[工作范文]《数据库原理》实验指导书.doc

数据库原理实验指导书 （16 学时）学时） 信息管理与决策研究所 综 合 实 验 中心 编制编制 东北大学工商管理学院 1 目 录 实验一 数据库的建立与完整性1 实验二 TRANSACT-SQL 及其程序设计基础（一） .6 实验三 TRANSACT-SQL 及其程序设计基础（二） .10 实验四 索引、视图存储过程和触发器的使用13 实验五 数据库的安全性 21 实验六 数据库的备份、恢复和维护 25 实验七 查询规则及查询优化.32 实验八 数据库应用程序设计简介38 1 实验一实验一 数据库的建立与完整性数据库的建立与完整性 实验一 第 1 部分运行环境的建立及配置 一、实验目的一、实验目的 本实验主要讲述数据库和数据模型的有关概念及数据库系统的结构。通过本实验，学生 应该掌握以下内容：数据库和数据模型的基本概念、数据模型的三要素、概念模型的表示方 法、数据库系统的模式结构与体系结构、DBMS 的功能与组成。具体包括了解和熟悉 DBMS，了解连接数据库服务器的身份验证模式，熟悉样例数据库，体会 DBMS 的三层模式 结构等。 二、实验准备二、实验准备 数据模型由三个要素组成：数据结构、数据操作和完整性约束。数据模型由三个要素组成：数据结构、数据操作和完整性约束。 1、数据结构 数据结构用于描述系统的静态特性，是所研究的对象类型的集合。数据模型按其数据结构分 为层次模型、网状模型和关系模型。 2、数据操作 数据操作用于描述系统的动态特性，是指对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合， 包括操作及有关的操作集合。 3、数据的约束条件 数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据及其联系所具有的制约 和存储规则，用以限定符合数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容。 数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构 数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级组成。 1、外模式。外模式也称子模式或用户模式，它是数据库用户（包括应用程序员和最终用户） 看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关 的数据的逻辑表示。一个数据库可以有多个外模式。 2、模式。模式也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的 公用数据视图。一个数据库只有一个模式。 3、内模式。内模式也称存储模式，它是数据物理和存储结构的描述，是数据在数据库内部的 表示方式。一个数据库只有一个内模式。 DBMS 的功能的功能 1、数据定义 数据定义包括定义构成数据库结构的外模式、模式和内模式，定义各个外模式与模式之间的 映射，定义模式与内模式之间的映射，定义有关的约束条件（例如，为保证数据库中数据具有正 确语义而定义的完整性规则，为保证数据库安全而定义的用户口令和存取权限等） 。 2、数据操纵 数据操纵包括对数据库数据的查询、添加、修改和删除等基本操作。 3、数据库运行管理 对数据库的运行进行管理是 DBMS 运行时的核心部分，包括对数据库进行并发控制、安全性 检查、完整性约束条件的检查和执行、数据库的内部维护（如索引、数据字典的自动维护）等。 2 所有访问数据库的操作都要在这些控制程序的统一管理下进行，以保证数据的安全性、完整性、 一致性以及多用户对数据库的并发使用。 4、数据组织、存储和管理 数据库中需要存放多种数据，如数据字典、用户数据、存取路径等，DBMS 负责分门别类地 组织、存储和管理这些数据，确定以何种文件结构和存取方式物理地组织这些数据，如何实现数 据之间的联系，以便提高存储空间利用率以及提高随机查找、顺序查找、增、删、改等操作的时 间效率。 5、数据库的建立和维护 建立数据库包括数据库初始数据的输入与数据转换等。维护数据库包括数据库的转储与恢复、 数据库的重组织与重构造、性能的监视与分析等。 6、数据通信接口 DBMS 需要提供与其他软件系统进行通信的功能。例如，提供与其他 DBMS 或文件系统的接 口，从而能够将数据转换为另一个 DBMS 或文件系统能够接受的格式，或者接收其他 DBMS 或 文件系统的数据。 三、实验内容三、实验内容 1、熟悉网络环境和数据库环境 数据库服务器：数据库服务器： 操作系统：Windows 2000 Advanced Server IP 地址：202.201.224.123 数据库管理系统：Microsoft SQL Server 2000 服务器名称：HP 客户机客户机: 操作系统：Windows 2000 Professional IP 地址：202.201.X.X Microsoft SQL Server 2000 客户端 启动 Microsoft SQL Server 2000 查询分析器： 1、 开始-程序-Microsoft SQL Server 2000-查询分析器出现如下画面 2、 连接到 Microsoft SQL Server2000 SQL Server：HP（或 202.201.224.123） 选择 SQL Server 身份验证；登录名：student 密码：student 3 2、 在查询分析器的编辑窗口中输入创建数据库的 SQL 语句： 3、身份验证模式：在安装 SQL Server 2000 过程中，出现身份验证对话框，提示选择身份 验证模式。Windows 身份验证模式或混合模式（Windows 身份验证和 SQL Server 身份验证）并 提示添加 sa 用户登陆密码（一般选中空密码） 。安装完 SQL 后，打开企业管理器，逐级展开节点 到安全性|登陆，在右边视图中可以看到登陆的用户名称，右击 sa 用户，打开属性，弹出属性 对话框，可以看到当前用户的身份验证模式。 4、体会 DBMS 的三层模式结构：（以理解为主）从数据库管理系统角度看，数据库描述由 三级抽象模式组成：概念模式（逻辑模式） 、物理模式（内模式）和外模式；从数据库最终用户角 度看，数据库系统的结构分为单用户结构、主从式结构、分布式结构和客户/服务器结构。概念模 式体会：打开任意所建立数据库，选择一个表，右击设计表，打开设计表框。这里描述了 存储的数据的属性和实体及实体关系。物理模式：描述存储细节。外模式：视图和来自概念模式 的关系组成。 5、安装 SQL Server 2000 后，安装程序将在所创建的数据库实例中创建数据库和日志文件。 Master、Model、Msdb 和 Tempdb 都是系统数据库。Pubs 和 Northwind 示例数据库作为学习工具 提供。我们提供基于样例数据库 Northwind 的一些操作。打开企业管理器|数据库Northwind。 Northwind 示例数据库包含了一个名为 Northwind Traders 的虚构公司的销售数据，打开表，可以 看到该数据库包括了 Categories、Customers 等 13 张用户表和 Alphabetical list product 、Category Scale for 1997 等 16 张视图。可以任意打开用户表查看信息。 6、从开始|程序|Mirosoft SQL Server |联机丛书。学习数据字典。 4 实验一第 2 部分数据的完整性 一、实验目的：一、实验目的： 通过本实验，学生将 1.掌握数据完整性的基础知识 2.学会使用约束来实施数据完整性的保护 3.掌握使用默认值实现数据完整性的方法 4.熟练使用规则实施数据完整性的保护 二、实验准备：二、实验准备： 1、四种完整性约束 数据完整性一共有四种形式： 实体完整性（ENTITY INTEGRITY） 值域完整性（DOMAIN INTEGRITY） 引用完整性（REFERENTIAL INTEGRITY） 用户自定义完整性（） 2、约束的用途是限制用户输入到表中的值的范围。 PRIMARY KEY（主键）约束 FOREIGN KEY（外键）约束 UNIQUE（唯一）约束 CHECK（核查）约束 CASCADE 级联引用一致性约束 三、实验内容：三、实验内容： 1、 给所有表创建主键约束和外键约束 为每个表创建主键 为每个表创建外键 5 2、请在 STUDENT 表中插入一条数据班级号为 '0046423'的学生。 3、请在 CLASS 表中插入一条属于学院编号为'17'的班级 以上操作方式若不成功，请检查原因所在，它违反了那一种约束； 假设你的这三个表都存在主键与外键约束，分析把它都删除后在重新操作是怎样的情况。 4、使用以下语句在 STUDENT 表中插入一条记录 操作能否执行，若不行请分析原因所在，它违反了那种约束;请检查错误所在并改之。 5、执行下列 SQL 语句 请检查它违反那种约束？找出原因，正确输入此记录。 6、请在成绩表使用 SQL 语句给 grade 列加 CHECK 约束“grade=0 and grade设置控制面板管理工具点击数据源图标，出现 ODBC 数据源管理 器对话框，点击系统 DSN 选项卡，添加系统数据源。 40 2、选择 SQL SERVER 的驱动 3、建立一个数据源名为 ds，服务器：HP 或（202.201.224.123）的数据源。 41 4、SQL SERVER 登录验证方式采用输入登录 ID 和密码的 SQL SERVER 验证 登录 ID 和密码均为：你的登录名和密码 5、默认数据库指定为你所在班级的数据库名 42 6、如下图，这里使用默认选项，不做改动 7、出现如下图所示：点击测试数据源，验证是否成功。 43 8、测试结果会出现在下图所示的对话框中： 如测试成功，点击确定，名为 ds 的数据源就建立好了。 这里将结合配置好的数据源，给出一个用 Visual Basic 连接 SQL SERVER2000 的实例：即创 建一个客户或前端数据库应用程序，并在窗体中添加 ADO Data 控件，以及其它所需要的任何 Visual Basic 控件。可以根据您的需要在窗体中放置多个 ADO Data 控件。 44 这里先介绍一下有关 ADO Data 控件的内容： ADO Data 控件使用 Microsoft ActiveX 数据对象（ADO） 来快速建立数据绑定的控件和数 据提供者之间的连接。数据绑定控件是任何具有“数据源”属性的控件。数据提供者可以是任何 符合 OLE DB 规范的数据源。使用 Visual Basic 的类模块也可以很方便地创建子集的数据提供者。 尽管可以在应用程序中直接使用 ActiveX 数据对象，但 ADO Data 控件有作为一个图形控件的 优势（具有“向前”和“向后”按钮） ，以及一个易于使用的界面，使您可以用最少的代码创建数 据库应用程序。在 Visual Basic 的“工具箱”中，不少控件都可以作为数据绑定的控件，包括复 选框、组合框、图像、标签、列表框、图片框以及文本框控件等。此外，Visual Basic 还包括了若 干种数据绑定的 ActiveX 控件，诸如 DataGrid、DataCombo、Chart 以及 DataList 控件等。用户 也可以创建自己的数据绑定的 ActiveX 控件，或从其他开发商购买控件。 Visual Basic 以前的版本提供了内在的 Data 控件和 Remote Data 控件（RDC） 来进行数据访问。 这两种控件仍包括在 Visual Basic 中，以提供向后兼容。不过，因为 ADO 的适应性更广，因此 建议用户使用 ADO Data 控件来创建新的数据库应用程序。 ADO DATA 可能的用法 （1）连接一个本地数据库或远程数据库。 （2）打开一个指定的数据库表，或定义一个基于结构化查询语言 （SQL） 的查询、或存储 过程、或该数据库中的表的视图的记录集合。 （3）将数据字段的数值传递给数据绑定的控件，可以在这些控件中显示或更改这些数值。 （4）添加新的记录，或根据对显示在绑定的控件中的数据的任何更改来更新一个数据库。 创建一个简单的前端数据库应用程序：创建一个简单的前端数据库应用程序： 1、打开 Visual Basic，创建一个标准工程（standard exe） 。 2、在窗体上放置一个 ADO Data 控件（该图标的工具提示为 “ADODC“） ，如果该控件不在 “工具箱”中，请按 CTRL+T 键，显示“部件”对话框。在这个“部件”对话框中，单击 45 “Microsoft ADO Data Control” ，再单击“应用” 。 2. 在“工具箱”中，单击选定“ADO Data 控件” 。就建立了一个名为 Adodc1 的 ADO Data 控件， 然后按 F4 键显示“属性”窗口。 3. 在“属性”窗口中，单击“ConnectionString” ，在它的有侧将显示 图标。 4. 在“属性”窗口中，将“RecordSource”属性设置为一个 SQL 语句。例如：SELECT * FROM Departemnt . ADO Data 控件属性设置： 5.在窗体上放置一个“标签” 控件，显示说明内容。 6.在窗体上再放置一个“文本框”控件，用来显示数据库信息。 7. 在其“属性”窗口中，将 Text1 的“DataSource”属性设为 ADO Data 控件的名称 （ADODC1） 。这样就将这个文本框和 ADO Data 控件绑定在一起。 8. 在其“属性”窗口中，单击“DataField”将下拉得到一个可用的字段列表。单击所要显示的字 段的名称。 9. 对希望访问的其它每个字段重复第 5、6、7、8 步。 10.按 F5 键运行该应用程序。用户可以在 ADO Data 控件中使用四个箭头按钮，从而允许用户到 达数据的开始、记录的末尾或在数据内从一个记录移动到另一个记录。 SQL 语言与主语言具有不同数据处理方式。SQL 语言是面向集合的，一条 SQL 语句原则上 可以产生或处理多条记录。而主语言是面向记录的，一组主变量一次只能存放一条记录。所以仅 使用主变量并不能完全满足 SQL 语句向应用程序输出数据的要求，为此嵌入式 SQL 引入了游标 的概念，用游标来协调这两种不同的处理方式。游标是系统为用户开设的一个数据缓冲区，存放 SQL 语句的执行结果。每个游标区都有一个名字。用户可以用 SQL 语句逐一从游标中获取记录， 并赋给主变量，交由主语言进一步处理。 使用游标在需要一行一行处理时，游标十分有用。游标可以打开一个结果集合，并提供在结 果集中一行一行处理的功能。下面的例子给出了一个利用游标来查询指定学号的学生所选修的课 程成绩。 属性属性值 ConnectionStringDSN=ds CommandType8-adCmdUnknown RecordSourceSELECT * FROM Department 控件名 属性 属性值 DataSource Adodc1 Text1 DataField 要显示的字段名 46 四、思考题四、思考题 1.ODBC 在连接数据库中的作用及其优势。 2.将 ODBC 与其它的访问数据库的方法进行对比。 3.实现游标的其他用法（如：插入、更新、删除等操作） 。 4.了解和掌握 ADO 中 Connection 组件的使用方法。 5.了解和掌握 ADO 中 Command 组件的使用方法。 6.了解和掌握 ADO 中 Recordset 组件的使用方法。 7.了解和掌握 ADO 中 Parameters 集合和 Parameter 组件的使用方法。 8.了解和掌握 ADO 中 Fields 集合和 Field 组件的使用方法。