《数据库系统》课程实验指导书

《数据库系统》课程

实验指导书

湖南大学信息科学与工程学院

软件工程系

Copyright©2020年

目录

一，实验教学目标..................................................2

二，实验教学主要内容..............................................2

三实验要求......................................................2

四、助教信息......................................................2

五，评分细则......................................................3

才，实验项目......................................................3

实验1polarDB云数据库创建和数据操作...................................3

实验2polarDB云数据库中对象的定义...................................20

实验3数据库设计.....................................................23

实验4基于polarDB云数据库的综合实验.................................35

1.商品销售管理系统..................................................38

2.博客网站..........................................................42

3.学生成绩管理系统..................................................42

4.简易图书管理系统..................................................42

七、试验时间.....................................................45

I

一、实验教学目标

《数据库系统设计》是一门需要理论和实际紧密相连的课程，需要动手、动

手再动手。上机实验是课程教学的重要环节，实验指导书中给出的方法和技术就

是现在的软件开发公司所使用的最新的技术，掌握这些技术是专业培养目标达成

的基本要求。通过实验，使学生体验数据库技术。结合实际操作和实验，巩固课

堂教学内容，使学生掌握数据库系统基本特性、建模技术、设计方法，将理论与

实际相结合，应用流行的数据建模工具和数据库管理系统，培养学生实际动手能

力。

二、实验教学主要内容

本课程的实验内容的而构成分三大块：其一是通过SQL掌握数据库中的基

本概念和基本特性，通过实验，一定要让同学们掌握MySql数据库系统开发工

具的使用方法；其二是数据库应用系统的建模，通过实验，使同学们掌握

PowerDesiger建模工具；其三是综合运行所学的知识，通过应用实例，遍历数据

库系统设计的全过程。

三、实验要求

试验平台使用阿里巴巴的polarDB云数据库DMS平台。每次实验前，教师

或助教需向学生讲清实验整体要求，以及试验目标任务，实验为一人一组，在规

定的时间内，由学生独立完成。出现问题时，教师应引导学生独立分析和解决，

所有实验为一整体，有其延续性，每一次实验必须在实验课堂上认真完成，如果

不能完成将会影响下次实验。如果确实不能在课堂上完成，必须在下次实验前的

课后完成。任课教师每次课都会认真清点学生人数，并要学生在考勤本上签字，

每次实验后，必须认真填写实验报告，当次的实验报告在下次实验课开始时提交

给老师。

四、助教信息

****,:负责1801#,1802#

****,：负责1803#

****,:负责1804#,1805#

2

五、评分细则

每次实验后，各班的学生把实验的结果打包成文件发到各班助教的邮箱,文

件名的格式为:4位数字的班级号一学号的最后3数字一姓名—实验序号，例如：

0401」02.胡泽宇」.sql等等，前4次实验的成绩由助教根据实验考勤、实验过

程、实验报告综合评定实验的结果，第5次综合实验的成绩由老师和助教评定，

每次给出以100分评阅的成绩，最后给出加权的实验成绩。实验中的普遍问题助

教必须要记录归档。

六、实验项目

实验1polarDB云数据库创建和数据操作

［目的和意义］

熟悉阿里巴巴的polarDB云数据库产品的使用，通过对比，思考云数据库的先进性。

学会基本的DDL和DML使用方法，学会主键的定义和外键的识别，学会数据库访问工具

的使用，掌握数据库的基本操作，学会数据库的创建。

［polarDB云数据库背景知识］

对于一个企业，想要构建自己的业务信息系统，按照传统做法，就要考虑网

络建设，购买数据库服务器，购买数据库管理系统产品，聘用DBA人员。建成之

后，随着业务的发展，还要考虑系统扩展和升级问题。对于微小型企业，甚至中

型企业来说，其成本和运维开销都难以承受。

抛弃传统做法，转而租用云数据库，则具有如下优点。首先是省事，信息业

务信息系统建设中的网络建设，数据库服务器和数据库管理系统产品购买，以及

DBA人员聘用，系统扩展和升级等等这些专业上的事情全部不用再考虑了，统统

交给云数据库服务提供商。而云数据库服务提供商作为专业服务提供商，对这些

问题都能提供专业和可靠的解决方案，因此不仅有质量保证，而且还实惠，不仅

省事，还省钱。

对于企业而言，其业务在不断发展和调整，因此其数据库存在一个不断扩展

和升级的问题，而且要求具备有动态可调性。例如阿里的网上商城，双11促销

时，业务量徒增，是平时业务量的上千倍。这就要求数据库系统能够适配这种业

务突增。单体数据库是无法做到这一点的，只有云数据库才能做到这一点。

3

云数据库的另一优点是具有良好的弹性和可伸缩性。当用户的数据量小不大

时，可只租用少量的计算资源和存储资源。当业务量增大，数据库也增大时，可

动态地增加资源。于是，资源过剩闲置浪费的现象以及资源短缺不够用的问题，

都能得以克服。

使用云数据库的另一好处是，云数据库能提供访问特性的统计分析报告，于

是用户能及时和准确地了解到业务特征与特性，能及时并合理地作出商务决策。

对于阿里巴巴的polarDB云数据库，我们应从三个层面来梯次认识它。首先

它是一个数据库服务器。从外部来看，即从用户的视角来看，在功能方面它与传

统的数据库完全一样。因此，对于用户而言，在使用polarDB时不会感觉到它与

其它数据库产品有什么差异。

从内部来看，polarDB是一个分布式数据库。对于一个分布式系统，它由一

个协调者和多个成员构成。协调者是对外服务的窗口，受理客户的数据操作请求,

然后将客户请求的任务分解成多个小任务，分别派发给各个成员去并行执行，再

将各成员的执行结果整合起来，作为对客户的响应。在PolarDB中，协调者叫作

智能路由，成员叫作计算节点。数据库服务器由DBMS和数据库构成。在polarDB

中，计算节点有DBMS的含义，存储节点有数据库的含义。当一个分布式数据库

由同构成员组成时，就叫作集群数据库。polarDB是一个集群数据库。

polarDB是云平台上的数据库。云平台是一个由成千上万服务器构成的一个

庞大资源池。每台服务器通常都有很多计算资源、存储资源、通信资源。从服务

的种类来看，云平台上承载着各式各样的服务，例如数据库服务，WEB服务，邮

件服务，文件服务。对于某种服务而言，它又有很多种类的用户。例如对于数据

库服务而言，有的用户为生产企业，有的为商贸企业，有的为服务类企业，有的

为政府，有的为事业单位，有的为民间社团组织。对于某一种类用户，又有很多

实例。因此，云平台是一个资源密集而庞大的系统。

对于单个用户，他的业务具有起伏波动性。例如，某个用户搞促销活动时，

它的业务量就会突增。促销活动结束时，业务量就会下降。云平台承载着海量的

用户。假定一个用户在一年中只搞一天的促销活动，对于一万个用户，因为它们

的促销日都是各自选择的，呈随机性，因此，每天搞促销活动的用户数具有稳定

性。也就是说，当把所有用户来当作一个整体来看，业务量具有平稳性。单个具

有波动起伏性，而整体具有平稳性，这就是云平台的特性。

云平台的这种特性告诉我们，尽管单个用户要租用的资源时多时少，但是整

个平台不会出现资源闲置浪费和资源短缺不够用这两个问题。

在云平台中，当某个正处于运行态的设备发生故障时，便可调度处于备用状

态的同构设备进行顶替，将故障造成的损失和影响降低到可接受程度，以实现服

4

务的高可用性。

云平台的另一个特性是所有服务都是基于WEB国际标准来构建。因此，访问

服务的模式和规范具有统一性。大家只要遵循WEB标准来做事，弄出来的组件就

可相互衔接，彼此协同工作。

［实验内容］

在阿里云注册一个实名账号，和登录polarDB云数据，创建数据库用户，

给用户赋权，登录数据库服务器，创建数据库，创建表，定义主键和外键，修改

表的Schema；往表中添加数据，查询表中的数据，修改表中数据，删除表中数

据。

［阿里云平台中DMS数据库实验室的进入］

第1步：在阿里云开发者社区(https://deve云per.aIiyun.com/)免费注册--个

实名认证的云账号；

第2步：打开DMS数据库实验室(https:〃dmsIab.aIiyun.com/),进入的界面如

下：

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DMS是DatabaseManagementService的缩写。点击界面中间的免费开通数据库栏中的

第一项“polarDB-MySQL”的【立即开通】。即进入polarDB-MySQL数据库。界面左侧背

景色为黑色的框中为数据库服务器实例的目录，双击polarDBforMySQL这一项，就可看到

该实例下有一个名为polardb_mysql_9051uav的数据库，再双击该数据库，右侧就会显示控

5

制台。接下来就可输入SQL语句，并提交执行。

DMS数据库实验室入门介绍请看：

hllDS:〃/documenldclail/172126.hlml?sDm=5176.10695662.1996646101.scarchcli

ckresult.3e8f6cf92FluCp

DMS其实就是一个数据库管理工具。

［具体任务］

1）写出教务管理数据库中如下8张表的DDL语句，要求标识出每张表的主键，包

含的外键，明确每个字段的域定义。然后在数据库中创建出这8张表来。

表1-1department表（学院表）

字段名称类型宽度允许空值主键说明

dnochar2NOTNULL是学院编号

nameVarchar20NOTNULL学院名称

deanchar7NULL院长（外键：引用教师表

的主键）

addrvarchar40NULL院系办公地址

phonevarchar12NULL联系电话

表1-2teacher表（教师信息表）

字段名称类型宽度允许空值主键说明

tno7NOTNULL是教师工号

char

name8NOTNULL教师姓名

varchar

sex2NULL教师性别

char

birthdayDateNULL教师出生日期

rankvarchar8NULL教师职称

salaryintNULL月工资

homevarchar40NULL教师家庭住址

zipcodcchar6NULL邮政编码

telvarchar12NULL联系电话

emailvarchar32NULL电子邮件

6

dnochar2NULL教师所在学院编号

表1-3course表（课程信息表）

字段名称类型宽度允许空值主键说明

enochar10NOTNULL是课程编号

nameVarchar20NOTNULL课程名称

spnochar2NULL专业代码（外键）

ctnochar1NULL课程类型编号（外键）

experimentSmallintNULL实验时数

hoursSmallintNULL授课学时数

semesterSmallintNULL开课学期

creditSmallintNULL课程学分

duty_tnochar7NULL课程责任老师的工号

dnochar2NULL负责开课的学院编号

表1-4student表（学生信息表）

字段名称类型宽度允许空值主键说明

snochar11NOTNULL是学生学号

snameVarchar8NOTNULL学生姓名

sexchar2NULL学生性别

nationVarchar20NULL民族

birthdaydateNULL学生出生日期

spnochar4NULL专业代码（外键）

classnochar7NULL行政班级号

entimeChar4NULL学生入校年级

homeVarchar40NULL学生家庭住址

telVarchar40NULL学生联系电话

dnochar2NULL学生所在院系编号

其中学号的构成为：yyyyddsscnn。其中yyyy为入学年级，dd为所在学院编号，ss为专业代

7

码，c为班号，nn为序号。

表1-5teach表（教师开课表）

字段名称类型宽度允许空值主键说明

tnochar7NOTNULL是教师编号（外键）

enochar10NOTNULL是课程编号（外键）

year_semesterchar6NOTNULL是学年学期

classnochar1NOTNULL是上课的班级号

表1-6enroll表（学生选课表）

字段名称类型宽度允许空值主键说明

snochar10NOTNULL是学生学号

enochar10NOTNULL是课程编号

year_semesterchar6NOTNULL是学年学期

tnochar8NULL教师编号（外键）

classnochar1NULL上课的班级号

scorefloatNULL学生成绩

表1-7specially表（专业信息表）

字段名称类型宽度允许空值主键说明

spnochar2NOTNULL是专业代码

dnochar2NOTNULL所属院系编号

nameVarchar20NOTNULL专业名称

表1-8cousetype表（课程类型表）

字段名称类型宽度允许空值主键说明

ctnochar1NOTNULL是类型编号

nameVarchar16NOTNULL类型名称

8

上述8张表中分别有如下数据:

表1・9department表（学院表）

dnonamedeanaddrphone

24信息科学与工程学院2011120软件楼8305424

27数学院2007004数学楼8304551

28工商管理学院2009007MBA楼8304530

29会计学院1995008逸夫楼8304578

31政治理论学院20011024红叶楼8304517

32机械学院20001021宇航楼8304534

33工业设计学院19971004设计大楼8305204

«1-10teacher^（教师表）

tnonamesexbirthdayranksalarydno

2004124刘东妮女1985-1-9助教720024

2011120万世平男1962-12-11教授990024

2001009周曼玲女1972-09-09副教授860024

2000121李平男1973-04-12助教750024

1997030刘小明女1979-03-30教授970024

20041024朱喜男1985-1-9副教授850024

20111104王林林女1962-12-11助教790024

2007004张中华男1972-09-09教授985027

2009007马力女1973-04-12教授865028

1995008陈浪男1979-03-30教授788029

20011024刘亚平女1972-09-09教授1080031

20001021张国荣男1973-04-12教授895032

19971004赵子龙男1979-03-30教授965033

20081003马千里男1979-03-30副教授885024

9

表1・11student表（学生表）

snosnamesexnationbirthdayclassnodno

24

20182401101李毅男汉1985-1-2软件1班

24

20182401102厉超男苗1984-3-8软件1班

24

20182401103梁冰龙男壮1984-7-9软件1班

24

20182401104罗煦女维吾尔1985-10-12软件1班

24

20182401105马晓睿男汉1983-11-1软件1班

24

20182401106聂立业男壮1984-6-3软件1班

24

20182401107王实男汉1984-2-11软件1班

24

20182401108伍卉女汉1985-1-3软件1班

24

20182401109伍琼男汉1985-12-11软件1班

24

20182401110曾文超男汉1984-7-5软件1班

24

20182401201黄文杰男汉1984-7-5软件2班

24

20182401202龙淼男汉1985-12-11软件2班

27

20182709101何晓明男汉1984-8-13营销1班

27

20182709102刘寅男汉1984-5-7营销1班

28

20182911101邢晓静女汉1984-8-13电算1班

28

20182911102李明伟女汉1985-3-9电算1班

28

20182911103童熙女汉1985-10-16电算1班

28

20182911104朱俊华男汉1985-12-3电算1班

表1・12course表（课程信息表）

exper

enocnamespnoctnohourscreditsemesterduty_tnodno

iment

H240300062642444200412424

数据结构null

H24030007计算机组成原理26445201112024

null

H24030008数据库系统3482435200100924

null

10

H24030009操作系统null3482434200012124

H24030010计算机网络null3481636199703024

C31010001毛泽东思想概论null132null26null31

C31010002邓小平理论null162null21null31

C24020005而向对象程序设null2322425201111024

计4

X27020012高等数学null164null42200700427

X24040019数据挖掘02432null27null24

X24040022网络安全概论02432null27null24

表1・13teach（教师上课表）

enoyear_semestertnoclassno

H610300062019-12004124A

H610300082020-12001009A

C3101000I2019-120011024A

C240200052019-22009007A

C310100012019-120011024B

X270300192019-22007004B

表1-14enroll表（学生选课表）

snoenoyear_semestetnoclassnoscore

20182401101H240300062019-12004124A89

20182401102H240300062019-12004124A98

20182401103H240300062019-12004124A86

20182401104H240300062019-12004124B76

20182401101H240300082020-12001009A83

II

2018240II02H240300082020-12001009A66

20182401103H240300082020-12001009A55

20182401104H240300082020-12001009B87

20182401202C310100012019-120011024A88

20182709101C310100012019-120011024A90

20182709102C240200052019-22009007A83

20182911101C240200052019-22009007A66

20182911101C240200052019-22009007A55

20182911101C310100012019-120011024B87

20182401101C310100012019-120011024A88

20182401102X270300192019-22007004B90

表1-15speciality表（专业信息表）

spnospnamedno

01软件工程24

02人工智能24

03物联网24

04网络安全24

11电算会计29

08工商管理28

09市场营销28

表1-16coursetype表（课程类型表）

ctnoctnameheader

1公共课

I2

2