第11章 数据库应用实践指导.docx

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第11章数据库应用实践指导

第11章数据库应用实验指导

数据库应用实践对于学生素质能力的培养非常重要。

主要包括SQLServer2012的安装及功能、数据库中数据定义与操作、SQL语言编程、安全性授权、故障恢复，以及数据库系统维护等方面内容的可操作性实验。

所有实验都是针对数据库重要操作内容，提供了专门的同步练习和上机实验，还为每个设计的实验提供了详细的实验指导。

11.1实验一SQLServer2012界面及功能

11.1.1实验目的

（1）掌握SQLServerManagementStudio（SSMS）的启动和登陆。

（2）熟悉SQLServerManagementStudio的基本菜单功能和界面。

（3）掌握SQLServer2012的启动、服务器注册等功能。

（4）掌握新建数据库的方法、并熟练使用分离及附加数据库、备份及还原数据库功能。

11.1.2实验内容及步骤

1．SQLServer2012的安装

1）SQLServer2012安装前准备

（1）SQLServer2012的各版本之间选择。

SQLServer2012分为三个版本，从高到低分别是企业版、商业智能版和标准版。

其中企业版是全功能版本，而其它两个版本则分别面向工作组和中小企业，所支持的机器规模和扩展数据库功能都不一样，价格方面是根据处理器核心数量而定，以下是有关功能和价格的详细资料列表：

除SQLServer企业版、SQLServer商业智能，和SQLServer标准版外，SQLServer2012还包括SQLServer2012的延伸版如DeveloperEdition和ExpressEdition。

SQLServer2012支持包括，Windows7SP1、WindowsServer2008R2、WindowsServer2008ServicePack2和WindowsVistaServicePack2。

（2）软硬件要求。

网络软件要求：

独立的命名实例和默认实例支持以下网络协议：

SharedMemory、NamedPipes、TCP/IP、VIA。

Internet要求：

Microsoft管理控制台（MMC）、SQLServerDataTools（SSDT）、ReportingServices的报表设计器组件和HTML帮助都需要InternetExplorer7或更高版本。

安装程序支持软件：

SQLServer安装程序需要MicrosoftWindowsInstaller3.1或更高版本以及Microsoft数据访问组件（MDAC）2.8SP1或更高版本。

您可以从此Microsoft网站下载MDAC2.8SP1。

SQLServer安装程序安装该产品所需的以下软件组件：

●MicrosoftWindows.NETFramework4.0

●MicrosoftSQLServer本机客户端

●MicrosoftSQLServer安装程序支持文件

硬件要求：

x86处理器1.0GHz，建议2GHz或更高，内存最小1GB，建议4GB。

2）SQLServer2012的安装

在微软网站上下载列表最下面的CHSx86SQLFULL_x86_CHS_Core.box、CHSx86SQLFULL_x86_CHS_Intall.exe和CHSx86SQLFULL_x86_CHS_Lang.box三个安装包。

放在同一个目录下，并双击打开可执行文件CHSx86SQLFULL_x86_CHS_Intall.exe。

系统解压缩之后打开另外一个安装文件夹SQLFULL_x86_CHS。

打开该文件夹，并双击SETUP.EXE，开始安装SQLServer2012。

其余按安装步骤一步一步执行。

如图11-1至11-21所示。

图11-1SQLServer2012安装界面

图11-2安装程序支持规则图11-3产品密钥

图11-4产品许可检查界面图11-5安装程序支持文件

图11-6设置角色图11-7功能选择

图11-8安装规则图11-9实例配置

图11-10磁盘空间要求图11-11服务器配置

图11-12数据库引擎配置图11-13分析服务配置

图11-14数据库引擎配置图11-15分析服务配置

图11-16数据库引擎配置图11-17分析服务配置

图11-18数据库引擎配置图11-19分析服务配置

图11-20完成安装图11-21安装完毕后添加的程序和服务

在安装完SQLServer2012后，开始菜单中添加了如图11-21中程序和相应的服务。

2．SQLServer2012服务器配置

SQLServer2012数据库使用前必须启动数据库服务器，数据库服务器的配置和管理是使用SQLServer2012的首要任务，启动，暂停和停止服务的方法很多，这里主要介绍SQLServer配置管理器完成这些操作，其操作步骤如下：

单击“开始”│“MicrosoftSQLServer2012”│“配置工具”，选择“SQLServerConfigurationManager”，打开SQLSetver配置管理器，如图11-22所示。

单击“SQLServer2012服务”选项，在右边的对话框里可以看到本地所有的SQLServer服务，包括不同实例的服务，如图11-23所示。

如果要启动、停止、暂停SQLServer服务的话，鼠标指向服务名称，单击右键，在弹出的快捷键菜单里选择“启动”、“停止”、“暂停”即可。

服务器注册主要为注册本地或者远程SQLServer服务器。

打开SQLServer2012下ManagementStudio，进行服务器注册。

注册步骤如下：

图11-22SQLServer配置服务管理器

（一）

图11-23SQLServer配置管理器

（二）

在视图菜单中单击“已注册的服务器”菜单选项显示已注册的服务器，如图11-24所示。

图11-24已注册服务器

在右上角已注册的服务器中，选择注册类型进行相应服务类型注册。

在选定的服务类型的树型架构的根部单击鼠标右键，选择“新建服务器组…”进行组的建立，如图11-25所示。

图11-25选择服务器组菜单

输入服务器组名称，单击保存即可，如图11-26所示。

图11-26新建服务器组图11-27新建服务器注册

在新建的服务器组下面注册服务器，在新建服务器节点处单击鼠标右键，弹出菜单，选择新建选项下面的服务器注册选项，进行服务器注册，如图11-27所示。

填写服务器名称，选择相应的认证方式，输入用户名及密码，完成注册。

3．SQLServerManagementStudio的使用

SQLServerManagementStudio（可称为SQLServer集成管理器，简写为ManagementStudio，缩写为SSMS）是为SQLServer数据库管理员和开发人员提供的新工具。

此工具由VisualStudio内部承载，它提供了用于数据库管理的图形工具和功能丰富的开发环境。

ManagementStudio将SQLServer2012企业管理器、AnalysisManager和SQL查询分析器的功能集于一身，还可用于编写MDX、XMLA和XML语句。

1）启动ManagementStudio

在“开始”菜单上，依次指向“所有程序”、SQLServer2012，再单击ManagementStudio。

出现如下11-28的展示屏幕。

接着打开ManagementStudio窗体，并首先弹出“连接到服务器”对话框（如图11-29）。

在“连接到服务器”对话框中，采用默认设置（Windows身份验证），再单击“连接”。

默认情况下，ManagementStudio中将显示三个组件窗口，如下图11-30。

图11-28SQLServer2012展示屏幕图11-29打开时的SQLServerManagementStudio

图11-30SQLServerManagementStudio的窗体布局

2）使用SQL用户验证登录

许多初次使用SQLServer2012的SQL验证登入时，例如使用sa账户登入会出错，解决办法如下：

右键单击服务器，在菜单中选择“属性”。

弹出如下图11-31所示对话框，选择“SQLServer和Windows身份验证模式”。

图11-31服务器属性--选择“SQLServer和Windows身份验证模式”局

再依次单击“安全性”，”登录名”，双击要改变登录属性的数据库用户名，例如sa，弹出如下对话框，选择“状态”，更改成如下样子即可。

如图11-32所示。

选择确定按钮后，弹出“重启服务器”对话框，返回到主界面。

再右键单击服务器，在菜单中选择“重新启动”，则服务器重新启动。

图11-32登录属性--选择启用登录图11-33登录属性—常规中设置sa用户密码

接着单击服务器的“安全性”，右键单击“登录名”中的sa，在菜单中选择“属性”，弹出“登录属性对话框”，选择“常规”选项，设置sa用户的登录密码和确认密码“123456”，如图11-33所示。

再选择“状态”选项，选择“启用”登录。

按确定按钮即完成用户sa的登录设置。

如图11-34所示。

图11-34登录属性—状态中设置启用登录图11-35连接到服务器界面

断开服务器连接后，再次建立连接服务器，打开如图11-35所示的“连接到服务器对话框，选择身份验证为”SQLServer身份验证“，设置”登录名“为sa，输入密码”123456“，即进入主界面。

11.2实验二关系模式及模型应用

11.2.1实验目的

（1）学会使用Sybase公司的PowerDesigner12.5建模工具绘制概念模型图。

（2）学会使用Sybase公司的PowerDesigner12.5建模工具生成物理模型图。

（3）学会使用Sybase公司的PowerDesigner12.5建模工具生成SQLServer数据库对应的SQL脚本。

11.2.2实验指导及步骤

使用PowerDesigner12.5制做概念模型图。

随着数据库应用系统的广泛使用，各大数据库厂商和第三方合作开发了智能化的数据库建模工具，如Sybase公司的PowerDesigner、RATIONAL公司的RationalRose、Oracle公司的CASE*METHOD等，它们是同一类型的计算机辅助软件工程（CASE）工具。

CASE工具把开发人员从繁重的劳动中解脱出来，大大地提高了数据库应用系统的开发质量。

PowerDesigner是Sybase公司的数据库建模工具，使用它可以方便地对管理信息系统进行分析设计，它几乎包括了数据库模型设计的全过程。

利用PowerDesigner可以制作数据流程图、概念数据模型、物理数据模型，可以生成多种客户端开发工具的应用程序，可为数据仓库制作结构模型，还可以对团队设计模型进行控制。

PowerDesigner是唯一结合了下列几种标准建模技术的建模工具套件：

使用UML的应用程序建模、业务流程建模和传统数据库建模技术，从而为您提供了高度集成、基于知识库、可自定义、图形化、直观并易于使用的工具集。

作为功能强大的全部集成的建模和设计解决方案，PowerDesigner可使企业快速、高效并一致地构建自己的信息系统。

PowerDesigner提供大量角色功能，从而区分企业内部不同职责。

PowerDesigner使用中央企业知识库提供高级的协同工作和元数据的管理，并且十分开放，支持所有主流开发平台。

PowerDesigner支持以下技术：

（1）数据建模：

PowerDesigner支持基于信息工程或IDEF1/x标记的概念层、逻辑层和物理层数据建模。

（2）应用程序建模：

PowerDesigner支持全部UML图表并提供高级对象/关系映射以持久实施管理。

PowerDesigner还支持链接到UML和数据建模的特定XML建模。

（3）业务流程建模：

PowerDesigner支持直观、通俗的业务流程说明和定义图表。

（4）集成建模：

PowerDesigner模型完全集成在一起：

使用PowerDesigner的链接和同步技术。

PowerDesigner模型将元数据集成到所有模型类型。

对所有主流开发平台的开放支持：

支持超过45种RDBMS、主流应用程序开发平台（如JavaJ2EE、Microsoft.NET、WebServices和PowerBuilder）以及流程执行语言（如ebXML和BPEL4WS）。

可自定义：

PowerDesigner提供完全脚本化的MDA支持、UML框架的高级支持，通过脚本语言提供常规任务自动化，以及通过模板和脚本代码生成器提供完全可自定义的DDL或生成代码。

参考步骤：

绘制概念模型的步骤如下：

（1）启动PowerDesigner，如图11-36所示。

（2）新建概念模型图。

概念模型图类似于E-R图，只是模型符号略有不同。

在打开的窗口中，选择菜单：

File→New，出现如图11-37所示的新建文件对话框，选择“ConceptualDataModel”，然后单击“确定”按钮，将创建概念模型图。

图11-36PowerDesigner启动程序

图11-37新建对话框

单击确定后，出现如图11-38所示的窗口。

左方的浏览窗口用于浏览各种模型图，右方为绘图窗口，可以从绘图工具栏中选择各种模型符号来绘制E-R图，下方为输出窗口，显示各种输出结果。

绘图窗口

输出窗口

浏览窗口

图11-38浏览窗口

（3）添加实体。

在绘图工具栏中选择“实体”图标，鼠标变成图标形状，在设计窗口的适当位置单击鼠标，将出现一个实体符号，如图11-39所示。

图11-39添加实体

在绘图窗口的空白区域，单击右键使得光标变为正常的箭头形状。

然后选中该实体并双击，打开如图11-40所示的实体属性窗口。

图11-40实体属性窗口

其中General选项卡中主要选项的含义如下：

Name：

实体的名字，一般输入中文。

Code：

实体代号，一般输入英文。

Comment：

注释，输入对此实体更加详细的说明。

（4）添加属性。

不像标准的E-R图中使用椭圆表示属性，在PowerDesigner中添加属性只需打开Attributes（属性）选项卡，如图11-41所示。

图11-41Attributes（属性）选项卡

其中Attributes（属性）选项卡中主要的选项的含义如下：

Name：

属性名，一般使用中文表示

Code：

属性代号，一般用英文表示

DataType：

数据类型

Domain：

域，表示此属性取值的范围

M：

即Mandatory，强制属性，表示该属性必填，不能为空。

P：

即PrimaryIdentifier，是否是主标识符，表示实体唯一的标识符。

对应常说的主键。

D：

即Displayed，表示在实体符号中是否显示。

单击DataType下方的按钮可以选择数据类型，如图11-42所示。

图11-42数据库类型对话框

（5）添加实体之间的关系。

同理，请添加课程实体，并添加相应的属性，如图11-43~11-44所示。

图11-43添加属性图11-44添加属性

现在，添加上述两个实体之间的关系。

如果两个实体间是多对多的关系的话,可以有两种方法建立关系,一种是从绘图工具栏选择Relationship（关系）图标

直接建立多对多的关系,第二种是先添加association联系对象

再通过两个实体分别与联系对象通过AssociationLink图标建立关系，可在association联系对象上添加额外的属性，可自行实验。

从绘图工具栏选择Relationship（关系）图标。

单击第一个实体“学生”，保持左键按下的同时把光标拖拽到第二个实体“课程”上，然后释放左键，一个默认的关系就建立了，如图11-45所示。

选中图图11-45中定义的关系，双击将打开图11-46所示的RelationshipProperties（关系属性）对话框。

在General选项卡中定义关系的常规属性，修改关系的名称和代号。

图11-45建立关系图11-46关系属性对话框

两个实体间的影射基数需要在Details选项卡中详细定义。

假定一个学生可以有多门课程的成绩，即一对多的关系，如图11-47所示。

图11-47映射基数详细定义

（6）单击保存按钮图标，保存为“学生选课概念模型图”，文件后缀名默认为“*.CDM”。

（7）检查概念模型。

选择菜单：

Tools→CheckModel，出现如图11-48所示的检查窗口。

单击“确定”按钮后出现检查结果，如图11-49所示。

如果有错误，将在ResultList中出现错误列表，用户可以根据这些错误提示进行改正，直到出现“0error（s）”的信息。

图11-48检查概念模型图11-49检查结果

（8）生成物理模型图。

绘制出概念模型图并经过项目小组和客户讨论决定后，可以进一步选择具体的数据库，生成物理模型图。

选择菜单：

Tools→GeneratePhysicalDataModel，出现如图11-50所示的窗口。

单击“保存”图标，保存为“teachingSystem”，后缀名默认为“*.PDM”，保存后如图11-51所示。

图11-50生成物理模型图

图11-51生成物理模型图的视图窗口

（9）生成SQL数据库脚本。

单击菜单：

Database→GenerateDatabase,出现如图11-52所示的窗口。

图11-52生成SQL数据库脚本对话框

输入SQL脚本文件名，单击“确定”，将自动生成对应数据库的SQL脚本。

如图11-53所示。

图11-53生成的SQL数据库脚本

说明：

PowerDesigner生成的SQLSever脚本没有建库语句，只有建表语句。

建库语句需要人工添加。

下面验证由PowerDesigner生成的SQLSever脚本是否可行，可先建立一个数据库，然后单击“新建查询”，将脚本的语句复制到新建查询窗口中，选择好刚刚建立的数据库，单击“执行”，结果如图11-54所示。

图11-54验证SQL数据库脚本

9.2.3实验练习

本次实验是基于某学校教务系统数据库进行建模操作，该数据库有6个数据表，其中4个实体表和2个关系表，实体表为：

学院表（department）、学生表（student）、老师表（teacher）、课程表（course）；关系表为：

老师开课表（teacher_course），学生选课表（student_teacher_course）。

通过分析数据表单及业务功能，可得出初步模型图，如图11-55所示：

图11-55某学校教务系统数据模型图

使用前面讲的方法建立学院（department）、学生（student）、老师（teacher）、课程（course）4个Entity对象，及老师开课（teacher_course），学生选课（student_teacher_course）两个association联系对象

。

具体要求如下：

添加每个实体的属性。

添加各个实体之间的关系。

绘制完毕后对概念模型图进行检查。

选择SQLServer数据库生成物理模型图。

最后生成SQLSever对应的SQL脚本。

建立好一个数据库，验证SQL脚本的正确性。

实验注意事项

（1）让学生认真熟悉PowerDesigner12.5建模工具的使用方法。

（2）正确添加每个实体及其它们的属性。

（3）正确建立各个实体之间的关系。

（4）学生应在老师的指导和检查下按时完成上机任务。

11.3实验三SQL常用数据操作

11.3.1实验目的

（1）理解SQL语言概念和特点；

（2）熟悉SQL2012功能；

（3）掌握SQL数据类型及应用；

（4）熟悉表的创建与管理；

（5）熟练掌握数据查询方法和数据编辑

11.3.2实验内容

（1）创建数据库和修改数据库

（2）创建数据库表和修改数据库表

（3）插入数据库记录和修改数据库记录

（4）数据查询方法

11.3.3实验步骤

1．创建数据库和修改数据库

（1）创建一个teachingSystem数据库，该数据库的主数据文件逻辑名称为teachingSystem，物理文件名为teachingSystem.mdf，初始大小为10MB，最大尺寸为无限大，增长速度为10%；数据库的日志文件逻辑名称为teachingSystem_log，物理文件名为teachingSystem_log.ldf，初始大小为1MB，最大尺寸为5MB，增长速度为1MB。

注意：

数据文件应该尽量不保存在系统盘上并与日志文件保存在不同的磁盘区域。

实验操作步骤；

建立数据库有两种方法，一种是使用T-SQL语句，另一种是通过SSMS图形界面来实现，下面就两种方法分别进行操作。

使用T-SQL语言：

单击SSMS工具栏的“新建查询”，打开查询窗口，输入下列SQL语句，并在工具栏上单击“执行”按钮，即可建立要求的数据库。

CREATEDATABASEteachingSystem

ONPRIMARY--建立主数据文件

（NAME='teachingSystem',--逻辑文件名

FILENAME='E:

\teachingSystem.mdf',--物理文件路径和名字

SIZE=10240KB,--初始大小

MAXSIZE=UNLIMITED,--最大尺寸为无限大

FILEGROWTH=10%）--增长速度为%

LOGON

（NAME='teachingSystem_log',--建立日志文件

FILENAME='E:

\teachingSystem_log.ldf',--物理文件路径和名字

SIZE=1024KB,

MAXSIZE=5120KB,

FILEGROWTH=1024KB

）

使用SSMS图形界面方法：

在“对象资源管理器”窗口中，右击“数据库”文件夹，从弹出的快捷菜单中选择“新建数据库”选项，如下图11-56所示。

图11-56新建数据库

在窗口中根据提示输入该数据库的相关内容，如数据库名称、所有者、文件初始大小、自动增长值和保存路径等。

数据库名称：

可以使用字母、数字、下划线或短线。

例如：

teachingSystem

所有者：

数据库的所有者可以是任何具有创建数据库权限的登录名。

例如：

选择其为<默认值>账户，该账户是当前登录到SQLServer上的账户。

文件名（窗口右侧没显示出的部分）：

用于存储数据库中数据的物理文件的名称，默认情况下，SQLServer用数据库名称来创建物理文件名。

例如：

teachingSystem

数据库文件逻辑名称：

引用文件时使用。

文件类型