补充知识数据库基础知识培训

1、数据库基础知识培训数据库发展过程什么是服务器？服务器的分类01数据库基本概念CPU、内存、系统总线、阵列卡磁盘、电源、风扇02SQL Server2008R2概述机柜，数据中心常用设备03目录数据库技术产生于20世纪60年代末70年代初，其主要目的是有效地管理和存取大量的数据资源.数据库技术主要研究如何存储， 使用和管理数据. 数年来，数据库技术和计算机网络技术的发展相互渗透，相互促进，已成为当今计算机领域发展迅速，应用广泛的两大领域.数据库技术不仅应用于事务处理，并且进一步应用到情报检索， 人工智能,专家系统,计算机辅助设计等领域.数据库技术的产生与发展 1、人工管理阶段（20世纪50年代中

2、期以前）“以程序为中心”数据处于辅助地位 硬件条件：外存只有纸带、卡片、磁带，没有磁盘等直接存取的存储设备。 软件条件：没有操作系统，没有管理数据的软件。 人工管理阶段特点：（1） 数据不保存（2） 应用程序管理数据（3） 数据不共享（4） 数据不具有独立性应用程序n数据集n应用程序2数据集2应用程序1数据集1数据库技术的产生与发展 2、文件系统阶段（20世纪50年代后期到60年代中期） 硬件条件：已有了磁盘、磁鼓等直接存储设备 软件条件：操作系统中已有了专门的数据管理软件文件系统。 文件系统阶段特点：（1） 数据可以长期保存（2） 由文件系统管理数据（3） 数据共享性差，冗余度大（4） 数据

3、独立性差二、数据库技术的产生与发展2.3数据库系统阶段（20世纪60年代后期）硬件条件：已有大容量磁盘，硬件价格下降；软件条件：软件价格上升，为编制和维护系统软件及应用程序所需的成本相对增加。以文件系统作为数据管理手段已经不能满足应用的需求。出现了统一管理数据的专用软件系统数据库管理系统，以满足多用户、多应用共享数据的需求，使数据为尽可能多的应用服务，数据库技术 便应运而生。二、数据库技术的产生与发展 2.3数据库系统阶段数据库是以数据为中心组织数据，减少了数据的冗余，提供更高的数据共享能力。程序和数据具有了 较高的独立性，降低了应用程序研制与维护的费用。DBMS数据库应用程序n数据库系统阶段

4、应用程序与数据之间的对应关系.应用程序2应用程序1二、数据库技术的产生与发展 2.4高级数据库阶段（20世纪80年代以后） 分布式数据库系统 数据物理上分布在不同地方，但逻辑上是一个整体 各个分散的数据库既可以执行局部应用（访问本地数据库），又可以执行全局应用（访问异地数据库） 各分散的计算机由数据通信网络相据库和计算机支持务处理可以寻求其他数二、数据库技术的产生与发展 2.4高级数据库阶段（20世纪80年代以后） 对象数据库系统 对象数据库模型能完整地描述现实世界的数据结构，能表达数据间嵌套、递归等关系。 具有面向对象技术的封装性（把数据与操作定义在一起）和继承性（继承数据结构和操作）的特点

5、，提高了软件的可重用性。n 世界上第一个通用的DBMS诞生于20世纪60年代，由通用电气公司的CharlesBachman设计，称之为Integrated Data Store，简称IDS。n 该系统奠定了网状数据模型的基础，极大地影响了数据库系统的发展。n 1969年IBM公司推出了第一个商品化的数据库管理系统Information Management System，简称为IMS它基于层次数据模型。1970年IBM公司San Jose实验室的Edgar Frank Codd提出了关系数据模型，以关系或表作为描述数据的基础。在其后的几年中，Codd又发表了一系列文章，奠定 了关系数据库的理论

6、基础。20世纪70年代是关系数据库理论研究和原型开发的时代，其中以IBM San Jose实验室开发的System R数据库技术的新发展层次数据库第一个里程碑1.传统数据库时期网状数据库第二个里程碑2.关系数据库时期关系数据库第三个里程碑工程数据库系统图形数据库系统等3.专用数据库时期数据仓库Web数据库系统等4.新一代数据库时期数据库基本概念数据库与数据库管理系统1数据库数据库（DB）是存放数据的仓库，而且这些数据存在一定的关联，并按一定的格式存放在计算机上。从广义上讲，数据不仅包含数字，还包括文本、图像、音频、视频等。什么是数据库（Database，DB）1. 存放数据的仓库2. 存在于计

7、算机的存储设备上3. 数据是按照一定的数据模型组织的一组相关数据的集合4. 数据可以被共享数据库是长期存储在计算机内，有组织的、大量的、可共享的数据集合。 数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为用户共享。冯诺依曼计算机模型2数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）是管理数据库的系统，它按一定的数据模型组织数据。DBMS应提供如下功能：（什1么）是数数据据定库义管功理能系：统可（定D义at数ab据ase库M中a的na数ge据me对nt象Sy。stem，（DB2M）S数）据操纵功能：可对数据库表进行基本操作，如插入、删数除据、分修为改两

8、、种查：询等。（1.3用）户数可据以的直完接整使性用检的查数功据能；：保证用户输入的数据满足相应2.的有约关束数条据件库。的定义信息数据，如数据库的名称，表的定（义，4）数数据据库库用的户安名全及、能权：限保等证。只有具有权限的用户才能问访题1问：数如据何库建中立的一数个据容。器，来存放数据？（问题5）2数：据如库何的把并数发据控装制入功容能器：？使多个应用程序可在同一时刻问并题3发：地如访何问从数1据万库条的数数据据中。，挑选出1千条数据进行排序？（6）数据库系统的故障恢复功能：使数据库在运行出现故障时进数行数据据库库管恢复理，系以统保证（数D据BM库可S）靠运行。（7） 在网络环境下访问数

9、据库的功能。（8） 方便、有效地存取数据库信息的接口和工具。编程人员通过程序开发工具与数据库的接口编写数据库应用程序。什么是数据库管理系统（Database ManagementSystem，DBMS）数据库1. DBMS是指数据库系统中对计算机硬件系数据库数统据进行管理的软件系统，它是数据库系统的核心组成部分，数据库系统的一切操用户（联机）作，包括查询、更新及各种控制，都是通过D数B据MS进行的。2. DBMS是基于数据模型的，根据所采用数据模型的不同，数据库管理系统可以分成网状型、层次DB201M8/10/1S814计算机软件系统（操作系统、网络软件等）数据库系统的构成最终用户应用系统应用

10、开发工具DBMS应用程序员操作系统数据库管理员 数据库152018/10/18DBA 什么是数据库系统（Database System，DBS ）1. 数据库2. 数据库管理系统，及其开发工具3. 应用系统4. 数据库管理员（Database Administrator，DBA）以及其他相关数据人员二、数据库技术的产生与发展 2.4高级数据库阶段（20世纪80年代以后） 网络数据库系统C/S（客户机/服务器）结构的出现，使得人们可以更有效地使用计算机资源。但在网络环境中，如何隐藏各种复杂性，这就要使用中间件。中间件是网络环境中保证不同的操作系统、通信协议和DBMS之间进行对话、互操作的软件系统

11、。其中涉及到数据访问的中间件， 就是20世纪90年代提出的ODBC和JDBC技术。数据模型（1）层次模型：以树状层次结构组织数据。如图1.2所示为某学校按层次模型组织的数据示例。冯诺依曼计算机模型（2）网状模型：每一个数据用一个节点表示，每个节点与其他节点都有联系， 这样，数据库中的所有数据节点就构成了一个复杂的网络。如图1.3所示为按网状 模型组织的数据示例。冯诺依曼计算机模型（3）关系模型：以二维表格（关系表）的形式组织数据库中的数据。例如，学生成绩管理系统所涉及的“学生”、“课程”和“成绩”三个表中。“学生”表涉及的主要信息有：学号、姓名、性别、出生时间、专业、总学分、备学注号；“姓课程

12、名”表性涉及别的主出要生信时息间有：专课程业号、总课学程名分、开课学备期、注学081101王林男1990-02-10计算机50时和学分；“成绩”表涉及的主要信息有：学号、课程号和成绩。如表1.1、表081103王燕女1989-10-06计算机501.2和表018.131所08示分林别一描帆述了学男生成1绩98管9-0理8-系05统中计算“机学生”、52“课程已”提和前“修成完绩一”门课通信工程有一门课不及格，待补考三个表的081部20分2 数据王。林1989-01-2940男通信工程0812041989-02-1042马琳琳女关系型数据库语言SQL（Structured Query Langu

13、age，结构化查询语言）是用于关系数据库查询的结构化语言。SQL的功能包括数据查询、数据操纵、数据定义和数据控制4部分。数据库应用系统1.3.1数据库的连接方式1ODBC数据库接口ODBC本质上是一组数据库访问API（应用程序编程接口），它由一组函数调用组成，核心是SQL语句，其结构如图1.8所示。数据库的连接方式2OLE DB数据库接口OLE DB 即 数 据 库 链 接 和 嵌 入 对 象 （Object Linking and EMBedding DataBase），能够提供一种统一的数据访问接口来访问各种数据源，使得数据的使用者（应用程序）可以使用同样的方法访问各种数据，而不用考虑数据

14、的具体存储地点、格式或类型，其结构如图1.9所示。数据库的连接方式3ADO数据库接口ADO（ActiveX Data Objects）是微软公司开发的基于COM的数据库应用程序接口，通过ADO连接数据库，可以灵活地操作数据库中的数据。如图1.10所示为应用程序通过ADO访问SQL Server数据库接口。冯诺依曼计算机模型4ADO.NET数据库接口ADO.NET提供了面向对象的数据库视图，并且在ADO.NET对象中封装了许多数据库属性和关系。如图1.11所示显示了ADO.NET架构总览。冯诺依曼计算机模型5JDBC数据库接口JDBC（Java DataBase Connectivity）是Ja

15、va Soft公司开发的一组Java语言编写的用于数据库连接和操作的类和接口，可为多种RDBMS提供统一的访问方式。通过JDBC对数据库的访问包括4个主要组件：Java应用程序、JDBC驱动器管理器、驱动器和数据源。使用JDBC接口对数据库操作有如下优点：（1） JDBC API与ODBC十分相似，有利于用户理解。（2） 使编程人员从复杂的驱动器调用命令和函数中解脱出来，而致力于应用程序功能的实现。（3） JDBC支持不同的关系数据库，增强了程序的可移植性。冯诺依曼计算机模型6数据库连接池技术对于网络环境下的数据库应用，由于用户众多，使用传统的JDBC方式进行数据库连接，系统资源开销过大成为制

16、约大型企业级应用效率的瓶颈，采用数据库连接池技术对数据库连接进行管理，可以大大提高系统的效率和稳定性。客户/服务器（C/S）模式应用系统对于一般的数据库应用系统，除了数据库管理系统外，需要设计适合普通人员操作数据库的界面。目前，流行的开发数据库界面的工具主要包括Visual Studio、Visual BASIC、Visual C+、Visual FoxPro、Delphi、PowerBuilder等。数据库应用程序与数据库、数据库管理系统之间的关系如图1.12所示。应用程序和数据库管理系统可以运行在同一台计算机上（单机方式），也可以运行在网络方式下。在网络方式下，数据库管理系统在网络上的一台

17、主机上运行，应用程序可以在网络上的多台主机上运行，即一对多的方式。例如，客户/ 服务器（C/S）模式的学生成绩管理系统学生信息输入界面如图1.13所示。三层客户/服务器（B/S）模式应用系统三层客户/服务器结构如图1.14所示。目前比较流行的开发B/S应用系统的平台包括JavaEE、Visual Studio（ASP.NET）、PHP。例如，用ASP.NET开发的三层客户/服务器（B/S）模式的学生成绩管理系统的学生信息更新页面如图1.15所示。SQL Server 2008 R2环境1.4.1SQL Server 2008概述SQL Server 2008是Microsoft公司在SQL S

18、erver 2005的基础之上进行开发的， 不仅对原有的功能进行了改进，而且还增加了许多新的特性，如新添了数据集成功能，改进了分析服务、报告服务以及Office集成，等等。冯诺依曼计算机模型2SQL Server 2008的安装第1步 插入自动运行的安装光盘或双击已经下载的SQL Server 2008安装程序，SQL Server 2008需要.NET Framework 3.5的支持，安装程序启动后会检测系统是否已经安装了.NET Framework 3.5，如果没有安装，则弹出要求安装的对话框，单击“确定”按钮，等待一段时间后进入如图1.16所示的“.NET Framework 3.5许

19、可协议”窗口，同意许可条款并单击“安装”按钮开始安装，安装完成后单击“安装完成”窗口中的“退出”按钮即可。第2步 安装完.NET Frame work 3.5后可能会弹出需要安装Windows XP补丁的对话框，这是安装SQL Server 2008必须安装的补丁。安装完该补丁后重启计算机。第3步 重启计算机后重新启动安装程序，进入“SQL Server安装中心”窗口，单击左边菜单栏中的“安装”选项卡，在窗口右边将列出可以进行的安装方式， 如图1.17所示。第4步 安装程序将检查SQL Server 安装程序支持文件时可能发生的问题， 并将检查信息显示在“安装程序支持规则”窗口中，如图1.18

20、所示。第5步 安装程序支持规则全部通过后单击“确定”按钮进入“产品密钥”窗口，如图1.19所示。第6步 进入“许可条款”窗口，阅读并接受许可条款，单击“下一步”按钮。进入“安装程序支持文件”窗口，如图1.20所示，单击“安装”按钮安装SQL Server必备组件。安装完成后重新进入“安装程序支持规则”窗口，如图1.21所示。如果通过，则单击“下一步”按钮。第7步 进入“功能选择”窗口，在“功能”区域中选择要安装的功能组件，用户可以根据自身需求来安装组件，这里单击“全选”按钮安装全部组件。单击“下一步”按钮进入“实例配置”窗口。第8步 在“实例配置”窗口中进行实例配置，如果是第一次安装，则既可以

21、使用默认实例，也可以自行指定实例名称。如果当前服务器上已经安装了一 个默认的实例，则再次安装时必须指定一个实例名称。自定义实例名的方法为， 选择“命名实例”单选按钮，在后面的文本框中输入用户自定义的实例名称。 如果选择“默认实例”，则实例名称默认为“MSSQLSERVER”。这里选择“命名实例”，名称为“SQL2008”，如图1.22所示。图1.22 “实例配置”窗口1.4.2SQL Server 2008的安装第9步 实例配置完后单击“下一步”按钮进入“磁盘空间要求”窗口，在该窗口中显示安装SQL Server 2008所需要的磁盘容量。单击“下一步”按钮进入“服务器配置”窗口，在“服务账户

22、”选项卡中为每个SQL Server服务单独配置用户名和及启动类型。“账户名”可以在下拉框中进行选择，也可以单击“对所有SQL Server服务使用相同的账户”按钮，为所有的服务分配一个相同的登录账户。配置完成后的界面如图1.23所示，单击“下一步”按钮。1.4.2SQL Server 2008的安装第10步 进入“数据库引擎配置”窗口，在“账户设置”选项卡中选择“身份验证模式”。“身份验证模式”是一种安全模式，用于验证客户端与服务器的连接，它有两个选项：“Windows身份验证模式”和“混合模式（SQL Server身份验证和Windows身份验证）”。本书选择“混合模式（SQL Serve

23、r身份验证和Windows身份验证）”为身份1.4.2SQL Server 2008的安装第11步 单击“下一步”按钮进入“Analysis Services配置”窗口，对Analysis Services进行设置，单击“添加当前用户”按钮指定当前Windows登录用户对Analysis Services具有管理权限。第12步 单击“下一步”按钮进入“安装规则”窗口，窗口中将显示安装规则的通过情况，如图1.25所示，如果全部通过，则可以单击“下一步”按钮。1.4.2SQL Server 2008的安装第13步 进入“准备安装”窗口，单击“安装”按钮开始安装，等待一段时间后安装完成，窗口中将显示

24、已经成功安装的功能组件，如图1.26所示。1.4.3SQL Server 2008服务器组件（1） Database Engine（数据库引擎）。数据库引擎是SQL Server 2008用于存储、处理和保护数据的核心服务，例如，查询数据、创建数据库、创建表和视图等操作都是由数据库引擎完成的。（2） Analysis Services（分析服务，简称SSAS）。分析服务为商业智能应用程序提供联机分析处理（OLAP）和数据挖掘功能。（3） Integration Services（集成服务，简称SSIS）。集成服务主要用于清理、聚合、合并、复制数据的转换以及管理SSIS包。除此之外，它还提供生产

25、并调试SSIS包的图形向导工具、用于执行FTP操作、电子邮件消息传递等工作流功能的任务。（4） Reporting Services（报表服务，简称SSRS）。报表服务基于服务器的报表平台，可以用来创建和管理包含关系数据源和阵、图形和自由格式的报表。数据源中的数据的表格、矩1.4.4SQL Server 2008管理和开发工具1SQL Server 2008管理工具Microsoft SQL Server 2008安装后，可在“开始”菜单中查看安装了哪些工具。另外，还可以使用这些图形化工具和命令实用工具进一步配置SQL Server。表1.4 列举了用来管理SQL Server 2008实例的

26、工具。管 理工 具说明SQL Server Management Studio用于编辑和执行查询，并用于启动标准向导任务SQL Server Profiler提供用于监视SQL Server数据库引擎实例或Analysis Services 实例的图形用户界面数据库引擎优化顾问可以协助创建索引、索引视图和分区的最佳组合SQL Server Business Intelligence Development Studio用于包括Analysis Services 、Integration Services 和Reporting Services项目在内的商业解决方案的集成开发环境Reportin

27、g Services配置管理器提供报表服务器配置的统一的查看、设置和管理方式SQL Server 配置管理器管理服务器和客户端网络配置设置SQL Server 安装中心安装、升级到或更改 SQL Server 2008 实例中的组件单击“开始”“所有程序”“Microsoft SQL Server 2008”“配置工 具”“SQL Server配置管理器”，在弹出窗口的左边菜单栏中选择“SQL Server 服务”，即可在出现的服务列表中对各个服务进行操作，如图1.27所示。2SQL Server Management Studio环境（1）“对象资源管理器”与“查询分析器”。如图1.28所示

28、，可以看到在SQL Server Management Studio中，把SQL Server 2000的Enterprise Manager（企业管理器）和Query Analyzer（查询分析器）两个工具结合在一个界面上，这样可以在对服务器进行图形化管理的同时编写Transact SQL脚本，且用户可以直接通过SQL Server 2008的“对象资源管理器”窗口来操作数据库。打开“SQL Server Management Studio”的方法如下：在桌面上单击“开始”“所有程序”“SQL Server 2008”“SQLServer Management Studio”，在出现的“连接到服务器”对话框中，单击“连接” 按钮，如图1.29所示，就可以以Windows身份验证模式启动“SQL Server Management Studio”，并以计算机系统管理员身份连接到SQL Server服务器。（2）“模板资源管