數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)SQL Server 2005

第一章基礎(chǔ)知識(shí)

數(shù)據(jù)庫(kù)是相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合，它用綜合的方法組織數(shù)據(jù)，具有較小的數(shù)據(jù)冗余，可供多個(gè)用戶(hù)共享，具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和安全控制機(jī)制，能夠保證數(shù)據(jù)的安全、可靠，并允許并發(fā)地使用數(shù)據(jù)庫(kù)，及時(shí)、有效地處理數(shù)據(jù)，且能保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展1.1.1數(shù)據(jù)處理技術(shù)的演變數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)庫(kù)的核心任務(wù)，其內(nèi)容包括對(duì)數(shù)據(jù)的分類(lèi)、組織、編碼、儲(chǔ)存、檢索和維護(hù)。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展而不斷地發(fā)展。數(shù)據(jù)管理共經(jīng)歷了人工管理階段、文件系統(tǒng)階段和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段三個(gè)階段。

20世紀(jì)50年代中期以前

數(shù)據(jù)和程序之間的關(guān)系人工管理階段的特點(diǎn)：（1）數(shù)據(jù)不保存（2）數(shù)據(jù)缺乏管理軟件（3）數(shù)據(jù)冗余度高應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)組1數(shù)據(jù)組2數(shù)據(jù)組n1.人工管理階段

20世紀(jì)50年代后期到60年代中期：不僅用于科學(xué)計(jì)算，還大量應(yīng)用于管理數(shù)據(jù)。

2．文件系統(tǒng)管理階段

文件系統(tǒng)管理階段的特點(diǎn)：1數(shù)據(jù)冗余度大（數(shù)據(jù)大量重復(fù)的現(xiàn)象）2數(shù)據(jù)不一致3程序和數(shù)據(jù)具有物理獨(dú)立性，但不具有邏輯獨(dú)立性程序和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系

應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n文件系統(tǒng)文件1文件2文件n

3.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段

20世紀(jì)60階段年代后期，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)面向整個(gè)企業(yè)（組織）或整個(gè)應(yīng)用的。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段特點(diǎn)（1）使用復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型來(lái)表示結(jié)構(gòu)（2）具有很高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性（3）數(shù)據(jù)共享度高、冗余度小應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)和程序之間的關(guān)系

20世紀(jì)60年代末

1.1968年美國(guó)IBM公司推出世界上第一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)IMS，基于層次模型

2.1969年美國(guó)數(shù)據(jù)系統(tǒng)語(yǔ)言協(xié)會(huì)（CODASYL）的數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)組DBTG（DataBaseTaskGroup）發(fā)表了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的DBTG報(bào)告

3.1970年美國(guó)IBM公司的高級(jí)研究員E.F.Code連續(xù)發(fā)表論文，提出關(guān)系數(shù)據(jù)模型，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的理論基礎(chǔ)1.1.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程1.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫(kù)、運(yùn)行環(huán)境、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員、用戶(hù)應(yīng)用程序應(yīng)用程序應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（DBA）數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)1.數(shù)據(jù)庫(kù)2.運(yùn)行環(huán)境：系統(tǒng)軟硬件構(gòu)成3.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）

實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與用戶(hù)之間的接口，負(fù)責(zé)處理用戶(hù)和應(yīng)用程序存取、操縱數(shù)據(jù)庫(kù)的各種請(qǐng)求。完整性、安全性檢查，并發(fā)控制和故障恢復(fù)等4.數(shù)據(jù)庫(kù)管理員設(shè)計(jì)、建立、管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，協(xié)調(diào)用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的要求等主要職責(zé)包括：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)核心及其開(kāi)發(fā)工具的安裝及升級(jí)；為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分配存儲(chǔ)空間并規(guī)劃未來(lái)的存儲(chǔ)需求；協(xié)助開(kāi)發(fā)者建立基本的對(duì)象（表、視圖、索引）；負(fù)責(zé)注冊(cè)用戶(hù)并維護(hù)系統(tǒng)的安全性；負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的備份和恢復(fù)。5.用戶(hù)：數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)對(duì)象專(zhuān)業(yè)用戶(hù)（應(yīng)用程序員）終端用戶(hù)（從聯(lián)機(jī)終端或客戶(hù)機(jī)上以交互的方式向系統(tǒng)提出各種請(qǐng)求，使用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)）一個(gè)完整地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)的硬件、軟件、數(shù)據(jù)和人構(gòu)成的，它向用戶(hù)提供共享數(shù)據(jù)，并最大限度地減少冗余，提高數(shù)據(jù)獨(dú)立性。1.1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)作用與優(yōu)越性（1）數(shù)據(jù)的集中管理（2）具有數(shù)據(jù)獨(dú)立性（3）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享（4）數(shù)據(jù)的冗余度?。?）避免了數(shù)據(jù)的不一致性（本應(yīng)相同的數(shù)據(jù)項(xiàng)在不同的應(yīng)用中出現(xiàn)了不同的值）（6）可以實(shí)施安全性保護(hù)（7）有利于保證數(shù)據(jù)的完整性（數(shù)據(jù)的正確性、準(zhǔn)確性和有效性）（8）可以發(fā)現(xiàn)故障和恢復(fù)正常狀態(tài)（9）可以平衡矛盾的要求（10）有利于實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化（11）為用戶(hù)提供了方便的用戶(hù)接口（12）允許并發(fā)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.1信息的三個(gè)世界（1）現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界是指存在于人腦之外的客觀世界。現(xiàn)實(shí)世界是客觀存在的。（2）概念世界概念世界又稱(chēng)信息世界，是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映，是對(duì)客觀事物及其聯(lián)系的一種抽象描述。它不是現(xiàn)實(shí)世界的簡(jiǎn)單復(fù)制，而要經(jīng)過(guò)選擇、命名、分類(lèi)等抽象過(guò)程產(chǎn)生概念模型（信息模型）。較為流行的概念模型是實(shí)體聯(lián)系模型1.2數(shù)據(jù)模型實(shí)體：客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱(chēng)為實(shí)體。實(shí)體可以是實(shí)際事物，也可以是抽象事件，還可以是事物之間的聯(lián)系。屬性：用來(lái)描述實(shí)體的某一方面特性的概念。實(shí)體標(biāo)識(shí)符：如果某個(gè)屬性或?qū)傩越M合的值能夠惟一地標(biāo)識(shí)出實(shí)體集中的每一個(gè)實(shí)體，則可以選擇該屬性或?qū)傩越M合作為實(shí)體標(biāo)識(shí)符。聯(lián)系（Relationship）：現(xiàn)實(shí)世界中的事物是存在普遍聯(lián)系的。兩類(lèi)聯(lián)系：實(shí)體內(nèi)部各屬性之間的聯(lián)系。和實(shí)體之間的聯(lián)系。（3）機(jī)器世界字段（field）：相應(yīng)于屬性的數(shù)據(jù)稱(chēng)為字段，或者叫數(shù)據(jù)項(xiàng)，又叫數(shù)據(jù)元素或初等項(xiàng)。記錄（record）：相應(yīng)于每一實(shí)體的數(shù)據(jù)叫記錄。文件：相應(yīng)于實(shí)體集的叫文件，它是同類(lèi)記錄的集合。記錄型：相應(yīng)于實(shí)體型的為記錄型。關(guān)鍵字：相應(yīng)于實(shí)體標(biāo)識(shí)符的為關(guān)鍵字，關(guān)鍵字又稱(chēng)為碼。上述概念對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：信息世界機(jī)器世界實(shí)體記錄屬性字段實(shí)體集文件實(shí)體型記錄型實(shí)體標(biāo)識(shí)符關(guān)鍵字1.2.2數(shù)據(jù)模型的及分類(lèi)1.數(shù)據(jù)模型的概念數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)形式框架，是用來(lái)描述數(shù)據(jù)的一組概念和定義，包括如下幾個(gè)方面的內(nèi)容：數(shù)據(jù)的靜態(tài)特征，包括對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)間聯(lián)系的描述數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)特征，是一組定義在數(shù)據(jù)上的操作，包括操作的含義、操作符、運(yùn)算規(guī)則及其語(yǔ)言等數(shù)據(jù)的完整性約束，這是一組規(guī)則，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)必須滿足這組規(guī)則。2.數(shù)據(jù)模型的分類(lèi)（1）概念數(shù)據(jù)模型（conceptualdatamodel）：這是面向數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)的現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)模型，與具體的DBMS無(wú)關(guān)。概念數(shù)據(jù)模型主要用來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界的概念化結(jié)構(gòu)，它使數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)的初始階段，擺脫計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及DBMS的具體技術(shù)問(wèn)題，集中精力分析數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)間聯(lián)系等。概念模型必須轉(zhuǎn)換成邏輯數(shù)據(jù)模型，才能在DBMS中實(shí)現(xiàn)。最常用的概念模型是E-R模型。它是將現(xiàn)實(shí)世界的信息結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型的橋梁。（2）邏輯數(shù)據(jù)模型（logicaldatamodel）：用戶(hù)從數(shù)據(jù)庫(kù)所看到的數(shù)據(jù)模型，是具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。如網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型、層次數(shù)據(jù)模型、關(guān)系數(shù)據(jù)模型和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型等。邏輯數(shù)據(jù)模型既要面向用戶(hù)，也要面向系統(tǒng)，一般由概念模型轉(zhuǎn)換而來(lái)。（3）物理數(shù)據(jù)模型（physicaldatamodel）：描述數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的組織方式的數(shù)據(jù)模型，它不僅與具體的DBMS有關(guān)，而且與操作系統(tǒng)和硬件有關(guān)。每一種邏輯數(shù)據(jù)模型在實(shí)現(xiàn)時(shí)都有對(duì)應(yīng)的物理數(shù)據(jù)模型，一般說(shuō)來(lái)都由DBMS自動(dòng)完成物理數(shù)據(jù)模型的實(shí)現(xiàn)工作，設(shè)計(jì)者則只負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)索引、聚集等特殊結(jié)構(gòu)。1.E-R模型的目的（1）企圖建立一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，以概括三種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型（層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型）；（2）作為三種傳統(tǒng)模型之間互相轉(zhuǎn)換的中間模型；（3）作為超脫DBMS的一種概念數(shù)據(jù)模型，以比較自然的方式模擬現(xiàn)實(shí)世界。

E-R模型不同于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型，它不是面向?qū)崿F(xiàn)的，而是面向現(xiàn)實(shí)世界的。設(shè)計(jì)E-R模型的出發(fā)點(diǎn)是有效和自然地模擬現(xiàn)實(shí)世界，而不是首先考慮它在機(jī)器中如何實(shí)現(xiàn)。1.2.2概念數(shù)據(jù)模型（E-R模型）（Entity-Relation）2.E-R圖三要素實(shí)體聯(lián)系屬性3.三種聯(lián)系方式設(shè)A、B為兩個(gè)實(shí)體集。（1）一對(duì)一聯(lián)系（1:1）若A中的每個(gè)實(shí)體至多和B中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，反過(guò)來(lái)B中的每個(gè)實(shí)體至多和A中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，稱(chēng)A和B是1:1聯(lián)系。（2）一對(duì)多聯(lián)系（1:n）如果A中的每個(gè)實(shí)體可以和B中的幾個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，而B(niǎo)中的每個(gè)實(shí)體至多和A中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，那么A對(duì)B屬于1:n聯(lián)系。（3）多對(duì)多聯(lián)系（m:n）若A中的每個(gè)實(shí)體可與B中的多個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，反過(guò)來(lái)B中的每個(gè)實(shí)體也可以與A中的多個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，則稱(chēng)A對(duì)B或B對(duì)A是多對(duì)多聯(lián)系（m:n）（4）E－R圖設(shè)計(jì)

1）真實(shí)性

2）簡(jiǎn)單性原則

3）實(shí)體與屬性確定規(guī)則

a.作為屬性，不能再具有需要描述的信息，屬性必須是不可再分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，不能包含有其它屬性。

b.屬性不能與其它實(shí)體具有聯(lián)系，在E-R圖中，只有實(shí)體與實(shí)體之間才能有聯(lián)系。

1.層次模型樹(shù)形結(jié)構(gòu)層次模型（HierarchicalModel）是用樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)表示實(shí)體之間聯(lián)系的模型。它可以看作是一棵以記錄型為結(jié)點(diǎn)的有向樹(shù)，它把整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)表示成一個(gè)有序樹(shù)的集合，而這些有序樹(shù)的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)是一個(gè)有若干數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的邏輯記錄型。在層次模型中，數(shù)據(jù)是按層次路徑存取的。層次模型是一種簡(jiǎn)單的模型，只能表示一對(duì)多的聯(lián)系，無(wú)法描述復(fù)雜的聯(lián)系，表達(dá)能力弱，所以適用范圍受限。

1.2.3邏輯數(shù)據(jù)模型教務(wù)管理系統(tǒng)的層次模型學(xué)生學(xué)號(hào)姓名性別年齡課號(hào)課程名學(xué)時(shí)教師編號(hào)姓名職稱(chēng)教師專(zhuān)業(yè)代號(hào)專(zhuān)業(yè)名專(zhuān)業(yè)系學(xué)院學(xué)院代號(hào)學(xué)院名負(fù)責(zé)人系號(hào)負(fù)責(zé)人系名2.網(wǎng)狀模型

用結(jié)點(diǎn)（node）表示實(shí)體，用系（set）表示兩個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系。

在網(wǎng)狀模型中給每一對(duì)父結(jié)點(diǎn)與子結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系都要指定名字，系中的父結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為首記錄型或主記錄型，子記錄型稱(chēng)為屬記錄型。

網(wǎng)狀模型的主要缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言都極為復(fù)雜。一般說(shuō)來(lái)，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則其功能越強(qiáng)，所要處理的操作也越多，因此相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言也就越復(fù)雜。而且由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難。3.關(guān)系模型

關(guān)系模型是通過(guò)表格數(shù)據(jù)，而不是通過(guò)指針連接來(lái)表示和實(shí)現(xiàn)兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系。（1）關(guān)系具有如下屬性：表格中的每一列都是不可再分的基本屬性；各列的名字不同，列的順序不重要；行的次序無(wú)關(guān)緊要；關(guān)系中不允許有完全相同的兩行存在。員工編碼姓名部門(mén)性別職務(wù)50002文明辦公室男科員60003李翔風(fēng)人事科男科長(zhǎng)70004張曉風(fēng)財(cái)務(wù)科女科員70005王莉勤后勤處女處長(zhǎng)將關(guān)系名及其屬性名集合稱(chēng)為關(guān)系模式，具體的關(guān)系是實(shí)例。在支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)被看作是一個(gè)個(gè)的關(guān)系，描述數(shù)據(jù)庫(kù)全部關(guān)系的一組關(guān)系模式稱(chēng)為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式。任何時(shí)刻數(shù)據(jù)庫(kù)的所有具體的關(guān)系組成關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)實(shí)例。

數(shù)據(jù)庫(kù)模式數(shù)據(jù)庫(kù)（2）關(guān)系模型具有以下特點(diǎn)：1)描述的一致性。無(wú)論是信息世界中的實(shí)體還是聯(lián)系都是用一個(gè)關(guān)系來(lái)描述，保證了數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言相應(yīng)的一致性，對(duì)于每一種基本操作功能，都只需要一種操作運(yùn)算。2)利用公共屬性連接。關(guān)系模型中的各個(gè)關(guān)系之間都是通過(guò)公共屬性發(fā)生聯(lián)系的。3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單直觀。采用表結(jié)構(gòu)，用戶(hù)容易理解，有利于和用戶(hù)進(jìn)行交互，并且在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)也極為方便。4)有嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)。二維表的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是關(guān)系數(shù)據(jù)理論，對(duì)二維表進(jìn)行的數(shù)據(jù)操作相當(dāng)于在關(guān)系理論中隊(duì)（對(duì)？）關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算。這樣，在關(guān)系模型中整個(gè)模型定義與操作均建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上。5)語(yǔ)言表達(dá)簡(jiǎn)練。在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)時(shí)，用嚴(yán)密的關(guān)系運(yùn)算表達(dá)式來(lái)描述查詢(xún)，從而使查詢(xún)語(yǔ)句的表達(dá)非常簡(jiǎn)單直觀。關(guān)系模型的缺點(diǎn)是在執(zhí)行查詢(xún)操作時(shí)，需要執(zhí)行一系列的查表、拆表、并表操作，故執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，但是采用優(yōu)化技術(shù)的當(dāng)代關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的查詢(xún)操作的效率，完全不輸于建立在其他數(shù)據(jù)模型上的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。4.三種數(shù)據(jù)模型的比較比較的標(biāo)準(zhǔn)：（1）使用容易程度（2）實(shí)現(xiàn)效率就使用方便來(lái)說(shuō)，關(guān)系模型是最佳的。從實(shí)現(xiàn)效率來(lái)看，層次模型和網(wǎng)狀模型要優(yōu)于關(guān)系模型。1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不僅是指數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)本身，而且是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)引進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)后的整個(gè)系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)、硬件、軟件和相關(guān)人員的組合體。1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)用戶(hù)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù):用戶(hù)看到和使用的數(shù)據(jù)庫(kù)，所以也稱(chēng)為用戶(hù)視圖，又稱(chēng)為子模式、外模式、用戶(hù)模式等。概念級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù):DBA（數(shù)據(jù)庫(kù)管理員）看到的數(shù)據(jù)庫(kù)，因此也稱(chēng)為DBA視圖，又稱(chēng)為模式。物理級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù):數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的表示，即對(duì)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和方式的描述。又稱(chēng)為存儲(chǔ)模式、內(nèi)模式1.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)概念模式用以描述整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)描述了現(xiàn)實(shí)世界中事務(wù)及其特征與聯(lián)系，定義了記錄、數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)的完整性約束條件及記錄之間的聯(lián)系，是一個(gè)可以放進(jìn)數(shù)據(jù)項(xiàng)值的框架。是個(gè)概念模式框架如果可以填入了數(shù)據(jù)項(xiàng)的值，就是該概念模式的一個(gè)實(shí)例。1.3.3DBMS

DBMS是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定義、管理、維護(hù)和檢索的一個(gè)軟件系統(tǒng)。DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型的，因此，可以把它看成是某種數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的具體實(shí)現(xiàn)。(1)DBMS的功能數(shù)據(jù)庫(kù)的定義和建立數(shù)據(jù)庫(kù)的操作數(shù)據(jù)庫(kù)的控制運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)和保護(hù)數(shù)據(jù)通信(2)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的工作過(guò)程⑧⑦⑥⑤④③②①①狀態(tài)工作區(qū)應(yīng)用程序ADBMS應(yīng)用程序A外模式應(yīng)用程序B外模式概念模式內(nèi)模式OS系統(tǒng)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)外部記錄存儲(chǔ)記錄圖2.13數(shù)據(jù)庫(kù)存取的過(guò)程(3)DBMS的選擇選擇DBMS之前，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)者需要確定數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)DBMS的要求，這些要求包括如下幾個(gè)方面：（1）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的類(lèi)型，如是專(zhuān)用DBMS還是通用DBMS等。（2）DBMS所支持的數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模以及數(shù)據(jù)量（3）數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、完整性、恢復(fù)及并發(fā)控制的能力（4）數(shù)據(jù)獨(dú)立性程度（5）數(shù)據(jù)庫(kù)終端用戶(hù)的類(lèi)型、聯(lián)機(jī)處理特性、數(shù)據(jù)處理特性以及對(duì)數(shù)據(jù)語(yǔ)言的要求。（7）系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和數(shù)據(jù)庫(kù)利用的難易。如提供哪些開(kāi)發(fā)工具、主語(yǔ)言、DML的功能、終端語(yǔ)言等。（8）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)性能的能力（9）提供DBMS的廠商所能提供的支持1.4.1概述數(shù)據(jù)庫(kù)的保護(hù)涉及到三個(gè)方面的問(wèn)題，即數(shù)據(jù)庫(kù)的私用性（Privacy）、安全性（Security）和完整性（Integrity）。私用性是指一定的數(shù)據(jù)和對(duì)這些數(shù)據(jù)的某些操作，只對(duì)特定的用戶(hù)開(kāi)放，由某些用戶(hù)專(zhuān)用（獨(dú)享）。安全性主要是指對(duì)數(shù)據(jù)的存取控制（AccessControl）。防止未經(jīng)授權(quán)的人員非法存取他不該存取的數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)泄密，防止數(shù)據(jù)被破壞。完整性是指保證數(shù)據(jù)的正確與一致，使數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在任何時(shí)刻都是有效的。1.4數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性與安全性1.4.2數(shù)據(jù)的完整性約束

數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性包含三個(gè)方面的含義：數(shù)據(jù)的正確性（correctness）、準(zhǔn)確性（Accuracy）和有效性（Validity）。一致性（consistency）是指數(shù)據(jù)庫(kù)中兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)的互相相容的要求。完整性受到破壞的原因：（1）錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)（2）錯(cuò)誤的更新操作（3）各種軟硬件故障（4）并發(fā)訪問(wèn)（5）人為破壞完整性控制最核心的元素是完整性約束條件。完整性約束條件作用的對(duì)象可以是屬性、元組、關(guān)系等幾種對(duì)象。對(duì)屬性的約束主要指對(duì)其取值類(lèi)型、精度、范圍等的約束條件。對(duì)元組的約束是指對(duì)記錄中各字段之間的聯(lián)系的約束。對(duì)關(guān)系的約束是指對(duì)若干記錄間、關(guān)系間的聯(lián)系的約束。靜態(tài)約束就是反映數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)合理性的約束。動(dòng)態(tài)約束則是反映數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)狀態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)時(shí)應(yīng)遵守的約束。（1）完整性約束說(shuō)明隱式約束：主鍵約束外鍵約束非空約束數(shù)據(jù)類(lèi)型說(shuō)明顯式約束：用過(guò)程說(shuō)明約束

CHECK約束用斷言說(shuō)明用觸發(fā)器表示約束

1.4.3數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性1.DBMS安全模型登錄用戶(hù)角色權(quán)限對(duì)象2.視圖

視圖技術(shù)是當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的重要手段之一。3.訪問(wèn)控制（1）權(quán)限和角色

(2)授權(quán)4.數(shù)據(jù)密碼5.跟蹤審計(jì)并發(fā)控制：在多個(gè)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)操作情況下，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作實(shí)行的管理和控制。1.事務(wù)：數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境中的一個(gè)邏輯工作單元。由一系列操作組成，這些操作要么全部成功完成，要么全部失敗。事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)工作的基本單位，相當(dāng)于操作系統(tǒng)的進(jìn)程。長(zhǎng)事務(wù)短事務(wù)事務(wù)的特性：ACID性質(zhì)（1）原子性（Atomicity）（2）一致性（Consistency）：對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的每一個(gè)更新操作，都必須遵守一定的完整性約束。1.4.4并發(fā)控制（3）隔離性（Isolation）是指兩個(gè)或多個(gè)事務(wù)可以同時(shí)運(yùn)行而不互相影響，一個(gè)事務(wù)內(nèi)部的操作及其使用的數(shù)據(jù)對(duì)并發(fā)的其他事務(wù)是隔離的、不可見(jiàn)的。（4）持久性（Durability）事務(wù)的持久性是一個(gè)事務(wù)的成功完成之后，其工作的結(jié)果就會(huì)永遠(yuǎn)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，是永久有效的。2.并發(fā)異常（1）丟失更新

當(dāng)兩個(gè)事務(wù)T1和T2同時(shí)更新某條記錄時(shí)，它們讀取記錄并修改。事務(wù)T2提交的結(jié)果將破壞T1提交的結(jié)果，導(dǎo)致T1的修改結(jié)果丟失

（2）臟數(shù)據(jù)

“臟”數(shù)據(jù)是指事務(wù)T1修改某一條記錄，將其寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，事務(wù)T2讀取同一條記錄后，T1由于某種原因被撤銷(xiāo)，此時(shí)T1已修改過(guò)的數(shù)據(jù)恢復(fù)原值，但T2讀到的數(shù)據(jù)卻和數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)不一致了，這個(gè)數(shù)據(jù)被稱(chēng)為“臟”數(shù)據(jù)。

（3）不可重復(fù)讀

事務(wù)T1讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2對(duì)同一數(shù)據(jù)執(zhí)行更新操作，使T1再次讀取該數(shù)據(jù)時(shí)，得到與前一次不同的值。（4）幻影數(shù)據(jù)

事務(wù)T1按一定條件從數(shù)據(jù)集中讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2對(duì)該數(shù)據(jù)集刪除或插入了一些記錄，這時(shí)事務(wù)T1再按相同條件讀取數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)少了或多了一些記錄。

3.鎖在操作前先對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖

排他鎖（X封鎖）共享鎖（S封鎖）鎖的粒度：封鎖目標(biāo)的大小死鎖為了預(yù)防死鎖的發(fā)生，可以參照下述方式進(jìn)行：按照統(tǒng)一順序訪問(wèn)資源避免事務(wù)中的用戶(hù)交互保持事務(wù)簡(jiǎn)短1.5.1AccessAccess的特點(diǎn)：1．對(duì)資源要求不高，適應(yīng)性強(qiáng)。2．?dāng)?shù)據(jù)共享性好。3．可方便地與Internet連接，利用因特網(wǎng)與任一節(jié)點(diǎn)交流信息。4．Access的數(shù)據(jù)類(lèi)型有Binary、Bit、Byte、Counter、Currency、Datetime、Single、Double、Short、Long、Text、Longtext、Longbinary等13種。其中，Longtext可以鏈接1.2GB的數(shù)據(jù)；Longbinary也能鏈接多媒體對(duì)象；可以用guid實(shí)現(xiàn)超級(jí)鏈接。1.5關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)例1.5.2Oracle

目前，Oracle產(chǎn)品覆蓋了大、中、小型機(jī)幾十中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，成為世界上使用非常廣泛的、著名的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。Oracle系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）兼容性。（2）可移植性。（3）可聯(lián)結(jié)性。（4）高生產(chǎn)率。1.6數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)新發(fā)展1分布式數(shù)據(jù)庫(kù)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是在兩臺(tái)或多臺(tái)地理上或物理上分散而邏輯上集中的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。管理這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的軟件稱(chēng)為分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DDBMS）。2面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面向?qū)ο螅∣O，Object-Oriented）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與面向?qū)ο蠹夹g(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用從傳統(tǒng)的商業(yè)或管理中的事務(wù)處理擴(kuò)展到CAD、CAM及CIMS、CAI和辦公自動(dòng)化等新的領(lǐng)域的需要而產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。3多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)能夠管理數(shù)值、文件、表格、圖形、圖像、聲音等多媒體的數(shù)據(jù)庫(kù)稱(chēng)為多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)（MDB）。4數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、聯(lián)機(jī)分析處理和數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘是三種獨(dú)立的信息處理技術(shù)。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和組織，聯(lián)機(jī)分析處理集中于