数据库原理-期末复习基础知识第二弹
1、数据的逻辑独立性是指
外模式/模式映像 当模式改变的时候，由数据库管理员对各个外模式/模式的映像做出相应改变，使外模式保持不变。由于应用程序是按照外模式进行编写的，故应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性。
2、数据的物理独立性是指
模式/内模式映像 当数据库的存储结构发生改变时，由数据库管理员对模式/内模式映像做出相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变，保证了数据与程序的物理独立性。
3、基本的关系操作包括
投影、选择、并、差、笛卡尔积。
4、专门的关系运算包括
选择、投影、连接、除。
5、试述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。
数据：描述事务的符号记录。
数据库：长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库管理系统：是位于用户和操作系统之间的具有数据定义、操纵、数据库的运行管理、数据库的建立与维护功能的一层数据管理软件。
数据库系统：在计算机系统中引入数据库后的系统、一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员以及用户构成。
6、视图和基本表的区别？
视图是从一个或几个基本表导出 的表，它与基本表不同，是一个虚表，数据库中只存放视图的定义，而不存放视图对应的数据，这些数据存放在原来的基本表中，当基本表中的数据发生变化，从视图中查询出的数据也就随之改变。视图一经定义可以像基本表一样被查询，删除，也可以在一个视图上定义新的视图。
7、故障的类型?
事务故障，系统故障，介质故障。
8、EXISTS关键字
EXISTS 关键字
- 语法及基本用法：
EXISTS用于检查子查询是否返回至少一行数据，语法格式一般是EXISTS (subquery)，这里的subquery就是一个子查询语句。例如，有两张表，orders（订单表）包含order_id（订单编号）、customer_id（客户编号）等字段，customers（客户表）包含customer_id（客户编号）和customer_name（客户姓名）等字段，要查询有订单的客户信息，可以这样写：
SELECT customer_name
FROM customers c
WHERE EXISTS (SELECT 1FROM orders oWHERE o.customer_id = c.customer_id
);
其核心思路是对于 customers 表中的每一行数据，去执行括号内的子查询，如果子查询能返回至少一行数据，那就说明对应的客户有订单，该行客户记录就会被筛选出来。
-
执行原理：
数据库在执行EXISTS语句时，一旦发现子查询返回了一行数据，就会停止继续检查该子查询（因为它只关心是否有数据返回，而不关心具体返回的数据内容），接着处理下一条外层查询的记录。所以从性能角度来看，在合适的场景下，EXISTS可以比一些关联查询等方式更高效，尤其是当子查询关联的表数据量很大时，只要能快速判断有数据返回即可。 -
应用场景举例：
常用于判断主表中的记录在关联表中是否存在对应数据的情况，比如查找有下属员工的部门信息、查找发布过文章的作者信息等，本质上是一种基于关联关系去判断存在性的操作。
总体区别总结
- 逻辑判断方向：
IN和NOT IN侧重于判断某个值与一组给定值之间的包含关系，是对具体值集合的比对操作。EXISTS重点关注的是子查询是否有返回结果，是从是否存在数据的角度进行逻辑判断。
- 性能特点及适用场景差异：
IN在值列表较短时通常性能较好，但列表过长可能影响性能；适合明确列举具体值进行筛选的场景。NOT IN同样受值列表中NULL值影响较大，使用时要小心；常用于排除特定值集合的筛选场景。EXISTS依赖子查询的逻辑构建，性能优势在于一旦确定有数据返回就停止子查询执行；更适合处理主从表之间判断存在性关联的复杂场景，尤其是大数据量情况下能体现其高效性优势。
在执行带有 NOT EXISTS 的查询时，数据库会针对主查询（外层查询）中的每一条记录，去执行对应的子查询操作。如果子查询返回的结果集为空（也就是没有返回行数据），那么对于当前这条主查询记录来说，NOT EXISTS 条件成立，该记录就会被包含在最终的查询结果中；反之，如果子查询返回了至少一行数据，那 NOT EXISTS 条件就不成立，对应的主查询记录则不会被选中。
示例说明
假设有两张表，一张是 employees（员工表），包含 employee_id（员工编号）、department_id（部门编号）等字段，用于记录员工所属部门等信息；另一张是 departments（部门表），包含 department_id（部门编号）、department_name（部门名称）等字段。
现在想要查询出没有员工的部门信息，就可以使用 NOT EXISTS 关键字来实现，示例 SQL 语句如下：
SELECT department_name
FROM departments d
WHERE NOT EXISTS (SELECT 1FROM employees eWHERE e.department_id = d.department_id
);
在上述语句中：
- 对于
departments表中的每一个部门记录（由外层查询遍历每一条记录）。 - 都会执行一次子查询，这个子查询是去查找在
employees表中是否存在员工的department_id与当前遍历到的department表中的department_id相等（也就是判断这个部门是否有员工）。 - 如果子查询没有找到这样的员工（即返回结果集为空），那就意味着这个部门没有员工，此时外层查询中对应的这个部门记录就会基于
NOT EXISTS条件被筛选出来，最终查询结果就是那些没有员工的部门的相关信息（这里是部门名称）。
关于 EXISTS
- 确实是先执行子查询来判断是否有满足条件的数据，只要子查询返回至少一行数据，对于当前正在处理的外层（父）查询中的那条记录来说，
EXISTS条件就成立。但子查询并非完全与父查询 “无关”，通常子查询会和父查询存在关联条件，通过这个关联条件去判断相关的存在性情况。比如前面提到的员工和部门的例子中，子查询里会通过e.department_id = d.department_id这个关联条件来判断对于部门表中的某个部门，在员工表中是否存在属于该部门的员工。
关于 NOT EXISTS
- 你的理解很形象，它类似嵌套循环的操作逻辑。对于父查询中的每一条记录，都会拿这条记录相关的属性值（通过关联条件）去和子查询里对应的属性进行匹配、判断。当子查询依据关联条件去查找时，如果没有返回任何行（也就是找不到对应的匹配数据），那么对于父查询中正在处理的这条记录而言，
NOT EXISTS条件就成立了，父查询中相应的记录以及SELECT后面选择的属性信息就会作为最终结果的一部分输出。
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