第2章 数据模型与数据库结构 1． 解释数据模型的概念，为什么要将数据模型分成两个层次？ 答：答：数据模型是对现实世界数据特征的抽象。数据模型一般要满足三个条件：第一是数据模型要能够比较真实地模拟现实世界；第二是数据模型要容易被人们理解；第三是数据模型要能够很方便地在计算机上实现。由于用一种模型来同时很好地满足这三方面的要求在目前是比较困难的，因此在数据库系统中就可以针对不同的使用对象和应用目的，采用不同的数据模型。根据模型应用的不同目的，将这些模型分为两大类：概念层数据模型和组织层数据模型，以方便对信息的描述。2． 概念层数据模型和组织层数据模型分别是针对什么进行的抽象？ 答：概念层数据模型是对现实世界的抽象，形成信息世界模型，组织层数据模型是对信息世界进行抽象和转换，形成具体的DBMS支持的数据组织模型。3． 实体之间的联系有哪几种？请为每一种联系举出一个例子。答：实体之间的联系有一对一、一对多和多对多三种。例如：系和正系主任是一对一联系（假设一个系只有一个正系主任），系和教师是一对多联系（假设一个教师只在一个系工作），教师和课程是多对多联系（假设一个教师可以讲授多门课程，一门课程可由多个教师讲授）。4． 说明实体-联系模型中的实体、属性和联系的概念。5．指明下列实体间联系的种类：（1）教研室和教师（设一个教师只属于一个教研室，一个教研室可有多名教师）。（2）商品和顾客。（3）国家和首都（假设一个国家的首都可以变化）。（4）飞机和乘客。（5）银行和账户。（6）图书和借阅者。（设一个借阅者可同时借阅多本书，可在不同时间对同一本书借阅多次） 6．数据库系统包含哪三级模式？试分别说明每一级模式的作用？ 答：数据库系统包含的三级模式为：内模式、模式和外模式。外模式是对现实系统中用户感兴趣的整体数据结构的局部描述，用于满足不同数据库用户需求的数据视图，是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是对数据库整体数据结构的子集或局部重构。模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。内模式是对整个数据库的底层表示，它描述了数据的存储结构。
7． 数据库管理系统提供的两级映像的作用是什么？它带来了哪些功能？ 答：数据库系统的两级映象是模式与内描述间的映象和外模式与模式间的映象。模式／内模式的映象带来了物理独立性，即如果数据库的存储结构改变了，可通过调整模式／内模式的映象，使模式能够保持不变。外模式／概念模式间的映象带来了逻辑独立性，当概念模式的结构可发生改变时，也可通过调整外模式/模式间的映象关系，使外模式可以保持不变。8．数据库三级模式划分的优点是什么？它能带来哪些数据独立性？ 答：数据库的三级模式的划分实际上将用户、逻辑数据库与物理数据库进行了划分，使彼此之间的相互干扰减到最少。这三个模式的划分实际上带来了两个数据独立性：物理独立性和逻辑独立性。这使得底层的修改和变化尽量不影响到上层。第3章 关系数据库 1． 试述关系模型的三个组成部分。答：关系数据结构、关系 *** 作集合和关系完整性约束。2． 解释下列术语的含义：（1） 笛卡尔积：设D1，D2，…，Dn为任意集合，定义笛卡尔积D1，D2，…，Dn为：D1×D2× …×Dn ＝{(d1，d2，…，dn) | di ∈Di，i＝1，2，…，n }（2） 主键：也称主码为或主关键字，是表中的属性或属性组，用于惟一地确定一个元组。（3） 候选键：如果一个属性或属性集的值能够惟一标识一个关系的元组而又不包含多余的属性，则称该属性或属性集为候选键。（4） 外键：设F是关系R的一个或一组属性，如果F与关系S的主键相对应，则称F是关系R的外键。（5） 关系：关系就是简单二维表。（6） 关系模式：二维表的结构称为关系模式。（7） 关系数据库：对应于一个关系模型的所有关系的集合称为关系数据库。3． 关系数据库的三个完整性约束是什么？各是什么含义？ 答：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。实体完整性是保证关系中的每个元组都是可识别的和惟一的。参照完整性也称为引用完整性，用于表达现实世界中的实体之间的关联关系。
用户定义的完整性也称为域完整性或语义完整性，用于保证数据库中存储的值与现实世界相符。4． 连接运算有哪些？等值连接和自然连接的区别是什么？ 答：连接运算中最重要也是最常用的连接有两个，一个是等值连接，一个是自然连接。自然连接与等值连接的差别为：l 自然连接要求相等的分量必须有共同的属性名，等值连接则不要求；l 自然连接要求把重复的属性名去掉，等值连接却不这样做。5． 对参与并、交、差运算的两个关系R、S有什么要求？ 答：必须结构相同，且相应的属性值取自同一个值域。6． 对参与除运算的两个关系（R÷S）有什么要求？除运算的结果关系中包含哪些属性？ 答：R中必须包含S的全部或部分属性，除运算的结果包含的属性是只属于R不属于S的属性。7． 对参与自然连接和等值连接 *** 作的两个关系R、S有什么要求？答：有语义相同的属性。8． 投影 *** 作的结果关系中是否有可能存在重复的记录？为什么？ 答：不可能，因为投影运算会自动去掉投影后重复的记录。9．利用表3-10至3-12所示的三个关系，写出实现如下查询要求的关系代数表达式。（1）查询“信息系”学生的选课情况，列出学号、姓名、课程号和成绩。∏Sno, Sname, Cno, Grade（σSdept=‘信息系’（SCStudent）） 或：∏Sno, Sname, Cno, Grade（SC σSdept=‘信息系’（Student））（2） 查询“VB”课程的考试情况，列出学生姓名、所在系和考试成绩。∏Sname, Sdept, Grade（σCname=‘VB’（CoureSCStudent）） 或：∏Sname, Sdept, Grade（σCname=‘VB’（Coure） SCStudent）（3） 查询考试成绩高于90分的学生的姓名、课程名和成绩。∏Sname, Cname, Grade（σGrade>90（CoureSCStudent）） 或：∏Sname, Cname, Grade（Coure
σGrade>90（SC）Student）（4） 查询至少选修了0512号学生所选的全部课程的学生的姓名和所在系。∏Sname, Sdept（Student （SC ÷ ∏Cno（σsno=’0512’（SC））))（5） 查询至少选了“C01”和“C02”两门课程的学生的姓名、所在系和所选的课程号。∏Sname, Sdept, Cno（Student （SC ÷ ∏Sno（σcno=’C01’ V Cno=’C02’（SC））))（6） 查询没有选修第1学期开设的全部课程的学生的学号、姓名和所选的课程号。∏Sno, Sname, Cno（Student SC (∏sno（SC) - ∏sno（σsemester=1（Course)SC)))（7） 查询计算机系和信息系选了VB课程的学生姓名。∏Sname（σsdept=’计算机系’V sdept=’信息系’）∧ cname=’vb’（StudentSC Course)) 或：∏Sname（σsdept=’计算机系’V sdept=’信息系’（Student）SC σcname=’vb’（Course)) 第4章 SQL Server 20__基础 1． 安装SQL Server 20__对硬盘及内存的要求分别是什么？ 答：SQL Server 20__实际硬盘空间需求取决于系统配置和您决定安装的功能，一般应确保系统驱动器中是否有至少 6.0 GB 的可用磁盘空间。内存：E_press 版本：最少512 MB；其他版本：最少1 GB。2． SQL Server实例的含义是什么？实例名的作用是什么？ 答：一个实例代表一个独立的数据库管理系统。实例名是实例的标识，用户通过“计算机名/实例名”的方式可访问指定的命令实例。3． SQL Server 20__的核心引擎是什么？ 答：SQL Server（MSSQLSERVER）4． SQL Server 20__提供的设置服务启动方式的工具是哪个？ 答：配置管理器
5． 在SQL Server 20__中，每个数据库至少包含几个文件？ 答：2个文件，一个数据文件，一个日志文件 6． SQL Server 20__数据库文件分为几类？每个文件有哪些属性？ 答：主要数据文件和次要数据文件，属性有：物理文件名及其位置、逻辑文件名、初始大小、增长方式、最大大小。第 5 章 数据类型及关系表创建 1． Tinyint数据类型定义的数据的取值范围是多少？ 答：0-2552． SmallDatatime类型精确到哪个时间单位？ 答：分钟3． 定点小数类型numeric中的p和q的含义分别是什么？ 答：p代表整数位数+小数位数的和值，q代表小数位数。4． Char(n)、nchar(n)的区别是什么？它们各能存放多少个字符？ 答：Char(n)中的n代表能存放n个字节的字符，如果是字母可以存放n个，如果是汉字可存放n/2个。Nchar(n)中的n代表能存放的字符个数。5． Char(n)和varchar(n)的区别是什么？答：Char(n)是定长存储，一定占n个字节的空间。Varchar(n)代表最多占n个字节的空间。6． 数据完整性约束的作用对象有哪些？ 答：表和列7． CHECK约束的作用是什么？ 答：限制列的取值范围。8． UNIQUE约束的作用是什么？ 答：限制列取值不重。9． DEFAULT约束的作用是什么？ 答：提供列的默认值。上机练习 1． 在第4章创建的Students数据库中，写出创建如下三张表的SQL语句，要求在定义表的同时定义数据的完整性约束：（1）“图书”表结构如下：书号：统一字符
一.数值类型Mysql支持所有标准SQL中的数值类型，其中包括严格数据类型(INTEGER,SMALLINT,DECIMAL,NUMBERIC)，以及近似数值数据类型(FLOAT,REAL,DOUBLE PRESISION),并在此基础上进行扩展。
扩展后增加了TINYINT,MEDIUMINT,BIGINT这3种长度不同的整形，并增加了BIT类型，用来存放位数据。
整数类型字节 范围（有符号） 范围（无符号） 用途
TINYINT1字节(-128，127) (0，255)小整数值
SMALLINT 2字节 (-32 768，32 767) (0，65 535) 大整数值
MEDIUMINT 3字节(-8 388 608，8 388 607) (0，16 777 215) 大整数值
INT或INTEGER 4字节 (-2 147 483 648，2 147 483 647) (0，4 294 967 295) 大整数值
BIGINT 8字节 (-9 233 372 036 854 775 808，9 223 372 036 854 775 807) (0，18 446 744 073 709 551 615) 极大整数值
FLOAT 4字节 (-3.402 823 466 E+38，1.175 494 351 E-38)，0，(1.175 494 351 E-38，3.402 823 466 351 E+38) 0，(1.175 494 351 E-38，3.402 823 466 E+38) 单精度浮点数值
DOUBLE 8字节 (1.797 693 134 862 315 7 E+308，2.225 073 858 507 201 4 E-308)，0，(2.225 073 858 507 201 4 E-308，1.797 693 134 862 315 7 E+308) 0，(2.225 073 858 507 201 4 E-308，1.797 693 134 862 315 7 E+308) 双精度浮点数值
DECIMAL 对DECIMAL(M,D) ，如果M>D，为M+2否则为D+2 依赖于M和D的值 依赖于M和D的值 小数值
INT 类型:
在 MySQL 中支持的 5 个主要整数类型是 TINYINT，SMALLINT，MEDIUMINT，INT 和 BIGINT。这些类型在很大程度上是相同的，只有它们存储的值的大小是不相同的。
MySQL 以一个可选的显示宽度指示器的形式对 SQL 标准进行扩展，这样当从数据库检索一个值时，可以把这个值加长到指定的长度。例如，指定一个字段的类型为 INT(6)，
就可以保证所包含数字少于 6 个的值从数据库中检索出来时能够自动地用空格填充。需要注意的是，使用一个宽度指示器不会影响字段的大小和它可以存储的值的范围。
万一我们需要对一个字段存储一个超出许可范围的数字，MySQL 会根据允许范围最接近它的一端截短后再进行存储。还有一个比较特别的地方是，
MySQL 会在不合规定的值插入表前自动修改为 0。
UNSIGNED 修饰符规定字段只保存正值。因为不需要保存数字的正、负符号，可以在储时节约一个“位”的空间。从而增大这个字段可以存储的值的范围。
ZEROFILL 修饰符规定 0（不是空格）可以用来真补输出的值。使用这个修饰符可以阻止 MySQL 数据库存储负值。
FLOAT、DOUBLE 和 DECIMAL 类型
MySQL 支持的三个浮点类型是 FLOAT、DOUBLE 和 DECIMAL 类型。FLOAT 数值类型用于表示单精度浮点数值，而 DOUBLE 数值类型用于表示双精度浮点数值。
与整数一样，这些类型也带有附加参数：一个显示宽度指示器和一个小数点指示器。比如语句 FLOAT(7,3) 规定显示的值不会超过 7 位数字，小数点后面带有 3 位数字。
对于小数点后面的位数超过允许范围的值，MySQL 会自动将它四舍五入为最接近它的值，再插入它。
DECIMAL 数据类型用于精度要求非常高的计算中，这种类型允许指定数值的精度和计数方法作为选择参数。精度在这里指为这个值保存的有效数字的总个数，
而计数方法表示小数点后数字的位数。比如语句 DECIMAL(7,3) 规定了存储的值不会超过 7 位数字，并且小数点后不超过 3 位。
忽略 DECIMAL 数据类型的精度和计数方法修饰符将会使 MySQL 数据库把所有标识为这个数据类型的字段精度设置为 10，计算方法设置为 0。
UNSIGNED 和 ZEROFILL 修饰符也可以被 FLOAT、DOUBLE 和 DECIMAL 数据类型使用。并且效果与 INT 数据类型相同。
二.字符串类型
MySQL 提供了8个基本的字符串类型,分别:CHAR、VARCHAR、BINARY、VARBINARY、BLOB、TEXT、ENUM 各SET等多种字符串类型。
可以存储的范围从简单的一个字符到巨大的文本块或二进制字符串数据。
字符串类型 字节大小 描述及存储需求
CHAR 0-255字节 定长字符串
VARCHAR 0-255字节 变长字符串
TINYBLOB 0-255字节不超过 255 个字符的二进制字符串
TINYTEXT 0-255字节短文本字符串
BLOB 0-65535字节 二进制形式的长文本数据
TEXT 0-65535字节 长文本数据
MEDIUMBLOB 0-16 777 215字节 二进制形式的中等长度文本数据
MEDIUMTEXT 0-16 777 215字节 中等长度文本数据
LOGNGBLOB0-4 294 967 295字节 二进制形式的极大文本数据
LONGTEXT 0-4 294 967 295字节 极大文本数据
VARBINARY(M) 允许长度0-M个字节的定长字节符串，值的长度+1个字节
BINARY(M)M 允许长度0-M个字节的定长字节符串
CHAR 和 VARCHAR 类型
CHAR 类型用于定长字符串，并且必须在圆括号内用一个大小修饰符来定义。这个大小修饰符的范围从 0-255。比指定长度大的值将被截短，而比指定长度小的值将会用空格作填补。
CHAR 类型可以使用 BINARY 修饰符。当用于比较运算时，这个修饰符使 CHAR 以二进制方式参于运算，而不是以传统的区分大小写的方式。
CHAR 类型的一个变体是 VARCHAR 类型。它是一种可变长度的字符串类型，并且也必须带有一个范围在 0-255 之间的指示器。CHAR 和 VARCHGAR 不同之处在于 MYSQL 数据库处理
这个指示器的方式：CHAR 把这个大小视为值的大小，不长度不足的情况下就用空格补足。而 VARCHAR 类型把它视为最大值并且只使用存储字符串实际需要的长度
(增加一个额外字节来存储字符串本身的长度)来存储值。所以短于指示器长度的 VARCHAR 类型不会被空格填补，但长于指示器的值仍然会被截短。
因为 VARCHAR 类型可以根据实际内容动态改变存储值的长度，所以在不能确定字段需要多少字符时使用 VARCHAR 类型可以大大地节约磁盘空间、提高存储效率。
VARCHAR 类型在使用 BINARY 修饰符时与 CHAR 类型完全相同。
TEXT 和 BLOB 类型
对于字段长度要求超过 255 个的情况下，MySQL 提供了 TEXT 和 BLOB 两种类型。根据存储数据的大小，它们都有不同的子类型。这些大型的数据用于存储文本块或图像、
声音文件等二进制数据类型。
TEXT 和 BLOB 类型在分类和比较上存在区别。BLOB 类型区分大小写，而 TEXT 不区分大小写。大小修饰符不用于各种 BLOB 和 TEXT 子类型。
比指定类型支持的最大范围大的值将被自动截短。
三.日期和时间类型
在处理日期和时间类型的值时，MySQL 带有 5 个不同的数据类型可供选择。它们可以被分成简单的日期、时间类型，和混合日期、时间类型。
根据要求的精度，子类型在每个分类型中都可以使用，并且 MySQL 带有内置功能可以把多样化的输入格式变为一个标准格式。
类型 大小(字节) 范围 格式 用途
DATE 41000-01-01/9999-12-31 YYYY-MM-DD日期值
TIME 3'-838:59:59'/'838:59:59' HH:MM:SS时间值或持续时间
YEAR 1 1901/2155 YYYY 年份值
DATETIME 8 1000-01-01 00:00:00/9999-12-31 23:59:59 YYYY-MM-DD HH:MM:SS 混合日期和时间值
TIMESTAMP 4 1970-01-01 00:00:00/2037 年某时 YYYYMMDD HHMMSS 混合日期和时间值，时间戳
DATE、TIME 和 TEAR 类型
MySQL 用 DATE 和 TEAR 类型存储简单的日期值，使用 TIME 类型存储时间值。这些类型可以描述为字符串或不带分隔符的整数序列。如果描述为字符串,
DATE 类型的值应该使用连字号作为分隔符分开，而 TIME 类型的值应该使用冒号作为分隔符分开。
需要注意的是，没有冒号分隔符的 TIME 类型值，将会被 MySQL 理解为持续的时间，而不是时间戳。
MySQL 还对日期的年份中的两个数字的值，或是 SQL 语句中为 TEAR 类型输入的两个数字进行最大限度的通译。因为所有 TEAR 类型的值必须用 4 个数字存储。
MySQL 试图将 2 个数字的年份转换为 4 个数字的值。把在 00-69 范围内的值转换到 2000-2069 范围内。把 70-99 范围内的值转换到 1970-1979 之内。
如果 MySQL 自动转换后的值并不符合我们的需要，请输入 4 个数字表示的年份。
DATEYIME 和 TIMESTAMP 类型
除了日期和时间数据类型，MySQL 还支持 DATEYIME 和 TIMESTAMP 这两种混合类型。它们可以把日期和时间作为单个的值进行存储。
这两种类型通常用于自动存储包含当前日期和时间的时间戳，并可在需要执行大量数据库事务和需要建立一个调试和审查用途的审计跟踪的应用程序中发挥良好作用。
如果我们对 TIMESTAMP 类型的字段没有明确赋值，或是被赋与了 null 值。MySQL 会自动使用系统当前的日期和时间来填充它。
复合类型
MySQL 还支持两种复合数据类型 ENUM 和 SET，它们扩展了 SQL 规范。虽然这些类型在技术上是字符串类型，但是可以被视为不同的数据类型。
一个 ENUM 类型只允许从一个集合中取得一个值；而 SET 类型允许从一个集合中取得任意多个值。
ENUM 类型
ENUM 类型因为只允许在集合中取得一个值，有点类似于单选项。在处理相互排拆的数据时容易让人理解，比如人类的性别。ENUM 类型字段可以从集合中取得一个值或使用 null 值，
除此之外的输入将会使 MySQL 在这个字段中插入一个空字符串。另外如果插入值的大小写与集合中值的大小写不匹配，MySQL 会自动使用插入值的大小写转换成与集合中大小写一致的值。
ENUM 类型在系统内部可以存储为数字，并且从 1 开始用数字做索引。一个 ENUM 类型最多可以包含 65536 个元素，其中一个元素被 MySQL 保留，用来存储错误信息，
这个错误值用索引 0 或者一个空字符串表示。
MySQL 认为 ENUM 类型集合中出现的值是合法输入，除此之外其它任何输入都将失败。这说明通过搜索包含空字符串或对应数字索引为 0 的行就可以很容易地找到错误记录的位置。
SET 类型
SET 类型与 ENUM 类型相似但不相同。SET 类型可以从预定义的集合中取得任意数量的值。并且与 ENUM 类型相同的是任何试图在 SET 类型字段中插入非预定义的值都会使
MySQL 插入一个空字符串。如果插入一个即有合法的元素又有非法的元素的记录，MySQL 将会保留合法的元素，除去非法的元素。
一个 SET 类型最多可以包含 64 项元素。在 SET 元素中值被存储为一个分离的“位”序列，这些“位”表示与它相对应的元素。“位”是创建有序元素集合的一种简单而有效的方式。
并且它还去除了重复的元素，所以 SET 类型中不可能包含两个相同的元素。
希望从 SET 类型字段中找出非法的记录只需查找包含空字符串或二进制值为 0 的行。
通过对每种数据类型的用途，物理存储，表示范围等有一个概要的了解。这样在面对具体应用时，就可以根据相应的特来来选择合适的数据类型，使得我们能够争取在满足应用的基础上，
用较小的存储代价换来较高的数据库性能。
前言
案例取自极客时间《mysql45讲》
案例
模拟执行器分析查询语句
场景复现
奇了怪了，此时没用索引，进行了全表扫描
虽然使用了索引，但是还是扫描了37116行，不妨结合之前的知识分析一下：
1.另一个事务未提交，需要保存之前的数据的数据版本，因此delete10万行数据实际是标记数据，这样每一行数据就有两个数据版本，旧的是delete之前的，新的是标记为delete的，索引a上的数据有两份
2.那还多出来的1万7呢，之前介绍过索引树的叶子节点存的是主键，select * 还要进行回表查询，这里将回表的扫描行数一并算上
为什么会选错索引
选择索引是优化器的工作，优化器要找到最优的执行方案并选择最小的代价去执行，扫描行数是影响执行代价之一（扫描越小，访问磁盘次数越少，消耗CPU资源越少）
mysql执行语句之前需要通过根据信息来统计记录数
这个统计信息就是索引的区分度，即索引上不同的值越多，区分度越高越好（show index t 的 cardinality字段查看），索引的区分度是利用采样统计得到的即取小部分统计信息再乘以整体。
除了使用统计信息，还会计算回表代价(主键不需要回表)
如果是统计信息不对那就修正
另一种场景复现
按理说这是个空集，利用索引a只扫描1000行，利用索引b要扫描50000行，这里优化器竟然选择了索引b！！
mysql又选错了索引
解决办法
2.引导使用a索引
我们知道索引树上的数据是有序的，优化器使用b索引，一方面是认为索引b可以避免排序 ,order by a,b强制按照a,b排序意味着两个都需要排序，因此扫描行数成了影响决策的主要条件
3.删掉索引b
解决mysql选错索引主要有两大方向
1.强制指定索引
2.干涉优化器选择（比如增大limit数量，增加order by ，写成子查询）
MySQL选错索引导致的线上慢查询事故
mysql中走与不走索引的情况汇集(待全量实验)
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