【文章內(nèi)容簡介】 實際上它也可以完成其他兩種關(guān)系運算 — “ 投影 ”和 “ 連接 ” ， SELECT語句還可 以完成聚合計算并對數(shù)據(jù)進行排序。 SELECT語句最簡單的語法如下： SELECT columns FROM tables。 當我們以這種形式執(zhí)行一條 SELECT語句時，系統(tǒng)返回由所選擇的列以及用戶選擇的表中所有指定的行組成的一個結(jié)果表。這就是實現(xiàn)關(guān)系投影運算的一個形式。 SELECT語句格式為： SELECT [DISTINCT] (column [{, columns}])| * FROM table [ {, table}] [ORDER BY column [ASC] | DESC [ {, column [ASC] | DESC }]]。 在我們目前所介紹的 SELECT語句中，我們對結(jié)果表中的列作出了選擇但返回的是表中所有的行。讓我們看一下如何對 SELECT語句進行限制使得它只返回希望得到的行： SELECT columns FROM tables [WHERE predicates]。 WHERE子句對條件進行了設(shè)置，只有滿足條件的行才被包括到結(jié)果表中。這些條件由斷言（ predicate）進行指定（斷言指出了關(guān)于某件事情的一種可能的事實）。如果該斷言對開發(fā)語言與數(shù)據(jù)庫簡介 6 于某個給定的行 成立，該行將被包括到結(jié)果表中，否則該行被忽略。在 SQL語句中斷言通常通過比較來表示。 SQL中使用最多的六種比較為：等于 =、不等于 、小于 、大于 、小于或等于 =、大于或等于 =。 3． UPDATE語句 UPDATE語句允許用戶在已知的表中對現(xiàn)有的行進行修改 4． DELETE語句 DELETE語句用來刪除已知表中的行。如同 UPDATE語句中一樣，所有滿足 WHERE子句中條件的行都將被刪除。由于 SQL中沒有 UNDO語句或是 “ 你確認刪除嗎？ ” 之類的警告，在執(zhí)行這條語句時千萬要小心。簡單地說， SQL語句的優(yōu)化就是將性能低下的 SQL語句轉(zhuǎn)換成達到同樣目的的性能更好的 SQL語句。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的生命周期可以分成 : 設(shè)計、開發(fā)和成品三個階段。在設(shè)計階段進行優(yōu)化的成本最低，收益最大。在成品階段進行優(yōu)化的成本最高，收益最小。如果將一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)比喻成一座樓房，在樓房建好后進行矯正往往成本很高而收效很小（甚至可能根本無法矯正），而在樓房設(shè)計、生產(chǎn)階段控制好每塊磚瓦的質(zhì)量就能達到花費小而見效高的目的 [10]。 1．優(yōu)化 SQL語句的原因 為了獲得最大效益，人們常需要對數(shù)據(jù)庫進行優(yōu)化。數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化通?？梢酝ㄟ^對網(wǎng)絡(luò)、 硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫參數(shù)和應(yīng)用程序的優(yōu)化來進行。根據(jù)統(tǒng)計，對網(wǎng)絡(luò)、硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫參數(shù)進行優(yōu)化所獲得的性能提升全部加起來只占數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)性能提升的 40%左右，其余 60%的系統(tǒng)性能提升全部來自對應(yīng)用程序的優(yōu)化。許多優(yōu)化專家甚至認為對應(yīng)用程序的優(yōu)化可以得到 80%的系統(tǒng)性能提升。因此可以肯定，通過優(yōu)化應(yīng)用程序來對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行優(yōu)化能獲得更大的收益。 對應(yīng)用程序的優(yōu)化通?？煞譃閮蓚€方面 : 源代碼的優(yōu)化和 SQL語句的優(yōu)化。由于涉及到對程序邏輯的改變，源代碼的優(yōu)化在時間成本和風(fēng)險上代價很高 (尤其是對正在使用中 的系統(tǒng)進行優(yōu)化 ) 。另一方面，源代碼的優(yōu)化對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能的提升收效有限，因為應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫的操作最終要表現(xiàn)為 SQL語句對數(shù)據(jù)庫的操作。 對 SQL語句進行優(yōu)化有以下一些直接原因： （ 1） SQL語句是對數(shù)據(jù)庫 (數(shù)據(jù) ) 進行操作的惟一途徑，應(yīng)用程序的執(zhí)行最終要歸結(jié)為 SQL語句的執(zhí)行， SQL語句的效率對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能起到了決定性的作用。 （ 2） SQL語句消耗了 70%～ 90%的數(shù)據(jù)庫資源。 （ 3） SQL語句獨立于程序設(shè)計邏輯，對 SQL語句進行優(yōu)化不會影響程序邏輯，相對開發(fā)語言與數(shù)據(jù)庫簡介 7 于對程序源代碼的優(yōu)化，對 SQL語句 的優(yōu)化在時間成本和風(fēng)險上的代價都很低。 （ 4） SQL語句可以有不同的寫法，不同的寫法在性能上的差異可能很大。 （ 5） SQL語句易學(xué)，難精通。 SQL語句的性能往往同實際運行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、記錄數(shù)量等有關(guān)，不存在普遍適用的規(guī)律來提升性能。 2. 傳統(tǒng)的優(yōu)化方法 SQL程序人員在傳統(tǒng)上采用手工重寫來對 SQL語句進行優(yōu)化。這主要依靠 DBA或資深程序員對 SQL語句執(zhí)行計劃的分析，依靠經(jīng)驗，嘗試重寫 SQL語句，然后對結(jié)果和性能進行比較以試圖找到性能較佳的 SQL語句。這種做法存在著以下不足： （ 1） 無 法找出 SQL語句的所有可能寫法。很可能花費了大量的時間也無法找到性能較佳的 SQL語句。即便找到了某個性能較佳的 SQL語句也無法知道是否存在性能更好的寫法。 （ 2） 非常依賴于人的經(jīng)驗，經(jīng)驗的多寡往往決定了優(yōu)化后 SQL語句的性能。 （ 3） 非常耗時間。重寫 校驗正確性 比較性能，這一循環(huán)過程需要大量的時間。 根據(jù)傳統(tǒng)的 SQL優(yōu)化工具的功能，人們一般將優(yōu)化工具分為以下三代產(chǎn)品： 第一代的 SQL優(yōu)化工具是執(zhí)行計劃分析工具。這類工具對輸入的 SQL語句從數(shù)據(jù)庫提取執(zhí)行計劃，并解釋執(zhí)行計劃中關(guān)鍵字的含義 。 第二代的 SQL優(yōu)化工具只能提供增加索引的建議，它通過對輸入的 SQL語句的執(zhí)行計劃的分析來產(chǎn)生是否要增加索引的建議。這類工具存在著致命的缺點 —— 只分析了一條SQL語句就得出增加某個索引的結(jié)論，根本不理會 (實際上也無法評估到 )增加的索引對整體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能的影響。 第三代工具是利用人工智能實現(xiàn)自動 SQL優(yōu)化。 3. 人工智能自動 SQL優(yōu)化 隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和在數(shù)據(jù)庫優(yōu)化領(lǐng)域應(yīng)用的深入，在 20世紀 90年代末優(yōu)化技術(shù)取得了突破性的進展，出現(xiàn)了人工智能自動 SQL優(yōu)化。人工智能自動 SQL優(yōu)化的本質(zhì)就是借 助人工智能技術(shù)，自動對 SQL語句進行重寫，找到性能最好的等效 SQL語句。 LECCO SQL Expert就采用了這種人工智能技術(shù)，其 SQL Expert支持 Oracle、 Sybase、 MS SQL Server和 IBM DB2數(shù)據(jù)庫平臺。其突出特點是自動優(yōu)化 SQL語句。除此以外，還可以以人工智能知識庫 “ 反饋式搜索引擎 ” 來重寫 SQL語句，并找出所有等效的 SQL語句及可能的執(zhí)行計劃，通過測試運行為應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫自動找到性能最好的 SQL語句，提供微秒級的計時 。 能夠優(yōu)化 Web應(yīng)用程序和有大量用戶的在線事務(wù)處理中 運行時間很短的 SQL語句 。 能通過比較源 SQL和待選 SQL的不同之處，為開發(fā)人員提供 “ 邊做邊學(xué)式訓(xùn)練 ” ，迅速提高開發(fā)開發(fā)語言與數(shù)據(jù)庫簡介 8 人員的 SQL編程技能等等。 該工具針對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的開發(fā)和維護階段提供了數(shù)個特別的模塊： SQL語法優(yōu)化器、PL/SQL集成化開發(fā)調(diào)試環(huán)境 (IDE)、掃描器、數(shù)據(jù)庫監(jiān)視器等。其核心模塊之一 “ SQL 語法優(yōu)化器 ” 的工作原理大致如下：輸入一條源 SQL語句， “ 人工智能反饋式搜索引擎 ” 對輸入的 SQL語句結(jié)合檢測到的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和索引進行重寫，產(chǎn)生 N條等效的 SQL語句輸出，產(chǎn)生的 N條等效 SQL語句再送入 “ 人工智能反饋式搜索引擎 ” 進行重寫，直至無法產(chǎn)生新的輸出或搜索限額滿，接下來對輸出的 SQL語句進行過濾，選出具有不同執(zhí)行計劃的 SQL語句 (不同的執(zhí)行計劃意味著不同的執(zhí)行效率 )，最后，對得到的 SQL語句進行批量測試，找出性能最好的 SQL語句。（參見下圖） 圖 21 人工智能自動 SQL 優(yōu)化示意圖 LECCO SQL Expert不僅能夠找到最佳的 SQL語句，它所提供的 “ 邊做邊學(xué)式訓(xùn)練 ” 還能夠教會開發(fā)人員和數(shù)據(jù)庫管理員如何寫出性能最好的 SQL語句。 LECCO SQL Expert的SQL語句自動優(yōu)化功能使 SQL的優(yōu)化變得極其簡單，只要能夠?qū)懗?SQL語句，它就能幫開發(fā)人員找到最好性能的寫法。 SQL語句是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中一個非常關(guān)鍵的部分，它執(zhí)行性能的高低直接影響著應(yīng)用程序的運行效率。正因為如此，人們在 SQL語句的優(yōu)化上投入了很大的精力，出現(xiàn)了許多 SQL語句優(yōu)化工具。隨著人工智能等相關(guān)技術(shù)的日益成熟 , 肯定還會有更多更好的工具出現(xiàn)，這將會給開發(fā)人員提供更多的幫助。 在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)中編寫可執(zhí)行的 SQL語句可以有多種方式實現(xiàn)，但哪一條是最佳方案卻難以確定。為了解決這一問題，有必要對 SQL實施優(yōu)化 [16]。 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程 序的最終目標就是為用戶提供一個滿足其長期需要的軟件產(chǎn)品，因此，成功的開發(fā)一個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的關(guān)鍵之一是要詳細分析并定義用戶的需求，然后再圍繞用戶的需求進行開發(fā)，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序一般開發(fā)的有三個步驟： 1．系統(tǒng)設(shè)計； 開發(fā)語言與數(shù)據(jù)庫簡介 9 2．系統(tǒng)實現(xiàn)； 3．系統(tǒng)運行和維護。 系統(tǒng)簡單設(shè)計 10 第 三 章 系統(tǒng)簡單設(shè)計 學(xué)校工作總體規(guī)劃由教務(wù)人員在學(xué)生學(xué)籍信息管理系統(tǒng)中完成對運行教務(wù)處所需基本數(shù)據(jù)的維護，包括這些信息的增加、修改及對各項信息的變動都將在這進行操作。 新的學(xué)年，教務(wù)人員首先加入系、 專業(yè)、年級信息，然后編排班級并為每個班級安排一個班主任。新生入校，首先報到并進行注冊登記，然后到財務(wù)部門繳費。根據(jù)學(xué)生被錄取的專業(yè)，持繳費單到所在系或院校注冊。到系或院校注冊后，根據(jù)選報專業(yè)分配到班級。而教務(wù)人員再對來校注冊的學(xué)生進行基本的信息錄入，并在學(xué)籍系統(tǒng)中完成新學(xué)生信息的維護。 在每個學(xué)期開始，教務(wù)處根據(jù)班級的情況對各科老師進行安排。 考試后由任課老師對本科的成績進行錄入。班主任對本班的成績匯總。 教務(wù)處、班主任及任課老師跟據(jù)實際情況對錄入的成績進行維護，各位同學(xué)對以上錄入的信息可以跟據(jù)自己的需要進 行適當?shù)牟樵儭? 根據(jù)以上總結(jié)，得出其現(xiàn)行的業(yè)務(wù)流程如圖所示： 圖 31 現(xiàn)行學(xué)生信息管理業(yè)務(wù)流程圖 角色一學(xué)生：對各科成績的查詢情況。 角色二任課老師：輸入并維護所教科目的學(xué)生成績，計算本科的成績；輸出本班科目的成績情況。 角色三班主任：輸入并維護本班的基本信息，對本班的各科成績匯總；輸出學(xué)生的基本信息及各科的成績。 開始學(xué)習(xí)活動 注冊 辦理登記手續(xù) 分班 編排 系、專業(yè)、年級 教務(wù)人員 教室 班主任 各科任課老師 學(xué)生 財務(wù)處 考試成績相關(guān)信息 成績匯總與處理 存檔 系統(tǒng)簡單設(shè)計 11 角色四教務(wù)處：學(xué)校全體成員的信息管理，對考試科目，時間及對所考科目的編號等進行具體的管理并對任課老師，班主任等輸入的 信息進行存庫，對學(xué)生的信息進行必要的維護，可打印學(xué)生的所有信息。 可行性分析目的 可行性研究的目的是用最小的代價在盡可能的時間內(nèi)確定問題是否能夠解決。 可行性分析 ： 現(xiàn)在，計算機的價格已經(jīng)十分低廉，性能卻有了長足的進步。而本系統(tǒng)的開發(fā)，為學(xué)校的工作效率帶來了一個質(zhì)的飛躍，為此主要表現(xiàn)有以下幾個方面： 第一，本系統(tǒng)的運行可以代替人工進行許多繁雜的勞動； 第二，本系統(tǒng)的運行可以節(jié)省許多資源； 第三，本系統(tǒng)的運行可以大大的提高學(xué)校的工作效率； 第四，本系統(tǒng)可以使敏 感文檔更加安全，等等。 所以，本系統(tǒng)在經(jīng)濟上是可行的。 ： 由于本系統(tǒng)管理的對象單一 ,都是在校學(xué)生，且每個數(shù)據(jù)內(nèi)容具有較強的關(guān)聯(lián)性，涉及的計算過程不是很復(fù)雜。因此，比較適合于采用數(shù)據(jù)庫管理。且學(xué)校用于學(xué)生管理的微機都是 P4以上的機器，在存儲量、速度方面都能滿足數(shù)據(jù)庫運行的要求。 而且本系統(tǒng)的開發(fā)我利用 Microsoft Access作為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫， 使用 Visual 作為系統(tǒng)開發(fā)的開發(fā)環(huán)境，它作為一種現(xiàn)代的編程語言，提供完善的指令控制語句、類與對象的支持及豐富的數(shù)據(jù)類型， 給開發(fā)高性能系統(tǒng)提供的保障為開發(fā)滿足客戶要求的系統(tǒng)，保證了代碼的模塊化要求，而代碼模塊化的提高，非常有利于以后對新系統(tǒng)的擴展與修改。 綜上所述，本系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)在技術(shù)上和硬件設(shè)備上的條件都是滿足的，因此，它在技術(shù)上是可行的。 ： 本系統(tǒng)為一個小型的學(xué)生綜合信息系統(tǒng)，所耗費的資源非常的小，學(xué)校的電腦無論是硬件還是軟件都能夠滿足條件，因此，本系統(tǒng)在運行上是可行的。 ： 本系統(tǒng)純?yōu)樗饺嗽O(shè)計，在開發(fā)過程中沒有涉及合同、責(zé)任等與法律相抵觸的方面。因此，本系統(tǒng)在法律上是可行的。系統(tǒng)詳細設(shè)計 12 第 四 章 系統(tǒng)詳細設(shè)計 本系統(tǒng)能減少很多不必要的資源，不用像以前那樣用冗余的紙張式的管理。大大節(jié)省了學(xué)校能源。并且計算機的存儲與快速查詢功能大大提高了學(xué)生信息管理的效率，并且還提高了學(xué)生信息管理的精確度。 方便快速的操作，可減少學(xué)籍信息管理的漏洞，又減少因工作的冗余出現(xiàn)的錯誤，并且操作非常簡單，可減少許多不很必要的人員，這無論從物質(zhì)上還是工作人員的工資上都為學(xué)校節(jié)約了開支。為學(xué)校增加了財富。 采用現(xiàn)有的資源，先進的管理系統(tǒng)開發(fā)方案，充分利用學(xué)校現(xiàn)有的資源，減少開發(fā)中的時間和財力、 物力、提高系統(tǒng)開發(fā)的水平和應(yīng)用效果。 系統(tǒng)就滿足學(xué)校的需求，例如學(xué)生信息、班級信息等的的錄入、查詢、更新等。系統(tǒng)就具備數(shù)據(jù)庫維護功能，及時根據(jù)用戶需求進行數(shù)據(jù)添加、刪除、修改等操作。主要有幾個功能部分： 權(quán)限：為用戶設(shè)置權(quán)限功能，可分為普通用戶，管理員。普通用戶只是查詢不能修改，管理員能修改、刪除所有信息。 錄入：為管理員提供對所有信息的錄入功能。 查詢：為所有用戶提供查詢的功能，可查詢允許范圍內(nèi)的所有信息。 維護：為管理員提供對所有信息的修改刪除功能。 打印：能打印全校學(xué)生的信息及各班信息、學(xué)生成績等。 幫助：關(guān)于本系統(tǒng)。 退出：結(jié)束并關(guān)閉系統(tǒng)。 本系統(tǒng)適用于學(xué)校，其功能主要分為六大類： （ 1）用戶管理：用于對用戶的添加，賦于不同權(quán)限及對用戶的修改及查詢。 （ 2）學(xué)籍管理：用于對學(xué)生基本學(xué)籍信息的輸入、修改、查詢，可隨時根據(jù)查詢結(jié)果動態(tài)生成學(xué)生基本信息查詢報表。 （ 3）院系專業(yè)管理：用于對系、專業(yè)、班級的錄入與修改。 （ 4）課程設(shè)置管理：用于對各學(xué)期課程的開設(shè)和修改。 （ 5）成績管理：用于對成績的輸入、修改、查詢可隨時根據(jù)查詢結(jié)果動態(tài)生成學(xué)生成系統(tǒng)詳細設(shè)計 13 績查詢報表。 （ 6）幫助：關(guān)于系統(tǒng) 。 本 系統(tǒng)性能力求易于使用，具體有較高的擴展性和可維護性。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)關(guān)系圖及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接圖如下： 圖 41 學(xué)生綜合信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖 用戶管理 修改密碼 刪除用戶 更改權(quán)限 退出 添加或修改學(xué)籍 查詢學(xué)籍信息 添加或修改系 添加或修改專業(yè) 添加或修改班級 添加或修改課程 班級課程設(shè)置 添加成績 修改成績 成績查詢 關(guān)于 學(xué)籍管理 院系管理 課程管理 成績管理 用戶登陸 幫助 學(xué)生信息綜合管理系統(tǒng) 系統(tǒng)詳細設(shè)計 14 圖 42 系統(tǒng)模塊與功能結(jié)構(gòu)圖 數(shù)據(jù)庫設(shè)計是要在一個給定的應(yīng)用環(huán)境（ DBMS）中，通過合理的邏輯設(shè)計和有效的物理設(shè)計，構(gòu)造較優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式、子模式，建立數(shù)據(jù)庫和設(shè)計應(yīng)用程序，滿足用戶的各種信息需求。 用戶需求具體有學(xué)生管理系統(tǒng)提供保存、更新、查詢 、維護和打印，這就需求數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)能充分滿足各種信息的輸入與輸出，實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便用戶訪問系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，它與文件系統(tǒng)的重要區(qū)別是數(shù)據(jù)的充分共享，交叉訪問，與應(yīng)用程序的高度獨立性。