《数据库SQL ServeSQLite教程》 教案 第10章 数据库管理维护与新技术

数据库SQLServeSQLite教程课程教案课程名称：数据库SQLServeSQLite教程课程号：课程学分：2参考学时：32课程性质：专业必修课适用专业：计算机类专业上课时间：授课教师：负责人：审核单位：年月日-1-一、课程基本信息课程名称数据库SQLServeSQLite教程课程号课程性质专业必修课开课部门课程负责人课程团队授课学期学分/学时2/32授课语言汉语先修课程数据库SQLServeSQLite教程课程简介从理论实践一体化角度出发，介绍了数据库的基本概念、理论、模型和方法，同时从知识技能的逻辑顺序出发，深入浅出地介绍了数据库技术的相关内容，使学生可以快速掌握数据库系统的原理，应用有关工具学习SQL，并在C#、Python等相关课程中应用，在实际应用中解决实际问题。授课班级

二、课程授课教案第10章，共11章讲课主题数据库管理维护与新技术学时6学时教学目标从理论实践一体化角度出发，介绍了数据库的基本概念、理论、模型和方法，同时从知识技能的逻辑顺序出发，深入浅出地介绍了数据库技术的相关内容，使学生可以快速掌握数据库系统的原理，应用有关工具学习SQL，并在C#、Python等相关课程中应用，在实际应用中解决实际问题。教学重点、难点对数据库的管理维护至关重要。数据库的备份与还原、分离与附加、导入与导出是数据库维护的常用方法，当然对数据库的管理维护也离不开新的技术和方法。教学设计授课提纲及重难点分析教学方法及课程思政设计教学时间10.1事务管理事务处理是所有大中型数据库产品的一个关键问题，不同的事务处理方式会导致数据库性能和功能上的巨大差异。事务处理是数据库管理员与开发人员必须深刻理解的一个问题。10.1.1事务的概念事务(Transaction)是并发控制的单位，是用户定义的一个操作序列。这些操作要么都做，要么都不做，是一个不可分割的工作单元。通过事务，SQLServer能将逻辑相关的一组操作绑定在一起，以便服务器保持数据的完整性。最典型的一个例子就是银行的转账操作，在A、B两个账户之间只有完成全部操作才行，否则对银行和储户都将带来严重后果。10.1.2执行事务的3种模式执行事务通常有以下3种模式。1.自动提交事务自动提交是系统默认的事务方式。对于用户发出的每一条SQL语句，SQLServer都会自动开始一个事务，并且在执行后自动进行提交操作来完成这个事务。在这种事务模式下，一个SQL语句就是一个事务。2.显式事务显式事务是指在自动提交模式下以BeginTransaction开始，以Commit或Rollback结束的一个事务。BeginTransaction标记一个显式本地事务起始点。BeginTransaction语句使@@TRANCOUNT自动加1，CommitTransaction语句使@@TRANCOUNT递减1，RollbackTransaction语句使@@TRANCOUNT递减至0。@@TRANCOUNT是一个全局变量，可返回当前连接中处于激活状态的事务数。3.隐式事务当连接以隐性事务模式进行操作时，SQLServer将在提交或回滚当前事务后自动启动新事务。无须描述事务的开始，只需用Commit提交或Rollback回滚每个事务。隐式事务模式可生成连续的事务链。30min10.2数据库安全管理SQLServer的安全性管理分为3个等级：操作系统级、SQLServer级和数据库级。操作系统级的安全性是指用户通过网络使用客户计算机实现SQLServer服务器访问时，首先要获得计算机操作系统的使用权。SQLServer级的安全性是指SQLServer的服务器级安全性建立在控制服务器登录账号和口令的基础上。SQLServer采用标准SQLServer登录和集成WindowsNT登录两种方式，无论使用哪种登录方式，用户在登录时提供的登录账号和口令都必须正确。数据库级的安全性是指在用户通过SQLServer服务器的安全性检验以后，将直接面对不同的数据库入口。10.2.1服务器安全管理SQLServer服务器有两种验证模式：Windows验证模式和混合验证模式。SQLServer数据库系统通常运行在NT服务器平台或基于NT架构的Windows上。NT作为网络操作系统，本身就具备管理登录及验证用户合法性的能力，因此Windows验证模式就是利用用户安全性和账号管理的机制，允许SQLServer使用NT的用户名和口令。当用户试图登录到SQLServer时，从NT或Windows的网络安全属性中获取登录用户的账号和密码，并验证其合法性。10.2.2数据库安全管理在SQLServer服务器配置了身份验证模式并创建了登录账户以后，还需要授予它们合适的数据库访问权限，也就是将每个需要访问数据库的登录账户映射到一个数据库的用户。数据库用户是数据库级的主体，是登录账户在数据库中的映射，是在数据库中执行操作和活动的行动者。一个登录名可对应多个用户，一个用户也可以被多个登录名使用。1.特殊的数据库用户每个数据库都有一个dbo用户(databaseowner)，而且不能删除，dbo可以在数据库范围内执行一切操作。每个SQLServer服务器登录账户在其创建的数据库中都映射为dbo用户，sa是所有系统数据库的拥有者，因此sa映射为所有系统数据库的dbo用户。2.创建数据库用户使用菜单方式创建数据库用户，步骤如下：(1)在“对象资源管理器”中，展开“数据库”节点，展开某一数据库，展开“安全性”节点，展开“用户”节点。在用户名上右击，弹出快捷菜单，选择“新建用户”命令，弹出“数据库用户-新建”对话框。(2)在“用户名”处输入数据库用户名(如stud)，在“登录名”框内选择已经创建的登录账号，在“默认架构”处选择dbo架构，在“数据库角色成员身份”处勾选“db_owner”，然后单击“确定”按钮，完成数据库用户的创建。(3)查看、删除数据库用户。在“对象资源管理器”中，展开“数据库”节点，展开“安全性”文件夹，展开“用户”节点，选择相应的用户，右击弹出快捷菜单，选择“删除”命令，删除用户。30min10.3数据库日常维护10.3.1数据库备份与还原数据库备份与还原是维护数据库安全性和完整性的重要手段。备份是对SQLServer数据库及其他相关信息进行拷贝保存的过程。还原即恢复，是将数据库备份进行装载，并应用事务日志重建数据库操作的过程。1.数据库备份1)备份的内容和类型(1)备份的内容。备份的内容包括数据库、事务日志和文件3种。(2)备份的类型。备份的类型包括完全备份、差异备份、事务日志备份、文件和文件组备份4种。2)备份操作(1)使用菜单方式进行数据库备份。操作步骤如下：①在“对象资源管理器”中，展开“数据库”节点，选择数据库，右击弹出快捷菜单，选择“任务”命令，弹出下一级菜单，选择“备份”命令。②在数据库备份对话框中，在“源”“备份集”和“目标”栏处进行选择或添加的操作，如备份数据库“studscore_wl2”。③单击“确定”按钮，提示“备份成功！”。(2)使用代码方式进行数据库备份。在SQLServer2008R2中可以使用backup命令完成数据库完整备份。2.数据库还原数据库还原操作步骤如下：(1)右击数据库，弹出菜单，选择“还原...”，选择还原“数据库”，进入还原数据库对话框。(2)在还原数据库对话框中输入目标数据库的名称，即没有使用过的数据库名称，在“源设备”处选择用于还原的备份文件。在“还原”处勾选，然后单击“确定”按钮，还原成功。10.3.2数据库分离与附加用户可以分离数据库的数据文件和日志文件，并将其附加于同一或其他数据库服务器上。数据库的分离和附加过程是一对反向操作，经常使用这一方法实现数据库在不同数据库服务器之间的移动。1.分离在“对象资源管理器”中，展开“数据库”节点，右击某一数据库弹出快捷菜单，选择“任务”命令，弹出下一级菜单，选择“分离”命令。在“分离数据库”对话框中单击“确定”按钮，此时在SSMS中就看不到该数据库了。2.附加在“对象资源管理器”中，右击“数据库”节点，弹出快捷菜单，选择“附加”命令。在“附加数据库”对话框中选择数据库的主文件，单击“确定”按钮，返回对话框，然后单击“确定”按钮，完成数据库附加操作。10.3.3数据导入和导出数据导入和导出是SQLServer与外部系统之间进行数据交换的手段。通过导入和导出操作，可以实现SQLServer和其他异类数据源(如电子表格Excel、Access、Oracle数据库等)之间的数据传输。导入是将数据从数据文件加载到SQLServer表，导出是将数据从SQLServer表复制到数据文件。1.导入在SQLServer2008R2的SSMS中，使用“导入向导”工具可以完成从其他数据源向SQLServer数据库导入数据的操作。2.导出数据导出是将数据库中的数据表或视图中的数据导出为其他数据格式。数据导出的过程与数据导入的过程类似。30min10.4数据库新技术10.4.1分布式数据库随着数据库技术的日趋成熟、计算机网络技术的飞速发展和应用范围的扩充，数据库应用已经非常普遍。20世纪90年代以来，以分布式为主要特征的数据库系统进入商品化应用阶段。分布式数据库系统(DistributedDataBaseSystem，DDBS)包含分式数据库管理系统(DDBMS)和分布式数据库(DDB)。在分布式数据库系统中，一个应用程序可以对数据库进行透明操作，数据库中的数据分别在不同的局部数据库中存储、由不同的DBMS进行管理、在不同的机器上运行、由不同的操作系统支持、被不同的通信网络连接在一起。1.DDBS的基本概念分布式数据库系统就是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统。随着计算机网络技术的飞速发展，DDBS日趋成为数据库领域的主流方向。2.DDBS的优缺点分布式数据库系统适合于单位分散的部门，允许各个部门将其常用的数据存储在本地，实施就地存放本地使用，从而提高响应速度，降低通信费用。3.主流的分布式数据库产品主流的分布式数据库产品有基于Hadoop的分布式数据库产品Greenplum、基于列存储的数据库产品Vertica、为数据仓库设计的关系型数据库产品SybaseIQ(15.4)等。SybaseIQ(15.4)采用业内领先的MPP列式数据库和最先进的数据库内分析技术，并革命性地加入了MapReduce与Hadoop集成，以应对大数据时代的分析挑战。10.4.2NoSQL数据库为弥补关系数据库的不足，出现了NoSQL数据库。NoSQL是NotOnlySQL(非关系型数据库)的缩写，即不使用传统的关系数据模型，而是使用如key-value存储、文档型、列存储、图形数据库等方式存储数据的数据库技术。1.新需求与关系数据库的局限性新需求与关系数据库的局限性如下：(1)对数据库高并发读写的需求。(2)对海量数据的高效率存储和访问的需求。(3)对数据库的高可扩展性和高可用性的需求。(4)数据库事务一致性需求。(5)数据库的写实时性和读实时性需求。(6)对复杂的SQL查询，特别是多表关联查询的需求。2.NoSQL数据库的特点NoSQL数据库的特点如下：(1)可以处理超大量的数据。(2)通常运行在便宜的PC服务器集群上。(3)高性能。(4)没有过多的操作。(5)Bootstrap支持。3.NoSQL数据库系统实现技术NoSQL是非关系型数据存储