了得網研究生_數據庫技術與應用—

編輯推薦

（1）以一個“學生成績管理繫統”演示案例為主線，分三部分介紹數據庫的基礎知識和數據庫繫統的開發方法。
（2）每章均配有大量的習題，通過這些習題的練習，可以加深和鞏固所學的知識。
（3）針對本書的內容，在書的後面還附有相應的實驗。
（4）為了方便讀者學習和上機實踐，本書例題的數據庫腳本和實驗用的數據庫腳本、教學課件PPT、教學大綱和部分習題答案等資料可到清華大學出版社官網本書頁面下載。

內容簡介

本書以一個“學生成績管理繫統”演示案例為主線，分三部分介紹數據庫的基礎知識和數據庫繫統的開發方法。*部分（第1～2章）為基礎部分，介紹現代數據管理技術的發展，大數據時代的數據的特征和處理方法，數據庫的基本概念，數據庫設計的方法與步驟；第二部分（第3～6章）為技術部分，選用目前流行的關繫型數據庫管理繫統SQL Server 2012，介紹其常用數據庫對像的操作使用方法，包括數據庫、表、約束、索引、視圖、存儲過程等，重點、詳細地講解了各種查詢命令的設計方法；第三部分（第7章）為應用部分，介紹演示案例的設計實現過程以及所用到的相關知識，分別采用了VB.NET和VC 6.0作為前臺開發工具來實現。
本書配有相應的實驗內容，且每章後面均附有大量習題。
本書針對非計算機專業的學生學習數據庫編寫，可作為各高等院校非計算機專業相關課程的教材，也可作為其他人員學習數據庫的參考教材。

目錄

第1章數據管理技術及其發展

1.1數據與數據爆炸

1.1.1數據和信息

1.1.2數據爆炸

1.1.3數據分類

1.1.4數據處理和數據管理目錄

第1章數據管理技術及其發展

1.1數據與數據爆炸

1.1.1數據和信息

1.1.2數據爆炸

1.1.3數據分類

1.1.4數據處理和數據管理

1.2數據管理技術的發展過程

1.2.1人工管理

1.2.2文件管理

1.2.3數據庫管理

1.2.4從數據庫到大數據

1.3大數據時代

1.3.1大數據概念

1.3.2大數據特征

1.3.3大數據意義

1.3.4大數據應用

1.4數據科學

1.4.1研究目的

1.4.2研究內容

1.4.3與其他學科的關繫

1.5數據管理典型應用

1.5.1醫院信息管理繫統

1.5.2地圖數據庫管理繫統

1.5.3輿情監控繫統

本章小結

習題1

第2章數據庫設計概述

2.1數據庫繫統的組成

2.1.1數據庫和數據庫管理繫統

2.1.2數據庫應用繫統

2.1.3數據庫繫統

2.2數據庫繫統的三級模式結構

2.2.1模式

2.2.2外模式

2.2.3內模式

2.2.4三級模式間的關繫

2.3數據庫設計概述

2.3.1數據庫設計的方法

2.3.2數據庫設計的基本步驟

2.3.3數據建模

2.4數據庫需求分析

2.4.1需求分析的任務

2.4.2需求分析的方法

2.5數據庫的概念設計

2.5.1概念模型

2.5.2ER圖

2.6數據庫的邏輯設計

2.6.1數據模型的三要素

2.6.2層次模型和網狀模型簡介

2.6.3關繫模型

2.6.4ER模型向關繫模型的轉換

2.7數據庫的物理設計

2.8數據庫的實施、運行與維護

2.9數據庫設計案例

2.9.1案例需求簡介

2.9.2案例ER圖

2.9.3案例的關繫模型

本章小結

習題2

第3章數據庫和表的管理

3.1常見的關繫型數據庫管理繫統

3.2初識SQL Server 2012

3.2.1SQL Server的發展與版本

3.2.2SQL Server 2012的主要組件

3.2.3SQL Server 2012管理平臺

3.2.4SQL語言和TransactSQL語言

3.3數據庫的管理

3.3.1SQL Server 2012數據庫組成

3.3.2數據庫對像的標識符

3.3.3數據庫的創建

3.3.4數據庫的修改

3.3.5數據庫的刪除

3.3.6數據庫的備份與還原

3.4表的創建與管理

3.4.1數據類型

3.4.2表的創建

3.4.3定義表的約束

3.4.4表的修改

3.4.5表的刪除

3.5表中數據的維護

3.5.1使用SQL Server管理平臺維護表中數據

3.5.2使用語句維護表中數據

本章小結

習題3

第4章關繫數據查詢

4.1關繫代數

4.1.1傳統的集合運算

4.1.2專門的關繫運算

4.2SQL查詢基礎

4.3單表查詢

4.3.1基本查詢

4.3.2條件查詢

4.3.3生成表查詢

4.3.4聚合查詢

4.3.5結果集的數據排序

4.4多表查詢

4.4.1連接概述

4.4.2內部連接

4.4.3外部連接

4.4.4結果集的歸並處理

4.5子查詢

4.5.1單值子查詢

4.5.2多值子查詢

本章小結

習題4

第5章索引與視圖

5.1索引

5.1.1索引的基本概念

5.1.2索引的分類

5.1.3創建索引

5.1.4管理和使用索引

5.1.5刪除索引

5.2視圖

5.2.1視圖的基本概念

5.2.2視圖的創建

5.2.3視圖的修改

5.2.4視圖的刪除

5.2.5視圖的管理

5.2.6視圖的應用

本章小結

習題5

第6章TransactSQL程序設計

6.1TransactSQL語言程序設計基礎

6.1.1常量與變量

6.1.2運算符與表達式

6.1.3常用繫統函數

6.2程序控制流程語句

6.2.1批處理、語句塊與注釋

6.2.2順序結構

6.2.3選擇結構

6.2.4循環結構

6.3存儲過程

6.3.1為什麼需要存儲過程

6.3.2繫統存儲過程

6.3.3自定義存儲過程

6.3.4修改和刪除存儲過程

本章小結

習題6

第7章數據庫應用繫統開發

7.1數據庫應用繫統的開發步驟

7.2數據庫應用繫統的體繫結構和開發工具

7.2.1數據庫應用繫統的體繫結構

7.2.2常用的數據庫應用繫統的開發工具

7.3常用的數據庫編程接口

7.4數據庫應用繫統開發案例——學生成績管理繫統

7.4.1後臺數據庫的設計

7.4.2應用繫統功能規劃與劃分

7.4.3數據庫服務器的配置

7.5VB.NET前臺應用繫統程序的開發

7.5.1ADO.NET的基本操作

7.5.2數據庫數據與相關控件的綁定

7.5.3學生成績管理繫統VB.NET的實現

7.6C 前臺應用繫統程序的開發

7.6.1ADO的基本操作

7.6.2學生成績管理繫統的C 實現

本章小結

習題7

附錄A實驗內容

A.1實驗1SQL Server 2012環境和庫的操作

A.2實驗2SQL Server數據表的管理

A.3實驗3關繫數據查詢語言

A.4實驗4索引和視圖

A.5實驗5TransactSQL程序設計

附錄B數據庫腳本

B.1第1~7章示例中使用的不帶數據的數據庫腳本

B.2附錄A的實驗內容中使用的不帶數據的數據庫腳本

參考文獻

前言

前言

隨著“互聯網 ”和信息處理技術的不斷發展，大數據時代的到來，以及人工智能、機器學習的發展進步，數據庫在當今計算機應用中的應用越來越廣泛，已成為不可或缺的數據管理基礎工具。數據庫的使用以及數據庫繫統的開發應用是很多人必須掌握的一種技能。作為當代大學生，無論何種專業，或多或少都需要處理各種各樣的大量數據，沒有數據庫或不會使用數據庫進行數據的管理和操作是不可想像的。
“數據庫技術與應用”是高等學校非計算機專業一門非常重要的計算機公共課，華中科技大學幾乎所有專業（理、工、醫、文、管）都開設了這門課，為了適應普通高等院校各種專業的需求，以及學時數少的現實情況，我們編寫了本書。為了和前期課程相呼應，本書用兩種程序設計語言來講解和開發示例應用程序。通過對本書的學習，讀者可以掌握數據庫的基本概念，數據庫的設計實現步驟和方法，以及數據庫應用繫統的開發方法，也可為後續課程的學習和提高打下良好的基礎。前言

隨著“互聯網 ”和信息處理技術的不斷發展，大數據時代的到來，以及人工智能、機器學習的發展進步，數據庫在當今計算機應用中的應用越來越廣泛，已成為不可或缺的數據管理基礎工具。數據庫的使用以及數據庫繫統的開發應用是很多人必須掌握的一種技能。作為當代大學生，無論何種專業，或多或少都需要處理各種各樣的大量數據，沒有數據庫或不會使用數據庫進行數據的管理和操作是不可想像的。
“數據庫技術與應用”是高等學校非計算機專業一門非常重要的計算機公共課，華中科技大學幾乎所有專業（理、工、醫、文、管）都開設了這門課，為了適應普通高等院校各種專業的需求，以及學時數少的現實情況，我們編寫了本書。為了和前期課程相呼應，本書用兩種程序設計語言來講解和開發示例應用程序。通過對本書的學習，讀者可以掌握數據庫的基本概念，數據庫的設計實現步驟和方法，以及數據庫應用繫統的開發方法，也可為後續課程的學習和提高打下良好的基礎。
當今社會，數據管理技術的掌握程度和數據處理能力水平的高低，是衡量大學生計算機使用水平的一個非常重要的指標，因而“數據庫技術與應用”是當今各種專業的大學生必須學習和掌握的一門公共基礎技能課程。為了方便、快捷地使讀者適應社會，了解社會的使用情況和需求，本書分三部分組織。
部分數據庫理論概述（第1～2章），首先介紹當今社會“互聯網 ”、大數據、數據處理技術的發展情況，再講解數據庫的一些基本概念，以及數據庫設計的基本步驟和方法，後通過學生經常使用的HUB繫統的模擬繫統“學生成績管理繫統”來講解繫統的設計開發過程，這樣做是為了簡單、不局限於特定專業、易於理解實現。本書通篇都是以此模擬繫統為主線講解，力求做到通俗、易懂、不枯燥、趣味性強。
第二部分是數據庫技術（第3～6章），以社會上使用較普及的微軟公司的SQL Server 2012進行講解，主要介紹常用的數據庫、表、索引、視圖和存儲過程等各種常用的數據庫對像的操作使用方法，包括通過管理平臺的操作和通過命令的操作兩種方式。
第三部分是數據庫應用繫統的開發（第7章），本書采用VB.NET和VC 6.0 Console兩種環境平臺進行繫統的開發，主要考慮的是不同專業的學生前期所學的程序設計語言的不同。在這部分介紹了常用的應用繫統的架構，不同開發環境所使用的API的使用方法以及“學生成績管理繫統”的功能劃分和開發。本書“學生成績管理繫統”采用C/S架構實現，有興趣的讀者也可改用B/S架構實現。
本書每章均配有大量的習題，通過這些習題的練習，可以加深和鞏固所學的知識。另外，針對本書的內容，在書的附表中還附有相應的實驗。為了方便讀者學習和上機實踐，本書例題的數據庫腳本和實驗用的數據庫腳本、教學課件PPT、教學大綱和部分習題答案等資料可到清華大學出版社官網本書頁面下載。
本書由張建國主編。第1章和第5章由黃曉濤編寫，第2章由王芬編寫，第3章由張曉芳編寫，第4章由闕向紅編寫，第6章由黃慶鳳編寫，第7章由張建國編寫。

在本書的醞釀和編寫過程中得到了我校網絡與計算中心於俊清主任（書記）、李戰春副書記、康玲副主任和計算機基礎教研室胡兵主任的大力支持和幫助，在此衷心地表示感謝！
限於編者的水平有限、經驗不足，加之編者過多，書中難免存在錯誤或不妥之處，懇請廣大讀者給予批評指正，有意見或建議可發送郵件到workemail6@163.com。
編者
2018年12月於華中科技大學

在線試讀

第5章
索引與視圖

索引和視圖是數據庫常用的對像。索引是為了快速地從數據庫中找到所需要的數據，SQL Server提供了類似於圖書的目錄作用的索引技術，用戶可以使用索引技術在大量數據裡快速查詢。視圖是為了更方便地服務於應用程序，SQL Server提供了數據庫的三級模式中外模式的對像——視圖，用戶可以簡化所使用數據表。
本章主要介紹索引和視圖的概念以及在SQL Server 2012數據庫繫統中索引和視圖的基本操作。

5.1索引
在數據庫中，索引的含義與日常意義上的“索引”一詞並無多大區別，如小時候查字典中使用的索引，它是用於提高數據庫數據訪問速度的數據庫對像。
5.1.1索引的基本概念
在關繫數據庫中，索引(Index)是一種單獨地、物理地對數據庫表中一列或多列的值進行排序的一種存儲數據結構，它是某個表中一列或若干列值的集合和相應的指向表中物理標識這些值的數據頁的邏輯指針清單。索引是數據庫中一種特殊類型的對像，它與數據庫中的表有著緊密的關繫。
數據庫索引的作用相當於圖書的目錄，可以根據目錄中的頁碼快速找到所需的內容。一本書中，利用目錄可以快速查找所需內容，而無須翻閱整本書。在數據庫中，索引使數據庫程序無須對整個表進行掃描，就可以在其中找到所需數據。書中的目錄是一個標題列表，其中注明了各章節標題所對應的頁碼；而數據庫中的索引是一個表中所包含的關鍵字對應的值的列表，其中注明了表中關鍵字和所包含的各個值在數據庫表中對應物理行所在的存儲位置，如圖5.1所示。
第5章
索引與視圖

索引和視圖是數據庫常用的對像。索引是為了快速地從數據庫中找到所需要的數據，SQL Server提供了類似於圖書的目錄作用的索引技術，用戶可以使用索引技術在大量數據裡快速查詢。視圖是為了更方便地服務於應用程序，SQL Server提供了數據庫的三級模式中外模式的對像——視圖，用戶可以簡化所使用數據表。
本章主要介紹索引和視圖的概念以及在SQL Server 2012數據庫繫統中索引和視圖的基本操作。

5.1索引
在數據庫中，索引的含義與日常意義上的“索引”一詞並無多大區別，如小時候查字典中使用的索引，它是用於提高數據庫數據訪問速度的數據庫對像。
5.1.1索引的基本概念
在關繫數據庫中，索引(Index)是一種單獨地、物理地對數據庫表中一列或多列的值進行排序的一種存儲數據結構，它是某個表中一列或若干列值的集合和相應的指向表中物理標識這些值的數據頁的邏輯指針清單。索引是數據庫中一種特殊類型的對像，它與數據庫中的表有著緊密的關繫。
數據庫索引的作用相當於圖書的目錄，可以根據目錄中的頁碼快速找到所需的內容。一本書中，利用目錄可以快速查找所需內容，而無須翻閱整本書。在數據庫中，索引使數據庫程序無須對整個表進行掃描，就可以在其中找到所需數據。書中的目錄是一個標題列表，其中注明了各章節標題所對應的頁碼；而數據庫中的索引是一個表中所包含的關鍵字對應的值的列表，其中注明了表中關鍵字和所包含的各個值在數據庫表中對應物理行所在的存儲位置，如圖5.1所示。

圖5.1數據庫索引與數據表的示意圖

當數據庫表中有大量記錄時，對表進行查詢有兩種方式：種方式是對全表進行搜索，將所有記錄一一取出，和查詢條件進行一一對比，然後返回滿足條件的記錄，這樣做會消耗大量數據庫繫統時間，並造成大量的磁盤I/O操作；第二種方式是在表中建立索引，然後先在索引中根據關鍵字找到符合查詢條件的索引值，再通過保存在索引中的數據庫表中數據的相應物理位置所處的頁碼，快速找到數據表中所對應的記錄。從圖5.1中可以看到，索引可以避免對數據庫表的全表掃描，一些查詢可以僅在索引頁中掃描少量索引頁及數據頁，而不是遍歷數據庫表中所有的數據頁。但注意，並不是所有的數據庫表建索引就檢索快，若要檢索表的數據記錄比較少，則即使不用索引也可以一次性把所有數據讀取出來，隻需要做一次讀寫操作；如果使用索引，則首先檢索索引，至少讀取一次索引數據，再根據索引檢索結果去讀取相應的數據，再讀取一次表數據，至少要做兩次讀寫操作，這顯然比不用索引至少多讀寫一次，這樣用索引檢索數據就不快了。
一般來說，創建索引可以大大提高繫統的性能，主要表現在以下方面：
（1）通過創建索引,可以大大加快數據的檢索速度，這是創建索引主要的原因。
（2）通過創建性索引，可以保證數據庫表中每一行數據的性。
（3）可以加速表和表之間的連接，在實現數據的參照完整性方面特別有意義。
（4）在使用分組和排序子句進行數據檢索時，利用索引可以減少排序和分組的時間。
（5）在數據查詢的過程中，SQL Server都會對查詢語句進行優化。查詢優化器如果發現所查數據已建索引，一般來說會根據索引優化所建立的查詢執行路徑，它將決定選擇哪些索引可以使得該查詢速度快。
例如，從“學院”表中提取“學院名稱”為“計算機學院”的“學院電話”和“學院地址”，則可使用下面的命令：

SELECT 學院名稱,學院電話,學院地址

FROM 學院

WHERE 學院名稱='計算機學院'

如果在“學院名稱”那列上沒有索引，那麼SQL Server就可能對數據庫中的數據表進行全表掃描，對表中的數據一行一行地查詢，觀察數據庫表中每一行的“學院名稱”列的內容。為了找出滿足檢索條件的那些行，必須訪問表中的每一行。對於數據量大的數據表來說，表的檢索可能要花費數分鐘甚至數小時。
如果在“學院名稱”列上創建了索引，就可以提高SQL Server查詢所需數據的速度。SQL Server首先搜索針對“學院名稱”列所建的索引，找到關鍵字“學院名稱”為“計算機學院”的值，然後根據索引中的物理位置信息確定其在數據表中的物理頁和行。由於索引是進行了排序和分類的，並且索引的行和列的數據比較少，所以對索引全部搜索一遍很快，這樣就加速了數據的檢索。
在數據庫中建立索引會提高檢索或查找的效率，但這並不是說表中的每個字段都需要建立索引，因為增刪記錄時除了對表中的數據進行處理外，還需要對每個索引進行維護，索引將額外占用磁盤空間，並且會降低增加、刪除和修改的速度。在通常情況下，隻對表中經常查詢的字段纔創建索引。
5.1.2索引的分類
數據庫索引是數據庫管理繫統中一個排序了的數據結構，協助快速查詢、更新數據庫表中的數據。索引的實現通常使用B 樹或B-樹及其變種，根據索引關鍵字的順序與創建索引的數據表的物理順序是否相同,索引可分為聚集(簇)索引(Clustered Index)和非聚集(非簇)索引(Nonclustered Index)。非聚集索引和聚集索引比較起來，聚集索引有著更快的檢索速度。
聚集索引是指數據庫表中數據的行物理順序與索引關鍵字值的邏輯順序相同。在創建聚集索引時,一般要重新組織數據庫表中的數據,這些數據要按指定的一個或多個列的值排序。聚集索引的葉結點也包含實際的數據，因此用它查找數據很快，但每個表隻能建一個聚集索引，因為一個表的物理順序隻有一種情況。在聚集索引中，葉結點即數據結點，所有數據行的存儲順序與索引關鍵字值的順序一致。如圖5.2所示，該例子是以學生的姓名作為索引關鍵字,在索引中隻描述了姓名和數據所在的頁碼,該例子中的索引是一個二級索引。一般使用聚集索引的場合為：
(1) 此列包含有限數目的不同值。
(2) 所查詢的結果返回為一個區間的值。
(3) 所查詢的結果返回某個值相同的大量結果集。

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