浪费存储空间，而过小的类型可能导致数据溢出例如，存储性别信息时可以使用，而存储可变长度的姓名则应使用CHAR1VARCHAR不同的数据库系统可能有些许不同的数据类型实现例如，提供和类型，而使用类型替代和MySQL ENUMSET OracleNUMBER INT了解这些差异有助于在不同平台间迁移数据库对于布尔值，有些数据库提供专门的类型，而有些则使用DECIMAL BOOLEAN或来模拟TINYINT1CHAR1约束条件主键约束PRIMARY KEY主键唯一标识表中的每一行，不允许重复或值每个表通常应该有一个主键例如NULL CREATETABLEstudents student_id INTPRIMARY KEY,name VARCHAR50;外键约束FOREIGN KEY外键建立表之间的关系，确保引用完整性例如FOREIGN KEYclass_id REFERENCES，这确保每个学生的班级都存在于班级表中classesclass_id ID唯一性约束UNIQUE确保列中的所有值都是唯一的，但允许值例如NULL CREATETABLE usersemail，确保每个用户的邮箱地址都是唯一的VARCHAR100UNIQUE检查约束CHECK限制列中可接受的值范围例如，确保年龄值必须大于或等于这种约束CHECK age=1818可以实现复杂的业务规则验证除了上述主要约束外，还有约束（确保列不接受值）和约束（为列指定默认NOT NULL NULL DEFAULT值）这些约束共同工作，确保数据库中存储的数据满足预定义的规则和条件，维护数据的完整性和一致性约束可以在创建表时定义，也可以通过语句后续添加在设计数据库时，合理使用约束不仅ALTER TABLE可以防止错误数据的输入，还能提高查询性能，特别是通过主键和索引的使用修改表结构添加列使用命令可以向现有表添加新ALTER TABLEtable_name ADDcolumn_name datatypeconstraints;列例如，这会为学生表添加一个唯ALTER TABLEstudents ADDemail VARCHAR100UNIQUE;一的电子邮件列修改列使用ALTER TABLEtable_name MODIFY/ALTER COLUMN column_name new_datatype可以修改列的数据类型或约束具体语法因数据库系统而异，如使用，而new_constraints;MySQL MODIFY使用SQL ServerALTER COLUMN删除列使用可以从表中删除不需要的列删除前ALTER TABLEtable_name DROPCOLUMNcolumn_name;应确认该列不被其他部分依赖，以免破坏数据完整性添加或删除约束可以使用添加或删除主键、外键、唯一性约束等例如ALTER TABLEALTER TABLEstudents ADD或CONSTRAINT pk_student PRIMARYKEY student_id;ALTER TABLEstudents DROPCONSTRAINTfk_class;修改表名通常使用或子句，如而修改列RENAME RENAMETO ALTERTABLE old_name RENAMETO new_name;名的方法在不同数据库系统中差异较大，如中使用关键字，中则需要通过存储过MySQL CHANGESQL Serversp_rename程在生产环境中修改表结构需要谨慎，特别是对于大型表，可能会锁定表并影响应用性能最佳实践是在非高峰时段进行这类操作，并确保有完整的备份和回滚计划删除数据库对象DROP DATABASEDROP TABLE完全删除数据库及其所有对象，包括表、删除指定的表及其所有数据语法视图、存储过程等语法DROP DROPTABLE[IF EXISTS]如果该表被其他表的外键引DATABASE[IF EXISTS]table_name;这是一个不可逆操作，用，可能会导致错误，除非使用database_name;执行前应确保有备份或确实不再需要该数选项（在支持的数据库系统CASCADE据库中）TRUNCATE TABLE删除表中的所有数据但保留表结构语法与TRUNCATE TABLEtable_name;不同，通常不可回滚，执行速度更快，且会重置自增计数器DELETE TRUNCATE与的主要区别在于是操作，可以带子句有选择地DELETE TRUNCATEDELETE DMLWHERE删除数据，会被记录到事务日志；而是操作，只能删除全表数据，记录较少的TRUNCATE DDL日志信息，执行效率更高对于大量数据的删除，通常是更好的选择TRUNCATE在实际应用中，应该建立完善的数据库对象管理策略，包括命名规范、版本控制和变更管理流程删除操作前应考虑对象之间的依赖关系，确保操作不会意外破坏数据完整性对于重要的生产数据库，最佳实践是限制权限，并使用审计日志记录所有结构变更操作DROP第四章数据查询语言DQL语句基础SELECT1掌握的基本语法和用法，包括列选择、别名、去重等SELECT条件查询WHERE学习数据过滤技术，使用比较、逻辑运算符和特殊操作符排序和分组通过和组织和汇总查询结果ORDER BY GROUP BY高级查询技术掌握连接查询、子查询等复杂查询方法数据查询语言是中最常用的部分，主要通过语句从数据库中检索数据本章将系统介绍从基本查询到复杂多表查询的各种技术，帮助学生掌握灵DQL SQL SELECT活查询数据的能力高效的查询能力是数据库应用开发的核心技能通过学习本章内容，学生将能够根据业务需求编写精确、高效的查询语句，从海量数据中提取有价值的信息随着查询复杂度的增加，我们还将探讨查询优化的基本原则和技巧语句基础SELECT基本语法列选择与别名语句的基本形式是可以为列指定别名使结果更易读SELECT SELECT column1,column2,...FROM SELECT student_id ASID,这将从指定表中选择指定的列如果要选择所有列，可以使用通别名使用关键字，也可以省table_name;student_name ASName FROM students;AS配符略直接写别名SELECT*FROM table_name;AS去重与限制表达式与函数使用关键字可以过滤重复值语句中可以包含计算表达式和函数DISTINCT SELECTDISTINCT departmentSELECT SELECT name,birth_year,而子句（）或（）可以限常用函FROM employees;LIMIT MySQLTOP SQL Server YEARCURRENT_DATE-birth_year ASage FROM students;制返回的行数数包括字符串、数学和日期函数语句是中最常用的命令，也是学习的起点虽然基本语法简单，但通过与其他子句和功能的组合，它可以构建极其复杂和强大的查询在实际应用中，应避免使SELECT SQLSQL用，而是明确指定需要的列，这有助于提高查询效率和减少网络传输SELECT*在编写语句时，需要注意列名冲突问题，特别是在涉及多表查询时使用表前缀（如）或别名可以解决这类问题另外，合理利用函数和表达式可以在SELECT students.name数据库层面完成许多数据处理工作，减轻应用程序的负担条件查询WHERE比较运算符逻辑运算符特殊操作符用于比较值与值之间的关系，包括用于组合多个条件范围查询，•BETWEEN WHERE ageBETWEEN18AND30等于（）两条件都为真，•=WHERE age=20•AND WHEREage多值匹配，北京•IN WHERE city IN大于（）18AND gender=F•WHERE salary5000上海广州,,任一条件为真，小于（）•OR WHEREdept=•WHERE price100模式匹配，•LIKE WHERE name LIKEITOR dept=HR大于等于（）•=WHERE score=60张%条件取反，•NOT WHERENOT status小于等于（）•=WHERE quantity空值查询，•IS NULLWHERE phone=deleted=50IS NULL不等于（或）优先级高于，可使用括号改变优先•!=WHERE statusAND OR级inactive操作符中的通配符包括（匹配任意多个字符）和（匹配单个字符）例如，匹配以开头的任意字符串，王匹配第二个字是王的任LIKE%_A%A_%意字符串通配符搜索可能会影响性能，特别是在大型表上使用前缀通配符（如张）时%子句是查询优化的关键点之一好的条件设计可以减少需要处理的数据量，提高查询效率在编写复杂查询时，应考虑条件的顺序和WHERE SQL索引的使用情况，将可能过滤掉大量记录的条件放在前面，并尽量使用能够利用索引的条件形式常用查询实例查询目的语句SQL查询指定条件的学生SELECT*FROM students WHERE gender=M ANDage20;范围查询SELECT name,score FROM students WHERE score BETWEEN80AND90;模糊查询张SELECT*FROM students WHEREnameLIKE%;多条件组合电子家电SELECT*FROM productsWHERE category=OR category=ANDprice2000;值查询NULL SELECT*FROM customersWHERE phoneIS NULL;在实际应用中，查询条件常常需要根据具体业务需求进行组合例如，在学生管理系统中，可能需要查询年龄在到岁之间，且来自北京或上海，平均成绩大于分的学生这种复杂查182285询可以通过组合、和括号来实现北京上海AND ORSELECT*FROM studentsWHEREageBETWEEN18AND22AND city=OR city=AND avg_score85;对于频繁执行的查询，可以创建视图或存储过程来简化操作对于大表查询，应注意性能问题，可能需要通过添加索引、拆分复杂查询或使用临时表等方法来优化在开发过程中，建议先在小数据集上测试和验证查询语句，确保结果符合预期后再应用到生产环境排序查询基本排序语法多列排序子句用于按一个或多个列对结果集进行排序基本语法是可以按多个列进行排序，前面列的优先级高于后面的列ORDER BYSELECT*FROM这会先按班级升序排SELECT column1,column2FROM table_name ORDER BY column1students ORDER BY class_id ASC,score DESC;ID其中表示升序（默认），表示降序序，相同班级内再按分数降序排序[ASC|DESC];ASC DESC使用表达式排序值处理NULL可以按计算结果排序值在排序中的处理方式因数据库而异，通常被视为最小值（在升序SELECT name,math,english,math+english NULLNULL也可以直接使用表达排序中最先出现）可以使用或（在支持的数据AS totalFROM studentsORDER BYtotal DESC;NULLS FIRSTNULLS LAST式库中）明确指定值的位置ORDER BYmath+english DESCNULL排序是数据展示中的常见需求，特别是在报表和用户界面中虽然也可以在应用程序中进行排序，但在数据库中排序通常更高效，特别是当结果集很大或需要分页显示时使用的查询可能会消耗更多资源，特别是在处理大量数据时，因此需要评估性能影响ORDER BY在实际应用中，可以结合（）或（）子句实现取前名的功能，如获取成LIMIT MySQLTOP SQLServerNSELECT*FROM studentsORDER BY score DESCLIMIT10;绩最高的名学生排序列上的索引可以显著提高的性能，特别是对于大表10ORDERBY分组查询基础GROUP BY聚合函数子句将结果集分组，通常与聚合函数GROUP BY常用的聚合函数包括计数、求COUNT SUM一起使用基本语法SELECT column1,和、平均值、最大值、最小AVG MAXMINaggregate_functioncolumn2FROM值这些函数对每个分组的数据进行计算table_name GROUP BY column1;过滤HAVINGWITH ROLLUP子句用于过滤分组结果，类似于HAVING修饰符可以生成分组的小计和总WITH ROLLUP但作用于分组后的结果WHERE SELECT计行SELECT dept,job,COUNT*FROMdept,AVGsalary FROM employeesemployees GROUP BY dept,job WITHGROUP BY deptHAVING AVGsalaryROLLUP;5000;是数据分析和报表生成的强大工具它可以与多列一起使用，创建层次化分组例如，GROUP BYSELECT year,month,product,SUMsales FROMorders将按年、月、产品三个层次分组显示销售总额GROUP BYyear,month,product;在使用时需要注意，中的非聚合列必须出现在子句中，否则会导致语法错误或不确定的结果此外，与GROUP BYSELECT GROUPBY GROUPBY ORDERBY的结合使用可以控制分组结果的显示顺序，如会按部门人数从SELECT dept,COUNT*FROM employees GROUPBY dept ORDERBY COUNT*DESC;多到少排序连接查询内连接左外连接右外连接INNER JOINLEFT JOINRIGHT JOIN返回两表中满足连接条件的行当一个表中的记录在另返回左表中的所有行，即使右表中没有匹配的行如果与左连接类似，但保留右表的所有行在功能上与左连一个表中没有匹配记录时，该记录不会出现在结果中右表没有匹配行，则结果中右表的列将包含适接相同，只是表的角色互换在实践中，左连接更为常NULL语法用于需要保留主表所有记录的情况用，可以通过调整表顺序来实现右连接的效果SELECT*FROM table1INNER JOINtable2ON table

1.column=table

2.column;除了上述连接类型外，全外连接返回左表和右表中的所有行，无论是否有匹配行；交叉连接生成两个表的笛卡尔积，结果行数是两表行数的FULL JOINCROSS JOIN乘积；自连接是表与自身的连接，常用于处理层次关系数据Self-Join连接操作是关系数据库的核心功能，允许从多个表中检索相关数据在实际应用中，复杂查询可能涉及多表连接，如SELECT s.name,c.class_name,sc.score FROM连接查询的性能与表大小、连接条件和索引设计密切相students sJOIN student_course scON s.id=sc.student_id JOINcourses cON sc.course_id=c.id;关，需要特别关注优化子查询子查询类型子查询位置单行子查询返回单一值，可用于比较操作符子句中•=,,•WHERE SELECT*FROM students等WHERE class_id IN SELECT id FROM classes高三多行子查询返回多行单列，需要使用WHERE grade=•IN,ANY,等操作符子句中ALL•FROM SELECTt.dept,t.avg_sal相关子查询内部查询引用外部查询的列，每处理FROM SELECTdept,AVGsalary AS•外部查询的一行都会执行一次内部查询avg_sal FROM employeesGROUPBYdeptt子句中•SELECT SELECTname,SELECTclass_name FROMclasses cWHEREc.id=s.class_id ASclass FROMstudents s子查询操作符匹配集合中的任意值•IN/NOT IN检查子查询是否返回任何行•EXISTS/NOT EXISTS与子查询返回的任一值比较•ANY/SOME与子查询返回的所有值比较•ALL子查询是强大的功能之一，允许将一个查询的结果用于另一个查询它们可以用来解决复杂的数据查询需求，例如查找部SQL门平均工资高于公司平均工资的所有员工SELECT*FROM employeesWHERE department_id INSELECTdepartment_idFROMdepartments WHERESELECT AVGsalaryFROM employeese WHEREe.department_id=departments.idSELECT AVGsalaryFROMemployees子查询的性能问题需要注意，特别是相关子查询可能导致性能下降，因为它们对外部查询的每一行都会执行一次在某些情况下，可以使用连接查询替代子查询以提高性能现代数据库系统通常会对子查询进行优化，但编写高效的子查询仍需要理解查询执行计划和索引使用复杂查询案例以下是一些复杂查询的示例和解析求平均分最高的学生信息可以使用子查询或窗口函数实现SELECT*FROMstudentsWHERE average_score查询每个班级的前三名学生可以使用窗口函数=SELECT MAXaverage_score FROMstudents;SELECT*FROM SELECTname,class_id,score,DENSE_RANK OVERPARTITION BYclass_id ORDERBYscoreDESC ASrank FROMstudents tWHERE rank=3;查询选修所有课程的学生需要比较选课数量SELECTs.*FROMstudentssWHERESELECT COUNT*FROMstudent_course scWHERE窗口函数如提供了强大的排名功sc.student_id=s.id=SELECT COUNT*FROM courses;ROW_NUMBER,RANK,DENSE_RANK能，无需使用复杂的自连接或子查询对于多表复杂查询，应注意表连接顺序和条件设计，可能需要通过临时表或来CTECommon TableExpression简化结构第五章数据操作语言DML事务处理数据删除DELETE了解事务的概念和特性，学习如何ACID数据更新UPDATE学习从表中删除数据的方法，包括条件删使用事务确保数据的一致性，掌握事务控数据插入INSERT掌握修改现有数据的语法和技术，包括条除和关联删除，理解与制语句的使用方法和事务隔离级别的设DELETE学习如何向数据库表中添加新数据，包括件更新和批量更新，了解如何安全地进行的区别，掌握安全删除策置TRUNCATE单行插入、多行插入以及从其他表插入数数据更新操作，避免意外修改略据的方法，掌握处理默认值和空值的技巧数据操作语言是用于对数据库中的数据进行操作的语句集合，主要包括、和语句这些操作直接影响数据库中存储的数据，而不是数据库DML SQLINSERT UPDATEDELETE结构本章将系统介绍语句的语法和使用方法，帮助学生掌握数据操作的基本技能DML操作通常与事务管理结合使用，以确保数据的完整性和一致性通过本章学习，学生将了解如何安全、高效地管理数据库中的数据，以及如何在出现问题时恢复数据，这是DML数据库应用开发和管理的重要技能数据插入单行数据插入最基本的语法用于插入单行数据INSERT INSERT INTO table_name column1,column2,...列名可以省略，此时必须为表中所有列提供值，且顺序与表定义一VALUES value1,value2,...;致多行数据插入可以在一条语句中插入多行数据，提高效率INSERTINTOstudents name,age,class张三一班李四二班王五一班这种方式比多次执行单行插VALUES,18,,,19,,,20,;入更高效从其他表插入数据可以使用语法从其他表中选择数据并插入INSERT...SELECT INSERTINTO target_table col1,这对于数据迁移和复制非常col2SELECTcol1,col2FROM source_table WHERE condition;有用特殊值处理插入值可以显式使用关键字或省略该列；插入值明确使用关键DEFAULT DEFAULTNULLNULL字（如果列允许）；插入自动递增值通常省略自增列或使用NULL/DEFAULT在插入数据时，系统会检查各种约束条件，如、、和外键约束等如果插入的NOTNULLUNIQUE CHECK数据违反了这些约束，操作将失败并返回错误因此，确保插入的数据符合表的约束条件是很重要的对于大量数据的批量插入，可以考虑使用数据库系统提供的批量导入工具，如的MySQL LOADDATA或的，这些方法通常比标准语句更高效在处理用户输入数据INFILE SQLServer BULKINSERT INSERT时，应使用参数化查询或预处理语句，防止注入攻击SQL数据更新基本语法高级更新技术安全更新实践的基本语法是可以使用表达式和函数进行更新为防止意外更新，建议采取以下措施UPDATE UPDATEtable_name SETcolumn1=value1,先使用测试条件，确认影•UPDATE productsSET price=price*•SELECT WHEREcolumn2=value2,...WHEREcondition;电子响的记录

1.1WHERE category=;例如UPDATE studentsSET grade=A在事务中执行更新，出错可回滚•UPDATE employeesSET bonus=•WHEREscore=90;salary*

0.2WHERE performance=使用限制子句（如）控制影响范围•LIMITexcellent;如果省略子句，将更新表中的所有行，保持更新前的数据备份WHERE可以使用子查询确定更新值•这通常不是预期行为，需要谨慎•UPDATE ordersSET status=shippedWHERE idINSELECTorder_id FROMshipmentsWHERE ship_date=CURRENT_DATE;更新多表数据的语法因数据库系统而异在中，可以使用语法MySQL JOINUPDATE table1t1JOIN table2t2ON t

1.id=t

2.id SETt

1.col=而在中，可以使用或嵌套子查询实现类似功能t

2.col WHEREcondition;SQLServerCTE在高并发环境中，需要注意更新操作可能导致的锁定和阻塞问题合理设计事务大小和更新策略可以减少这些问题对于大规模数据更新，可能需要考虑分批更新或使用特殊工具，以减少对系统性能的影响最后，记录和日志记录对于跟踪重要数据的变更历史非常重要，可以通过触发器或审计表实现数据删除基本删除语句的基本语法例如DELETE DELETE FROM table_name WHEREcondition;如同，省略DELETEFROMstudentsWHEREstatus=withdrawn;UPDATE WHERE子句将删除表中所有行，需谨慎操作关联删除在支持的数据库中，可以基于连接条件删除数据语法MySQL DELETEt1FROM table1这允许基于相关表t1JOIN table2t2ON t

1.id=t

2.id WHEREt

2.status=invalid;中的条件删除数据安全删除为确保安全删除先使用验证要删除的记录；在事务中执行删除操作；考虑软删除SELECT（更新状态标志而非物理删除）；保留删除日志或审计跟踪；使用限制条件如控制删除LIMIT范围与的主要区别是操作，可指定条件删除，会触发触发器，被记录到事DELETE TRUNCATEDELETE DML务日志，可以回滚；是操作，只能删除整表数据，不触发触发器，记录的日志较少，通常不TRUNCATE DDL能回滚对于需要清空表的操作，通常更高效TRUNCATE在设计数据库应用时，应考虑删除策略对于重要数据，软删除通常是更安全的选择不直接删除记录，而是设置一个标志字段（如）来标记记录已删除这样可以保留历史数据，且在需要时可以恢复is_deleted=1记录对于有外键关系的表，需要特别注意级联删除的设置，确保数据完整性不被破坏事务处理事务的特性ACID原子性、一致性、隔离性、持久性的基础事务控制语句开始、提交、回滚事务的操作事务隔离级别控制并发事务之间的相互影响保存点在事务中设立检查点以部分回滚事务是数据库操作的逻辑单位，它将一组相关的数据库操作视为一个整体事务的特性确保了数据库的一致性和可靠性原子性保证事务中的所有操作要么全ACID Atomicity部完成，要么全部不完成；一致性确保事务将数据库从一个一致状态转变为另一个一致状态；隔离性使得并发事务之间不会相互影响；持久性Consistency Isolation保证一旦事务提交，结果将永久保存Durability事务控制语句包括或开始事务；提交事务，使修改永久化；回滚事务，撤销未提交的修改可以使用设置START TRANSACTIONBEGIN COMMITROLLBACK SAVEPOINT事务内的保存点，并使用回滚到特定保存点事务隔离级别决定了一个事务可见的数据修改程度，从低到高依次为读未提交ROLLBACK TOSAVEPOINT READ、读已提交、可重复读和串行化隔离级别越高，数据一致性越好，但并发性能可能下UNCOMMITTED READCOMMITTED REPEATABLEREAD SERIALIZABLE降第六章数据控制语言DCL用户管理权限控制学习如何创建、修改和删除数据库用户，了解用户身份验证和安全策略管深入理解数据库权限系统，包括对象级权限和系统级权限，学习如何使用理的方法，掌握不同数据库系统中的用户管理命令和最佳实践和语句分配和撤销权限，掌握权限检查和管理技术GRANT REVOKE角色管理安全性设计探索基于角色的访问控制模型，学习创建和管理角色，为角色分了解数据库安全设计原则，包括最小权限原则、职责分离和防御纵深策RBAC配权限，以及将用户分配给适当的角色，简化权限管理流程略，学习如何应用这些原则来保护数据库免受未授权访问和安全威胁数据控制语言是的一个重要组成部分，主要用于控制数据库对象的访问权限和安全性在多用户环境中，合理的权限控制对于保护数据的机密性、完整性DCLSQL和可用性至关重要本章将介绍数据库安全管理的核心概念和技术，帮助学生建立安全意识并掌握权限管理的基本技能随着数据安全和隐私保护要求的提高，数据库安全管理变得越来越重要通过学习本章内容，学生将了解如何在保证应用功能的同时，实施必要的安全控制措施，降低数据泄露和未授权访问的风险这些知识对于数据库管理员和负责数据安全的开发人员尤为重要用户管理创建用户修改用户使用语句创建新数据库用户使用语句修改现有用户的属性，CREATE USERALTER USER基本语法如密码、过期策略等例如CREATE USERALTER USERusername@host IDENTIFIEDBY john@localhost IDENTIFIEDBY其中指定允许用户连接的主修改密码，或password;host new_password;ALTER USER机，可以是具体、主机名或通配符表示任IP%john@localhost WITH何主机例如设置资源CREATE USERMAX_QUERIES_PER_HOUR100;限制（在支持的数据库中）john@localhost IDENTIFIEDBYsecure_pwd123;删除用户使用语句删除不再需要的用户账户语法删除用户DROP USERDROP USERusername@host;前应确保已转移或撤销其所有权限，以防止孤立的权限记录例如DROP USERtemp_user@%;密码安全策略是用户管理的重要方面许多数据库系统提供密码复杂性、过期和历史策略设置例如，可以要求密码包含大小写字母、数字和特殊字符，定期更换密码，并防止重复使用旧密码在中，可以MySQL

8.0使用插件来强制执行这些策略validate_password用户安全管理的最佳实践包括定期审计用户账户和权限；遵循最小权限原则，只授予用户执行工作所需的最低权限；为应用程序使用专用账户，而非使用管理员账户；在用户离职或角色变更时及时调整权限；使用强密码并定期更新；考虑使用双因素认证等高级安全措施；记录和监控用户活动，尤其是特权用户的操作权限控制授予权限GRANT撤销权限REVOKE使用语句赋予用户特定权限基本语法GRANT使用语句撤销之前授予的权限基本语法GRANT privilege_type[column_list]ON REVOKEdatabase.object TOusername@host[WITH REVOKEprivilege_type ONdatabase.object FROM允许用户GRANT OPTION];WITH GRANTOPTION username@host;将其拥有的权限授予其他用户撤销特定权限•REVOKE INSERT ON•授予表权限GRANT SELECT,INSERTON1school.grades FROMassistant@%;school.students TOteacher@localhost;撤销所有权限•REVOKE ALLPRIVILEGES ON授予所有权限•GRANT ALLPRIVILEGES ON*.*FROM temp@localhost;school.*TO admin@localhost;查看权限权限类型可以使用多种方法查看权限信息数据库系统提供多种级别的权限控制显示对象级权限针对表、视图、存储过程等对象的操作•SHOW GRANTSFOR username@host;•用户的权限权限查询系统表或视图，如的列级权限控制对特定表列的访问•MySQL•information_schema.user_privileges系统级权限影响整个数据库系统的操作，如创建用•数据库管理工具提供的图形界面户、管理表空间等•在实施权限控制时，最小权限原则是一个核心准则，即只授予用户完成其工作所需的最小权限集这有助于减少潜在的安全风险和意外操作造成Principle ofLeast Privilege的数据损坏角色管理角色的概念角色操作角色管理最佳实践角色是权限的命名集合，可以分配给多个用户它创建角色基于职责创建角色，反映业务功能•CREATE ROLEteacher_role;•简化了权限管理，通过将用户与业务职能分离，减为角色授权实施角色层次结构，支持权限继承•GRANT SELECT,UPDATE•少直接权限分配的复杂性基于角色的访问控制ON school.grades TOteacher_role;定期审核角色定义和分配•模型是现代数据库安全设计的核心组成部RBAC将角色分配给用户•GRANT teacher_role遵循职责分离原则，防止权限过度集中分•TO john@localhost;记录角色设计决策和权限分配理由•激活角色•SET ROLEteacher_role;MySQL

8.0+撤销角色•REVOKE teacher_role FROMjohn@localhost;删除角色•DROP ROLEteacher_role;不同数据库系统对角色支持的程度和实现方式各不相同和长期以来提供了强大的角色功能，而在版本才引入正式的角色支持在较OracleSQLServer MySQL

8.0旧的版本中，通常使用用户组或权限模板来模拟角色功能MySQL基于角色的访问控制带来了几个关键优势简化了权限管理，减少了出错可能性；支持企业组织结构的变化，用户更换岗位只需调整角色分配；提高了安全审计的效率，可以基于角色而非个别权限进行审查；便于实施职责分离，防止单个用户获得过多权限在大型组织中，角色通常与身份管理系统和目录服务（如或LDAP）集成，实现集中化的用户和角色管理Active Directory第七章高级应用SQL存储过程学习创建和使用存储过程，掌握参数定义、变量处理和流程控制语句，了解存储过程在提高代码重用性和安全性方面的优势触发器探索数据库触发器的概念和应用场景，掌握不同类型触发器的创建方法，学习如何利用触发器实现数据验证、审计和自动维护功能视图了解视图的概念、类型和优势，学习创建简单和复杂视图的技术，掌握视图在简化查询、增强安全性和提供数据抽象方面的应用索引与函数深入学习索引的原理和类型，掌握索引创建和维护策略，了解自定义函数的开发和应用，提高数据库性能和功能扩展能力本章将探讨的高级特性和编程能力，这些功能使数据库从简单的数据存储系统转变为强大的数据处理平台通SQL过这些高级特性，开发人员可以将更多的业务逻辑放入数据库层，提高应用性能、安全性和可维护性高级功能在企业级应用中尤为重要，它们能够处理复杂的业务规则，自动化常见操作，并提供更好的数据控制SQL和访问机制虽然不同数据库系统在这些特性的实现上有所差异，但基本概念和应用模式是共通的掌握这些高级特性将大大提升学生的数据库应用开发能力存储过程存储过程概念与优势创建和调用语法存储过程是预编译的语句集合，可以接受参创建存储过程的基本语法SQL CREATE数、执行操作并返回结果主要优势包括提高执PROCEDURE procedure_name行效率（预编译和执行计划缓存）；减少网络流量语句调[parameters]BEGIN--SQL END;（只传输调用而非完整）；增强安全性（通过用存储过程SQL CALL权限控制访问）；实现代码重用和模块化；封装业删除存储过procedure_name[arguments];务逻辑，简化应用开发程DROP PROCEDURE[IF EXISTS]参数可以包含输入、输出procedure_name;IN和输入输出参数OUT/INOUT存储过程编程存储过程中可以使用变量（）、条件语句（DECLARE var_name type[DEFAULT value];IF-THEN-、）、循环结构（、、）和游标操作还可以使用异常处理ELSE CASEWHILE REPEATLOOP（）捕获和处理执行过程中的错误这些功能使存储过程能够实现复杂的数据处理逻辑HANDLER以下是一个计算学生平均成绩的存储过程示例CREATE PROCEDUREcalc_student_avgIN student_id INT,OUT avg_score DECIMAL5,2BEGINSELECT AVGscoreINTO avg_score FROMstudent_scores WHEREstudent_id=student_id;END;存储过程在不同数据库系统中的实现有所差异使用定义过程体，而使用MySQL BEGIN...END Oracle允许使用进行更复杂的编程在实际应用中，应根据系统需求和性能AS/IS...BEGIN...END SQLServer T-SQL考虑决定业务逻辑放在存储过程中还是应用层过度依赖存储过程可能导致数据库层负担过重，而过少使用则可能丧失其带来的性能和安全优势触发器触发器概念触发器是在数据库表上执行、或操作时自动触发执行的特殊存储过程触发器可以在数据INSERT UPDATEDELETE修改前或修改后触发，用于实施复杂的业务规则、数据验证、审计日志记录等功能BEFORE AFTER创建触发器基本语法CREATE TRIGGERtrigger_name{BEFORE|AFTER}{INSERT|UPDATE|DELETE}ON其中包含要执行的语句在中，如果需table_name FOR EACH ROW[trigger_body]trigger_body SQL MySQL要使用多条语句，需要用包围，并可能需要修改分隔符BEGIN...END触发器应用触发器的常见应用场景包括数据完整性验证（超出约束机制的复杂规则）；自动更新相关表（如更新主表时同步更新从表）；记录数据变更历史（创建审计跟踪）；计算衍生值（如更新商品时重新计算库存总价值）注意事项使用触发器时需要注意可能影响性能，特别是在高频更新的表上；可能导致复杂的依赖关系，使数据库设计难以理解和维护；可能引起递归触发问题（触发器执行的操作又触发其他触发器）；不同数据库系统对触发器的支持和语法有差异在触发器中，可以使用和关键字（或在某些数据库中为和）引用触发操作前后的记录值例如，在OLD NEW:OLD:NEW UPDATE触发器中，引用更新前的值，引用更新后的值这使得触发器可以根据变更前后的数据状OLD.column_name NEW.column_name态做出响应下面是一个审计日志触发器示例CREATE TRIGGERafter_employee_update AFTERUPDATE ONemployees FOR EACHROW INSERTINTO employee_audit employee_id,field_changed,old_value,new_value,change_date VALUES这将在员工薪资更新时，自动记录变更历史触发器是强大的工具，但应NEW.id,salary,OLD.salary,NEW.salary,NOW;谨慎使用，确保它们不会导致性能问题或系统复杂性增加视图视图的概念与优势视图是基于一个或多个表的虚拟表，本身不存储数据，而是存储查询定义视图的主要优势包括简化复杂查询；提供数据独立性和抽象；实现行列级安全控制；支持向后兼容；减少应用代码中的复杂性SQL创建与管理视图创建视图的基本语法CREATE[OR REPLACE]VIEW view_name ASSELECT_statement[WITH CHECK修改现有视图删除视图OPTION];ALTER VIEWview_name ASnew_SELECT_statement;DROP VIEW确保通过视图进行的修改符合视图定义的条件[IF EXISTS]view_name;WITH CHECKOPTION视图类型简单视图基于单个表，不包含函数、分组或，通常可更新；复杂视图基于多个表、包含函数、DISTINCT GROUP或，通常只读；物化视图部分数据库支持存储查询结果的实体视图，可提高性能但需要维护和刷新策BY DISTINCT略视图的限制可更新视图的限制包括不能包含、、或窗口函数；不能包含子查询在或GROUPBYHAVING DISTINCTSELECT中；不能使用、或；基表中使用的所有列必须在视图中可见；某些函数和表达式WHERE UNIONINTERSECT MINUS可能使视图不可更新视图在数据安全中发挥重要作用，可以限制用户只看到和修改他们有权限访问的数据例如，创建一个只包含特定部门员工信息的视图CREATE VIEWhr_department_staff ASSELECT id,name,position,hire_date FROMemployees，然后只授予部门用户访问该视图的权限，而非整个员工表WHERE department=HR;HR在实际应用中，视图可以用于多种场景创建统一的数据接口，隐藏底层表结构的复杂性；限制对敏感字段的访问，如个人身份信息或薪资数据；提供特定业务视角的数据，如销售汇总、客户画像等；简化报表和分析查询，预先计算常用的统计数据视图的使用应权衡其带来的抽象和灵活性与可能的性能影响索引索引类型索引概念主要索引类型包括索引（最常用，适合等B-tree索引是数据库中用于提高查询性能的数据结构，类值、范围查询）；哈希索引（仅适合等值查询，速似于书的目录它存储指定列的值及其对应的行位度极快）；全文索引（用于文本搜索）；空间索引置，允许数据库系统快速定位满足条件的记录，而2（用于地理数据）；前缀索引（索引字符串的前个N无需扫描整个表字符）索引操作索引优化创建索引CREATE INDEX index_name ON索引优化策略包括为、、WHERE JOIN ORDER创建唯一table_name column1,column2,...;和中使用的列创建索引；考虑列的BYGROUPBY索引CREATE UNIQUEINDEXindex_name选择性和数据分布；避免在频繁更新的列上建立过删除索引ON table_name column1,...;多索引；定期分析和重建索引；监控索引使用情DROP INDEXindex_name ONtable_name;况；利用复合索引的最左前缀原则（语法可能因数据库系统而异）索引虽然提高了查询性能，但也带来了一些开销增加了存储空间需求；降低了写操作（、、）的性能，因为每次数据变更都需要更新相关索INSERT UPDATEDELETE引；增加了数据库维护的复杂性因此，索引设计需要在查询性能和写入性能之间找到平衡索引的使用是查询优化的关键因素通过命令可以分析查询计划，了解索引的使用情况例如，EXPLAIN EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHERE数据库系统会显示是否使用了索引，使用了哪个索引，以及扫描的行数估计等信息根据这些信息，可以调整索引设计或查department=IT ANDsalary5000;询语句，以提高性能不同的数据库系统提供各种索引统计和监控工具，帮助管理员识别未使用的索引或可能受益于新索引的查询自定义函数函数基础函数类型创建函数自定义函数是用户创建的存储在数据库中标量函数返回单一值，如数字或字符串基本语法UDF•CREATE FUNCTION的子程序，接受输入参数并返回单一值与存储表值函数返回表格结果集function_name[parameters]RETURNS•过程不同，函数必须返回值，且主要用于计算而return_type[characteristics]BEGIN--聚合函数对一组值执行计算并返回单一结果•非执行操作函数可以被嵌入到语句中，提SQL functionbody RETURNvalue;END;高代码重用性和维护性不同数据库系统对函数类型的支持和命名各不相函数特性可能包括（相同输DETERMINISTIC同入总是产生相同输出）；CONTAINSSQL/READS SQLDATA/MODIFIES SQL（函数的操作类型）；DATA SQLSQL（执行权限控SECURITY INVOKER/DEFINER制）以下是一个计算员工年龄的标量函数示例CREATE FUNCTIONcalculate_agebirth_date DATERETURNS INTDETERMINISTIC BEGIN这个函数可以在查询中RETURN YEARCURRENT_DATE-YEARbirth_date-RIGHTCURRENT_DATE,5RIGHTbirth_date,5;END;使用SELECTname,calculate_agebirth_date ASage FROMemployees;自定义函数在复杂数据处理中非常有用，特别是对于频繁使用的计算逻辑它们可以实现数据库系统内置函数无法直接提供的业务计算，如特定的财务计算、自定义排名算法或复杂的文本处理在使用自定义函数时，需要考虑性能影响，特别是在大型数据集上函数可能阻止查询优化器使用某些优化策略，如索引在性能关键的场景中，可能需要权衡函数的便利性与直接在中实现相同逻辑的性能差异SQL第八章数据库设计与实践实现与维护将设计转化为实际数据库，进行性能优化和持续维护物理设计确定存储结构、索引策略和性能考虑逻辑设计3将概念模型转换为关系模式，应用规范化理论概念设计创建实体关系模型，确定实体、属性和关系-需求分析理解业务需求，确定数据内容和使用方式数据库设计是构建高效、可靠数据库系统的基础本章将探讨数据库设计的方法论和最佳实践，介绍从需求分析到物理实现的完整设计过程通过掌握这些设计原则和技术，学生将能够创建既满足业务需求又具有良好性能和可维护性的数据库设计过程中的重要考虑因素包括数据一致性、完整性、安全性、可扩展性和性能通过合理应用规范化理论减少数据冗余，同时在必要时使用反规范化技术优化性能本章还将介绍性能优化策略，帮助学生理解如何在设计阶段就考虑未来的性能需求，而不仅仅是在问题出现后才进行调优数据库设计方法论物理设计逻辑设计针对特定数据库管理系统，将逻辑模型转概念设计将概念模型转换为符合特定数据模型（如换为实际的数据库架构决定物理存储结需求分析基于需求分析，创建与具体数据库系统无关系模型）的逻辑结构确定表结构、列构、索引策略、分区方案、表空间分配数据库设计的第一步是全面理解业务需关的高级数据模型使用实体-关系E-定义、主键、外键和约束条件应用规范等考虑性能优化、并发控制、恢复策略求这包括确定需要存储的数据类型、数R模型来识别主要实体、属性和实体间的化理论减少数据冗余和异常这一阶段需和安全机制这一阶段需要深入了解目标据间的关系、业务规则和约束条件、用户关系概念设计专注于做什么而非如何考虑数据完整性和一致性，但仍不涉及特数据库系统的特性和优化技术角色及其数据访问需求、预期的查询和报做，为后续逻辑设计提供基础，使业务定数据库系统的实现细节表需求、性能和安全要求等通过与业务用户容易理解和验证模型的正确性用户的访谈、现有系统分析和文档审查来收集这些信息实现与维护阶段包括创建数据库架构、加载初始数据、进行测试验证、文档编制，以及制定维护计划数据库维护包括性能监控与优化、备份与恢复策略、安全审计和版本升级计划等好的设计文档应包括数据字典、图、表结构定义、完整性约束说明和索引设计等，便于未来的维护和扩展E-R模型设计E-R模型基础关系类型实体与关系特性E-R实体关系模型是概念数据建模的标准方根据实体参与关系的数量，可分为以下类型在模型中需要考虑的其他重要概念-E-RE-R法，由以下组成部分构成一对一一个实体实例对应另一个实体键属性唯一标识实体实例的属性或属性组•1:1•实体现实世界中可区分的对象，的一个实例•Entity弱实体依赖于另一个实体（称为所有者实•如学生、课程一对多一个实体实例对应另一个实体体）存在的实体•1:N属性描述实体特征的数据项，的多个实例•Attribute多值属性可有多个值的属性，如电话号码•如姓名、编号多对多两个实体的实例之间有多重对•M:N派生属性可从其他属性计算得出的属性•关系实体之间的关联，如应关系•Relationship递归关系同一实体类型内的关系，如管理•选修、教授关系关系还可以具有属性，如选修关系可能有成绩实体用矩形表示，属性用椭圆表示，关系用菱形属性表示图是表示模型的图形化工具，常用的表示法包括表示法和表示法无论使用何种表示法，重要的是清晰地表达实体间的关系和基E-RE-R ChenCrows Foot数在绘制图时，应避免过度复杂化，保持图的可读性，同时确保涵盖所有重要的业务概念和关系E-R案例学生选课系统的设计包括学生、课程、教师等主要实体学生和课程之间存在多对多的选修关系，每个选修关系有成绩属性教师和E-R课程之间有一对多的教授关系设计中需考虑选课先决条件、学分限制等复杂业务规则模型设计完成后，将转换为关系模式学生表、课程表、教师E-R表和学生课程关系表（用于实现多对多关系）规范化理论函数依赖第一范式第二范式第三范式1NF2NF3NF函数依赖是规范化理论的基础，表第一范式要求关系中的每个属性都第二范式要求满足，并且所有第三范式要求满足，并且所有1NF2NF示一个属性（或属性集）如何确定是原子的、不可再分的这意味着非主键属性都完全函数依赖于主非主键属性都不传递函数依赖于主另一个属性（或属性集）的值如表中不能有重复的列组，每个字段键这意味着消除了非主键属性对键这意味着消除了非主键属性之果属性集的值确定属性集的值，只能包含单一值（而非数组或集主键的部分依赖在复合主键的表间的依赖关系通过分解表，确保X Y则称函数依赖于，记为合）是所有关系表的基本要中尤为重要，可通过分解表来实每个非主键属性直接依赖于主键，Y XX→Y1NF函数依赖反映了数据间的内在联求，确保数据的基本结构化现，防止冗余和异常而不是通过其他非主键属性间接依系，是进行规范化的依据赖范式是的强化版本，要求关系中的每个决定因素都是候选键这一约束比更严格，消除了更多的数据冗余，但在实践中可能导致表的过度分解，增加连接操作，影响BC BCNF3NF3NF查询性能实际设计中，通常将作为规范化的标准目标3NF规范化过程通过表分解来消除数据冗余和异常，提高数据一致性然而，过度规范化可能导致查询性能下降，因为需要执行更多的表连接操作在实际应用中，需要根据具体需求，在规范化程度与性能之间找到平衡有时会采用反规范化技术，有意引入冗余以提高查询性能，特别是在数据仓库和报表系统中合理的设计需要考虑数据完整性、查询频率、更新频率和系统性能等多种因素性能优化SQL查询执行计划分析使用或等工具分析查询的执行路径和成本这些工具显示数据库如何执行查询，包括表访问EXPLAIN EXPLAINPLAN SQL方法、连接算法、索引使用情况和扫描的行数估计通过分析执行计划，可以识别低效查询和优化机会索引优化策略合理使用索引是优化的核心关键策略包括为、和子句中的列创建适当索引；考虑选择性SQL WHEREJOINORDERBY高的列；使用复合索引并遵循最左前缀原则；避免过度索引；定期重建和维护索引；分析和移除未使用的索引语句重写SQL优化语句本身，包括避免，只查询需要的列；使用替代（在某些情况下）；避免在索引列上使SQLSELECT*EXISTS IN用函数；减少子查询，使用连接替代；优化和；合理使用临时表和公共表表达式；使用GROUPBYORDERBYCTE代替（当确定没有重复时）UNION ALLUNION系统级优化数据库服务器配置和架构优化，包括分配足够的内存给缓冲池和查询缓存；优化排序和连接缓冲区大小；调整并发连接参数；考虑表分区和分片技术；使用适当的存储引擎；配置合理的日志和临时空间；实施适当的备份和恢复策略性能监控是持续优化的基础使用数据库系统提供的监控工具跟踪关键性能指标，如和内存使用率、磁盘活动、锁争用情CPU I/O况、查询响应时间和吞吐量等建立基准测试和性能测试流程，在系统变更前后评估性能影响优化应该是数据库生命周期中的持续活动，而不仅仅是在出现问题时的应急措施遵循早期优化、持续改进的原则，从数据库设计阶段就考虑性能因素，在开发和测试过程中进行性能评估，在生产环境中实施监控和调优随着数据量增长和应用变化，优化策略也需要相应调整最重要的是，优化决策应基于实际性能数据和业务需求，而不仅仅是理论或假设课程总结与展望知识点回顾实际项目应用技术发展趋势本课程系统介绍了语言的基础概念和应用技术，从在实际项目中有广泛应用，包括企业信息系统、电数据库技术正向云原生、分布式架构、实时处理和人工SQLSQL数据库系统概述到高级应用和性能优化我们学习了子商务平台、金融分析系统等通过本课程学习，您将智能集成方向发展和技术与传统关NoSQL NewSQL、、和四大类语句，掌握了创能够理解和开发数据驱动的应用程序，解决实际业务问系型数据库并存融合，大数据分析和机器学习与数据库DDLDQLDMLDCLSQL建、查询、修改和管理数据库的核心技能，为数据库应题，实现数据资源的高效管理和价值挖掘的结合创造了新的应用场景和技术挑战用开发和管理奠定了坚实基础学习资源推荐除了课堂学习外，建议参考《必知必会》《高性能》等专业书籍，关注主流数据库厂商的技术博客和文档，参与开源社区和技术论坛，通过实SQLMySQL际项目积累经验在线平台如、数据库题目和各数据库厂商的认证课程也是很好的学习渠道W3Schools LeetCode数据库相关的职业发展路径包括数据库开发工程师、数据库管理员、数据架构师、数据分析师等随着数据量和复杂性的增加，精通数据库技术的专业人才将持续DBA受到市场欢迎无论您选择专注于数据库技术还是将其作为更广泛技术栈的一部分，本课程所学的知识都将是您职业生涯中的宝贵资产。