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1、第第1 1章章 SQL Server 2005SQL Server 2005数据库基础数据库基础数据库（数据库（Database）技术是按照数据结构来组织、存储）技术是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，它可以追溯到五十年前的雷明顿兰德和管理数据的仓库，它可以追溯到五十年前的雷明顿兰德公司的一种叫做公司的一种叫做Univac I 的计算机推出了一种一秒钟可以输的计算机推出了一种一秒钟可以输入数百条记录的磁带驱动器。以后，随着信息技术的不断入数百条记录的磁带驱动器。以后，随着信息技术的不断发展和数据膨胀引起的需要，数据库技术有了长足的发展。发展和数据膨胀引起的需要，数据库技术有了长足的发展
2、。为了让大家更加深入了解数据库技术，将给大家介绍比较为了让大家更加深入了解数据库技术，将给大家介绍比较实用的数据库软件实用的数据库软件SQL Server 2005。SQL Server 2005简单实用，市场占有率高，极其适合计算机初学者乃至数简单实用，市场占有率高，极其适合计算机初学者乃至数据库研究者深入学习，此章的主要内容如下：据库研究者深入学习，此章的主要内容如下：走进数据库的世界走进数据库的世界-初步认识数据库初步认识数据库数据库的成长历程数据库的成长历程-对数据库的发展作大体的了解对数据库的发展作大体的了解数据库应用系统的开发步骤数据库应用系统的开发步骤本章小结本章小结1.1 1.
3、1 数据库的世界数据库的世界数据库从诞生至今已经历经数据库从诞生至今已经历经50余年，在这段时间数据库余年，在这段时间数据库发生了巨大变化。人们对数据库并没有统一的定义，在此我发生了巨大变化。人们对数据库并没有统一的定义，在此我们仅列举两个比较著名的定义来阐述数据库的实质及功能：们仅列举两个比较著名的定义来阐述数据库的实质及功能：定义一：定义一：J.Martin曾经给数据库下了一个比较完整的定义，曾经给数据库下了一个比较完整的定义，其表述如下：数据库是存储在一起的相关数据的集合，这些其表述如下：数据库是存储在一起的相关数据的集合，这些数据是结构化的，无有害的或不必要的冗余，并为多种应用数据是结
4、构化的，无有害的或不必要的冗余，并为多种应用服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行。数据库的具有如下特点：进行。数据库的具有如下特点：实现了数据共享：实现了数据共享：有效减少数据冗余：有效减少数据冗余：数据的独立性比较高：数据的独立性比较高：数据实现了集中控制：数据实现了集中控制：确保了数据的安全性和可靠性：确保了数据的安全性和可靠性：1.1.1 1.1.1 信息信息信息是信息论中的一个术语，常常把消息中有意义的内信息是信
5、息论中的一个术语，常常把消息中有意义的内容称为信息。容称为信息。1948年，美国数学家、信息论的创始人香农在年，美国数学家、信息论的创始人香农在题为题为“通讯的数学理论通讯的数学理论”的论文中指出：的论文中指出：“信息是用来消除信息是用来消除随机不定性的东西随机不定性的东西”。1948年，美国著名数学家、控制论的年，美国著名数学家、控制论的创始人维纳在创始人维纳在控制论控制论一书中，指出：一书中，指出：“信息就是信息，信息就是信息，既非物质，也非能量。既非物质，也非能量。”信息是客观世界在人们头脑中的反信息是客观世界在人们头脑中的反映。映。信息的特征主要包括以下几个方面：信息的特征主要包括以下
6、几个方面：信息的内容是关于客观事物或思想方面的知识；信息的内容是关于客观事物或思想方面的知识；信息是有用的；信息是有用的；信息能够在空间和时间上被传递；信息能够在空间和时间上被传递；信息需要一定的形式表示。信息需要一定的形式表示。1.1.2 1.1.2 数据数据数据是承担信息的物理符号，是数据库中存储的基本对数据是承担信息的物理符号，是数据库中存储的基本对象。数据包括象。数据包括“型型”和和“值值”，“型型”代表数据的结构，代表数据的结构，“值值”代表数据的具体取值。因此，一条数据受数据类型和取代表数据的具体取值。因此，一条数据受数据类型和取值范围的约束。例如：学生信息统计单中，我们普遍感兴趣
7、值范围的约束。例如：学生信息统计单中，我们普遍感兴趣的是学生的姓名，性别，年龄，联系方式等，因此我们在数的是学生的姓名，性别，年龄，联系方式等，因此我们在数据中可以存入如下信息：（王明，男，据中可以存入如下信息：（王明，男，24,13892843459）这条数据向我们阐述了如下信息：学生姓名：王明，性这条数据向我们阐述了如下信息：学生姓名：王明，性别男，年龄别男，年龄24岁，手机号为：岁，手机号为：13892843459。前面的姓名，。前面的姓名，性别等为性别等为“型型”，而后面的王明，男等数据表述了，而后面的王明，男等数据表述了“值值”。1.1.3 1.1.3 数据管理数据管理数据管理是数据
8、处理的基础工作，是指利用计算机和软件数据管理是数据处理的基础工作，是指利用计算机和软件技术对数据进行收集、存储、处理和应用的过程，数据管理的技术对数据进行收集、存储、处理和应用的过程，数据管理的工作包括三个内容：组织和保存数据；进行数据维护；提供数工作包括三个内容：组织和保存数据；进行数据维护；提供数据查询和数据统计功能。随着计算机技术的发展，数据管理经据查询和数据统计功能。随着计算机技术的发展，数据管理经历了人工管理、文件系统、数据库系统三个发展阶段。在数据历了人工管理、文件系统、数据库系统三个发展阶段。在数据库系统中所建立的数据结构，更充分地描述了数据间的内在联库系统中所建立的数据结构，更
9、充分地描述了数据间的内在联系，便于数据修改、更新与扩充，同时保证了数据的独立性、系，便于数据修改、更新与扩充，同时保证了数据的独立性、可靠性、安全性与完整性，减少了数据冗余，故提高了数据共可靠性、安全性与完整性，减少了数据冗余，故提高了数据共享程度及数据管理效率。享程度及数据管理效率。1.1.4 1.1.4 数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS，DataBase Management System）是提供数据库管理的软件系统，它由一组计算机程）是提供数据库管理的软件系统，它由一组计算机程序组成，管理并控制数据资源的使用。数据库管理系统是数序组成，管理并控制数据资
10、源的使用。数据库管理系统是数据库系统的核心，为用户提供组织和存储数据、获取和维护据库系统的核心，为用户提供组织和存储数据、获取和维护数据的功能。其具体功能如下：数据的功能。其具体功能如下：数据库定义功能：数据库定义功能：数据操纵功能：数据操纵功能：数据库的运行管理：数据库的运行管理：数据库的建立和维护功能：数据库的建立和维护功能：除此之外，数据库管理系统还包括除此之外，数据库管理系统还包括DBMS与网络中其他与网络中其他软件系统的通信功能。数据库的重组织功能和性能监视、分软件系统的通信功能。数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。析功能等。1.1.5 1.1.5 数据库系统数据库系统数据库系
11、统（数据库系统（DBS，Data Base System）是指由数据库及）是指由数据库及其管理软件组成的系统。一个数据库系统应由计算机硬件、数据其管理软件组成的系统。一个数据库系统应由计算机硬件、数据库、数据库管理系统、数据库应用系统和数据库管理员组成。库、数据库管理系统、数据库应用系统和数据库管理员组成。数据库系统具体以下性能：数据库系统具体以下性能：能够保证数据的独立性。能够保证数据的独立性。冗冗余数据少，数据共享程度高。余数据少，数据共享程度高。系统的用户接口简单，用户容易系统的用户接口简单，用户容易掌握，使用方便。掌握，使用方便。能够确保系统运行可靠，出现故障时能迅速能够确保系统运行可
12、靠，出现故障时能迅速排除；能够保护数据不受非受权者访问或破坏；能够防止错误数排除；能够保护数据不受非受权者访问或破坏；能够防止错误数据的产生，一旦产生也能及时发现。据的产生，一旦产生也能及时发现。有重新组织数据的能力，有重新组织数据的能力，能改变数据的存储结构或数据存储位置，以适应用户操作特性的能改变数据的存储结构或数据存储位置，以适应用户操作特性的变化，改善由于频繁插入、删除操作造成的数据组织零乱和时空变化，改善由于频繁插入、删除操作造成的数据组织零乱和时空性能变坏的状况。性能变坏的状况。具有可修改性和可扩充性。具有可修改性和可扩充性。能够充分描述能够充分描述数据间的内在联系。数据间的内在联
13、系。1.2 1.2 数据库的成长历程数据库的成长历程数据库的发展历史可以追溯到五十年前，那时数据管理比数据库的发展历史可以追溯到五十年前，那时数据管理比较简单。通过大量的分类、比较和表格绘制的机器运行数百万较简单。通过大量的分类、比较和表格绘制的机器运行数百万穿孔卡片来进行数据的处理，运行结果在纸上打印出来。随着穿孔卡片来进行数据的处理，运行结果在纸上打印出来。随着数据库技术的发展，数据库越来越为我们不可缺少。至今，数数据库技术的发展，数据库越来越为我们不可缺少。至今，数据库技术的发展大致经历了据库技术的发展大致经历了3个阶段：个阶段：人工管理阶段（人工管理阶段（20世纪世纪40年代中期到年代
14、中期到50年代中期）；年代中期）；文件系统阶段（文件系统阶段（20世纪世纪50年代末期到年代末期到60年代中期）；年代中期）；数据库系统阶段（数据库系统阶段（20世纪世纪60年代末期到现在）。年代末期到现在）。1.2.1 1.2.1 人工管理阶段人工管理阶段人工管理阶段大约在人工管理阶段大约在20世纪世纪40年代至年代至50年代中期，其是年代中期，其是使用汇编语言进行操纵，外存只有卡片、纸带、磁带以及磁使用汇编语言进行操纵，外存只有卡片、纸带、磁带以及磁盘（盘（1956 年年IBM生产出第一个磁盘驱动器生产出第一个磁盘驱动器 the Model 305 RAMAC）等，这个时期的数据处理方式为
15、数据批处理。其特）等，这个时期的数据处理方式为数据批处理。其特点为：点为：数据不进行保存，数据用完就撤走；数据不进行保存，数据用完就撤走；没有专门的数据管理软件，因此这个时期程序员的负担没有专门的数据管理软件，因此这个时期程序员的负担很重；很重；数据不共享；数据不共享；只有程序的概念，数据具有不独立性。只有程序的概念，数据具有不独立性。数据面向应用程序，无法相互利用，相互参照，因此程数据面向应用程序，无法相互利用，相互参照，因此程序间会产生大量冗余数据。序间会产生大量冗余数据。1.2.2 1.2.2 文件管理阶段文件管理阶段文件管理阶段出现在文件管理阶段出现在20世纪世纪50年代末到年代末到6
16、0年代初期，其年代初期，其主要标志为计算机中有了专门管理数据库的软件主要标志为计算机中有了专门管理数据库的软件操纵系统。操纵系统。此阶段磁盘，磁鼓等计算机直接存储外存设备的出现推动了此阶段磁盘，磁鼓等计算机直接存储外存设备的出现推动了软件技术的发展，而操作系统的出现标志着数据管理步入一软件技术的发展，而操作系统的出现标志着数据管理步入一个新的阶段。个新的阶段。在文件系统阶段，数据以文件为单位存储在外存，并且在文件系统阶段，数据以文件为单位存储在外存，并且由操纵系统统一管理。文件的物理结构和逻辑结构彼此分离，由操纵系统统一管理。文件的物理结构和逻辑结构彼此分离，数据和程序相互独立。此阶段的硬件包
17、括磁盘、磁鼓等直接数据和程序相互独立。此阶段的硬件包括磁盘、磁鼓等直接存储的外存设备；软件为操纵系统、高级语言，操纵系统中存储的外存设备；软件为操纵系统、高级语言，操纵系统中的文件系统是专门用于数据管理的软件（的文件系统是专门用于数据管理的软件（DOS）；文件关系）；文件关系阶段对文件实行批处理，联机实时处理。阶段对文件实行批处理，联机实时处理。1.2.3 1.2.3 数据库系统阶段数据库系统阶段数据库系统发生在数据库系统发生在20世纪世纪60年代末到现在，这个事情计算年代末到现在，这个事情计算机在数据管理领域普遍应用，并且人们对数据管理技术提出了机在数据管理领域普遍应用，并且人们对数据管理技
18、术提出了更高的要求。由于硬件价格下降，因此大容量的磁盘存储成为更高的要求。由于硬件价格下降，因此大容量的磁盘存储成为可能。数据库系统对数据管理采用联机实时处理方式。其特点可能。数据库系统对数据管理采用联机实时处理方式。其特点主要表现在以下几点：主要表现在以下几点：面向企业或部门，以数据为中心组织数据，行程综合性的面向企业或部门，以数据为中心组织数据，行程综合性的数据库，为其他应用共享。数据库，为其他应用共享。数据结构化，同一个数据库中的文件联系紧密，在整体上数据结构化，同一个数据库中的文件联系紧密，在整体上也服从一定的结构形式。也服从一定的结构形式。数据共享性高，尤其在同一个数据库中，因此冗余
19、小，并数据共享性高，尤其在同一个数据库中，因此冗余小，并且数据易修改、易扩充。且数据易修改、易扩充。程序和数据独立性高。程序和数据独立性高。1.2.4 1.2.4 数据库发展历程和研究方向数据库发展历程和研究方向从数据库技术发展的过程可以看到，数据库学科的发展从数据库技术发展的过程可以看到，数据库学科的发展和数据库软件产业的发展是紧密结合并相互促进的。和数据库软件产业的发展是紧密结合并相互促进的。30多年多年来由于进行了扎实的基础研究，使数据库技术具有了坚实的来由于进行了扎实的基础研究，使数据库技术具有了坚实的理论基础，形成了一门研究范围广泛的数据库学科。理论基础，形成了一门研究范围广泛的数据
20、库学科。1数据库发展历程数据库发展历程2未来发展趋势未来发展趋势1.3 1.3 数据库应用系统的开发步骤数据库应用系统的开发步骤数据库应用系统可以分为两大类：数据库应用系统可以分为两大类：1.以数据为中心的应用以数据为中心的应用系统，其中心任务在于对数据的采集、整理和存储工作上；系统，其中心任务在于对数据的采集、整理和存储工作上；2.以处理为中心的应用系统，其重点是使用数据，包括数据的插以处理为中心的应用系统，其重点是使用数据，包括数据的插入、查询、统计等工作。入、查询、统计等工作。1.3 1.3 数据库应用系统的开发步骤数据库应用系统的开发步骤1.3.1 1.3.1 项目规划期项目规划期项目
21、规划期的主要任务为分析问题规划、对项目进行系项目规划期的主要任务为分析问题规划、对项目进行系统必要性分析和可行性分析。统必要性分析和可行性分析。1问题规划问题规划2需求分析阶段需求分析阶段1.3.2 1.3.2 项目开发时期项目开发时期1概念模型设计概念模型设计2逻辑设计逻辑设计3物理设计物理设计4程序编制与调试程序编制与调试5运行和维护时期运行和维护时期1.4 1.4 本章小结本章小结本章从数据库开发人员的角度，对数据库的基础知识，本章从数据库开发人员的角度，对数据库的基础知识，基本原理进行了介绍，对数据库有个大体了解。并且对数据基本原理进行了介绍，对数据库有个大体了解。并且对数据库的成长历
22、程做了简单介绍，使读者了解数据库的发展与由库的成长历程做了简单介绍，使读者了解数据库的发展与由来。最后介绍了数据库应用系统的开发步骤，使读者对数据来。最后介绍了数据库应用系统的开发步骤，使读者对数据库作为数据库开发人员，首先必须理解客户的应用需求，明库作为数据库开发人员，首先必须理解客户的应用需求，明确数据库系统的实体、属性和联系的基本情况，建立数据流确数据库系统的实体、属性和联系的基本情况，建立数据流图。本章介绍的关系数据库相关理论以及数据库系统开发的图。本章介绍的关系数据库相关理论以及数据库系统开发的一般过程，都是针对具体的数据库软件一般过程，都是针对具体的数据库软件SQL Server 2005编程编程做准备，为读者深入掌握做准备，为读者深入掌握SQL Server 2005奠定基础。奠定基础。