数据库2008基础教程

2023年1月10日第1页第1章概述本章概述本章要点本章内容2023年1月10日第2页本章概述MicrosoftSQLServer2008系统是由微软公司研制和发布的分布式关系型数据库管理系统，可以支持企业、部门以及个人等各种用户完成信息系统、电子商务、决策支持、商业智能等工作。MicrosoftSQLServer2008系统在易用性、可用性、可管理性、可编程性、动态开发、运行性能等方面有突出的优点。本章将对MicrosoftSQLServer2008系统进行概述，以使用户对该系统有整体的认识和了解，为后面各章的深入学习奠定坚实的基础。2023年1月10日第3页本章要点使用数据库的原因数据库的基本概念和特点MicrosoftSQLServer简史MicrosoftSQLServer系统的体系结构数据库和数据库对象的特点管理工具的特点数据库管理员的任务2023年1月10日第4页本章内容1.1为什么使用数据库1.2什么是数据库1.3MicrosoftSQLServer简史1.4MicrosoftSQLServer系统的体系结构1.5数据库和数据库对象的特点1.6管理工具1.7数据库管理员1.8本章小结1.1为什么使用数据库毫无疑问，使用数据库的目的是方便地存储和管理大量的业务数据。但是，有人可能会存在这样的疑问：为什么使用数据库来存储和管理数据，为什么不提倡使用像Excel这样的电子数据表等工具来存储和管理这些业务数据呢？下面，通过一个示例说明为什么要使用数据库。2023年1月10日第5页示例2023年1月10日第6页原因采用电子数据表来存储和管理数据，不仅仅可能造成数据的不一致和混乱，而且还有其他更严重的问题。例如，电子表格只能处理有限的数据列和数据行，对于数百万、数千万等巨大的数据量很难有效地处理；电子表格无法提供安全、方便地权限管理和控制手段；电子表格很难有效地实现多个数据之间的关联；电子表格很难有效地实现并发控制、增量维护等管理方式等。这些问题只能通过使用数据库来解决，数据库是一种有效地管理大量的、安全的、并发的、关联的、一致的数据工具，因此需要使用数据库存储和管理数据。2023年1月10日第7页1.2什么是数据库数据库是采用计算机技术统一管理的相关数据的集合，数据库能为各种用户共享，具有冗余度最小、数据之间联系密切、有较高数据独立性等特点。数据库管理系统(DatabaseManagementSystem，简称为DBMS)是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它为用户或应用程序提供访问数据库的方法，包括数据库的建立、查询、更新以及各种数据库控制等。DBMS总是基于某种数据模型，这些模型可以分为层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等。2023年1月10日第8页数据库技术MicrosoftSQLServer是一种基于关系模型的DBMS。数据库系统是实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统，是采用数据库技术的计算机系统。数据库技术是研究数据库的结构、存储、设计、管理和使用的一门计算机软件学科。在实际应用中，经常把数据库管理系统简称为数据库系统。2023年1月10日第9页数据库产品数据库产品是由专门开发DBMS的厂商提供的。当前，数据库市场上的常见数据库产品包括甲骨文公司的Oracle系统，IBM公司的DB2系统和Informix系统，赛贝斯公司的SybaseASE系统，微软公司的MicrosoftSQLServer系统和Access系统，以及MySQL公司的开源数据库系统等。本书重点讲述微软公司的MicrosoftSQLServer系统的功能和特点。2023年1月10日第10页1.3MicrosoftSQLServer简史通常，把MicrosoftSQLServer简称为SQLServer。严格地说，SQLServer和MicrosoftSQLServer是不同的，MicrosoftSQLServer是由微软公司开发的SQLServer系统。但是，最早的SQLServer系统并不是微软开发出来的，而是由赛贝斯公司推出的。2023年1月10日第11页列表1987年，赛贝斯公司发布了SybaseSQLServer系统1988年，微软公司、Aston-Tate公司参加到了赛贝斯公司的SQLServer系统开发中1990年，微软公司希望将SQLServer移植到自己刚刚推出的WindowsNT系统中1993年，微软公司与赛贝斯公司在SQLServer系统方面的联合开发正式结束1995年，微软公司成功地发布了MicrosoftSQLServer6.0系统1996年，微软公司又发布了MicrosoftSQLServer6.5系统1998年，微软公司又成功地推出了MicrosoftSQLServer7.0系统2000年，微软公司迅速发布了与传统SQLServer有重大不同的MicrosoftSQLServer2000系统2005年12月，微软公司艰难地发布了MicrosoftSQLServer2005系统2008年8月，微软公司发布了MicrosoftSQLServer2008系统2023年1月10日第12页SQLServer2008系统主要特点2008年8月，微软公司发布了MicrosoftSQLServer2008系统，其代码名称是Katmai。该系统在安全性、可用性、易管理性、可扩展性、商业智能等方面有了更多的改进和提高，对企业的数据存储和应用需求提供了更强大的支持和便利。2023年1月10日第13页1.4MicrosoftSQLServer系统的体系结构MicrosoftSQLServer是一个提供了联机事务处理、数据仓库、电子商务应用的数据库和数据分析的平台。体系架构是描述系统组成要素和要素之间关系的方式。MicrosoftSQLServer系统的体系结构是对MicrosoftSQLServer的主要组成部分和这些组成部分之间关系的描述。MicrosoftSQLServer2008系统由4个主要部分组成。这4个部分被称为4个服务，这些服务分别是数据库引擎、分析服务、报表服务和集成服务。这些服务之间相互存在和相互应用，它们的关系示意图如图1-3所示。2023年1月10日第14页体系结构2023年1月10日第15页1.5数据库和数据库对象的特点本节介绍MicrosoftSQLServer2008的数据库和数据库对象的特点。首先介绍数据库的类型和特点，然后详细介绍数据库中各种对象的类型和特点2023年1月10日第16页数据库的类型和特点MicrosoftSQLServer2008系统提供了两种类型的数据库，即系统数据库和用户数据库。系统数据库存放MicrosoftSQLServer2008系统的系统级信息，例如系统配置、数据库的属性、登录账户、数据库文件、数据库备份、警报、作业等信息。MicrosoftSQLServer2008使用这些系统级信息管理和控制整个数据库服务器系统。用户数据库是由用户创建的、用来存放用户数据和对象的数据库。2023年1月10日第17页系统数据库master数据库是最重要的系统数据库，它记录了SQLServer系统级的所有信息，这些系统级的信息包括服务器配置信息、登录账户信息、数据库文件信息、SQLServer初始化信息等等，这些信息影响整个SQLServer系统的运行。model数据库是一个模板数据库。该数据库存储了可以作为模板的数据库对象和数据。当创建用户数据库时，系统自动把该模板数据库中的所有信息复制到用户新建的数据库中，使得新建的用户数据库初始状态下具有了与model数据库一致的对象和相关数据，从而简化数据库的初始创建和管理操作。msdb是与SQLServerAgent服务有关的数据库。该系统数据库记录有关作业、警报、操作员、调度等信息，这些信息可以用于自动化系统的操作。tempdb是一个临时数据库，用于存储查询过程中所使用的中间数据或结果。实际上，它只是一个系统的临时工作空间。2023年1月10日第18页OLTP和OLAP在数据库技术领域，按照OLTP数据存储模型组织数据的应用环境称为OLTP环境。OLTP数据存储模型也称为OLTP数据库。OLAP数据存储模型与OLTP数据存储模型截然不同。从结构上来看，OLAP数据存储模型的常见结构是星型结构或雪崩结构。从使用目的来看，OLAP数据库的主要作用是提高系统对数据的检索和分析速度。2023年1月10日第19页示例数据库(用户数据库)AdventureWorks不是系统数据库，而是一个示例OLTP数据库。该数据库存储了某个假设的自行车制造公司的业务数据，示意了制造、销售、采购、产品管理、合同管理、人力资源管理等场景。用户可以利用该数据库来学习SQLServer的操作，也可以模仿该数据库的结构设计用户自己的数据库。AdventureWorksLT也是一个示例OLTP数据库，但是其数据库对象和数据都少于AdventureWorks数据库，是一个经过简化的轻量级的示例数据库。对于数据库技术的初学者来说，可以从AdventureWorksLT数据库学起。AdventureWorksDW是一个示例OLAP数据库，用于在线事务分析。用户可以利用该数据库来学习SQLServer的OLAP操作，也可以模仿该数据库的内部结构设计用户自己的OLAP数据库。2023年1月10日第20页数据库对象的类型和特点数据库是数据和数据库对象的容器。数据库对象是指存储、管理和使用数据的不同结构形式。在MicrosoftSQLServer2008系统中，主要的数据库对象包括数据库关系图、表、视图、同义词、存储过程、函数、触发器、程序集、类型、规则、默认值等。设计数据库的过程实际上就是设计和实现数据库对象的过程。2023年1月10日第21页1.6管理工具MicrosoftSQLServer2008系统提供了大量的管理工具，实现了对系统进行快速、高效的管理。这些管理工具主要包括MicrosoftSQLServerManagementStudio、SQLServer配置管理器、SQLServerProfiler、“数据库引擎优化顾问”以及大量的命令行实用工具。其中，最重要的工具是MicrosoftSQLServerManagementStudio。下面，分别介绍这些工具的特点和作用。2023年1月10日第22页MicrosoftSQLServerManagementStudioMicrosoftSQLServerManagementStudio是MicrosoftSQLServer2008提供的一种集成环境，将各种图形化工具和多功能的脚本编辑器组合在一起，完成访问、配置、控制、管理和开发SQLServer的所有工作，大大方便了技术人员和数据库管理员对SQLServer系统的各种访问。MicrosoftSQLServerManagementStudio启动后主窗口如图1-6所示。2023年1月10日第23页SQLServer配置管理器在MicrosoftSQLServer2008系统中，可以通过“计算机管理”工具或“SQLServer配置管理器”查看和控制SQLServer的服务。通过右击某个服务名称，可以查看该服务的属性，以及启动、停止、暂停、重新启动相应的服务。2023年1月10日第25页SQLServerProfiler使用摄像机可以记录一个场景的所有过程，以后可以反复地观看。能否对MicrosoftSQLServer2008系统的运行过程进行摄录呢？答案是肯定的。使用SQLServerProfiler工具可以完成这种摄录操作。从MicrosoftSQLServerManagementStudio窗口的“工具”菜单中即可运行SQLServerProfiler。SQLServerProfiler的运行窗口如图1-9所示。2023年1月10日第26页2023年1月10日第27页数据库引擎优化顾问通过使用查询优化器分析工作负荷中的查询，推荐数据库的最佳索引组合。为工作负荷中引用的数据库推荐对齐分区和非对齐分区。推荐工作负荷中引用的数据库的索引视图。分析所建议的更改将会产生的影响，包括索引的使用、查询在工作负荷中的性能。推荐为执行一个小型的问题查询集而对数据库进行优化的方法。允许通过指定磁盘空间约束等选项对推荐进行自定义。提供对所给工作负荷的建议执行效果的汇总报告。2023年1月10日第28页实用工具在MicrosoftSQLServer2008系统中，不仅提供了大量的图形化工具，还提供了大量的命令行实用工具。这些命令行实用工具包括bcp、dta、dtexec、dtutil、Microsoft.AnalysisServices.Deployment、nscontrol、osql、profiler90、rs、rsconfig、rskeymgmt、sac、sqlagent90、sqlcmd、SQLdiag、sqlmaint、sqlservr、sqlwb、tablediff等。2023年1月10日第29页sqlcmd实用工具2023年1月10日第30页1.7数据库管理员在MicrosoftSQLServer2008系统中，数据库管理员(DatabaseAdministration，简称为DBA)是最重要的角色。DBA的工作目标就是确保MicrosoftSQLServer2008系统正常高效地运行。DBA的工作也是最繁忙的工作，无论是性能调整，还是灾难恢复，都离不开DBA的支持。2023年1月10日第31页DBA的12项任务任务一：安装和配置。任务二：容量规划。任务三：应用架构设计。任务四：管理数据库对象。任务五：存储空间管理。任务六：安全管理。任务七：备份和恢复。任务八：性能监视和调优。任务九：调度作业。任务十：网络管理。任务十一：高可用性和高可伸缩性管理。任务十二：故障解决。2023年1月10日第32页安装和配置DBA的第一项任务是安装和配置MicrosoftSQLServer2008软件系统，为顺利使用MicrosoftSQLServer2008软件创建良好的环境。无论是安装还是配置，都应该根据实际需要来进行，使得系统满足用户的实际需求。需要注意的是，系统配置不是一劳永逸的，应该随时根据需求的变化和环境的需要，进行监视和适当地调整。2023年1月10日第33页容量规划容量规划是对整个MicrosoftSQLServer2008系统进行一个总体的规划。规划的重点应该放在解决瓶颈问题上。可以从内容和期限两个方面考虑系统的容量规划。2023年1月10日第34页应用架构设计应用架构设计包括数据库设计、应用程序设计和相应的技术架构设计。数据库设计应该考虑数据库的逻辑需求、数据库的创建方式和数量、数据库数据文件和日志文件的物理位置等。一般情况下，可以在MicrosoftSQLServer2008系统成功安装之后，根据规划的目标，手工创建数据库。应用设计应该考虑开发工具的选择、API技术、内部资源和外部资源的结合、应用架构的分布等。需要强调是在应用设计时，DBA应该与开发人员共同工作，确保他们编写出优化的代码，尽可能地使用服务器的资源。技术架构设计主要包括表示层、逻辑层和数据层的分布。2023年1月10日第35页管理数据库对象管理数据库对象是使用数据库的最基本、最重要的工作。这些对象包括表、索引、视图、存储过程、函数、触发器、同义词等。为了完成管理数据库对象的工作，DBA应该能够很好地回答诸如下面的这些问题。系统应该包括哪些数据？应该怎样存储这些数据？应该在系统中创建哪些表？应该在这些表中创建哪些索引，以便加速检索？是否应该创建视图？为什么要创建这些视图？应该创建哪些存储过程、函数、CLR对象？应该在哪些表上创建触发器？应该针对哪些操作创建触发器？是否应该创建同义词？2023年1月10日第36页存储空间管理存储空间管理任务就是怎样为数据分配空间、怎样保持空间可以满足数据的不断增长。随着业务量的继续和扩大，数据库中的数据也会逐渐地增加，事务日志也不断地增加。2023年1月10日第37页安全管理安全性是DBA重要的日常工作之一。安全管理的主要内容包括账户管理和权限管理。账户管理就是在数据库中应该增加哪些账户、这些账户应该组合成哪些角色等等。权限管理是对象权限和语句权限的管理2023年1月10日第38页备份和恢复无论系统运行如何，系统的灾难性管理是不可缺少的。天灾、人祸、系统缺陷都有可能造成系统的瘫痪、失败。怎样解决这些灾难性问题呢？办法就是制订和实行备份和恢复策略。备份就是制作数据的副本，恢复就是将数据的副本复原到系统中。备份和恢复工作是DBA的一项持续性的重要工作，其执行频率根据数据的重要程度和系统的稳定程度来确定。2023年1月10日第39页性能监视和调整作为一个大型软件系统，MicrosoftSQLServer2008系统的运行好坏必须得到正确地监视、评价和相应的调整。这是DBA的一项高级工作。借助一些工具和运行性能指标，DBA应该能够监视系统的运行。如果某些运行指标出现了问题，DBA应该及时地采取补救措施，使得系统始终保持高效运行状态。2023年1月10日第40页调度作业调度哪些作业应该由系统执行？这些作业应该在何时执行？如何确保这些作业可以正确地执行？如果自动执行的作业执行失败时，应该如何处理？如何使得系统可以均衡地执行相应的操作？2023年1月10日第41页网络管理作为一种分布式的网络数据库，网络管理的任务更加的重要。MicrosoftSQLServer2008系统提供了网络管理工具和服务，DBA应该借助这些工具进行服务规划和管理网络操作。2023年1月10日第42页高可用性和高可伸缩性作为一个DBA，必须保持系统具有高可用性和高可伸缩性。可用性是一项度量计算机系统正常运行时间的指标。影响系统可用性的主要因素包括：网络可靠性、硬件故障、应用程序失败、操作