关系模型的基本操作与查询方法

2.3.1　关系模型的基本操作与查询方法

关系模型的三种基本操作

通过前面的学习，我们已经知道，在关系数据库中是用“小表”来存储数据的。数据存储于小表之后，进行查询时，经常需要从数据库提取数据，并对表中的数据进行一定的筛选和整理。在关系数据库中，主要有七种操作来实现查询:选择、投影、连接、和、并、差、积。其中，选择、投影和连接是关系模型的三种最基本的操作。例如在图2-9中，为了回答“从北京机床厂购进了哪些零部件”的问题，就用到了这三种基本操作。

选择(Select):选择是指根据指定的条件从一张表中选出符合条件的记录的操作，该操作的结果是一张虚拟的子表。例如，在图2-9中，我们在供应商表中，根据“生产厂家=机床配件厂并且城市=北京”的条件，选取出表中的第1行记录，即“S2，机床配件厂，北京”就是选择操作。可见，选择操作是对行的选取操作。

投影(Project):投影也称为射影，是指根据指定的字段将原表的数据取出，然后去掉其中重复行之后所构成的虚拟子表。简单地讲，投影操作是对列的操作。例如，对图2-9的供应商表的“代号”字段进行投影，就会得到一张只有一个列的子表，“S2(第一行)、S4(第二行)”。可见，投影操作是对列的操作。

连接(Join):在实际的数据库中，数据都是保存在一张张小表上面的。连接是指将两个表(或多个表)通过公共字段连接起来的操作。例如，在图2-9中，根据“供应商表的代号=零件供应表的代号，并且，零件供应表的编号=零件表的编号”的条件，就可以把三个小表连接起来，形成图2-8所示的一张新的大表，这就是连接操作。可见，进行连接操作时，要求各个表之间有公共字段。

将这些基本操作根据不同的条件和顺序组合起来，就可以产生各种复杂的操作，满足各种查询要求。这些基本操作的结果仍然表现为“表”的形式，在数据库中，有两个和表有关的基本概念:基本表和视图。基本表是数据库中实际存储数据的表。而视图(View)是从基本表或其他视图中导出的表，它本身不独立存储在数据库中。换言之，数据库中只存放视图的定义而不存放视图对应的数据，这些数据仍存放在导出视图的基本表中。所以，视图实际上是一张虚表，进行查询的过程就是建立视图的过程。

查询的方法

在实际应用中，关系数据库的几种操作基本上都借助于DBMS来完成。如今，多数的DBMS都提供了按例查询(query by example，QBE)的功能，它是查询储存在关系型数据库中数据的一种可视化方法，特别容易使用。可以通过单击屏幕上的表以及填写模板来提出问题和查看数据。图2-11展示了微软的Access的一个QBE界面。使用QBE方法，首先需要选出包含想要看的数据表，表选中后，再选择想要在结果中显示的列。此外，还可以使用QBE界面去规定对数据的总计、对结果排序和设置查询条件等。

图2-11　Access中的按例查询示例

除了QBE之外，更常用的方法是使用SQL(结构化查询语言)进行查询。SQL是用来从DBMS中获取数据的国际标准方法，被大多数商用关系型数据库管理系统所支持。

SQL是Structured Query Language的缩写，中文全称是“结构化查询语言”。顾名思义，SQL语言的主要功能之一就是数据查询。另外，利用SQL语言还可以添加、删除、更新数据，创建、修改表格的结构等。也就是说，SQL不但具有2.1.3节中提到的数据操纵语言的功能，还具备数据定义语言的功能。

SQL语言之所以能成为一种关系数据库中的主流语言，与其自身的特点是密不可分的。首先，SQL是高级的非过程化编程语言，它一次处理一个记录，并对数据提供自动导航。其次，SQL是统一的语言。对数据库的操作是多种多样的，以前的数据库管理系统为各种操作都提供单独的语言，而SQL将全部任务统一在一种语言中，可应用于所有的数据库活动模型。第三，SQL是所有关系数据库的公共语言。由于所有主要的关系数据库管理系统都支持SQL语言，用户可将使用SQL的技能从一个DBMS转到另一个。所有用SQL编写的程序都是可以移植的。第四，SQL工作效率高。SQL允许用户在高层的数据结构上工作，可操作记录集，所有SQL语句接受集合作为输入，返回集合作为输出。最后，SQL语法十分简单，接近英语口语，简单易学。

下面，我们详细介绍SQL的常用的功能。