1、一 、 數據庫基礎概述當今社會是一個信息化社會，信息是社會上各行各業的重要資源。 數據是 信息的載體， 數據庫是相互關聯的數據集合。 數據庫能利用計算機來保存和管理 大量復雜的數據， 快速而有效地為不同的用戶和應用程序提供數據， 幫助人們利 用和管理數據資源，目前，數據庫已經遍布我們生活的各個角落，如，學校的教學管理系統、圖 書管的圖書借閱系統、 飛機或火車的網絡售票系統、 銀行的業務系統、 超市的售 貨系統、公司的人事管理系統等等。因此，了解數據庫的相關概念， 掌握數據庫的基本操作是我們從事信息處理 相關專業人員適應信息化的重要基礎， 數據庫相關技術也是我們應該必須掌握的 重要信息化處理工具

2、！1.數據庫系統概述1.1 數據管理技術的產生和發展數據是現實世界中實體或客體在計算機中的符號表示。數據不僅可以 是數字，還可以是文字、圖表、圖像、聲音、視頻等。每個組織都保存了大量的數據。如，銀行有關儲蓄存款、貸款業務、 信用卡管理、投資理財等方面的數據；醫院有關病歷、藥品、醫生、病房、 財務等方面的數據；超市有關商品、 、銷售情況、進貨情況、員工等方面的信 息。數據是一個組織的重要資源，有時比其他資源更珍貴。因此必須對組織 的各種數據實現有效管理。數據管理 是指對數據的分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護等操作。 數據庫的核心任務就是數據管理。 數據庫技術并不是最早的數據管理技術。在計算機誕

3、生的初期，計算機 主要用于科學計算，雖然當時同樣存在數據管理的問題，但當時的數據管理 是以人工方式進行的，后來發展到文件系統，再后來才是數據庫。數據管理 發展主要經歷了人工管理階段、文件系統階段和數據庫系統階段。（1） 人工管理階段? 時期20 世紀 40 年代中-50 年代中? 產生的背景? 應用需求 科學計算? 硬件水平 無直接存取存儲設備? 軟件水平 沒有操作系統? 處理方式 批處理特點數據的管理者：用戶（程序員） ，數據不保存 數據面向的對象：某一應用程序 數據的共享程度：無共享、冗余度極大 數據的獨立性：不獨立，完全依賴于程序 數據的結構化：無結構 數據控制能力：應用程序自己控制應用

4、程序n _數據集n圖 i 人工管理階段應用程序與數據之間的對應關系(2)文件系統階段? 時期?20 世紀 50 年代末-60 年代中? 產生的背景?應用需求科學計算、管理?硬件水平磁盤、磁鼓?軟件水平有文件系統?處理方式 聯機實時處理、批處理? 特點?數據的管理者：文件系統，數據可長期保存?數據面向的對象：某一應用程序?數據的共享程度：共享性差、冗余度大?數據的結構化：記錄內有結構，整體無結構(針對某一個應用)? 數據的獨立性：獨立性差，數據的邏輯結構改變必須 修改應用程序?數據控制能力：應用程序自己控制圖 2 文件系統階段應用程序與數據之間的對應關系(3)數據庫系統階段? 時期?20 世紀

5、60 年代末以來? 產生的背景?應用背景大規模管理?硬件背景大容量磁盤、磁盤陣列?軟件背景有數據庫管理系統?處理方式 聯機實時處理，分布處理,批處理? 特點?數據整體結構化(面向全組織)，整體是結構化的，數據之間具有聯系?數據的共享性高，冗余度低，易擴充，避免數據不兼容性和不一致性?數據獨立性高，物理獨立性和邏輯獨立性好。由二級映像功能來保證物理獨立性：數據的物理存儲改變了，應用程序不用改變。邏輯獨立性：數據的邏輯結構改變了，用戶程序也可以不變。? 數據由 DBMS 統一管理和控制1.2 數據庫系統的組成數據庫系統(DataBase System 簡寫 DBS)指在計算機系統中引入數據庫技術后

6、的系統， 一般由數據庫(DataBase DB)、數據庫管理系統(DataBase Management System,DBMS )及其開發工 具、應用系統、數據庫用戶和管理員(DataBase Administrator, DBA)構成。數據庫系統組成如圖 4 所示。圖 4 數據庫系統組成1.3 數據庫管理系統DBMS:是開發的一款數據管理軟件，其任務就是對數據資源進行管理， 并且使之能為多個用戶共享，同時保證數據的安全性、可靠性、完整性、一 致性和高度獨立性。DBMS 的主要功能（1）數據定義功能： 定義數據庫的結構和存儲結構、 數據間的聯系、 數 據的完整性約束條件。（2）數據操縱功能：

7、對數據庫中的數據進行增、刪、改、查操作。（3）數據庫維護功能： 重新組織數據庫的存儲結構 （提高性能） 、 備份 和恢復數據庫（提高安全性和可靠性）。（4）數據控制功能：安全性控制、完整性控制、并發控制等（5）數據通信功能：分布式數據庫或提供網絡操作功能的數據庫提供通信功能。（6）數據服務功能：與其他系統進行數據交換、數據分析。操作系統數據庫管理員數據|庫管理DBMS數據庫應用開發工具2數據模型數據庫中不僅存儲數據本身，還要存儲數據與數據之間的聯系，這種數據 及其聯系是需要描述和定義的，數據模型來完成此任務。2.1 概念模型是對現實世界特征的模擬和抽象，它可以幫助人們描述和理解現實世 界。看到

8、了模型，人們就能想象現實世界的物質。數據模型也是一種模型，是對現實世界數據特征的抽象。設計數據庫系統 時，一般要求用圖或表的形式抽象地反映數據彼此之間的關系，這被稱為建立數據模型。現有的數據庫系統都是基于某種數據模型的。數據模型滿足三方面的要求：能比較真實地模擬現實世界容易為人所理解便于在計算機上實現計算機不能直接處理現實世界中的具體事務，所以人們必須把具體事務抽 象并轉換成計算機能夠處理的數據。一般要經歷兩個階段：將現實世界中的客觀對象抽象為信息世界的概念數據模型將信息世界的概念模型轉換成機器世界的組織數據模型，如圖5 所示信息世界概念數據模型機器世界DBMS支持的組織數據模型圖 5 對現實

9、世界的抽象過程現實世界： 存在于人們頭腦外的客觀世界。 客觀事物的原始數據是錯綜復 雜的，數據量很大。如銀行貸款信息，超市銷售信息等等。信息世界：現實世界在人腦中的反映，對現實世界的事物進行抽象，找出 這些數據之間的聯系和規律， 以形式化方法表示出來， 實現人與人之間的信息交流。機器世界： 是數據庫的處理對象。 信息世界的信息經過加工、 編碼轉換成 機器世界的數據， 這些數據必須具有自己特定的數據結構， 能反映信息世界中數 據間的聯系。計算機能對這些數據進行處理，并向用戶展示經過處理的數據。2.2 分類 在數據庫系統中，針對不同的使用對象和應用目的，往往采用不同的數據 模型。根據模型的不同應用

10、目的， 可以將這些模型劃分為兩類， 即概念數據模型 和組織數據模型，它們屬于不同的層次。（1）第一類：概念數據模型。 面向現實世界，從數據的語義視角來抽取模型，按用戶的觀點對數據 和信息建模，強調語義表達能力，建模容易、方便、概念簡單、清晰，易于用戶 所理解，是現實世界到信息世界的第一層抽象， 是用戶和數據庫設計人員之間進 行交流的語言。概念數據模型主要用在數據庫設計階段，與 DBMS 無關。常用 的概念數據模型是實體聯系模型。（2）第二類：組織數據模型，也稱數據模型。它是一種基于記錄的模型， 主要包括層次模型、網狀模型、關系模型等。組織數據模型是面向機器世界的， 它按照計算機系統的觀點對數據

11、建模， 從數據的組織層次來描述數據， 一般于實 際數據庫對應。例如層次模型、網狀模型、關系模型分別與層次數據庫、網狀數 據庫和關系數據庫對應，可以在機器上實現。這類模型有更嚴格的形式化定義， 常需要加一些限制或規定。 組織數據模型是數據庫系統的核心和基礎， 各種機器 上實現的 DBMS 都是基于某一種組織數據模型的。設計數據庫系統時， 通常利用第一類模型作初步設計， 之后再按照一定方 法轉換為第二類模型，再進一步設計全系統的數據庫結構，最終在機器上實現。2.3 組成元素數據模型包括三部分：數據結構、數據操作和數據的約束條件。（1）數據結構：用于描述數據庫系統的靜態特征，包括數據庫中的數據的 組

12、成、特性及其相互聯系。 數據模型就是按照數據結構的類型來命名的。 如層次 結構 層次模型，網狀結構 網狀模型，關系結構 關系模型。（2）數據操作：用于描述系統的動態特性，是對數據庫中各種對象的實例 允許執行的操作的集合， 包括操作及有關的操作規則。 數據庫的操作主要有查詢、 插入、刪除和更新。數據模型要給出這些操作的確切定義、操作符號、操作規則 及實現操作的語言。（3）數據的約束條件：用于描述數據庫系統的靜態特性，是一組數據完整 性規則的集合。 它給丁數據模型中數據及其聯系所具有的制約依存規則， 用于限 定符合數據模型的數據庫狀態及其變化，以保證數據的完整性。3.實體-聯系模型概念模型主要描述

13、現實世界中實體及實體間的聯系。P.P.S. Che n 于 1976 年提出的實體-聯系（Entity-RelationShip，E-R）模型，是支持概念模型的最常用方 法。E-R 模型使用的工具成為 E-R 圖，描述的是現實世界的信息結構。3.1 實體現實世界中所管理的對象稱為實體（Entity）。實體的定義為：客觀存在并 可以相互區分的客觀事物或抽象事件。例如，職工，學生，銀行，法人等都是客觀事物，上課，比賽，都是抽象事件，它們都是現實世界管理的對象，都是實體。 在關系數據庫中，一般一個實體被映射成一個關系表， 表中的移行對應一個 可區分的現實世界對象，稱為實體實例(Entity Inst

14、anee)。比如，“銀行”實體中 的每家銀行都是“銀行”實體的一個實例。在 E-R 圖中用矩形框表示實體，在框內注明實體名稱，如圖6 所示。圖 6 實體示例3.2 屬性實體所具有的某一特性稱為屬性(Attribute )。一個實體可以由若干個屬性 來刻畫。例如，雇員可以由雇員號、雇員名、工資和經理號來刻畫。其中雇員號 可以用來區分雇員實體，被稱為標識屬性，而工資就不是標識屬性。在 E-R 圖中用橢圓框或圓角矩形框表示實體的屬性，框內注明屬性名。并 用連線連到對應的實體。可以在標識屬性下劃線。如圖7 所示。3.3 聯系現實世界中事物內部以及事物之間的聯系在信息世界中反映為實體內部的 聯系和實體之

15、間的聯系。? 實體內部的聯系通常是指組成實體的各屬性之間的聯系，女口，圖7 中的雇員實體的屬性“雇員號”與“經理號”之間就有關聯關系，即經 理號的取值受雇員號取值的約束 (因為經理也是雇員，也有雇員號)這就 是實體內部的聯系。? 實體之間的聯系通常是指不同實體之間的聯系，如在銀行貸款管 理信息系統中，銀行實體和法人實體之間就存在“貸款”聯系。我們主要 研究的是實體之間的聯系。實體之間用菱形框表示，框內寫上聯系名，然 后用連線與相關實體相連。實體之間的聯系方式可分為如下三類。如圖8所示。銀行雇員比賽1:1聯系1:n聯系m:n聯系圖 8 實體聯系表示（1）一對一聯系（1: 1）如“班級”實體和“班

16、長” 實體的聯系。一個班級只有一個正班 長，一個班長只在一個班中任職（2）一對多聯系（1: n）如“班級”實體和“學生” 實體的聯系。一個班級可以包含多名 學生，但每名學生只屬于一個班級。（3）多對多聯系（m： n）如“銀行”實體與“法人”實體之間的聯系。一家銀行同時可以給多個 法人貸款，一個法人可以同時向多家銀行貸款。如圖10 所示。4.關系數據模型關系數據模型就是用 關系表示現實世界中實體及實體之間聯系的數據模 型。是前面介紹的 組織數據模型 的一種。關系數據模型包括關系數據結構、關 系數據操作和關系完整性約束三個重要方面。貸款日期m貸款金額貸款貸款期限銀行名稱銀行代碼法人代碼法人名稱電話

17、注冊資金圖 io 多對多聯系示例銀行法人4.1 關系數據模型的數據結構關系數據結構非常簡單，在關系數據模型中，現實世界的實體及實體之間 的聯系均用關系來表示。從邏輯或用戶的觀點來看，關系就是二維表。關系系統要求讓用戶感覺數據庫就是一張張表的集合。 表是邏輯結構而不是 物理結構。如圖 11 所示的兩個關系模型分別為銀行關系和貸款關系。關系數據模型的一些基本術語(1)關系(2)元組3)屬性4)關系模式5)候選關鍵字6)主關鍵字7)外部關鍵字8)參照關系和非參照關系4.2 關系模型的數據操作4.3 關系模型的數據完整性約束(1)實體完整性規則(2)參照完整性規則(3)用戶定義完整性規則5.實體聯系模

18、型向關系模型的轉換2.1SQL Server配置管理器二、SQL Server 2008 系統介紹1.系統簡介SQLServer 是一個關系數據庫管理系統。它最初是由 Microsoft、Sybase 和Ashton-Tate 三家公司共同開發的，于 1988 年推出了第一個 OS/2 版本。在 WindowsNT 推出后，Microsoft 與 Sybase 在 SQL Server 的開發上就分道揚鑣 了，Microsoft 將SQL Server 移植到 Windows NT 系統上，專注于開發推廣 SQL Server 的 Windows NT版本。Sybase 則較專注于 SQL S

19、erver 在 UNX 操作系統 上的應用。其發展歷程如下：1993. SQL Server 4.2 for Windows NT , 離企業級 RDBM 要求 相差甚遠。1996. SQL Server 6.5，具備了市場所需的功能、速度，易使用價格低等特點。1998. SQL Server 7.0，功能更強大，在數據存儲和數據庫引擎方面有了根便變化，進一步確認了 SQL Server 在數據庫管理系統中的主導地位。2000. SQL Server 2000，繼承了 7.0 的優點，又增加了許多先進功能，適 用方便，可伸縮性好，與相關軟件集成度高等優點，具有跨平臺性。從 win 98 筆記本

20、到 win2000 大型多處理器多平臺。2005. SQL Server 2005，更全面，使用集成的商業智能工具以提供企業級 的數據機管理。數據庫引擎為關系型數據和結構化數據提供了更安全可靠的 存儲功能。2008. SQL Server 2008，是 SQL Server 2005 的功能強化版本，其主要新 功能與特色包括：以原則(Policy-Based )為主的管理基礎架構、性能數據 收集器、資源調節器、可預測的查詢效能、數據壓縮能力、DDL 審核能力等20 余項。2012. SQL Server 2012 對微軟來說是一個重要產品。 微軟把自己定位為可用 性和大數據領域的領頭羊，幫助企

21、業處理每年大量的數據 (Z 級別)增長。功 能更為強大，尤其支持大數據。2. Microsoft SQL Server 2008包括：SQLServer配置管理器、SQLServer ManagementStudio和聯機叢書。的常用工具SQL Server 配置管理器是一種工具，用于管理與 SQL Server 相關聯的服 務、配置SQL Server 使用的網絡協議以及從 SQL Server 客戶端計算機管理 網絡連接配置。一般從 開始”菜單進行訪問。SQL Server 配置管理器功能分為 三部分：SQL Server 服務、SQL Server 網絡配置和本地客戶端配置，如上圖。(1

22、) SQL Server 服務的啟動與停止啟動服務器：“SQL Server 數據庫服務器”是整個 SQL Server 最核心的服務， 必須先啟動此服務，用戶端才可以訪問 SQL Server 內的數據。啟動方法有兩種：方法一：利用 Windows Services 啟動服務。在 Windows 中打開控制面板一 管理工具一服務，就會看到 Windows Services 窗口。“SQL Server 數據庫服務器” 對應的名稱是 SQL Serve(MSSQLSERVER 可以在服務器名稱上雙擊或通過屬性 窗口設置。圖 1.從 Windows Services 啟動方法二：利用 SQL S

23、erver Configuration Manager 即 SQL Server 配置管理器)啟動。在“開始“菜單欄找到“ SQL Server 配置管理器”，打開后在左側目 錄下選擇“ SQL Server 服務”，在右側對應當窗口選擇“ SQL Server(SQLSERVER) ”項，看狀態列，如果是已停止，貝 U 點擊右鍵，在彈出的快 捷菜單中選擇“啟動”。如圖所示。2.1SQL Server配置管理器圖 2 從 SQL Server Configuration Manager 停止服務方法同上。(2) Server 網絡配置本地客戶端連接服務器用什么試一下要在客戶端訪問遠程的 SQL

24、 Server 服務器，必須在客戶端計算機和 服務器上配置相同的網絡協議。SQL Server 2008 支持的網絡協議包括Shared Memory、Named Pipes TCP/IP 和 VIA。SQL Server 各協議如下：Shared Memory :是可供使用的最簡單協議。使用該協議的客戶端近 可以連接到同一臺計算機上運行的 SQL Server 實例，因此對于大多 數數據庫活動是無用的。只包含是否啟用。Named Pipes 是為局域網而開發的協議。TCP/IP 是互聯網上廣泛使用的通用協議。它可以實現與互聯網中不 同的硬件結構和操作系統的計算機進行通信。TCP/IP 是通過

25、本地或者 遠程連接到SQL Server 的首選協議。SQL Server 需要指定 TCP 端口 以偵聽請求，SQLServer 默認的 TCP 端口為 1433。如果默認端口被 其他程序所占用，可以在TCP/IP 屬性對話框中修改 TCP 端口。 VIA：虛擬適配器，一般情況下，建議用戶禁用該協議。目前大多數網絡都是基于 TCP/IP 架構的，而 TCP/IP 在安裝時被默認 添加到 SQL Server 的企業協議中，在這種情況下不需要對網絡協議作特 殊設置。(3)本地客戶端配置客戶端要連接到遠程的 SQL Server 服務器，同樣需要安裝并配置相同的 網絡協議。在圖 2 中選擇 “S

26、QL Native Client 10.0 配置”下的“客戶端協議” 可以查看 SQLServer 本地客戶端已經配置的網絡協議，如操作所示。客戶端為了能夠連接到 SQL Server 服務器，必須使用與某一監聽服務器的 協議相匹配的協議。例如，如果客戶端試圖使用TCP/IP 連接到 SQL Server 服務器，而服務器上只安裝了 Named Pipes 協議，則客戶端將不能建立連接。2.2 SQL Server Man ageme nt StudioSQL Server Man ageme nt Studio 是一個集成環境，用于訪問、配置、管理和 開發 SQL Server 的所有組件。SQL Server Management Studio 組合了大量的圖形 工具和豐富的腳本編輯器，使各種技術水平的開發人員和管理員都能訪問SQLServer。SQL Server Management Studio 將早期版本的 SQL Server 中所包含的企業 管理器、查詢分析器和 An alysis Man ager 功能整合到單一的環境中。（1）啟動 SQL Server Management