1、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用基礎(chǔ)1教材與課時安排使用教材： SQL Server 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用 清華大學(xué)出版社課程安排： 授課：16學(xué)時 實驗：16學(xué)時2第一章 概 述 3本章主要內(nèi)容1.1 數(shù)據(jù)庫概述1.2 SQL語言的特點及使用41.1 數(shù)據(jù)庫概述 1.1.1 信息與數(shù)據(jù) 1.1.2 數(shù)據(jù)庫 1.1.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.1.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.1.5 數(shù)據(jù)庫管理員1.1.6 數(shù)據(jù)模型5信息是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映，它以文字、數(shù)據(jù)、符號、聲音、圖像等形式記錄下來，可以進行傳遞和處理，為人們的生產(chǎn)、建設(shè)、管理等提供依據(jù)。數(shù)據(jù)是描述事物的符號記錄。數(shù)據(jù)的概念包含兩方面的含義：第一，其內(nèi)容是信息；第二，其表

2、現(xiàn)方式是符號。 1.1.1 信息與數(shù)據(jù)61.1.2 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫是存儲在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合，這些數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的，無誤的或無冗余的，并為多種應(yīng)用提供服務(wù)；數(shù)據(jù)的存儲獨立于使用它的程序；對數(shù)據(jù)庫插入新數(shù)據(jù)，修改和檢索原有數(shù)據(jù)均能按一種公用的和可控的方式進行。7編號姓名性別出生年月家庭地址聯(lián)系電話備注12345678910數(shù)據(jù)庫是如何保存數(shù)據(jù)的？81.1.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Database Management System,DBMS）是一種操縱和管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件，用于建立、使用和維護數(shù)據(jù)庫。應(yīng)用程序1應(yīng)用程序3應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS數(shù)據(jù)庫DBMS是開發(fā)各種數(shù)據(jù)庫

3、應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件。91.1.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBase System，DBS）是指計算機系統(tǒng)引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS及其開發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成，其核心是DBMS。101.1.5 數(shù)據(jù)庫管理員 使用數(shù)據(jù)庫、對數(shù)據(jù)庫進行各種操作的人統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)庫的用戶，其中包括終端用戶、應(yīng)用程序員和數(shù)據(jù)庫管理員。 由業(yè)務(wù)水平高、資歷較深的人員擔(dān)任。111.1.6 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型就是數(shù)據(jù)特征的抽象，是一種專門用來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中數(shù)據(jù)與信息的工具。 數(shù)據(jù)模型所描述的內(nèi)容包括如下三部分：12 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要描述數(shù)據(jù)的

4、類型、內(nèi)容、性質(zhì)以及數(shù)據(jù)間的聯(lián)系等。數(shù)據(jù)操作：數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)操作主要描述在相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的操作類型和操作方式。數(shù)據(jù)約束：數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)約束主要描述數(shù)結(jié)構(gòu)內(nèi)數(shù)據(jù)間的語法、詞義聯(lián)系、它們之間的制約和依存關(guān)系以及數(shù)據(jù)動態(tài)變化的規(guī)則，以保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。13 數(shù)據(jù)模型按照不同的應(yīng)用層次可以分為以下 三種類型：。 （1）概念數(shù)據(jù)模型：簡稱概念模型，是面向數(shù)據(jù)庫用戶的現(xiàn)實世界的模型，是對現(xiàn)實世界的第一層抽象，主要用來描述世界的概念化結(jié)構(gòu)。（2）邏輯數(shù)據(jù)模型：簡稱數(shù)據(jù)模型，一般又稱“結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型”。這是用戶從數(shù)據(jù)庫中所看到的模型，是具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，其包括網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型、層

5、次數(shù)據(jù)模型。14（3）物理數(shù)據(jù)模型：簡稱物理模型，是面向計算機物理表示的模型，描述了數(shù)據(jù)在存儲介質(zhì)上的組織結(jié)構(gòu)，它不但與具體的DBMS有關(guān)，而且還與操作系統(tǒng)和硬件有關(guān)。151 概念數(shù)據(jù)模型（1） 模型中的基本概念 概念模型是對真實世界中問題域內(nèi)事務(wù)的描述，而不是對軟件設(shè)計的描述，它是真實世界到信息世界的第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的有力工具，也是數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員與用戶之間進行交流的語言。16 實體之間的聯(lián)系是錯綜復(fù)雜的，就兩個實體型的聯(lián)系來說，可以分為以下三類：1)一對一聯(lián)系（1：1） 如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至多有一個（也可沒有）與之聯(lián)系，反之亦然，那么實體集A和實體集B之間的聯(lián)

6、系稱為“一對一聯(lián)系”，記作1：1 例如，在一個學(xué)校中，只能給每名學(xué)生分配一個學(xué)號，并且一個學(xué)號只對應(yīng)著一個學(xué)生，因此，學(xué)生和學(xué)號之間具有一對一的聯(lián)系。17實體集A實體集B聯(lián)系名學(xué)生學(xué)號分配1111182)一對多聯(lián)系（1：n） 如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n=0）與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體集B具有一對多聯(lián)系，記作1：n 例如，一名學(xué)生只能屬于一個班級，但一個班級內(nèi)可以有多名學(xué)生，因此，班級與學(xué)生之間具有一對多聯(lián)系19實體集A實體集B聯(lián)系名學(xué)生班級分配1nn1203)多對多聯(lián)系（m:n） 如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n(n=0)個實體與之聯(lián)系；反之，對于

7、實體集B中的每一個實體，實體集A中有m(m=0)個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體集B具有多對多聯(lián)系，記作m:n 例如，一名學(xué)生可以學(xué)習(xí)多門課程，一門課程也可以被多個學(xué)生同時學(xué)習(xí)，因此，學(xué)生和課程之間具有多對多聯(lián)系。21mnm分配學(xué)生課程n實體集A實體集B聯(lián)系名學(xué)生分配mn22（2）概念模型的表示方法 概念模型的表示方式中最常用的是實體聯(lián)系方法，用這個方法描述的概念模型稱為實體聯(lián)系模型，簡稱E-R模型。實體聯(lián)系模型用簡單的圖形方式來描述現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)，這種描述不涉及數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的表示和存取方法。231.1.7層次模型層次模型是較早用于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的一種數(shù)據(jù)模型，采用樹形結(jié)構(gòu)來表示各類實體以及

8、實體間的聯(lián)系。層次模型必須滿足兩個條件： 1.有且只有一個結(jié)點沒有雙親結(jié)點，稱之為根結(jié)點； 2.除了根結(jié)點外，其他結(jié)點有且僅有一個雙親結(jié)點。241.1.8網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型是用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來表示實體類型及實體間的聯(lián)系的模型。 網(wǎng)狀模型必須滿足兩個條件：1.允許一個結(jié)點有雙親結(jié)點 2.允許一個以上的結(jié)點沒有雙親結(jié)點。251.1.9 關(guān)系模型1.基本概念關(guān)系：一個關(guān)系對應(yīng)著一張二維表元組或記錄：表中的每一行叫做一個元組。屬性：表格中的一列稱為關(guān)系的一個屬性、即記錄中的一個字段。分量：指一個元組在一個屬性上的值。26關(guān)鍵字：也叫主碼，是指表中的某個屬性或?qū)傩越M，通過它可以唯一確定一個元組。外部關(guān)鍵字：在一

9、個關(guān)系中含有的另一個關(guān)系的關(guān)鍵字相對應(yīng)的屬性組稱為該關(guān)系的外部關(guān)鍵字。外部關(guān)鍵字或者取空值，或者取外部表中對應(yīng)的關(guān)鍵字中的某值。關(guān)系模式：指對一個關(guān)系的結(jié)構(gòu)描述，即在關(guān)系模式中要指出元組集合的結(jié)構(gòu)，可以形式化地表示為R(U,D,F)，其中，R為關(guān)系名，U為組成該關(guān)系的屬性名集合，F(xiàn)為屬性間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系集合。27 2.操作 關(guān)系模型的操作主要包括查詢、插入、修改和刪除四種，都是建立在關(guān)系之上的操縱，這些操作必須滿足關(guān)系的完整性約束條件，即實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。（1）數(shù)據(jù)查詢。用戶可以查詢關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，它包括一個關(guān)系內(nèi)的查詢以及多個關(guān)系間的查詢。28（2）數(shù)據(jù)插入。數(shù)據(jù)

10、插入僅對一個關(guān)系而言，在指定關(guān)系中插入一個或多個元組。（3）數(shù)據(jù)刪除。數(shù)據(jù)刪除的基本單位是一個關(guān)系內(nèi)的元組，它的功能是將指定關(guān)系內(nèi)的元組刪除。（4）數(shù)據(jù)修改。數(shù)據(jù)修改是在一個關(guān)系中指定的元組與屬性。291.2 SQL語言的特點及使用 1 概念 SQL是用來對存放在計算機中的數(shù)據(jù)庫進行組織、管理和檢索的語言。SQL一詞是“Structured Query Language（結(jié)構(gòu)式查詢語言）”的縮寫1.2.1 SQL及其特點30 ANSI 著手SQL標準化工作 ANSI 第一個SQL標準 ISO SQL標準 1992 ISO SQL-92至今- SQL 標準計算機數(shù)據(jù)庫查詢語言2 發(fā)展歷程:313

11、 SQL的功能數(shù)據(jù)定義(Definition)數(shù)據(jù)操縱(Manipulation）數(shù)據(jù)管理(Management)存取保護(Access Protection)處理控制(Control) 32SQL按其功能可以分為三大部分：數(shù)據(jù)定義語言(DDL)定義、撤銷和修改數(shù)據(jù)庫對象數(shù)據(jù)操縱語言(DML)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的修改和檢索數(shù)據(jù)控制語言(DCL)用于數(shù)據(jù)訪問權(quán)限的控制33SQL的使用: 一般它都與其他編程語言(如DELPHI、Powerbuilder、VB、VC等)結(jié)合來使用，這些用來作為前臺開發(fā)語言，而這些語言大多數(shù)是面向?qū)ο蟮恼Z言344.特點（1）一體化的特點（2）統(tǒng)一的語法結(jié)構(gòu)，多種使用方式（3

12、）高度非過程化（4）語言簡潔（5）客戶機/服務(wù)器（Client/Server）結(jié)構(gòu)（6）支持異類復(fù)制（7）Internet數(shù)據(jù)庫功能的集成35(1)一體化的特點SQL語言能完成數(shù)據(jù)庫生命期當(dāng)中的全部活動，如：定義關(guān)系模式錄入數(shù)據(jù)以建立數(shù)據(jù)庫查詢、更新、維護數(shù)據(jù)庫重構(gòu)數(shù)據(jù)庫安全性控制36(2)統(tǒng)一的語法結(jié)構(gòu)，多種使用方式SQL有兩種使用方式聯(lián)機使用方式嵌入程序方式大多數(shù)的程序接口采用嵌入的SQL雖然使用方式不同，SQL的語法結(jié)構(gòu)是一致的。37(3)高度非過程化 在SQL中，只需用戶提出“干什么”，而無須指出“怎么干” 存取路徑的選擇和SQL語句操作的過程由系統(tǒng)自動完成 如： 查詢等，不必指明路徑

13、38(4)語言簡潔SQL語法簡單、易學(xué)SQL功能動詞數(shù)據(jù)定義CREATE數(shù)據(jù)操縱INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT 數(shù)據(jù)控制 GRANT 39（5）SQL Server 的應(yīng)用結(jié)構(gòu) 目前數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)一般是基于Client/Server（簡稱C/S）模式的，這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有3個部分：服務(wù)器（Server）、客戶端（Client）和網(wǎng)絡(luò)40(6)支持異類復(fù)制： 它可以將SQL Server數(shù)據(jù)復(fù)制到其他的數(shù)據(jù)庫中 包括Access、Oracle、Sybase和DB2，并采用ODBC作為其連接機制41(7)Internet數(shù)據(jù)庫功能的集成： SQL Server的數(shù)據(jù)庫引

14、擎提供對Web技術(shù)的支持，支持數(shù)據(jù)庫信息自動發(fā)布到HTML文檔425 SQL Server 2008 的特點有關(guān)企業(yè)數(shù)據(jù)平臺方面的新特性有關(guān)動態(tài)開發(fā)方面的新特性有關(guān)超越型關(guān)系數(shù)據(jù)庫方面的特性有關(guān)廣泛深入的洞察力方面的特性。431.2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型簡介 關(guān)系數(shù)據(jù)庫是一種所有用戶可見數(shù)據(jù)都嚴格按表的形式組織起來的表，且所有庫操作都針對這些表中的數(shù)據(jù) 關(guān)系數(shù)據(jù)模型是以集合論中的關(guān)系(relation)概念為基礎(chǔ)發(fā)展起來的數(shù)據(jù)模型。關(guān)系是由若干個二維表組成的集合。每個二維表又稱為關(guān)系。關(guān)系模型是用二維表格結(jié)構(gòu)來表示實體以及實體聯(lián)系間模型44幾個概念數(shù)據(jù)模型： 是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)用來表示實體與實體之

15、間聯(lián)系的方法。 實體： 客觀事物在信息世界中稱為實體（Entity），它是現(xiàn)實世界中任何可區(qū)分、識別的事物。實體可以是具體的人或物，也可以是抽象概念 例： 圖書 聯(lián)系人45 實體具有許多特性，實體所具有的特性稱為屬性（Attribute）。一個實體可用若干屬性來刻畫 例： 聯(lián)系人 圖書46數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所支持的模型主要有關(guān)系模型層次模型網(wǎng)狀模型通過關(guān)系，按給定的選擇條件，選出符合條件的元組，較靈活要查找一個記錄必須從根記錄開始，按給定條件沿一個層次路徑進行查找在查找語句中要說明查找的對象和存取的路徑，操作較繁瑣47班 級社 團學(xué)生4849（1）關(guān)系中不允許出現(xiàn)相同的元組。因為數(shù)學(xué)上集合中沒有相同的

16、元素，而關(guān)系是元組的集合，所以作為集合元素的元組應(yīng)該是唯一的。（2）關(guān)系中元組的順序（即行序）是無關(guān)緊要的，在一個關(guān)系中可以任意交換兩行的次序。因為集合中的元素是無序的，所以作為集合元素的元組也是無序的。根據(jù)關(guān)系的這個性質(zhì)，可以改變元組的順序使其具有某種排序，然后按照順序查詢數(shù)據(jù)，可以提高查詢速度。（3）關(guān)系中屬性的順序是無關(guān)緊要的，即列的順序可以任意交換。交換時，應(yīng)連同屬性名一起交換，否則將得到不同的關(guān)系。（4）同一屬性名下的各個屬性值必須來自同一個域，是同一類型的數(shù)據(jù)。（5）關(guān)系中各個屬性必須有不同的名字，不同的屬性可來自同一個域，即它們的分量可以取自同一個域。（6）關(guān)系中每一分量必須是不

17、可分的數(shù)據(jù)項，或者說所有屬性值都是原子的，是一個確定的值，而不是值的集合。 50關(guān)系模型是RDBMS的基礎(chǔ)，它包括三部分數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系的完整性規(guī)則 關(guān)系操作集合 51 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由行和列組成的兩維表，任意兩行互不相同，列值是不可分的數(shù)據(jù)項，行和列的次序可任意 abcdabcdaxyz兩行相同d=m+n列值可分52關(guān)系模型的完整性實體完整性參照完整性用戶定義的完整性用主鍵唯一標志表中行和列，主鍵的任一屬性不能為空外鍵或者為空，或者等于它所參照的表的主鍵的某個值對某一具體的數(shù)據(jù)庫的約束條件53 關(guān)系模型的操作表達能力非常強大，定義了很多的操作，其中主要有選擇(select o

18、peration)、投影(project operation)、集合、連接等操作 54一、 SQL Server 2005 版本SQL Server 2005 Enterprise Edition(32位和64位)SQL Server 2005 Standard Edition(32位和64位)SQL Server 2005 Workgroup Edition(僅適用于32位)SQL Server 2005 Developer Edition(32位和64位)SQL Server 2005 Express Edition(僅適用于32位)1.2.3 SQL Server 2005的安裝55二、

19、32位平臺上安裝和運行SQL Server 2005的硬件要求SQLServer2005版本 處理器型號 處理器速度 內(nèi)存(RAM) SQL Server 2005企業(yè)版（Enterprise Edition）SQL Server 2005開發(fā)者版 （Developer Edition） SQL Server 2005標準版（Standard Edition）SQL Server 2005工作組版（Workgroup Edition）Pentium III及其兼容處理器，或者更高型號。至少600 MHz，推薦1GHz或更高。至少512MB，推薦1GB或更大。 SQL Server 2005簡化

20、版（Express Edition） Pentium III及其兼容處理器，或者更高型號。至少600 MHz，推薦1GHz或更高。至少192MB，推薦512MB或更大56三、SQL Server 2005各組件對磁盤空間的要求服務(wù)和組件 硬盤需求 數(shù)據(jù)庫引擎及數(shù)據(jù)文件，復(fù)制，全文搜索等150 MB分析服務(wù)及數(shù)據(jù)文件35 KB報表服務(wù)和報表管理器40 MB通知服務(wù)引擎組件，客戶端組件以及規(guī)則組件5 MB集成服務(wù)9 MB客戶端組件12 MB管理工具70 MB開發(fā)工具20 MBSQL Server聯(lián)機圖書以及移動聯(lián)機圖書15 MB范例以及范例數(shù)據(jù)庫390 MB57四、軟件需求 下表列出常見的操作系統(tǒng)

21、是否支持運行SQL Server 2005的各種不同版本。 企業(yè)版 開發(fā)版 標準版 工作組版 簡化版 Windows 2000不支持不支持不支持不支持不支持Windows 2000 Professional Edition SP4不支持支持支持支持支持Windows 2000 Server SP4 支持支持支持支持支持Windows 2000 Advanced Server SP4 支持支持支持支持支持Windows 2000 Datacenter Edition SP4支持支持支持支持支持Windows XP Home Edition SP2不支持支持不支持不支持支持Windows XP Profess