【正文】 裝入、數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)或后備功能、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)功能、數(shù)據(jù)庫的重組織功能和性能分析等功能，這些功能一般都由各自對(duì)應(yīng)的實(shí)用功能子程序來完成。主語言必須和DML有調(diào)用接口。另外，很多系統(tǒng)同時(shí)設(shè)有解釋和編譯兩種功能，由用戶選其一。結(jié)構(gòu)化語言可以解釋執(zhí)行，也可以編譯執(zhí)行。另一類是非嵌入式語言（包括交互式命令語言和結(jié)構(gòu)化語言），它的語法簡單，可以獨(dú)立使用，由單獨(dú)的解釋或編譯系統(tǒng)來執(zhí)行，所以一般稱為自主型或自含型的DML。例如，DBMS根據(jù)這些模式定義，進(jìn)行物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)的映象，進(jìn)行邏輯結(jié)構(gòu)和用戶視圖的映象，以導(dǎo)出用戶要檢索的數(shù)據(jù)的存取方式。DBMS的主要功能包括以下幾個(gè)主要方面:（1）數(shù)據(jù)庫的定義功能 DBMS通過提供數(shù)據(jù)描述語言（也稱數(shù)據(jù)定義語言）（Data Descripˉtive Language———DDL）來對(duì)外模式、模式和內(nèi)模式加以描述。DBMS是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護(hù)的軟件。廣義地講，實(shí)際上使用數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由下列幾個(gè)部分組成的:（1）硬件部分 包括主機(jī)、外部存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電源等。概念模型和模式都是描述信息或數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)的，然而它們是在不同的抽象層次上加以描述的。常用的描述概念模式的方法是ER方法。但SPARC報(bào)告中的概念模式是指一個(gè)組織或部門所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)模型，即概念模型。（5）概念模式與模式ANSI研究組于1975年2月提出一個(gè)臨時(shí)報(bào)告。例如，字段的內(nèi)部表示等。這些映象的定義通常包含在各自的外模式中。（2）外模式 外模式是個(gè)別用戶的數(shù)據(jù)視圖，即與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。為了實(shí)現(xiàn)這三個(gè)層次這間的聯(lián)系，DBMS在溝通三級(jí)模式中提供了兩個(gè)映象:外模式模式映象模式內(nèi)模式映象（1）模式 模式規(guī)定了數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的一個(gè)邏輯表示或描述形式。模式描述的是數(shù)據(jù)的全局的邏輯結(jié)構(gòu)，決定了DBMS的功能。外模式（external schema），或子模式（subschema）或用戶模式（user schema），是指數(shù)據(jù)庫用戶所看到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是用戶看到的數(shù)據(jù)視圖。總之，關(guān)系模型概念簡單，結(jié)構(gòu)清晰，用戶易學(xué)易用，有嚴(yán)格的以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的關(guān)系理論作指導(dǎo)，便于DBMS的實(shí)現(xiàn)。這些條件被稱為規(guī)范條件。在非關(guān)系模型中，用戶要區(qū)分記錄型與記錄型之間的聯(lián)系兩個(gè)概念。?分量（Attribute value），是指元組中的一個(gè)屬性值。?元組（Tuple），表中的一行。非關(guān)系模型的結(jié)構(gòu)可以和圖論中的圖相對(duì)應(yīng)，比較直觀，但在理論上不完備，實(shí)現(xiàn)效率較低，故此目前很少用。如果聯(lián)系也具有屬性，則把屬性框和菱形框也用無向邊連接上。在這里僅介紹ER圖的要點(diǎn)。實(shí)質(zhì)上，多對(duì)多聯(lián)系是任意一種聯(lián)系。相應(yīng)地有多對(duì)一（n∶1）聯(lián)系 多對(duì)一聯(lián)系，從本質(zhì)上說，是一對(duì)多聯(lián)系的逆轉(zhuǎn)。在考慮實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系時(shí)，是把屬性看作為實(shí)體。對(duì)于學(xué)生和（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，系，年級(jí)）均是實(shí)體型，而學(xué)生是對(duì)實(shí)體型（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，系，年級(jí)）所起的名稱，兩者是指同一客觀對(duì)象。一般用實(shí)體名及其屬性來抽象地刻畫一類實(shí)體的實(shí)體型。屬性是相對(duì)實(shí)體而言的，是實(shí)體所具有的特性。實(shí)體可以是人，也可以是物。作為需求分析的結(jié)果，分析員必須以文檔的形式對(duì)需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的描述。?用戶（user） 關(guān)心的是現(xiàn)實(shí)世界中的事物、事物的屬性及其相互關(guān)系。這種信息結(jié)構(gòu)并不依賴于具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和DBMS。每個(gè)DBMS軟件都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。兩者既有聯(lián)系，又有區(qū)別。（2）數(shù)據(jù)操作 數(shù)據(jù)操作是指對(duì)各種對(duì)象類型的實(shí)例（或值）所允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則。后者如網(wǎng)狀模型中的關(guān)系模型（set type）。這些對(duì)象和對(duì)象類型是數(shù)據(jù)庫的組成成分。一般可分為兩類:一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容和其它性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象。在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中，通常按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來命名數(shù)據(jù)模型，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行分類。在數(shù)據(jù)庫中，主要的操作有檢索和更新（包括插入、刪除、修改）兩大類。（3）數(shù)據(jù)的約束條件 數(shù)據(jù)的約束條件是完整性規(guī)則的集合。為了把現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物或事物之間的聯(lián)系表示成DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，人們首先必須將現(xiàn)實(shí)世界的事物及其之間的聯(lián)系進(jìn)行抽象，轉(zhuǎn)換為信息世界的概念模型。然后，再把概念模型轉(zhuǎn)換為某一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上某一DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。例如，用戶可能關(guān)心他的顧客及其屬性，如顧客地址、銀行帳號(hào)等等。這個(gè)文檔就是信息模型。可以是實(shí)際對(duì)象，也可以是概念。?關(guān)鍵字（Key） 能唯一地標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性的集合稱為關(guān)鍵字（或碼）。?實(shí)體集（Entity Set） 同型實(shí)體的集合叫實(shí)體集。但本科生和研究生可以為相同實(shí)體型，而實(shí)體集不同。一般來說，兩個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系可分為三種:（1）一對(duì)一（1∶1）聯(lián)系 若對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中至多有唯一的一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有一對(duì)一聯(lián)系，記作1∶1。其定義同一對(duì)多聯(lián)系類似，不再贅述。另外，同一實(shí)體集內(nèi)的各個(gè)實(shí)體間也可以有各種聯(lián)系。在ER圖中:（1）長方形框表示實(shí)體集，框內(nèi)寫上實(shí)體型的名稱。實(shí)際DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型主要有三種:?層次模型（Hierarchical Model）?網(wǎng)狀模型（Network Model）?關(guān)系模型（Relational Model）其中，關(guān)系模型是當(dāng)前DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型的主流。但是最近，層次模型在研究面向?qū)ο蟮腄BMS中已得到重視。?屬性（Attribute），表中的一列稱為一個(gè)屬性，給每一列起一個(gè)名，稱為屬性名。?關(guān)系模式（Relational Schema），是對(duì)關(guān)系的描述，一般用關(guān)系名（屬性名1，屬性名2，…，屬性名n）來表示。當(dāng)環(huán)境復(fù)雜時(shí)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，難以掌握。對(duì)于關(guān)系，一個(gè)最基本的規(guī)范條件是，要求關(guān)系中的每一個(gè)屬性（或分量）均是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)?；陉P(guān)系的DBMS簡化了應(yīng)用程序員的工作，便于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維護(hù)。模式（schema）或邏輯模式（logic schema），是數(shù)據(jù)庫中對(duì)全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特性的描述，是所有用戶所見到的數(shù)據(jù)視圖的總和。外模式涉及的僅是局部的邏輯結(jié)構(gòu)，是模式的子集，是對(duì)模式的調(diào)用。模式既不同于內(nèi)模式，也不同于外模式。（3）內(nèi)模式 內(nèi)模式是全部數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部表示或底層描述，是用來定義數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存取方式的。當(dāng)模式改變時(shí)，外模式模式的映象要做相應(yīng)的改變，以保證外模式的不變性。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，模式內(nèi)模式的映象也須做相應(yīng)的修改，以使得模式保持不變性。1978年提出一個(gè)最終報(bào)告，稱之為ANˉSI/SPARC報(bào)告，簡稱為SPARC報(bào)告。概念模式僅描述實(shí)體及其屬性和聯(lián)系，不涉及機(jī)器世界的概念。模式是依賴于具體的計(jì)算機(jī)及其DBMS的。概念模型離機(jī)器更遠(yuǎn)，形式化程度低。（2）軟件部分 包括操作系統(tǒng)、DBMS、編譯系統(tǒng)和應(yīng)用開發(fā)工具軟件等。DBMS建立在操作系統(tǒng)之上，實(shí)施對(duì)數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一管理和控制。然后模式翻譯程序把用DDL寫的各種模式的定義源碼翻譯成相應(yīng)的內(nèi)部表示，形成相應(yīng)的目標(biāo)形式，分別叫目標(biāo)外模式、目標(biāo)模式、目標(biāo)內(nèi)模式，這些目標(biāo)模式是對(duì)數(shù)據(jù)庫的描述，而不是數(shù)據(jù)本身。（2）數(shù)據(jù)操縱功能 DBMS提供數(shù)據(jù)操縱語言（Data Manipulation Language———DML）實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一些基本操作，如:檢索、插入、修改、刪除和排序等等。命令語言是行結(jié)構(gòu)語言，單條執(zhí)行。現(xiàn)在DBMS一般均提供命令語言的交互式環(huán)境和結(jié)構(gòu)環(huán)境兩種運(yùn)行方式，供用戶選擇。對(duì)于嵌入型或縮主型DML，DBMS一種提供兩種方法:①預(yù)編譯方法。這樣在連接形成目標(biāo)時(shí)和主語言語句一起形成可執(zhí)行的目標(biāo)。DBMS隨軟件產(chǎn)品和版本不同而有所差異。SQL支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)。其中，任選項(xiàng)“其它參數(shù)”是與物理存儲(chǔ)有關(guān)的參數(shù)。刪除索引的同時(shí)把有關(guān)索引的描述也從數(shù)據(jù)字典中刪去。通常，索引的建立和刪除由DBA或表的主人（即建立表的人）負(fù)責(zé)。建立索引的語句格式為:CREATE［UNIQUE］ INDEX索引名ON基本表名（列名［次序］［，列名［次序］］…）［其他參數(shù)］。其中的任選項(xiàng)———次序，指定了索引值排序的次序。SQL的數(shù)據(jù)操縱功能包括SELECT，INSERT，DELETE和UPDATE四個(gè)語句，即檢索和更新（包括增、刪、改）兩部分工能。修改指定表中滿足謂詞（或條件）的元組，把這些元組按SET子句中的表達(dá)式修改相應(yīng)屬性或字段上的值。DELETE只對(duì)表外延操作，不對(duì)內(nèi)涵操作。第二種格式把子查詢的結(jié)果插入表中。視圖是從一個(gè)或幾個(gè)基本表（或視圖）導(dǎo)出的表。視圖一經(jīng)定義就可以和基本表一樣被查詢、被刪除（DROP），也可以用來定義新的視圖，但更新（增、刪、改）操作將有一定限制。視圖可以刪除，語句格式為:DROP VIEW視圖名。（2）視圖的查詢語句視圖定義后，用戶可以如同基本表那樣對(duì)視圖查詢。（2）簡化了用戶觀點(diǎn)。某個(gè)用戶對(duì)某類數(shù)據(jù)具有何種操作權(quán)力是由DBA決定的。（2）把授權(quán)的結(jié)果存入數(shù)據(jù)字典。（1）對(duì)基本表、視圖及其字段的操作權(quán)力有查詢、插入、更新、刪除以及它們的總和ALL PRIVILEGE。稱他為表的主人，擁有對(duì)此表的一切操作權(quán)力。把SQL嵌入主語言使用時(shí)必須解決三個(gè)問題:（1）區(qū)分SQL語句與主語言語句。SQL語句首先由預(yù)編譯程序加以處理，轉(zhuǎn)換為主語言編譯程序能夠識(shí)別的形式，然后交主語言編譯程序進(jìn)一步處理。SQL語句執(zhí)行后，系統(tǒng)要反饋給應(yīng)用程序若干信息，這些信息送到SQL的通信區(qū)SQL CA。程序員應(yīng)該在每個(gè)SQL語句之后測(cè)試SQL CODE的值，以便處理各種情況。不需要游標(biāo)的DML語句有:查詢結(jié)果為單記錄的SELECT語句UPDATE（除了CURRENT形式的UPDATE）語句DELETE（除了CURRENT形式的DELETE）語句INSERT語句（1）查詢結(jié)果為單記錄的SELECT語句這類語句的一般格式是:（主語言為PL/1）EXEC SQL SELECT目標(biāo)列INTO主變量［空值標(biāo)志］FROM基本表（或視圖）［WHERE條件表達(dá)式］。游標(biāo)是與某一查詢結(jié)果相聯(lián)系的符號(hào)名。（2）打開（OPEN）游標(biāo)。（3）推進(jìn)（FETCH）游標(biāo)。關(guān)閉游標(biāo)，使它不再和原來的查詢結(jié)果相聯(lián)系。因此，游標(biāo)定義語句的一般格式為:EXEC SQL DECLARE游標(biāo)名CURSOR FOR子查詢UNION子查詢…［FOR UPDATE OF字段名［，字段名］…|ORDERBY子句］。事務(wù)是一組SQL語句組成的一個(gè)邏輯單位。（2）SQL語言的事務(wù)處理語句SQL語言有3條語句用于事務(wù)處理，它們是:（1）Commit語句，對(duì)于正確執(zhí)行了的事務(wù)進(jìn)行提交，進(jìn)行提交即對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的修改永久化。釋放自保留點(diǎn)之后的全部表或行的封鎖（沒有保留點(diǎn)，相當(dāng)于回滾到事務(wù)開始處，終止該事務(wù)）。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是各種記錄型之間彼此有聯(lián)系，數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中有些DDL語句可影響數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)記錄與概念記錄之間具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，如果存儲(chǔ)記錄與概念記錄之間具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，在這種情況下存儲(chǔ)記錄的設(shè)計(jì)就比較簡單，不需要進(jìn)一步討論。這樣組織的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)是會(huì)浪費(fèi)存儲(chǔ)空間。這種可變性給管理帶來困難，為了解決這個(gè)困難，引入了多表組織。這種組織為Hash定址組織。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，通過外來關(guān)鍵字（Foreign Key）來表示概念記錄之間的聯(lián)系。在表上屬性名必須唯一，不允許重名。表體中每一行和某一列的交叉點(diǎn)（相當(dāng)于記錄中的域）上保存一個(gè)屬性值。類型和值域的對(duì)應(yīng)關(guān)系是一對(duì)多的。主關(guān)鍵字有時(shí)是由多個(gè)屬性組成的，此時(shí)的主關(guān)鍵字叫做組合關(guān)鍵字（Conˉcatenated primary Key）。、表頭和表體表名、表頭和表體在關(guān)系模型中具有不同的作用或功能，因而也具有完全不同的性質(zhì)。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，表名對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫名（或關(guān)系名），表頭對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)描述（或結(jié)構(gòu)描述），表體對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫。而表體則給出了實(shí)體（或元組）的出現(xiàn)。定義1 域（Domain）是值（value）的集合。在前面，已給出了關(guān)系和域的數(shù)學(xué)定義，介紹了n元關(guān)系、元組和屬性等概念。主關(guān)鍵字中的諸屬性被稱為主屬性。屬性到域的映象一般通過指定屬性的類型和長度來說明。讀者可以從上下文中區(qū)別其確切的含義。亦稱為數(shù)據(jù)庫的內(nèi)涵（Intension），數(shù)據(jù)庫的值亦稱為數(shù)據(jù)庫的外延。此處外延是指任意一個(gè)滿足內(nèi)涵的集合，而不一定恒指滿足內(nèi)涵的最大的一個(gè)集合。而數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)內(nèi)容卻在不斷地更新。用戶只須知道語句做什么，而不須知道怎么做的。另外，Codd并沒說上述8種操作就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫只能有的8種操作。這種操作方式也稱為一次一集合（setatatime）方式。一般選其一即可。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中有各種關(guān)系，如基本關(guān)系（常稱為基本表）、查詢表、視圖表等等。實(shí)體完整性是針對(duì)基本關(guān)系的。例如學(xué)生關(guān)系對(duì)應(yīng)于學(xué)生實(shí)體集。（3）在關(guān)系模型中由主關(guān)鍵字作為滿足唯一性的標(biāo)識(shí)。參照完整性是指:若基本關(guān)系R中含有另一個(gè)基本關(guān)系S的主關(guān)鍵字K S 所對(duì)應(yīng)的屬性組F（F稱為R的外部關(guān)鍵字（external keys）），則在關(guān)系R中的每個(gè)元組中的F上的值必須滿足:①或者取空值（即F中的每個(gè)屬性的值均為空值）。例如，某數(shù)據(jù)庫中有職工關(guān)系EMP（職工號(hào)，姓名，部門號(hào)）和部門關(guān)系DEPT（部門號(hào)，部門名稱）為兩個(gè)基本關(guān)系。②或取非空值。實(shí)體完整性和參照完整性是針對(duì)任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)庫的一般性原則。關(guān)型模型的DBMS應(yīng)提供定義和檢驗(yàn)這類完整性條件的機(jī)制，以使用統(tǒng)一的方法來自動(dòng)地處理它們而不要求應(yīng)用程序員來承擔(dān)這一功能。DCL負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)庫的完整性和安全性，提供一種檢驗(yàn)完整性和保證安全的機(jī)制。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的DML按照查詢方式可以分為兩大類:（1）用對(duì)關(guān)系的集合代數(shù)運(yùn)算來表示查詢的方式，稱為關(guān)系代數(shù)（Relational Algebra）。但它們是DBMS中查詢語言的理論基礎(chǔ)。SQL不僅具有豐富的查詢功能，而且還具有數(shù)據(jù)庫定義和數(shù)據(jù)庫控制功能。這類運(yùn)算是從關(guān)系的“水平方向（即按行）”來進(jìn)行的。Codd首先定義了關(guān)系演算語言ALPHA。X，Y是U的子集。例如姓名→年齡這個(gè)函數(shù)依賴只有在沒有同名人的條件下成立。這樣當(dāng)插入某個(gè)元組時(shí)這個(gè)元組上的屬性值必須滿足規(guī)定的函數(shù)依賴，若發(fā)現(xiàn)有同名人存在，則拒絕插入該元組。從而使安全性問題變得更為突出。對(duì)此所采取的措