数据库基础知识综述(ppt 68页).ppt

1、2,认识MS SQL,SQL的含义：Structured Query Languge 课程目标： 对SQL Server数据库的表进行基本管理，能够利用T-SQL语言操作数据，为后续开发动态网站课程、增加数据交互功能奠定基础。,3,项目一 数据库基础,4,1.数据库技术的发展,数据管理技术经历了：人工管理、文件系统、数据库系统三个阶段。,5,1.人工管理阶段,时间： 20世纪50年代中期以前 特点： （1）数据不保存； （2）没有专用的软件对数据进行管理； （3）只有程序概念，没有文件概念，数据的组织由程序员自行设计； （4）一组数据对应一个程序。,6,时间：20世纪50年代后期到60年代中期

2、 特点： （1）数据以文件的形式长期存储在计算机里； （2）操作系统的文件管理提供了对数据输入和输出管理； （3）数据可以共享，一个数据可以被多个应用程序使用； （4）数据文件之间彼此孤立，不能反映数据之间的联系，数据大量冗余；,2.文件系统阶段,7,时间：20世纪60年代后期。 特点： （1）采用复杂的数据模型。 （2）有较高的数据独立性。 （3）易于用户操作。,3.数据库系统阶段,数据库管理系统,数据库管理系统数据控制功能：,数据完整性 数据安全性 数据库的并发控制 数据库的恢复,2.数据库系统的基本概念,数据（Data）：所谓数据就是描述事物的符号。符号可以是数字,也可以是文字、图形、图

3、像、声音等信息，将它们数字化以后可存入计算机中。 数据库（Data Base）：就是存放数据的仓库 数据库（Database）是将数据按照一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度，较高数据独立性和易扩展性，并可为各种用户所共享的数据集合。,10,例: （1）利用自然语言描述一个学生： “张三是一名男同学，2006年入学的山东大学，1987年出生，河北人。” （2）计算机为了存储和处理方便来描述： 姓名 性别 出生日期 籍贯 入学时间 学校 张三 男 1987 河北 2006 山东大学,2. 数据库系统的基本概念,11,2.数据库系统的基本概念,数据库管理系统（Data Base Man

4、agement System,DBMS）：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于完成数据的组织、存储、维护等任务。 功能： 数据完整性 数据安全性 数据库的并发控制 数据库的恢复,12,2.数据库系统的基本概念,数据库系统（Data Base System,DBS）：数据库系统由数据库、数据库管理系统（及应用开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户组成。 数据库管理员（Data Base Administrator,DBA）是专门从事数据库的建立、使用和维护等工作的专业人员。,13,数据库系统,14,数据模型是现实世界中数据和信息在数据库中的抽象与表示。 1.数据模型： (1)概念模

5、型（信息模型）：它是按人的观点来对数据和信息进行抽象，主要用于数据库的设计； (2)数据模型（结构模型）：它是按计算机的观点建模，主要用于DBMS的实现；,3.数据模型,15,3.数据模型,结构模型直接描述数据库中数据的逻辑结构，涉及计算机系统，所以以称为基本数据模型。它是用于计算机的第二次抽象。 常用的结构数据模型有三种： 层次模型 网状模型 关系模型,16,层次模型,17,网状模型,18,关系模型是目前最重要的一种数据模型。关系数据库采用关系模型为数据的组织方式，SQL Server 2005 数据库就是基于关系模型建立的。 关系数据库最基本的数据结构是数据表，每个数据表都是有关联的行和列

6、的集合，也称为关系表。,关系模型,19,关系表的特点：,每一列都是类型相同的数据 每一列是不可分解的最小数据项 任意两行不能相同 行与列的排序无关紧要,20,（1）实体（Entity）：是客观存在并可以相互区别的事物。可以是具体 的人、事、物，也可以是抽象的概念和联系。实体可以是： 有形的，如人物或商品 无形的，如技术级别 事件，如音乐会 例如：一个部门、一个产品、一个学生等都是实体。,4.关系数据库,21,（2）属性（Attribute）：实体所具有的某一特性称为实体的属性，一个实体由若干个属性来描述。 例如：教师可以由老师编号、姓名、性别、职称、学历、工作时间等属性描述，（1002、李宏、

7、女、教授、研究生、1970）这些属性组合起来描述了一个教师的实体。 （3）域：属性的取值范围称为域。域作为属性值的集合，其类型与范围具体由属性的性质及其所表示的意义确定。 （4）关键字：关系中能唯一区分、确定不同实体的属性或属性组合，称为该关系的主关键字或是主键。 （5）外部关键字（Foreign Key）：如果关系中的某个属性或属性的组合不是关键字或只是组合的一部分，但却是另一个关系（表）的关键字时，称该属性或属性组合为这个关系的外部关键字或是外键。,1.3 关系数据库,雇员表,部门表,外键,子表,父表,23,4关系运算 关系数据库支持选择、投影和连接关系运算，它们源于代数中并、交、差、选择

8、、投影和连接等运算。 （1）选择：从一个表中找出满足指定条件的记录行形成一个新表的操作。选择是从行的角度进行运算得到新的表。 例：从“学生”表中查询2006年入学学生的信息，代码如下： Select * from 学生 where 入学时间=2006-9-1。,1.3 关系数据库,24,4关系运算 （2）投影：从一个表中找出若干字段形成一个新表的操作。投影是从列的角度进行运算。 例：从“学生”表中查找出学生的学号、姓名和所在系部信息，代码如下： Select 学号,姓名,系部名称 from 学生 选择和投影都是对单表进行的运算。,1.3 关系数据库,25,4关系运算 （3）连接：从两个表中选择

9、满足某种条件的记录。它是将两个表中的记录按一定条件横向结合，生成一个新表。 例：连接“学生”表和“系部”表，代码如下： Select 学号,姓名,性别,出生日期,系部.系部,系部.系部名称,系部.系主任 From 学生 Join 系部 On 学生.系部名称=系部.系部名称,1.2.1 关系模型基础知识,26,5关系的完整性约束 数据的完整性是指关系模型中数据的正确性与一致性。 （1）实体完整性：关系中实体（元组）的主键属性不能为空。例：学生表中学号属性不能为空。 （2）域完整性：表中列的数据必须具有正确的数据类型、格式、以及有效的取值范围。例：选课表中成绩列的值应在0-100之间。 （3）参照

10、完整性：不能引用不存在的元组。例：在学生选课表中的学号列不能引用学生表中没有的学号。 （4）用户定义完整性：用户定义的完整性规则是应用领域需要遵守的约束条件。,1.3 关系数据库,任务二 设计数据库,课前回顾：,数据模型有哪3种？ 关系模型的基本数据结构是什么？,29,范式：规范化设计方法中，满足一定条件的关系模式被称为范式（Normal Form ,NF） （1）第一范式（1NF） 如果关系R的每一个属性都是单纯域，即数据表中的每一个数据项都是单项，则称R满足第一范式。,4.关系数据库,（2）第二范式（2NF） 如果关系R满足第一范式，且每一个非主属性完全依赖于主键，（如果有多个主关键字，则

11、每个非主关键字都应完全依赖于每一个主关键字）则称R满足第二范式。,课程名称 学号 姓名 分数 班级,课程名称 学号 分数,学号 姓名 班级,分解为,（3）第三范式（3NF）,如果关系R满足第二范式，且每一个非主关键字都非传递地依赖于主关键字，即没有非主属性依赖于另一个非主属性，则称R满足第三范式。,书号 书名 出版社 作者 作者单位 单位地址,无关,分解为,书号 书名 出版社 作者,单位名称 单位地址,32,5. 数据库设计,需求分析 结构设计 数据库实施 数据库运行和维护,33,概念模型的表示方法很多，其中比较著名的是实体关系方法（Entity-Relationship）,该方法使用E-R图

12、来描述现实世界的概念模型。 （1）E-R提供了表示实体型、属性和联系的方法： 实体：用矩型表示，矩形框内写明实体名。 属性：用椭圆形表示，椭圆内明联系名，通过无向边将属性与实体连接起来。 联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，通过无向这与有关实体连接起来，同时在无向边上注明联系的类型。 主关键字：带阴影的椭圆,概念结构设计：,一对一关系,一对多关系,1,M,多对多关系,M,N,M,N,37,（2）下面用E-R图表示学生选课管理的概念模型。 例如：学生管理设计的实体有学生、课程和教材 学生的属性：学号、姓名、性别、出生年月、入学时间、班级 课程的属性：课程编号、课程名、学时数、学分、课程性质 教

13、材的属性：教材编号、教材名称、出版社、主编、单价,概念模型,38,（3） 常见的实体联系有3种：一对一联系、一对多联系和多对多联系。 实体的联系如下： 一门课程只能选用一种教材，一种教材对应一门课程 一名学生可以选修多门课程，一门课程可以由多名学生选修； 学生选课管理E-R图如下：,数据库模型,39,逻辑结构设计,将E-R图转换为关系模式 优化关系模式，形成第三范式 对关系模式进行完整性及安全性方面的分析和评价,40,物理结构设计,数据的存取方法 数据的存储结构 系统配置 选择最优设计方案,SQL分类： DDL数据定义语言(Create，Alter，Drop，DECLARE) DML数据操纵语

14、言(Select，Delete，Update，Insert) DCL数据控制语言(GRANT，REVOKE，COMMIT，ROLLBACK),项目二 熟悉SQL Server 2005系统操作环境,课前回顾：,对下面的数据表进行规范化设计，使其转换为满足第三范式的若干个数据表：,规范化为第一范式,规范化为第二范式,规范化为第三范式,绘制E-R图,分别画出学校与教师，教师与课程的联系E-R图，并转换为关系模式,47,SQL Server 2005的概述,SQL Server 2005 系统是Microsoft公司于2005年12月7日向全球发布的关系型数据库管理系统（RDBMS）。是一个全面的、

15、集成的、端到端的数据解决方案，它为企业中的用户提供了一个更安全可靠和更高效的平台。,48,SQL Server 2005的数据平台,SQL Server 2005通过全面的功能集，为不同规模的企业提供了完整的数据解决方案。其数据平台如图所示。,49,SQL Server 2005数据平台包括以下服务组件。 1SQL Server Database Services（数据库引擎） （Relational Database，Replication Services） 包括关系型数据库引擎、存储、处理和保护数据的核心功能，并且还包括数据库复制、全文检索以及管理关系数据和XML数据的特性。 例如，完成

16、业务数据的添加、更新、删除、查询和完全控制等。 2Notification Services（通知服务） 该服务允许将通知（如消息）发送到目标区域（如SMS或任何在侦听的进程），这样当特定动作发生时便能“获悉”，能够向不同的连接和移动设备发布个性化、及时的信息更新。,SQL Server 2005的服务组件,50,3Reporting Services（报表服务） 该服务包括创建、管理和发布传统的、可打印的报表和交互的、基于Web的报表的服务器端和客户端组件。 例如，在航空公司的机票销售信息系统中，可以用本服务方便的生成Word、PDF、Excle等特定格式的文件。 4Analysis Ser

17、vices（分析服务） 该服务包括创建和管理联机在线分析处理（online analytical processing，OLAP）和数据挖掘功能。通过使用该工具，获取数据集并对数据切块、切片，分析其中所包含的信息。 例如：在航空公司的机票销售信息系统中，可以用本服务对客户数据进行挖掘分析，发现更多有价值的信息和知识，为减少客户流失、客户管理水平提供有效的支持。,SQL Server 2005的服务组件,51,SQL Server 2005数据平台包括以下服务组件。 5Integration Services（集成服务） 用于数据仓库和企业范围内数据集成的数据提取、转换和加载 (ETL) 功能。

18、该组件允许用数据源（不仅可以是SQL Server，而且可以是Oracle、Excel、XML文档和文本文件等）导入和导出数据。 6工作站组件、联机丛书和开发工具 包括客户端组件、管理工具、开发工具、文档和参考示例。,SQL Server 2005的服务组件,52,SQL Server 2005 性能,1 NET Framework集成 数据库编程人员可以充分利用 Microsoft .NET Framework 类库和现代编程语言Microsoft Visual Basic .NET 和 C# 编程语言来实现服务器中的功能。通过集成的通用语言运行时（Common Language Runti

19、me，CLR），可以使用所选择的 .NET Framework 语言对存储过程、函数和触发器进行编码。 2 Web Services 在 SQL Server 2005 中，可以开发数据库层中的 XML Web services，把 SQL Server 作为 HTTP 侦听器。这对那些以 Web services 为中心的应用程序提供了新型的数据访问功能。,53,1.5.3 数据库对象的系统范围,SQL Server 2005数据库管理系统中各对象的系统范围如下，实际的范围会因应用的不同而有所不同。 数据库：32 767 个数据库，最小为1MB，最大为16TB。 表：每个数据库最多有20亿个

20、表。 列：每个表最多1 024 个列，每行的最大字节数8 060B。 索引：每表一个聚集索引，2496个非聚集索引，一个复合索引最多有16个索引关键字。 存储过程：一个存储过程可以有2 100 个参数和最多32级嵌套。 用户连接： 32 767 个。 锁定及数据库的对象：20亿个。 打开的数据库：32 767个。,54,SQL Server 2005 的体系结构,SQL Server 2005按Client/Server结构（客户/服务器）设计。其中服务器端是安装了SQL Server 2005服务器组件计算机，客户端是安装了SQL Native Client 的计算机（客户端和服务器也允许在

21、同一台计算机上）。 在客户/服务器模式的体系结构中可以将任务合理地分配到服务器与客户端，从而减少网络拥护，提高了整体性能。,SQL Server 2005 版本,微软SQL Server 2005 产品家族设计了五个新的版本如下，用户可根据自身的需求选择合适的版本进行安装。 1企业版（Entprise Edition，32 位和 64 位） 支持SQL Server 2005的所有功能，支持超大型企业进行联机事务处理 (OLTP)、高度复杂的数据分析、数据仓库系统和网站所需的性能水平。 具有全面商业全面商业智能的分析能力及高可通知性功能，是超大型企业的理想选择，能够满足最复杂的要求。作为生产服

22、务器使用。,SQL Server 2005 安装,SQL Server 2005 版本,2标准版（Standard Edition，32 位和 64 位） 是一个完全的数据管理和分析平台。它包括电子商务、数据仓库和业务流解决方案所需要的功能。其集成的商业智能和高可用性功能可以为企业提供支持其运营所需要的基本功能，适合中小型企业的数据管理和分析平台，是需要全面的数据管理和分析平台的中小型企业的理想选择。 3工作组版（Workgroup Edition，仅32 位） 对于那些需要在大小和用户数量上没有限制的数据库的小型企业，是理想的数据管理解决方案。,SQL Server 2005 版本,4开发版

23、（Developer Edition，32 位和 64 位） Developer Edition 使开发人员可以在 SQL Server 上生成任何类型的应用程序，是独立软件供应商（ISV）、咨询人员、系统集成商、解决方案供应商以及创建和测试应用程序的企业开发人员的理想选择。 5精简版（SQL Server 2005 Express Edition，仅32 位） 是一个免费、易用且便于管理的数据库引擎中可再分发的版本，是低端 ISV、低端服务器用户、创建 Web 应用程序的非专业开发人员以及创建客户端应用程序的编程爱好者的理想选择。 学生在学习阶段就可以选择此版本。,安装前的准备工作,1. S

24、QL Server 2005 的硬件要求 （以32位为例 ）,2. SQL Server 2005 的软件（OS）要求,安装前的准备工作,安装前的准备工作,3.对网络环境的需求要求,安装SQL Server 2005,1.采用本地计算机即作为服务器又作为客户机。 2.实例 实例:所谓“SQL实例”，实际上就是一组配置文件和运行在计算机内存中的一组程序。 简单说一个实例就是一个SQL Server 服务器。 一台计算机上可以同时运行多个SQL server 2005 服务器 ，也可以使同一台计算机上运行不同版本的SQL Server 服务器，不同版本的服务器互不干扰。 SQL Server实例可

25、以分为：命名实例和默认实例。 3.安装过程 SQL Server 2005 的安装过程与其它Microsoft Windows系列产品类似。 我们可根据向导提示，选择需要的选项一步一步地完成。,SQL Server 2005的安全性,SQL server 2005使用两层安全机制来确认用户的有效性-即身份验证和权限验证两个阶段。 1.身份验证模式 Windows认证： 用户对SQL server 访问的控制由Windows账号或用户组完成，当进行连接时，用户不需要提供SQL server 登陆账号。 SQL server认证： SQL server管理员必须建立SQL server 登陆账号和

26、口令。当用户要连接到SQL server 时，必须同时提供SQL server 的登陆账号和口令。 混合认证模式：两种模式同时工作，用户即能使用Windows 2005认证模式又能使用SQL Server认证模式连接到SQL Server服务器。,SQL Server 2005的安全性,2.权限验证 身份验证成功，连接到SQL Server数据库后，用户必须使用特定的用户账号才能对数据库进行访问。 SQL Server采取三个步骤来确认权限。 1)当用户执行一项操作时，客户端将用户T-SQL 语句发给SQL Server。例如用户执行了一条插入一条记录的指令。 2)当SQL Server接收到该命令语句后，立即检查该用户是否有执行这条指令的权限。 3)如果用户具备这个权限，SQL Server将完成相应的操作，如果用户没有这个权限，SQL Server系统将返回一个错误给用户。,64,小结,（1）数据库的基础知识：数据、信息 （2）数据库、数据库管理系统、数据模型、关系型数据库 （3）SQL 和Transact-SQL （4）SQL Server 2005的概述 （5）SQL Server 2005的体系结构,65,66,实训1 熟悉SQL Server 2005的