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3.SQLServer2005的各组件介绍
SQLServerManagementStudio(管理控制器),SQLServer配置器,SQLServerProfiler,数据库引擎优化顾问,BusinessIntelligentDevelopmentStudio。
4.SQLServer2005的安装
二、数据库基础
1.数据库几个概念
①数据库系统(英文全称:
DataBaseSystem,简称DBS):
是基于数据的计算机应用系统。
它包括数据库管理系统、数据库、应用程序和系统管理员。
②数据库管理系统(英文全称:
DataBaseManagementSystem,简称DBMS):
用于数据的存取、维护和管理。
比如SQLServer2000和SQLServer2005就是数据库管理系统。
③数据库(英文全称:
DataBase,简称DB):
在数据库管理系统中集中存储一批数据的集合。
④数据表(Table):
表是数据库中重要的对象,它用于存储数据。
以上四者的关系如下图:
2.数据模型
⑴模型:
是对事物、对象、过程等客观系统中感兴趣的内容的模拟和抽象表达,是理解系统的思维工具。
⑵数据模型:
为数据和信息建立模型的工具。
建立数据模型需要满足三个条件:
①比较真实地模拟现实世界。
②容易被人理解。
③容易在计算机上实现。
⑶根据模型应用目可将数据模型分成两类:
概念层模型、组织层模型。
①概念层模型
概念层模型:
抽象现实系统中有价值的元素及其关系,反映现实系统中有应用价值的信息结构,且不依赖数据的组织结构。
学习概念层模型要注意以下几点:
(ⅰ)它是把现实的东西转为计算机实现的中间层。
(ⅱ)它和DBMS没有关系。
(ⅲ)它主要用于数据库设计阶段。
(ⅳ)常用的概念层模型有E-R模型(即实体-联系模型)。
E-R模型的建立方法:
(ⅰ)基本作图元素:
属性实体事务联系
注:
联系可分为三类:
即一对一联系,用(1:
1)表示,如一个部门只有一个经理;
一对多联系,用(1:
n)表示,如一个部门有多个经理;
多对多联系,用(m:
n)表示,如m个售货员销售给n个顾客。
(ⅱ)例子:
学生选课的E-R模型建立。
②组织层模型
组织层模型:
从数据的组织方式的角度来描述信息。
学习组织层模型要注意以下几点:
(ⅰ)在计算机上实现的模型。
(ⅱ)它和DBMS有关。
(ⅲ)它主要用于DBMS的设计。
(ⅳ)常用的组织层模型有:
层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。
只以关系模型为例:
关系模型是用二维表来表示实体与实体之间的关系。
也就是说,关系模型的表现形式就是二维表。
3.数据库系统的结构(注意:
是DBS而不是DBMS)
三级模式结构:
内模式、外模式、概念模式
内模式:
数据的物理存储方式。
外模式:
用户看到的数据视力。
概念模式:
介于内外模式之间的中间层,主要实现逻辑事务。
4.数据库管理系统(DBMS)的功能
⑴数据定义。
⑵数据操纵。
⑶优化和执行。
⑷数据安全性和完整性。
⑸数据恢复和并发。
⑹数据字典。
⑺性能。
4.关系型数据库
⑴关系型数据结构:
用二维表格来组织数据。
⑵关系模型的基本术语:
关系、属性、值域、元组、分量、关系模式、关系数据库、候选码、主码、外码。
关系:
二维表。
属性:
字段。
值域:
属性的范围。
如字段“性别”有两个值,即“男”和“女”。
元组:
记录。
分量:
元组中每一个属性值称为元组的一个分量。
关系模式:
二维表的结构。
关系数据库:
一个关系模型的所有关系的集合。
候选码:
关键字。
一个关系中可有多个候选码。
主码:
当一个关系中有多个候选码,则可从中选择一个作为主码。
每个关系中只有1个主码。
外码:
某个属性不一定是所在关系的码。
⑶完整性约束:
对关系的某种约束条件。
其包括实体完整性、参照完整性和用户定义完整性。
实体完整性:
保证关系中每个元组都是可识别或唯一的。
它不允许有无主码值的记录或主码值相同的记录存在。
参照完整性:
多个实体或表之间的关联关系。
用户定义完整性:
即属性的取值范围。
三、数据库的设计
1.数据库设计的基本步骤
⑴需求分析阶段。
⑵概念结构设计阶段。
⑶逻辑结构设计阶段。
⑷物理设计阶段。
⑸数据库实施阶段。
⑹数据库运行和维护阶段。
2.六个阶段的设计内容与方法
⑴需求分析阶段
设计内容:
分析用户的需要。
设计策略:
采用自顶向下,逐步分解的方法。
设计方法:
数据流图。
⑵概念结构设计阶段
信息结构的设计(与DBMS无关)。
自顶向上、自顶向下、由里向外、混合策略。
(常用的是自顶向上)
E-R模型法。
⑶逻辑结构设计阶段
把概念结构设计的E-R模型转换为具体的数据库管理系统支持的模型。
将E-R模型转换为关系模型(即二维表)。
将E-R模型转换为关系模型(即二维表)的方法:
①(1:
1)E-R模型转换关系模型的例子。
第一种转换:
由E-R图可转换成部门表和经理表,如下所示:
部门表:
部门号
部门名
经理号
其中部门号为主码,经理号为外码。
经理表:
经理名
电话
其中经理号为主码。
第二种转换:
由E-R图也可以生成如下两个表:
其中部门号为主码。
其中经理号为主码,部门号为外码。
第三种转换:
由E-R图转换为一个独立关系模式,即将关系作为独立一个表。
由以上E-R图可生成以下三个表:
部门-经理表(将联系做成一个表)
其中经理号和部门号为候选码。
但需要注意的是,(1:
1)和(1:
n)E-R模型中,一般不将联系单独作为一个表,因为这样转换出来的表太多,查询时涉及的表也就多,效率就低。
但(n:
m)则需要。
②(1:
n)E-R模型转换关系模型的例子。
(1:
n)E-R模型转换关系模型的方法和(1:
n)是一样的,可转换成如下两个表。
部门表
职工表
职工号
职工名
工资
其中职工号为主码,部门号为外码。
③(n:
m)E-R模型转换关系模型的例子。
我们以前面的学生选课的E-R模型为例。
以上(m:
n)E-R模型可转换为以下三个表:
学生表
学号
姓名
班别
性别
其中学号为主码。
课程表
课程号
课程名
学期
学分
其中课程号为主码。
学生-课程表
成绩
其中学号、课程号为主码,同时也为外码。
⑷物理设计阶段
确定数据的存取方法和存储结构。
存取方法:
数据库管理系统一般都提供多种存取方法,但究竟采用哪一种方法由系统根据数据的存储方式来确定,用户不能干涉。
但用户可以采用索引法来提高查询速度。
存储结构:
有3种存储方法,即顺序存储、散列存储、聚簇存储。
物理结构设计的评价内容:
查询和响应时间、更新事务开销、生成报告的开销、主存储空间的开销、辅助空间的开销。
⑸数据库行为设计
功能和事务设计。
由于行为设计与传统程序设计没有区别,软件工程中所有方法、工具、手段均可用到数据库行为设计上。
设计步骤:
功能需求分析、功能分析、事务分析、应用程序设计。
⑹数据库实施和维护阶段
数据库实施包括两个内容:
数据加载和数据库的试运行。
数据库维护包括以下内容:
①数据库的备份和恢复②数据库的安全性和完整性③监视、分析、调整数据库性能④数据库的重组。
四、关系数据库规范化理论
1.函数依赖
⑴什么是函数依赖
首先,函数我们用Y=F(X)表示,假设X为城市,Y为省,则可得函数:
省=F(城市)。
在该函数中,我们只要任意输入一个城市就得到该城市所在的省,这时我们说X决定Y,而Y依赖X,我们将关系记为X→Y。
⑵为什么要讨论函数依赖
讨论函数依赖主要是为了解决数据冗余和数据变更复杂性的问题。
我们看下表:
学生表(学号和课程为主码):
专业
所住宿舍
课程
200801001
计算机科学技术
6栋401
数据库技术
80
JAVA语言
75
200801002
6栋406
网络技术
90
200802003
计算机应用
2栋307
85
66
很显然,只要课程不同,则就会有重复记录,造成学号、专业、所住宿舍三个字段产生数据冗余,而且一旦对表中数据实施更新、删除、插入等操作时,增加了操作的复杂性。
解决偿还问题的方法是将上表逐步分解,消除不良的“函数依赖”关系,使其尽可能符合函数依赖关系。
由此可见,处理数据的关系时,函数依赖做到一一映射才是最佳结果。
2.范式
⑴第一范式(1NS):
属性(字段)单一,不可再分,即无重复的列。
下表不符合第一范式。
字段1
字段2
字段3
字段4
字段3.1
字段3.2
下表符合第一范式。
将非常第一范式转换成第一范式很简单,只需将复合项转为非复合项即可。
事实上,在现有的DBMS中,不可能设计出不符合第一范式的数据表的。
⑵第二范式(2NS):
符合第一范式,且非主属性(字段)都完全函数依赖主码。
如上面的学生表中,可将其关系表示如下:
(学号,课程)→(专业,所住宿舍,成绩),在这个关系中,(学号)→(专业,所住宿舍),
(课程)→(成绩),可见非主属性并不完全依赖于所有的主码。
而不符合第二范式的关系会造成以下几个问题,即数据冗余、更新异常、插入异常、删除异常。
⑶第三范式(3NF):
符合第二范式,所有非主属性(字段)都不传递函数依赖主码。
第三范式就是说,如
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