【文章內(nèi)容簡介】 報這么一個龐大的工作。 數(shù)據(jù)庫理論基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)庫處理在信息系統(tǒng)的研究中一直是非常重要的主題，然而，近年來，隨著 World Wide Web(WWW)的猛增及 Inter 技術(shù)的迅速發(fā)展，使得數(shù)據(jù)庫技術(shù)之時成為最熱門技術(shù)之一。數(shù)據(jù)庫 技術(shù)能使 Inter 應(yīng)用超越具有早期應(yīng)用特點的簡單的發(fā)布。同時， Inter 技術(shù)提供了一種向用戶發(fā)布數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的標準化的訪問方法。這些技術(shù)沒有脫離經(jīng)典數(shù)據(jù)庫技術(shù)的要求。它們只是加重了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的重要性。 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和開發(fā)及包括藝術(shù)有包括工程。理解用戶的需求，然后，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У臄?shù)據(jù)庫設(shè)計是一個藝術(shù)過程。把設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H的數(shù)據(jù)庫，并且這些數(shù)據(jù)庫帶有功能完備、高效能的應(yīng)用，是一個工程過程。 數(shù)據(jù)庫的目的是幫助人們跟蹤事務(wù)。經(jīng)典的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用涉及諸如訂單、顧客、工作、員工、學(xué)生、電話之類的項，或其它數(shù) 據(jù)量較大、需要密起關(guān)注的事務(wù)。最近，由于數(shù)據(jù)庫的普及，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到了新的領(lǐng)域，諸如用于 Inter 的數(shù)據(jù)庫或用于公司內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫也被越來越多地應(yīng)用于抽論文和維護多媒體應(yīng)用程序上。 數(shù)據(jù)庫管 理 系統(tǒng) 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（ DBMS）是用描述、管理和維護數(shù)據(jù)庫的程序系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心組成部分。它建立在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制。其主要功能有： 1)描述數(shù)據(jù)庫：描述數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、語義信息和保密要求等。 2)管理數(shù)據(jù)庫：控制整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運行，控制用戶的并發(fā) 性訪問，檢驗數(shù)據(jù)的安全、保密與完整性，執(zhí)行數(shù)據(jù)的檢索、插入、刪除、修改等操作。 3)維護數(shù)據(jù)庫：控制數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的裝入，記錄日志，監(jiān)視數(shù)據(jù)庫性能，修改更新數(shù)據(jù)庫，重新組織數(shù)據(jù)庫，恢復(fù)出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)庫。 4)數(shù)據(jù)通信：組織數(shù)據(jù)的傳輸。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計 在軟件需求分析階段，搞清楚了軟件“做什么”的問題，形成了目標系統(tǒng)的邏輯模型?，F(xiàn)在我們所要做的就是要把軟件“做什么”的邏輯模型變換為“怎么做”的物理模型，即著手實現(xiàn)軟件的需求。首先，我們需要描述的是系統(tǒng)的總的體系結(jié)構(gòu) 8 1） 數(shù)據(jù)庫模塊設(shè)計：系統(tǒng)的概要設(shè)計中最重要的 就是系統(tǒng)模塊化設(shè)計。模塊化是指解決一個復(fù)雜問題時自項向下逐層把軟件系統(tǒng)劃分成若干個模塊的過程。每個模塊完成一個特定的功能，所有的模塊按某種方法組織起來，成為一個整體，完成整個系統(tǒng)所要求的功能。 2） 將系統(tǒng)劃分為多個模塊是為了降低軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高可讀性、可維護性，但模塊的劃分不能是任意的，應(yīng)盡量保持其獨立性。也就是說，每個模塊只完成系統(tǒng)要求的獨立的子功能，并且與其他模塊的聯(lián)系最少且接口簡單，即盡量做到高內(nèi)聚低耦合，提高模塊的獨立性，為設(shè)計高質(zhì)量的軟件結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。 3） 數(shù)據(jù)表設(shè)計： 數(shù)據(jù)表的設(shè)計是 指設(shè)計數(shù)據(jù)庫中表的結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)表的邏輯結(jié)構(gòu)包括：屬性名稱，類型、表示形式、缺省值、是否關(guān)鍵字、可否為空等。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫要盡量按關(guān)系規(guī)范化要求進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計，但為了使效率高，規(guī)范化程度應(yīng)用環(huán)境和條件來決定。數(shù)據(jù)表設(shè)計不僅要滿足數(shù)據(jù)存儲的要求，還要增加一些如反映有關(guān)信息、操作責(zé)任、中間數(shù)據(jù)的字段或臨時數(shù)據(jù)表。 4） 存儲設(shè)備和存儲空間組織：確定數(shù)據(jù)的存放地點、存儲路徑、存儲設(shè)備等，備份方案，對多版本如何保證一致性和數(shù)據(jù)的完整性。 5） 數(shù)據(jù)使用權(quán)限設(shè)置：針對用戶的不同使用要求，確定數(shù)據(jù)用戶使用權(quán)限，確保數(shù)據(jù)完全。 數(shù) 據(jù)庫設(shè)計范式分析 建立起一個良好的數(shù)據(jù)指標體系，是建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫的最重要的一環(huán)。一個良好的數(shù)據(jù)指標體系是建立 DB 的必要條件，但不是充分條件。我們完全可以認為所建指標體系中的一個指標類就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的一個基本表，而這個指標類下面的一個個具體指標就是這個基本表中的一個字段。但如果直接按照這種方式建庫顯然還不能算最佳。對于指標體系中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)在建庫前還必須進行規(guī)范化的重新組織。 在數(shù)據(jù)的規(guī)范化表達中，一般將一組相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)稱為一個關(guān)系(relation)，而在這個關(guān)系下的每個數(shù)據(jù)指標項則被稱為數(shù)據(jù)元素 (data element)，這種關(guān)系落實到具體數(shù)據(jù)庫上就是基本表，而數(shù)據(jù)元素就是基本表中的一個字段 (field)。規(guī)范化表達還規(guī)定在每一個基本表中必須定義一個數(shù)據(jù)元素為關(guān)鍵字 (key)，它可以唯一地標識出該表中其它相關(guān)的數(shù)據(jù)元素。在規(guī)范化理論中表是二維的，它有如下四個性質(zhì)： 1 在表中的任意一列上，數(shù)據(jù)項應(yīng)屬于同一個屬性 (如圖中每一列都存放著不同合同記錄的同一屬性數(shù)據(jù) )。 2 在 表中所有行都是不相同的，不允許有重復(fù)組項出現(xiàn) (如圖中每一行都是一個不同的合同記錄 )。 3 在表中，行的順序無關(guān)緊要 (如圖中 每行存的都是合同記錄，至于先放哪一個合同都沒關(guān)系 )。 4 在表中，列的順序無關(guān)緊要，但不能重復(fù) (如圖中合同號和合同名誰先誰后都沒關(guān)系，但二者不可重復(fù)或同名 )。 在對表的形式進行了規(guī)范化定義后，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還有五種規(guī)范化定義，定 9 名為規(guī)范化模式，稱為范式。在這五種范式中，一般只用前三種，對于常用系統(tǒng)就足夠了。而且這五種范式是“向上兼容”的，即滿足第五范式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自動滿足一、二、三、四范式，滿足第四范式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自動滿足第一、二、三范式，??，依此類推。 第一范式 (first normal form，簡稱 1st NF)就是指在同一表中沒有重復(fù)項出現(xiàn)，如果有則應(yīng)將重復(fù)項去掉。這個去掉重復(fù)項的過程就稱之為規(guī)范化處理。在本文所討論的開發(fā)方法里， 1st NF 實際上是沒有什么意義的。因為我們按規(guī)范化建立的指標體系和表的過程都自動保證了所有表都滿足1st NF。 第二范式 (second normal form，簡稱 2nd NF)是指每個表必須有一個(而且僅一個 )數(shù)據(jù)元素為主關(guān)鍵字 (primary key)，其它數(shù)據(jù)元素與主關(guān)鍵字一一對應(yīng)。例如，在圖 中如果我們將合同號定義為主關(guān)鍵字 (其它數(shù)據(jù)元素中的記錄數(shù)據(jù)都有可 能重名，故不能作為主關(guān)鍵字 )，故只要知道了一個合同記錄的合同號，就可以唯一地在同一行中找到該合同的任何一項具體信息。通常我們稱這種關(guān)系為函數(shù)依賴 (functional depEndence)關(guān)系。即表中其它數(shù)據(jù)元素都依賴于主關(guān)鍵字，或稱該數(shù)據(jù)元素唯一地被主關(guān)鍵字所標識。 第三范式 (third normal form，簡稱 3rd NF)就是指表中的所有數(shù)據(jù)元素不但要能夠唯一地被主關(guān)鍵字所標識，而且它們之間還必須相互獨立，不存在其它的函數(shù)關(guān)系。也就是說對于一個滿足了 2nd NF 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來說，表中有可能存在 某些數(shù)據(jù)元素依賴于其它非關(guān)鍵宇數(shù)據(jù)元素的現(xiàn)象，必須加以消除。 為防止數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)更新異常、插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余太大等現(xiàn)象，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫要盡量按關(guān)系規(guī)范化要求進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計。 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫技術(shù) 概述 一、 SQL Server 2020 的主要特性 SQL Server 的特性主要包括以下五個方面。 第一， Inter 集成。 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫引擎提供完整的 XML支持。它還具有構(gòu)成最大的 Web 站點的數(shù)據(jù)存儲組成所需的可伸縮性、可用性和安全功能。 SQL Server2020 程序設(shè)計模型與 WindowsDNA 構(gòu)架集成，用以開發(fā) Web 應(yīng)用程序，并且 SQL Server2020 支持 English Query 和 Microsoft 搜索服務(wù)等功能，在 Web 應(yīng)用程序中包含了用戶友好的查詢和強大的搜索功能。 第二，可伸縮性和可用性。用一個數(shù)據(jù)庫引擎可以在不同的平臺上使用，從運行 Windows 98 的便攜式電腦，到運行 Windows2020 數(shù)據(jù)中心版的大型多處理器服務(wù)器。 SQL Server2020 企業(yè)版支持聯(lián)合服務(wù)器，索引視圖和大型內(nèi)存支持等 功能，使其得以升級到 Web 站點所需的性能級別。 第三，企業(yè)級數(shù)據(jù)庫功能。 SQL Server2020 關(guān)系數(shù)據(jù)庫引擎支持當(dāng) 10 今苛刻的數(shù)據(jù)處理環(huán)境所需的功能。數(shù)據(jù)庫引擎充分保護數(shù)據(jù)完整性，同時將管理上千萬個并發(fā)修改數(shù)據(jù)庫的用戶的開銷減小到最小。 SQL Server 2020 分布式查詢使您得以引用來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，就好像這些數(shù)據(jù)是 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫的一部分，同時分布式事務(wù)支持充分保護任何分布式數(shù)據(jù)更新的完整性。復(fù)制同樣使您得以維護多個數(shù)據(jù)復(fù)本，同時確保單獨的數(shù)據(jù)復(fù)本保持同步。可將一組數(shù)據(jù)復(fù) 制到多個移動的脫接用戶，使這些用戶自主地工作，然后將他們所做的修改合并回發(fā)布服務(wù)器。 第四，易于安裝、部署和使用。 SQL Server 2020 中包括一系列管理和開發(fā)工具，這些工具可改進在多個站點上安裝、部署、管理和使用SQL Server 的過程。 SQL Server 2020 還支持基于標準的、與 Windows DNA 集成的程序設(shè)計模型，使 SQL Server 數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫的使用成為生成強大的可伸縮系統(tǒng)的無縫部分。這些功能使您的一快速交付 SQL Server 應(yīng)用程序，使客戶只需最少的安裝和管理開銷即可實 現(xiàn)這些應(yīng)用程序。 第五，數(shù)據(jù)倉庫。 SQL Server 2020 中包括析取和分析匯總數(shù)據(jù)以進行聯(lián)機分析處理（ OLAP）的工具。 SQL Server 2020 中還包括一些工具，可用來直觀地設(shè)計數(shù)據(jù)庫并通過 English Query 來分析數(shù)據(jù)。 SQL（ Structured Query Language，譯為結(jié)構(gòu)化查詢語言）在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的地位就猶如英語在世界上的地位。它是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的通用語言。利用它，用戶可以用幾乎同樣的語句在不同的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)上執(zhí)行同樣的操作。比如“ select * from 數(shù)據(jù)表名”代表要從 某個數(shù)據(jù)表中取出全部數(shù)據(jù)，在 Oracle 9i、 SQL Server20 Foxpro 等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中都可以使用這條語句。 SQL 已經(jīng)被 ANSI（美國國家標準化組織）確定為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的工業(yè)標準。 二、存儲過程簡介 存儲過程是 SQL Server 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中很重要的一個概念，其是 SQL Server 數(shù)據(jù)庫中存放的查詢，而不是客戶機上前端代碼中存放的查詢。 合理的使用存儲過程，可以有效地提高程序的性能，假如在網(wǎng)路上某個查詢操作有幾百戶到幾千戶同時執(zhí)行，則從客戶機通過網(wǎng)路向服務(wù)器發(fā)送這個查詢需要增加大量網(wǎng)路通 信流，即使不造成擁塞，也是網(wǎng)路速度（以及用戶速度）大大減慢，為避免擁塞和讓網(wǎng)絡(luò)全速進行，就應(yīng)該減少客戶機通過網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)器發(fā)送代碼量，從而減少網(wǎng)絡(luò)的通信流。為此，需將代碼存放在服務(wù)器中，即將查詢放進存儲過程中，生成存儲過程后，用戶要取得數(shù)據(jù)，只需在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送代碼 EXEC stored_procedure_name 即可。 并且將查詢邏輯封裝在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的存儲過程中，可以大大提高整個軟件系統(tǒng)的可維護性，當(dāng)你的查詢邏輯發(fā)生了改變的時候，不需修改并編譯客戶端應(yīng)用程序以及 重新分發(fā)他們到為數(shù)從多的用戶手中，你只需要修改位 于服務(wù)器端的實現(xiàn)相應(yīng)查詢邏輯的存儲過程即可。合理的編寫自己需要的存儲過程，可以最大限度的利用 SQL Server 的各種資源。 11 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)簡介 在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)之前，對開發(fā)數(shù)據(jù)庫的基本概念應(yīng)當(dāng)了解，對數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的步驟、開發(fā)體系及方法都應(yīng)當(dāng)有相當(dāng)清晰的了解和認識。 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的目標是建立一個滿足用戶長期需求的產(chǎn)品。開發(fā)的主要過程：理解用戶的需求，然后，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У臄?shù)據(jù)庫設(shè)計。把設(shè) 計轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H的數(shù)據(jù)庫，并且這些數(shù)據(jù)庫帶有功能完備、高效能的應(yīng)用。 數(shù)據(jù)庫技術(shù)在計算機軟件鄰域研究中一直是非常重要的主題，產(chǎn)生于 60 年代， 30 多年來數(shù)據(jù)庫技術(shù)得到了迅速發(fā)展，并已形成較為完整的理論體系和一大批使用系統(tǒng)。并且，近年來，隨著 World Wide Web（ WWW）的猛增及 Inter 技術(shù)的迅速發(fā)展，使得數(shù)據(jù)庫技術(shù)之時成為最熱門技術(shù)之一。 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)背景 隨著 21 世紀 的到來，人們更深切地 感受到了計算機在生活和工作中的作 用越來越重要，越來越多職業(yè)需要具有計算機的應(yīng)用技能。掌握計算機是職業(yè)的雪要，更是事業(yè)發(fā)展的需要。 信息在社會和經(jīng)濟的發(fā)展中所起的作用越來越為人們所重視。信息資源的開發(fā)利用水平已成為衡量一個國家綜合國力的重要標志之一。在計算機的三大主要應(yīng)用領(lǐng)域（科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理與過程控制）中，數(shù)據(jù)處理的比重占 70%左右。計算機作為信息處理的工具，為適應(yīng)數(shù)據(jù)處理需求的迅速提高，滿足各類系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理的要求，在文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于年 60 年代末， 70 年代初期，其主要目的是有效地管理和存取大量的數(shù)據(jù)資源。數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要研究如何存儲的是通用化的 相關(guān)數(shù)據(jù)集合，它不僅包括數(shù)據(jù)本身，而且包括數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。 30 多年來，數(shù)據(jù)庫在理論上、實現(xiàn)技術(shù)上均得到很大的發(fā)展，研制出許多商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，使得計算機應(yīng)用滲透到各行各業(yè)的各類管理工作中。現(xiàn)在，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已成為計算機領(lǐng)域里最重要的技術(shù)之一，是軟件科學(xué)的一個獨立的分支。近年來，數(shù)據(jù)庫技術(shù)和計算機網(wǎng)路技術(shù)的發(fā)展相互滲透、相互促進，已成為當(dāng)今計算機領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的兩大領(lǐng)域。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是數(shù)據(jù)處理的 核心機構(gòu)，管理信息系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等都是使用了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)庫方法原本是針對事務(wù)處理申大量管理需求的， 但是它的應(yīng)用范圍不斷擴大，不僅應(yīng)用于事務(wù)處理，并且進一步應(yīng)用到情報檢索、 12 人工智能、專家系統(tǒng)、計算機輔助設(shè)計等，涉及到非數(shù)值計算各方面的應(yīng)用。應(yīng)用范圍的擴大又進一步促進了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的深入發(fā)展，可以說數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已成為計算機應(yīng)用系統(tǒng)的重要組成部分之一。 微機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以開發(fā)成本低、 簡單易學(xué)、方便用戶等優(yōu)點 ，迅速得到了推廣。計算機應(yīng)用人員只有了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理，掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基礎(chǔ)理論，熟悉數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)特點，才能開發(fā)出好的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。 隨著計算機計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機在企業(yè)管理中應(yīng)用及普及，利用計算機實現(xiàn)企業(yè)信息管理勢在必行。本課題以高等院校為對象，作為高效要面對大量的課程設(shè)計項目及相關(guān)信息的處理，這就需要一個課程設(shè)計管理系統(tǒng)來提高管理工作的效 率。通過本系統(tǒng)，可以做到信息的規(guī)范管理、科學(xué)統(tǒng)計和快速查詢，從而減少管理工作方面的工作量。 數(shù)據(jù)處理技術(shù)已深入到我們工作和生活的方方面面，而數(shù)據(jù)庫技術(shù)是數(shù)據(jù)處理不可缺少的手段。隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具的研究方興未艾，這些技術(shù)的發(fā)展使用軟件的開發(fā)速度更快、成本更低、質(zhì)量更好、功能更強。 2 系統(tǒng)需求分析 需求 分析簡單地說就是分析用戶的要求。需求分析是設(shè)計數(shù)據(jù)庫的起點，需求分析是設(shè)計數(shù)據(jù)庫的起點，需求分析的結(jié)果是否準確地反映了用戶的實際要求，將直接影響到后面各個階段的設(shè)計，并影響到設(shè)計結(jié)果是否合理和實用。 信息系統(tǒng) 得開發(fā)目標必 須以滿足用戶需求為前提，而在系統(tǒng)開發(fā)的第一階段中，用戶的需求往往是不完整的、不明確的，需要開發(fā)者協(xié)助用戶對需求座進一步的理解乃至創(chuàng)造并歸納出較為詳細的需求說明方法的特點是可以在整個開發(fā)過程中回頭補充調(diào)整各階段的工作，因此，用戶需求分析在最初 并不顯得像結(jié)構(gòu)化方法那么重要。但是，一個相對完整、準確的用戶需求卻會給信息系統(tǒng)開發(fā)帶來一個良好的開端，也會使開發(fā)過程少走許多彎路。 需求分析的任務(wù)是通過詳細調(diào)查現(xiàn)實世界要 處理的對象（組織、部門、企業(yè)等），充分了解原系統(tǒng)（手工系統(tǒng) 或計算機系統(tǒng)）工作概況，明確用戶的各種需求，然后在此基礎(chǔ)上確定新系統(tǒng)的功能。新系統(tǒng)必須充分考慮今后可能的擴充和改變，不能僅僅按當(dāng)前應(yīng)用需求來設(shè)計數(shù)據(jù)庫。 調(diào)查的重點是“數(shù)據(jù)”和“處理”，通過調(diào)查、收集與分