SQL Server 2005正确安装后,需要启动SQL Server服务才能为用户提供数据库服务。启动服务器的方法很多,可分为自动启动方式和手工启动方式,启动以后还可以进行注册、登录和管理服务器等操作。
1.启动与停止SQL Server 2005服务器
数据库在访问之前必须先启动SQL Server服务,最简单的方法就是在服务管理器界面选中最下方的复选框,设置在启动操作系统的时候自动启动所选SQL Server服务。如图1-43所示,其中的3个按钮对应服务器的开始、暂停和停止3种状态。
除了设置自动启动SQL Server服务以外,还可以通过手工方式实现启动SQL Server服务。下面介绍常见的启动与停止SQL Server服务的4种手工方式。
(1)使用服务管理器启动与停止服务
要启动与停止SQL Server服务,最便捷和简单的方法就是通过“开始”菜单的SQL Server程序组中的“服务管理器”应用程序,界面如图1-43所示,先选择服务器名称,再选择相应的服务名称,分别是IMD、SQL Server和SQL Server Agent。单击“开始”按钮,稍等片刻,就启动服务了。要暂停和停止SQL Server服务,同样可单击相应的按钮。
图1-43 服务管理器界面
图1-44 企业管理器启动与停止服务
a)启动前界面 b)启动后界面
(2)使用企业管理器启动与停止服务
打开“企业管理器”,展开控制台目录,在“SQL Server组”中可看到已成功安装的SQL Server服务器实例,如图1-44所示。若看到带有红色方块的圆形服务器图标,则表明SQL Server服务没有启动,在企业管理器界面中将鼠标指针指向要启动的服务器,然后右击,在弹出的快捷菜单中选择“启动”,如图1-44a所示,等SQL Server服务启动成功后,可看到带有三角形的绿色圆形图标
,如图1-44b所示;若要暂停SQL Server服务,同样在企业管理器界面中将鼠标指针指向要暂停的服务器,然后右击,在弹出的快捷菜单中选择“暂停”,此时应看到服务器图标变成圆形的带有两个黑色矩形的图标
。
(3)使用控制面板启动与停止服务
打开“控制面板”,找到“管理工具”,选择“服务”来查看系统所有的服务项目,找到相应的MSSQLSERVER服务,如图1-45所示。
图1-45 查看服务窗口
通过查看服务窗口选择MSSQLSERVER服务,单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中分别选择“启动”、“暂停”、“停止”来启动、暂停和停止SQL Server服务;或者通过操作工具栏右上角的图标来启动、暂停和停止SQL Server服务,图标从左到右依次代表启动服务、停止服务、暂停服务和重新启动服务。
(4)使用DOS命令启动与停止服务
单击“开始”菜单,选择“运行”,输入cmd,在DOS命令提示符下,可通过DOS命令net来控制SQL Server服务的启动、暂停和停止,命令如下,操作结果如图1-46所示。
●启动服务:net start mssqlserver。
●暂停服务:net pause mssqlserver。
●停止服务:net stop mssqlserver。
2.企业管理器界面
企业管理器其实就是一个控制台,其主界面如图1-47所示,采用的是逐级展开的树形结构。整个界面主要有标题栏、菜单栏、工具栏和树形结构表,最上层是控制台的根目录,包含了多个SQL Server组,每个组又可以包含多个SQL Server实例服务器,每个实例服务器包含数据库、数据转换服务等7个组件。目录前若有带方框的加号图标,表明此级目录还可以深层展开,若是带方框的减号图标
,则表明此级目录已经展开。
图1-46 DOS命令窗口
如图1-47所示,在IMD服务器实例的数据库目录下,包含了master、model、msdb、tempdb等系统数据库和Northwind、pubs两个样例数据库,最下面显示的是用户建立的学生管理数据库。在右边栏目里显示的是有存储数据相互之间关系的集合,如关系图、表、视图、存储过程、用户、角色、规则等。利用企业管理器,可以实现SQL Server 2005的大部分管理功能。
图1-47 企业管理器展开窗口
3.注册与登录SQL Server 2005服务器
在同一个网络中,可能有多个SQL Server服务器在运行,用户可以对这些SQL Server服务器进行分组管理,SQL Server服务器分组管理往往由企业管理器来完成。启动企业管理器时系统将自动创建一个名为“SQL Server组”的默认服务器组,用户也可以从右键快捷菜单中选择“新建SQL Server组”菜单项来创建新的SQL Server服务器组。
(1)注册SQL Server服务器
所谓注册SQL Server服务器,是指为了便于管理,将网络中其他的SQL Server服务器注册到企业管理器中来。打开企业管理器时,它会自动注册本地SQL Server服务器,要想通过网络来连接到其他SQL Server服务器就必须先在企业管理器中进行注册。
注册步骤:
1)在企业管理器窗口中,单击“操作”菜单项,选择“新建SQL Server注册”,弹出如图1-48所示的“注册SQL Server向导”对话框。
图1-48 “注册SQL Server向导”对话框
2)单击“下一步”按钮,选择可用的服务器名称,如图1-49所示。
图1-49 选择可用的服务器名称
3)选择服务器,单击“添加”按钮,然后单击“下一步”按钮,出现“选择身份验证模式”界面,如图1-50所示。
图1-50 选择身份验证模式
同样有两种选择,其含义同安装时一样。
4)单击“下一步”按钮,出现“选择SQL Server组”界面,如图1-51所示。指定正在注册的SQL Server添加到默认的SQL Server组或新建的SQL Server组中。
图1-51 选择SQL Server组
5)至此,注册SQL Server服务器基本设置都已经完成,弹出如图1-52所示的完成注册界面,单击“完成”按钮,完成注册过程。
图1-52 完成注册
6)最后一步显示的是正在与所要注册的服务器连接的对话框,如图1-53所示。
图1-53 正在连接的对话框
同样,与注册SQL Server服务器相反的是删除SQL Server服务器,删除方法很简单,只要在所要删除的服务器上右击,在弹出的快捷菜单中选择“删除SQL Server注册”即可。删除服务器并不是将服务器从计算机中删除,只是从企业管理器中删除对该服务器的引用,若要再次使用,需重新注册。
(2)登录SQL Server服务器
在企业管理器中注册完SQL Server服务器后,接下来就可以登录所注册的服务器了,在企业管理器的SQL Server组中选择所要登录的服务器,单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“连接”命令,即可连接,如图1-54所示。
图1-54 连接到SQL Server
读一读
1.数据库系统的组成
数据库系统(DBS)是指计算机存储记录信息的系统,即DBS首先是一个计算机系统,该系统的目标是存储数据信息并支持用户检索和更新所需要的数据信息。
DBS实际上是一个在计算机上可运行的,为应用系统提供数据并进行数据存储、维护和管理的系统,是存储介质、处理对象和管理系统的集合体,这里所说的“集合体”主要包括4个部分:数据库、数据库硬件系统、数据库软件系统和数据库用户。
1)数据库:所谓数据库就是存放在计算机中的以一种合理的方法组织起来的与公司或组织的业务活动和组织结构相对应的各种相关数据的集合,该集合中的数据可以为公司或组织的各级经过授权的人员所共享。
为便于读者进一步理解数据库,可以把数据库比喻成一个图书馆:
●图书馆是用来存放图书的,而数据库是用来存放数据的。
●图书馆中的书是存放在许多房间中的,而数据库中的数据是存放在计算机文件中的。
●图书馆的图书是按照一定的规则存放在书架上的(如按图书类别存放),数据库中的数据也是按照一定的方式组织起来的。
●图书馆中的书可以被不同的读者借阅,数据库中的数据也可以被不同的用户使用。
可见,数据库与图书馆有很多相似之处,只是图书馆保管的对象是书,而数据库存储的对象是数据。当然,图书馆与数据库毕竟是不同的。例如,图书馆中的某一本书在某一时刻只能借给一个读者,其他读者想借阅的话必须等到前面的读者归还了该书以后才可以,而数据库中的某一数据可以同时被多个用户查看。又如,图书馆中可以增加新书,也可以报废一些旧书,但却不可以修改某一本书的内容,而数据库中不光可以增加、删除数据,还可以修改数据。总而言之,数据库是机械化的、可共享的、形式化定义的和集中控制的数据集合。数据库本身不是孤立存在的,而是与其他部分共同构成数据库系统。
2)数据库硬件系统:数据库系统中的硬件系统可以有狭义和广义之分。狭义硬件系统是指数据存储和数据处理所必不可少的硬件设施,它们主要有二级存储设备、设备控制器和I/O通道等。二级存储设备用来存放数据,硬件处理器和相应的主存主要用于支持数据库系统软件的执行。广义硬件系统是指具有广泛应用和较强功能的硬件设施,一般包括计算机和网络两类,计算机是系统硬件的基础平台,常用的有微型机、小型机、中型机和大型机。过去数据库一般建立在单机之上,现在较多建立在网络之中,从发展趋势来看,数据库系统今后以建立在网络为主,其结构形式以客户端/服务器(C/S)方式和浏览器/服务器(B/S)方式为主。
由于数据库系统数据量很大,加之DBMS丰富且强有力的功能,使得自身的体积也很大,因此,整个数据库系统对硬件资源提出了较高的要求,这些要求包括以下方面:
●有足够大的内存以存放操作系统、DBMS的核心模块、数据缓冲区和应用程序。
●有足够大的直接存取设备(如磁盘)以存放数据,有足够多的其他存储设备来进行数据备份。
●要求计算机有较高的数据传输能力,以提高数据传送率。
3)数据库软件系统:数据库软件系统主要包括操作系统、数据库管理系统(DBMS)、与数据库接口的高级语言及其编译系统、数据库应用程序,以及以数据库管理系统为核心的应用开发工具。
操作系统是计算机系统必不可少的系统软件,也是支持数据库管理系统运行必不可少的系统软件。操作系统主要负责计算机系统的进程管理、作业管理、存储器管理、设备管理和文件管理等,可以给数据库管理系统的数据组织、管理和存取提供支持。例如,当数据库管理系统需要读取存放在磁盘上的数据库物理记录时,就必须调用操作系统读取磁盘块的操作,由操作系统从磁盘取出相应的物理块,而对物理块的解释是由数据库管理系统来完成的。
数据库管理系统(DBMS)是数据库系统不可或缺的系统软件,它提供数据库的建立、使用和维护功能。
一般来讲,数据库管理系统的数据处理能力较弱,所以需要提供与数据库接口的高级语言及其编译系统,以便于开发应用程序。
应用开发工具是系统为应用开发人员和最终用户提供的高效率、多功能的应用生成器,例如,报表设计器、表单设计器等,它们为数据库系统的开发和应用提供了有力的支持。当前开发工具已成为数据库软件的有机组成部分。
数据库应用系统是为特定应用开发的数据库应用软件。数据库管理系统为数据的定义、存储、查询和修改等提供支持,而数据库应用系统是对数据库中的数据进行处理和加工的软件,它面向特定应用。例如,基于数据库的各种管理软件、管理信息系统、决策支持系统和办公自动化系统等。
4)数据库用户:数据库用户是指设计、使用、访问和管理数据库的人员,一般认为存在4类数据库用户。第1类用户是应用程序员。应用程序员负责编写数据库应用程序,目的是允许最终用户通过联机工作站或者终端来访问数据库。第2类用户是最终用户。最终用户通过联机工作站或终端与数据库系统进行交互。第3类用户是数据库管理员(DBA)。DBA负责数据库的规划、设计、维护和监视。第4类用户是系统分析员。系统分析员是数据库系统建设期的主要参与人员,负责应用系统的需求分析和规范说明。
2.数据库特点
目前,数据库系统已经成为各种计算机应用系统的核心部分,这是因为数据库有着许多独特的特点。
(1)数据被集成化
所谓“集成”是指若干不同性质数据文件的统一化,以完全地或部分地消除这些文件中的冗余。例如,一个数据库可能同时包含学生成绩文件和档案文件。在这两个文件中,学号、姓名这两项数据是重复的,因而存在冗余数据,在构造数据库时,应该尽可能减少这种冗余。集成化又称为数据的结构化,就是按照一定的数据模型来组织和存放数据。这种结构化后的数据能反映数据之间的自然联系。
由于数据库是从一个组织的全部应用来全盘地考虑并集成数据的结构,所以数据库中的数据不再是面向个别应用,而是面向系统的。各个不同的应用系统所需的数据只是整体模型的一个子集。
(2)具有数据独立性
所谓数据独立性就是数据与应用程序之间不存在相互依赖关系,也就是数据的逻辑结构、存储结构和存取方法等不因应用程序的修改而修改,反之亦然。数据独立性就是数据与程序之间的互不依存性。一个具有数据独立性的系统,称为以数据为中心的系统,或面向数据的系统。显然,数据库系统是以数据为中心的系统。
(3)实现数据共享
数据共享是促成发展数据库技术的重要原因之一,也是数据库技术先进性的一个重要体现。数据库中数据的共享性主要体现在如下两个方面:
●数据库中的数据可供多个应用程序用于不同的目的,每个应用程序各有其自己的局部数据逻辑结构,即使同一数据在不同的应用程序中其用途也不一定相同。数据库中的数据不但可供现有的各个应用程序共享,还可开发新的应用程序而无须附加新的数据,实现新、老应用程序共享数据库中的数据。即使在开发新的应用程序时,需要往数据库中增加新的数据类型,由于数据库具有数据独立性,也无须修改原有的应用程序,新、老应用程序仍可共享数据库中的数据,这些应用程序甚至可以用不同的程序设计语言编写。
●数据库可以被批处理用户和终端的即时用户共享。
(4)数据的冗余度小
在非数据库系统中,每个应用有它自己的文件,从而造成了存储数据的大量重复,称为数据冗余。大量的数据冗余带来的弊病是:①浪费了存储空间;②为了更新某些冗余副本以保持数据的一致性,必须执行多次更新操作,从而增加不必要的机器时间;③由于数据的不同副本可能处于不同的更新阶段,从而可能给出不一致的信息。数据库则是从整体观点来组织和存储数据,数据是集成化、结构化的,是为多种应用所共享的,从而大大减少了数据冗余。
(5)避免了数据的不一致性
当本应相同的数据项在不同的应用中出现了不同的值时,就出现了数据的不一致性。例如,同一职工的工资,如果在工资单上和人事档案中具有不同的值,就出现了不一致性。数据的不一致性主要是由数据冗余引起的。数据库在理论上消除了数据冗余,因而可以避免数据的不一致性。即使存在某些冗余,数据库系统也提供了对数据的各种控制和检查,保证在更新数据时同时更新所有的副本,从而保证了数据的一致性。
(6)可以实施安全性保护
数据的安全性主要指数据保密,防止数据的不合法使用。只有数据库管理员(DBA)对数据库中的数据拥有完全的操作权限,DBA可以规定各用户的权限。数据库保证对数据库的存取方法是唯一的,每当用户企图存取敏感数据时,数据库系统就进行安全性检查。对于数据库中每片数据的各种类型的操作(检索、修改、删除等),数据库系统都可以实施不同的安全检查。
(7)有利于保证数据的完整性
数据的完整性也就是数据的正确性。没有数据冗余同样可能出现不正确的数据而使数据库失去数据完整性。例如,在一个数值型数据中出现了字母、特殊符号等,或一个工人一周的工作时间超过200小时等都是失去完整性的例子,它们与是否存在数据冗余无关。数据库系统的集中控制可以避免这些情况的出现。它通过由DBA定义的完整性检查,对每一次更新操作实施完整性检查,保证数据的完整性。
数据的完整性检查对于多用户系统尤为重要。因为多个用户同时使用数据可能引起对数据的干扰。例如,当用户A正在修改某一数据时,别的用户去读这个正在被修改的数据,就会引起错误。数据库系统在这种情况下也能维护数据的完整性。
(8)可以发现故障并恢复正常状态
很难保证数据库在运行过程中不受到破坏。硬/软件的故障及用户操作的失误,随时有可能使数据库遭到局部性或全局性的破坏。数据库系统有一套及时发现故障,并迅速地把数据库恢复到故障前的正确状态的措施,如转储、日志、检查点等方法。
(9)有利于实施标准化
由于数据库的集中控制,DBA能够保证在数据表示中遵守所有能应用的标准。这些标准可以是团体、设备、部门、工业、国家和国际标准中的任何一个。尤其希望存储数据格式的标准化,因为它有助于数据交换或系统之间的流通。
3.数据库系统的三级模式结构
数据模型用数据描述语言给出的精确描述称为数据模式,数据模式是数据库的框架,是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,它仅仅涉及型的描述,不涉及到具体的值。模式的一个具体值称为模式的一个实例。同一个模式可以有很多实例。模式是相对稳定的,而实例是相对变动的。模式反映的是数据的结构及其关系,而实例反映的是数据库某一时刻的状态。
(1)数据库的三级模式结构
数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成,如图1-55所示。
模式也称为逻辑模式,是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图。数据库模式以某一种数据模型为基础。
定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构(例如数据记录由哪些数据项构成,以及数据项的名字、类型、取值范围等),而且要定义与数据有关的安全性、完整性要求,同时定义这些数据之间的联系。
外模式也称为子模式或用户模式,它是数据库用户看得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。外模式通常是模式的子集,一个数据库可以有多个外模式,应用程序都是和外模式打交道的。外模式是保证数据库安全性的一种有力措施,每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据,数据库中的其余数据对它们是不可见的。
图1-55 数据库的三级模式结构
内模式也称为存储模式,它是数据物理结构和存储结构的描述,是数据在数据库内部的表示方式(例如,记录的存储方式是顺序存储、按照B树结构存储还是按hash方法存储;索引按照什么方式组织;数据是否压缩存储、是否加密;数据的存储记录结构有何规定等)。一个数据库只有一个内模式。
(2)数据库系统的二级映射技术及作用
为了能够在内部实现数据库的三个抽象层次的联系和转换,数据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映射技术。
外模式/模式映射:对应于同一个模式可以有任意多个外模式。对于每一个外模式,数据库系统都有一个外模式/模式映射,它定义了该外模式与模式之间的对应关系。当模式改变时,由数据库管理员对各个外模式/模式映射做相应的改变,可以使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序可以不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性。
模式/内模式映射:数据库中只有一个模式,也只有一个内模式,所以模式/内模式映射是唯一的,它定义了数据库的全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变时(例如采用了更先进的存储结构),由数据库管理员对模式/内模式映射做相应改变,可以使模式保持不变,从而应用程序也不必修改。保证了数据与程序的物理独立性。
在数据库的三级模式结构中,数据库模式即全局逻辑结构是数据库的中心与关键,它独立于数据库的其他层次。因此,涉及数据库模式结构时应首先确定数据库的逻辑结构。
4.数据库管理系统
数据库管理系统是一种负责数据库的定义、建立、操纵、管理和维护的软件系统。其任务就是在保证数据安全可靠的同时提高数据库应用时的简明性和方便性。
(1)数据库管理系统的功能
数据库管理系统主要具有以下几项功能。(www.xing528.com)
●数据库的定义和建立:定义数据库的三级视图,即模式、外模式和内模式,把各种源模式翻译成计算机的目标模式,并把它们存入数据字典(Data Dictionary)中。数据字典又称为系统目录(System Catalog),它保存的是关于数据库中数据的描述信息,所以也称为描述数据库。
完成数据库的定义后,就可根据模式和内模式的描述,把实际数据库存储到物理存储设备上,完成目标数据库的建立工作。
●数据库的操纵:这是直接面向用户(应用程序)的功能。具体来说,就是接收、分析和执行用户对数据库提出的各种操作请求,完成对数据库的检索、插入、删除和修改等操作。
●数据库的控制:执行访问数据库时的安全性、完整性检查和数据共享的并发控制,保证数据库的可靠性和可用性。
●数据库的维护:它主要包括运行时记录工作日志,对数据库的性能进行监督和分析;在性能变坏时,重新组织数据库;数据库的重定义和整理等。
●故障恢复:由于硬件和软件不可能百分之百可靠,加上操作时难免会有失误,因此,数据库系统在运行期间不可避免地会发生故障,造成数据库中数据或某些程序的破坏。DBMS的故障恢复功能为这种情况提供最有效的措施和最有力的工具,如转储和检查等方法,把故障造成的影响限制在最小范围内,并保证以最短的时间和最快的速度排除故障,恢复和重新启动系统,从而把故障造成的损失降至最小。
(2)数据库管理系统的组成
数据库管理系统是负责处理对数据库的访问和数据库维护的软件。它包括了除操作系统和程序设计语言以外的所有系统软件。按它们的功能可以分成运行控制程序、语言处理程序和服务性程序三大类。
●运行控制程序:负责数据库运行时的管理、调度和控制。它由以下程序模块组成。
①系统总控程序:它是整个DBMS的指挥中心,负责控制、协调DBMS各个程序的活动。
②存取控制程序:又称授权检查程序。它核对用户标识、密码,核对授权表和密码,检查用户的存取请求是否合法,以决定是否执行该次请求。
③并发控制程序:由于数据库是为多个用户所共享的,在数据库系统中可能同时有若干应用程序在运行。因此,有可能出现若干应用程序同时存取数据库中同一数据的情况,从而造成数据修改或丢失,为了保证各应用程序读写数据的正确性,必须对这种情况进行控制,协调各用户程序对数据库的访问,这就是并发控制程序的任务。它管理访问队列和封锁表,负责封锁的建立和撤销等项工作。
④数据存取程序:执行数据库中数据存取操作,是DBMS与文件系统的接口。它把用户对数据库的访问请求转换成对应的文件存取命令,通过文件系统从相应的物理文件中读出或向相应的物理文件写入数据。
⑤数据更新程序:执行数据库中数据的插入、删除和修改操作,并负责修改相应的指针。
⑥完整性检查程序:又称数据有效性检查程序。负责在执行用户请求的每次操作之前或之后,核对数据库的完整性约束条件,以决定是否允许执行该操作或结果数据是否有效,是否需要消除已经执行的操作的影响。
●语言处理程序:它向用户提供数据库的定义、操纵等功能,由以下语言的编译程序或
解释程序组成。
①数据描述语言(DDL):用来描述数据库的结构,供用户建立数据库。
②数据操纵语言(DML):供用户对数据库进行数据查询、处理等。
③其他管理和控制程序:包括安全、通信控制等程序。
●服务性程序:提供数据库中数据的装入和维护等服务性功能。它由以下一些程序模块组成。
①数据库装入程序:它根据模式对数据库的定义和内模式所规定的文件组织方式把大批原始数据存入指定的存储设备上,完成数据库的建库工作,或者是用新的数据替换数据库中原有数据的一部分或全部。
②工作日志程序:记录每次访问数据库的用户标识、进入系统时间、执行的操作、操作的数据及操作执行后的数据改变情况等,用以保留每次访问数据库的轨迹,供故障恢复等使用。
③重组织程序:执行数据库的重新组织,包括改变原来的文件组织方法,采用新的结构等。
④修复和重启动程序:用以把因软、硬件故障而破坏的数据库恢复到可用状态。
⑤性能统计分析程序:负责统计各个操作执行的时间及存储空间占用情况,对系统的性能进行统计分析,以决定数据库是否需要重新组织。
⑥转储程序:用以把数据库内容转存到慢速大容量存储设备(如磁带)上,为数据库建立副本,供故障恢复时使用。
以上仅是DBMS大致包括的内容,但并不是每个具体的DBMS一定包含上述程序模块。设计人员可根据具体的条件和要求,在功能上进行某些增减,或对程序模块进行某些调整或合并。
5.数据库系统用户
参与分析、设计、管理、维护和使用数据库的人员均是数据库系统的组成部分。他们在数据库系统的开发、维护和应用中起着重要的作用。分析、设计、管理和使用数据库系统的人员主要有数据库管理员、系统分析员、应用程序员和最终用户。
(1)数据库管理员(DBA)
数据库是整个企业或组织的数据资源,因此企业或组织设立了专门的数据资源管理机构来管理数据库,DBA则是这个机构的一组人员,负责全面管理和控制数据库系统。
从数据库技术运行的角度来说,DBA是这4类用户中的灵魂人物。DBA需要根据企业的数据情况与要求,制定数据库建设与维护的策略,并对这些策略的执行提供技术支持,而DBA负责技术层的全局控制。DBA具体的职责如下:
●决定数据库的数据内容和结构。数据库中要存放哪些数据,是由系统需求来决定的。为了更好地对数据库系统进行有效的管理和维护,DBA应该了解或参加数据库设计的全过程,并与最终用户、应用程序员、系统分析员密切合作、共同协商,做好数据库设计。
●决定数据库的存储结构和存取策略。DBA要综合最终用户的应用要求,和数据库设计人员共同决定数据库的存储策略以求获得较高的存取效率和存储空间利用率。
●定义数据的安全性要求和完整性约束条件。DBA的重要职责是保证数据库的安全性和完整性,即数据不被非法用户所获得,并且保证数据库中数据的正确性和数据间的相容性。因此,DBA负责确定各个最终用户对数据库的存取权限、数据的保密级别和完整性约束条件。
●监控数据库的使用和运行,及时处理运行过程中出现的问题。当系统发生某些故障时,数据库中的数据会因此遭到不同程度的破坏,DBA必须在最短时间内将数据库恢复到某种一致状态,并尽可能不影响或少影响计算机系统其他部分的正常运行。为此,DBA要定义和实施适当的后援和恢复策略。
●数据库的改进和重组。DBA还负责在系统运行期间监视系统的存储空间利用率、处理效率等性能指标,对运行情况进行记录、统计分析,依靠工作实践并根据实际应用环境不断改进数据库设计。
●另外,在数据库运行过程中,大量数据不断插入、删除、修改,随着运行时间的延长,在一定程度上会影响系统的性能。因此,DBA要定期对数据库进行重新组织,以提高系统的性能。
●当最终用户的需求改变时,DBA还要对数据库进行较大的改进。其中包括修改部分设计,实现对数据库中数据的重新组织和加工。
(2)系统分析员
系统分析员是数据库系统建设期的主要参与人员,负责应用系统的需求分析和规范说明,并与最终用户相结合,确定系统的基本功能、数据库结构、应用程序的设计及软硬件的配置,并组织整个系统的开发。所以,系统分析员是一类具有各领域业务知识的专家,他们在很大程度上影响数据库系统的质量。
(3)应用程序员
应用程序员根据系统的功能需求负责设计和编写应用系统的程序模块,并参与对程序模块的测试。这些程序通过向DBMS发出数据库操作语句请求来访问数据库,这些程序通常可以是具有批处理特征或者联机特征的应用程序,目的是允许最终用户通过联机工作站或者终端来访问数据库。
(4)最终用户
最终用户通过联机工作站或终端与数据库系统进行交互,实行交互的应用软件为数据库系统本身固有,无须用户自己编写。数据库系统的最终用户具有不同的层次,不同层次的用户其需求的信息以及获得信息的方式也是不同的。一般可将最终用户分为操作层、管理层和决策层,他们通过应用系统的用户接口使用数据库。
6.常见的关系数据库管理系统
自20世纪70年代关系模型提出后,由于其突出的优点,迅速被商用数据库系统所采用。据统计,20世纪70年代以来新发展的数据库管理系统中,近90%是采用关系数据模型,其中出现了许多性能优良的商品化关系数据库管理系统。例如,小型数据库系统Fox-pro、ACCESS、PARADOX等,大型数据库系统DB2、INGRES、Oracle、Informix、Sybase、SQL Server等。20世纪80年代和90年代是关系数据库产品迅速发展的时代。各种产品经历了从集中到分布,从单机环境到网络环境,从支持信息管理到联机事务处理(OLTP),再到联机分析处理(OLAP)的发展过程;对关系模型的支持也逐步完善;系统的功能不断增强。下面对常见的关系数据库管理系统作一些简要介绍。
(1)SQL Server
SQL Server作为微软在Windows系列平台上开发的数据库,一经推出就以其易用性得到了很多用户的青睐。
与小型数据库相比,SQL Server是一个功能完备的数据库管理系统。它包括支持开发的引擎、标准的SQL、扩展的特性(如复制、OLAP、分析)等功能。而其具有的存储过程、触发器等特性,也是大型数据库才拥有的。
SQL Server最初是由Microsoft、Sybase和Ashton-Tate三家公司共同开发的,于1988年推出了第一个OS/2版本。后来,Microsoft公司将SQL Server移植到Windows NT操作系统上,专注于开发推广SQL Server的Windows NT版本。Sybase则专注于SQL Server在UNIX操作系统上的应用。在本书中介绍的是Microsoft SQL Server,以后简称为SQL Server。SQL Server的第一个版本于1989年5月发布,在市场上得到了不错的反响。之后,Microsoft公司与Ashton-Tate公司终止了他们的共同市场和分销协议。
1990年夏天,Microsoft发布了SQL Server 1.11版,以后与Sybase合作分别于1992年发布了SQL Server 4.2版,于1993年发布了SQL Server for Windows NT版。
1994年,Microsoft公司与Sybase公司终止联合开发,各自开发自己的产品。
1995年,Microsoft公司独自开发的SQL Server 6.0版本正式发布,不到一年的时间,Microsoft公司又发布了SQL Server 6.5版本。
1998年11月,Microsoft公司发布了SQL Server 7.0版本,SQL Server 7.0使SQL Server挤进了企业级数据库行列。
2000年12月,Microsoft公司发布了SQL Server 2000(8.0)版本,该版本继承了SQL Server 7.0版本的优点,同时又比上一版本增加了许多更先进的功能,并且具有使用方便、可伸缩性好和相关软件集成程度高等优点,可跨越从运行Microsoft Windows 98的便携式计算机到运行Microsoft Windows 2003的大型多处理器的服务器等多种平台。SQL Server 2000具有很多的新特性,包括数据库增强、新数据类型、用户定义函数、分布式查询、转换复制数据等。
2005年,Microsoft公司推出了其更新版本SQL Server 2005。该版本也是目前在市场上广泛流行的,所以本书选取SQL Server 2005进行介绍。
(2)Sybase
1984年,Mark B.Hiffman和Robert Epstern创建了Sybase公司,并在1987年推出了Sy-base数据库产品。Sybase主要有3种版本,一是UNIX操作系统下运行的版本,二是Novell Netware环境下运行的版本,三是Windows NT操作系统环境下运行的版本。在UNIX操作系统中,目前广泛应用的为Sybase 10及Sybase 11 for SCO UNIX。
Sybase数据库的特点主要有:
1)它是基于客户端/服务器体系结构的数据库。
一般的关系数据库都是基于主/从式模型的。在主/从式的结构中,所有的应用都运行在一台机器上。用户只是通过终端发送命令或简单地查看应用运行的结果。而在客户端/服务器结构中,应用被分在了多台机器上运行。一台机器是另一个系统的客户,或是另外一些机器的服务器。这些机器通过局域网或广域网连接起来。
客户端/服务器模型有以下好处:
①它支持共享资源且在多台设备间平衡负载。
②允许容纳多个主机的环境,充分利用了企业已有的各种系统。
2)它是真正开放的数据库。
由于采用了客户端/服务器结构,应用被分布在了多台机器上运行。更进一步,运行在客户端的应用不必是Sybase公司的产品。对于一般的关系数据库,为了让其他语言编写的应用程序能够访问数据库,提供了预编译。Sybase数据库不只是简单地提供了预编译,而且公开了应用程序接口DB-LIB,鼓励第三方编写DB-LIB接口。由于开放的客户DB-LIB允许在不同的平台使用完全相同的调用,因而使得访问DB-LIB的应用程序很容易从一个平台向另一个平台移植。
3)它是一种高性能的数据库。
Sybase真正吸引人的地方还是它的高性能。其高性能体现在以下几个方面:
①可编程数据库。通过提供存储过程,创建了一个可编程数据库。存储过程允许用户编写自己的数据库子例程。这些子例程是经过预编译的,因此不必为每次调用都进行编译、优化、生成查询规划,因而查询速度要快得多。
②事件驱动的触发器。触发器是一种特殊的存储过程。通过触发器可以启动另一个存储过程,从而确保数据库的完整性。
③多线索化。Sybase数据库的体系结构的另一个创新之处就是多线索化。一般的数据库都依靠操作系统来管理与数据库的连接。当有多个用户连接时,系统的性能会大幅度下降。Sybase数据库不让操作系统来管理进程,把与数据库的连接当做自己的一部分功能来管理。此外,Sybase的数据库引擎还代替操作系统来管理一部分硬件资源,如端口、内存、硬盘,绕过了操作系统这一环节,提高了性能。
Sybase公司作为客户端/服务器体系结构的倡导者,其开发工具PowerBuilder拥有众多的开发者。还有一部分不可忽视的免费的数据库,比如MYSQL等。上述特点使Sybase在目前的市场中占据着很大的份额。
(3)Oracle
Oracle是美国Oracle公司开发的数据库管理系统,而Oracle公司是目前世界上最大的数据库软件公司。Oracle与其他数据库截然不同,它在自己的数据库平台上为用户开发了电子商务套件,其中包括ERP、CRM和SCM等企业应用软件,它认为这样可以使用户直接获得一整套解决方案而不必考虑集成问题,而且,通过一家厂商就可以获得全部的服务和支持,避免在集成上的昂贵开销。
Oracle是以高级结构化查询语言(SQL)为基础的大型关系数据库,它是用方便逻辑管理的语言来操纵大量有规律的数据集合,是目前最流行的客户端/服务器体系结构的数据库之一。
Oracle关系数据库产品具有以下的几个特性。
●兼容性(Compatibility):兼容性涉及数据库语言的标准化和对其他数据库管理系统的数据访问能力。Oracle产品采用标准SQL,并且经过美国国家标准技术所(NIST)测试。
●可移植性(Portability):Oracle RDBMS具有很宽范围的硬件与操作系统平台。它可以安装在70种以上不同机型的大、中、小型机上,可在VMS、DOS、UNIX、Windows等多种操作系统上运行。
●可连接性(Connectability):由于Oracle在各种机型上使用相同的软件,使得联网更加容易。
●高生产率(High Productivity):为了便于应用的开发和最终用户的使用,Oracle除了为程序员提供预编译程序接口和子程序调用接口外,还为应用开发人员提供了一批第4代开发工具。整个Oracle产品为应用软件提供了一个公共运行环境,因而大大提高软件的开发质量和效率。
●开放性:较好的兼容性、可移植性、可连接性和高生产率使Oracle关系数据库管理系统具有良好的开放性。
(4)Informix
Informix关系数据库管理系统是近年来国内外广泛使用的数据库软件。Informix公司开发产品的宗旨是为用户提供高生产率的、贯穿整个生命周期的数据库技术。Informix软件使用户能方便地开发、维护和扩展应用系统,并使应用系统具有高效性、高安全可靠性和有效的恢复特性。Informix产品具有很好的开放性,它们都是基于ANSI标准的SQL,可以在UNIX、Windows、Windows NT、Netware、Macintosh等多种操作系统环境下运行。
Informix产品系列主要包括数据库服务器、网络连接软件、应用开发工具和最终用户工具。
●Informix数据库服务器:动态可伸缩体系结构是Informix公司面向未来先进成熟的数据库软件体系结构,它建立在高性能的并行处理结构上,能提供接近线性的可伸缩性,具有灵活、智能、数据库级的数据划分模式。基于DSA体系结构的Informix Dy-namic Server(IDS)是Informix功能强大的多线索核心数据库。
●Informix应用开发工具:Informix有一整套用来支持应用开发解决方案的工具产品,包括Informix Data DirectorTM产品族、Informix Dynamic 4GL、Informix 4GL产品系列和Informix SQL。
●网络连接软件:Informix提供网络环境下运行的数据库软件,支持分布处理功能。In-formix的客户端和服务器软件可以运行在同一台机器上,也可以在计算机网络中的不同机器上。网络中可以有多个数据库服务器,一个客户端上的应用程序可以访问多个数据库服务器。Informix的客户端/服务器连接软件包括Informix-STAR、Informix-NET、Informix-Enterprise Gateway和Informix-Gateway with DRDA等。
Informix的Web解决方案被称做Informix i.Reach。Informix i.Reach内容库存放在配有通用数据选件和Web集成选件的Informix动态服务器中,同时还包括正文搜索数据模块,提供功能完备的文本搜索。此外还有一个图形化用户界面的Web页面编辑工具,利用它可以快速定制存储在Informix数据库中的Web页面。Informix i.Reach支持任何兼容的Web服务器,可建立Web服务器与Web浏览器/客户端之间的HTTP瞬时连接。
(5)其他关系数据库管理系统
除了上面介绍的目前市场上比较流行的商用数据库管理系统之外,市场上还有很多其他的数据库管理系统,其中有比较流行的桌面小型数据库系统如FoxBASE、FoxPRO、AC-CESS、Dbase、PARADOX等,也有一些企业级的大型数据库系统如DB2、INGRES等。对于这些数据库管理系统,本书就不一一介绍了。
7.SQL Server 2005的发展
Microsoft SQL Server 2005(以下简称为SQL Server 2005)是一款面向高端的分布式关系数据库管理系统,具有C/S(客户端/服务器)体系结构,采用Transact-SQL在客户端和服务器之间传递信息。SQL Server 2005不仅可以执行事务处理、数据的存储和分析,而且还可以利用它来开发新的应用程序。SQL Server 2005支持数据加密、用户权限设置等功能,为用户提供了大规模联机事务处理、数据仓库和大型电子商务网站所需的最新的数据库平台。
SQL Server 2005的主要产品系列如下。
●企业版(Enterprise Edition):可作为大型站点、企业的数据库服务器。
●标准版(Standard Edition):用于小型工作组或部门的数据库服务器。
●简易版(Express Edition):用于单机系统或客户端。
●开发版(Developer Edition):用于程序员开发应用程序,不适合普通数据库用户。
●工作群版(Workgroup):用于多服务器工作群环境中。
8.SQL Server 2005特性
SQL Server 2005是在SQL Server 8.0的基础上发展起来的,继承了SQL Server 8.0的高性能、高可靠性的优点同时又引进了新的增强功能,使它成为一个优秀的数据库平台,SQL Server 2005主要有以下几个特点。
●高可用性:SQL Server 2005的失败转移集群和数据库镜像技术确保企业向员工、客户和合作伙伴提交高度可靠和可用的应用系统。
●管理工具:引进了一套集成的管理工具和管理应用编程接口(APIs),以提高易用性、可管理性,同时提供对大型SQL Server配置的支持。
●安全性增强:SQL Server 2005旨在通过数据库加密、更加安全的默认设置、加强的密码政策和细化许可控制及加强的安全模型等特性,为企业数据提供最高级别的安全保证。
●可伸缩性:SQL Server 2005可伸缩性的先进性包括表格分区、复制能力的增强和64位支持。
●Transact-SQL增强:新的查询类型和在查询过程中使用错误处理的功能,为开发人员在SQL Server查询开发方面提供了更高的灵活性和控制力。
●分析服务:分析服务对数据仓库、商务智能和line-of-business解决方案的可伸缩性、可管理性、可靠性、可用性和可规划性提供扩展。
●数据转换服务(DTS):对DTS结构和工具的全部重新设计为开发人员和数据库管理员提供了较高的灵活性和可管理性。
●数据挖掘:数据挖掘的功能得以增强,主要归功于4种新的运算法则、改进的数据模型和处理工具。
●报表服务:报表服务是一种新的报表服务器和工具箱,用于创建、管理和配置企业报表。
9.安装SQL Server 2005的系统需求
系统需求是指正常运行SQL Server 2005所需要的软硬件环境,不同版本的产品对系统的环境需求也是不一样的。下面从硬件和软件两个方面列举了安装运行SQL Server 2005的最低硬件需求与软件需求。
(1)硬件需求
表1-2所列的只是能保证运行SQL Server 2005的最低硬件要求,实际应用时,应根据特定的应用需求,选择适当的配置。
表1-2 安装SQL Server 2005的最低硬件需求
(2)软件需求
SQL Server 2005具有多个不同的版本,安装不同版本对软件系统的要求也不尽相同,表1-3归纳了不同版本对软件系统的需求。
表1-3 安装SQL Server 2005不同版本的软件需求
此外,还应安装IE 5.0或更高版本浏览器和IIS(Internet Information Services)组件。归纳总结
通过以上内容的学习,了解了数据库系统的基本知识,熟悉了安装数据库管理系统的过程,学会了数据库管理系统的各种工具的使用,掌握了数据库管理系统的配置与管理,为数据库的实现和管理打下了良好的基础。
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