高等学校计算机应用规划教材 SQL Server2019数据库教程 主编 于晓鹏 副主编 于萍 于 淼 孙启隆 齐长利 清华大学出版社 北京
高等学校计算机应用规划教材 SQL Server 2019 数据库教程 主 编 于晓鹏 副主编 于 萍 于 淼 孙启隆 齐长利 北 京
目 录 第1章数据库基础… 第2章初识SQL Server2019…31 1.1数据库系统基本概念… 2.1 SQL Server版本介绍 …31 1.1.1信息… 2.2 SOL Server2019优势 …32 11.2数据…1 2.3 SOL Server2019的安装-35 1.13数据处理…2 2.3.1下载SQL Server2019…35 L.1.4数据库…2 2.3.2安装SOL Server2019.36 1.1.5数据库管理系统……3 2.4 SQL Server2019组件和工具…41 1.1.6数据库系统……4 习题2… …43 1.2数据管理技术的发展 ……4 第3章数据库的创建与管理…45 1.2.1人工管理阶段 4 3.1 系统数据库 45 12.2文件系统阶段…5 3.2数据库结构 46 12.3数据库系统阶段 6 3.2.1数据库文件 …46 1.3数据模型 …7 3.2.2文件组 47 13.1现实世界…8 3.3创建数据库 …48 1.3.2信息世界 …8 3.4管理数据库 50 1.3.3机器世界…10 3.4.1查看数据库信息…51 1.4关系数据库… …11 3.4.2修改数据库…51 1.4.1关系模型…11 3.4.3重命名数据库…52 1.4.2关系数据库的规范化理论…15 3.4.4打开数据库…53 1.5数据库系统的体系结构 …… 20 3.4.5分离和附加数据库 53 1.5.1数据库系统的三级模式结构…20 3.4.6删除数据库 57 1.5.2数据库的二级映像与数据的 3.4.7收缩数据库…58 独立性…21 3.4.8移动数据库 …62 1.6数据库系统设计简介. 22 习题3…62 1.6.1需求分析阶段… 22 1.6.2 概念结构设计阶段…22 第4章数据表的创建与管理…66 1.6.3逻辑结构设计阶段… 23 4.1 创建数据表 66 1.6.4物理结构设计阶段…23 4.2管理数据表…69 1.6.5数据库实施阶段 24 4.2.1使用Transact-SQL语句增加 1.6.6数据库运行和维护阶段…25 删除和修改字段…69 习题1…26 4.22重命名数据表…71
目 录 第 1 章 数据库基础···························1 1.1 数据库系统基本概念····················· 1 1.1.1 信息 ·································· 1 1.1.2 数据 ·································· 1 1.1.3 数据处理 ···························· 2 1.1.4 数据库 ······························· 2 1.1.5 数据库管理系统 ··················· 3 1.1.6 数据库系统 ························· 4 1.2 数据管理技术的发展 ··············· 4 1.2.1 人工管理阶段 ······················ 4 1.2.2 文件系统阶段 ······················ 5 1.2.3 数据库系统阶段 ··················· 6 1.3 数据模型 ······························ 7 1.3.1 现实世界 ···························· 8 1.3.2 信息世界 ···························· 8 1.3.3 机器世界 ···························10 1.4 关系数据库 ··························11 1.4.1 关系模型 ···························11 1.4.2 关系数据库的规范化理论 ······15 1.5 数据库系统的体系结构 ···········20 1.5.1 数据库系统的三级模式结构 ···20 1.5.2 数据库的二级映像与数据的 独立性 ······························21 1.6 数据库系统设计简介 ··············22 1.6.1 需求分析阶段 ·····················22 1.6.2 概念结构设计阶段 ···············22 1.6.3 逻辑结构设计阶段 ···············23 1.6.4 物理结构设计阶段 ···············23 1.6.5 数据库实施阶段 ··················24 1.6.6 数据库运行和维护阶段 ·········25 习题 1········································26 第 2 章 初识 SQL Server 2019·········· 31 2.1 SQL Server 版本介绍 ··············31 2.2 SQL Server 2019 优势··············32 2.3 SQL Server 2019 的安装···········35 2.3.1 下载 SQL Server 2019 ···········35 2.3.2 安装 SQL Server 2019 ···········36 2.4 SQL Server 2019 组件和工具 ····41 习题 2········································43 第 3 章 数据库的创建与管理············· 45 3.1 系统数据库 ··························45 3.2 数据库结构 ··························46 3.2.1 数据库文件 ························46 3.2.2 文件组 ······························47 3.3 创建数据库 ··························48 3.4 管理数据库 ··························50 3.4.1 查看数据库信息 ··················51 3.4.2 修改数据库 ························51 3.4.3 重命名数据库 ·····················52 3.4.4 打开数据库 ························53 3.4.5 分离和附加数据库 ···············53 3.4.6 删除数据库 ························57 3.4.7 收缩数据库 ························58 3.4.8 移动数据库 ························62 习题 3········································62 第 4 章 数据表的创建与管理············· 66 4.1 创建数据表 ··························66 4.2 管理数据表 ··························69 4.2.1 使用 Transact-SQL 语句增加、 删除和修改字段··················69 4.2.2 重命名数据表 ·····················71
第1章 数据库基础 随着科学技术和社会经济的飞速发展,人们掌握的信息量急剧增加,要充分地开发和 利用这些信息资源,就必须有一种新技术,能对大量的信息进行识别、存储、处理与传播。 随着计算机软硬件技术的发展,20世纪60年代末,数据库技术应运而生,并从20世纪70 年代起得到了迅速的发展和广泛的应用。 数据库是数据管理的有效技术,是计算机科学的重要分支。如今,信息资源已成为各 个部门的重要财富和资源,建立一个满足各级部门信息处理要求的行之有效的信息系统也 成为一个企业或组织生存和发展的重要条件。因此,作为信息系统核心和基础的数据库技 术得到越来越广泛的应用,从小型单项事务处理系统到大型信息系统,从联机事务处理 (On-Line Transaction Processing,OLTP)到联机分析处理(On-Line Analysis Processing, OLAP),从一般企业管理到计算机辅助设计与制造(Computer Aided Design,CAD/Compter Aided Manufacturing,CAM、计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System,CMS)、电子政务(e-Government)、电子商务(e-Commerce))、地理信息系统(Geographic Information System,GIS)等,越来越多的应用领域采用数据库技术来存储和处理信息资源。 特别是随着互联网的发展,广大用户可以直接访问并使用数据库,例如通过网络订购图书、 日用品、机票、火车票,通过网上银行转账存款取款、检索和管理账户等。数据库已经 成为每个人生活中不可缺少的部分。 数据库技术主要研究如何科学地组织和存储数据,如何高效地获取和处理数据。数据 库技术作为数据管理的最新技术,目前己被广泛应用于各个领域。如今,数据库的建设规 模、数据库信息量的大小和使用频度,己经成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。 1.1 数据库系统基本概念 本节主要介绍有关数据库的信息、数据、数据处理、数据库、数据库管理系统和数据 库系统等概念。 1.1.1信息 信息是人脑对现实世界中的客观事物及事物之间联系的抽象反映,它向人们提供了关 于现实世界实际存在的事物及其联系的有用知识。 1.1.2数据 数据是人们用各种物理符号,把信息按一定格式记载下来的有意义的符号组合。数据 是数据库中存储的基本对象。数据在大多数人头脑中的第一个反应就是数字,例如93
第 1 章 数据库基础 随着科学技术和社会经济的飞速发展,人们掌握的信息量急剧增加,要充分地开发和 利用这些信息资源,就必须有一种新技术,能对大量的信息进行识别、存储、处理与传播。 随着计算机软硬件技术的发展,20 世纪 60 年代末,数据库技术应运而生,并从 20 世纪 70 年代起得到了迅速的发展和广泛的应用。 数据库是数据管理的有效技术,是计算机科学的重要分支。如今,信息资源已成为各 个部门的重要财富和资源,建立一个满足各级部门信息处理要求的行之有效的信息系统也 成为一个企业或组织生存和发展的重要条件。因此,作为信息系统核心和基础的数据库技 术得到越来越广泛的应用,从小型单项事务处理系统到大型信息系统,从联机事务处理 (On-Line Transaction Processing,OLTP)到联机分析处理(On-Line Analysis Processing, OLAP),从一般企业管理到计算机辅助设计与制造(Computer Aided Design,CAD/Compter Aided Manufacturing,CAM)、计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System,CIMS)、电子政务(e-Government)、电子商务(e-Commerce)、地理信息系统(Geographic Information System,GIS)等,越来越多的应用领域采用数据库技术来存储和处理信息资源。 特别是随着互联网的发展,广大用户可以直接访问并使用数据库,例如通过网络订购图书、 日用品、机票、火车票,通过网上银行转账存款取款、检索和管理账户等。数据库已经 成为每个人生活中不可缺少的部分。 数据库技术主要研究如何科学地组织和存储数据,如何高效地获取和处理数据。数据 库技术作为数据管理的最新技术,目前已被广泛应用于各个领域。如今,数据库的建设规 模、数据库信息量的大小和使用频度,已经成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。 1.1 数据库系统基本概念 本节主要介绍有关数据库的信息、数据、数据处理、数据库、数据库管理系统和数据 库系统等概念。 1.1.1 信息 信息是人脑对现实世界中的客观事物及事物之间联系的抽象反映,它向人们提供了关 于现实世界实际存在的事物及其联系的有用知识。 1.1.2 数据 数据是人们用各种物理符号,把信息按一定格式记载下来的有意义的符号组合。数据 是数据库中存储的基本对象。数据在大多数人头脑中的第一个反应就是数字,例如 93
2· SQL Server2019数据库教程 1000、99.5、-330.86、¥60、$726等。其实数字只是最简单的一种数据,是对数据的传统 和狭义的理解。广义的理解认为数据的种类很多。例如,文本(text)、图形(graph)、图像 (image)、音频(audio)、视频(video)、学生的档案记录、货物的运输情况等都是数据。 可以对数据做如下定义:描述事物的符号记录被称为数据。描述事物的符号可以是数 字,也可以是文字、图形、图像、音频、视频等。数据有多种表现形式,它们都可以经过 数字化后存入计算机。 在现代计算机系统中,数据的概念是广义的。早期的计算机系统主要用于科学计算, 处理的数据是数值型数据,如整数、实数、浮点数等。现在计算机存储和处理的对象十分 广泛,表示这些对象的数据也随之变得越来越复杂。 数据的表现形式还不能完全表达其内容,需要经过解释,数据和关于数据的解释是不 可分的。例如,88是一个数据,它可以是一个学生某门课的成绩,也可以是某个人的体重, 还可以是某个班的学生人数。数据的解释是指对数据含义的说明,数据的含义称为数据的 语义,数据与其语义是不可分的。 在日常生活中,人们可以直接用自然语言(如汉语)来描述事物。例如,日常生活中我 们这样描述某校软件工程专业一位学生的基本情况:张三,男,1999年5月生,吉林省四 平市人,2018年入学。这在计算机中常常如下描述: (张三,男,199905,吉林省四平市,软件工程,2018) 即把学生的姓名、性别、出生年月、出生地、所在专业、入学时间等组织在一起,构成一 个记录。这里的学生记录就是描述学生的数据,这样的数据是有结构的。记录是计算机中 表示和存储数据的一种格式或一种方法。 1.1.3数据处理 数据处理是指对各种形式的数据进行收集、整理、加工、存储和传播的一系列活动的 总和。其目的之一是从大量的原始数据中提取出对人们有价值的信息,作为行动和决策的 依据:目的之二是借助计算机科学地保存和管理大量的复杂数据,以便人们能利用这些信 息资源。 1.1.4数据库 数据库(Database,DB),顾名思义,是存放数据的仓库。只不过这个仓库是在计算机 存储设备上,而且数据是按一定的格式存放的。 人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后,应将其保存起来,以供进一步加 工处理,抽取有用信息。在科学技术飞速发展的今天,人们的视野越来越广,数据量急剧 增加。过去人们把数据存放在文件柜里,现在人们借助计算机和数据库技术科学地保存和 管理大量复杂的数据,以便能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。 严格地讲,数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数 据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度(redundancy)人、较高 的数据独立性(data independency)和易扩展性(scalability),并可为各种用户共享
• 2 • SQL Server 2019 数据库教程 1000、99.5、-330.86、¥60、$726 等。其实数字只是最简单的一种数据,是对数据的传统 和狭义的理解。广义的理解认为数据的种类很多。例如,文本(text)、图形(graph)、图像 (image)、音频(audio)、视频(video)、学生的档案记录、货物的运输情况等都是数据。 可以对数据做如下定义:描述事物的符号记录被称为数据。描述事物的符号可以是数 字,也可以是文字、图形、图像、音频、视频等。数据有多种表现形式,它们都可以经过 数字化后存入计算机。 在现代计算机系统中,数据的概念是广义的。早期的计算机系统主要用于科学计算, 处理的数据是数值型数据,如整数、实数、浮点数等。现在计算机存储和处理的对象十分 广泛,表示这些对象的数据也随之变得越来越复杂。 数据的表现形式还不能完全表达其内容,需要经过解释,数据和关于数据的解释是不 可分的。例如,88 是一个数据,它可以是一个学生某门课的成绩,也可以是某个人的体重, 还可以是某个班的学生人数。数据的解释是指对数据含义的说明,数据的含义称为数据的 语义,数据与其语义是不可分的。 在日常生活中,人们可以直接用自然语言(如汉语)来描述事物。例如,日常生活中我 们这样描述某校软件工程专业一位学生的基本情况:张三,男,1999 年 5 月生,吉林省四 平市人,2018 年入学。这在计算机中常常如下描述: (张三,男,199905,吉林省四平市,软件工程,2018) 即把学生的姓名、性别、出生年月、出生地、所在专业、入学时间等组织在一起,构成一 个记录。这里的学生记录就是描述学生的数据,这样的数据是有结构的。记录是计算机中 表示和存储数据的一种格式或一种方法。 1.1.3 数据处理 数据处理是指对各种形式的数据进行收集、整理、加工、存储和传播的一系列活动的 总和。其目的之一是从大量的原始数据中提取出对人们有价值的信息,作为行动和决策的 依据;目的之二是借助计算机科学地保存和管理大量的复杂数据,以便人们能利用这些信 息资源。 1.1.4 数据库 数据库(Database,DB),顾名思义,是存放数据的仓库。只不过这个仓库是在计算机 存储设备上,而且数据是按一定的格式存放的。 人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后,应将其保存起来,以供进一步加 工处理,抽取有用信息。在科学技术飞速发展的今天,人们的视野越来越广,数据量急剧 增加。过去人们把数据存放在文件柜里,现在人们借助计算机和数据库技术科学地保存和 管理大量复杂的数据,以便能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。 严格地讲,数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数 据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度(redundancy)、较高 的数据独立性(data independency)和易扩展性(scalability),并可为各种用户共享
第1章数据库基础 3· 概括地讲,数据库数据具有永久存储、有组织和可共享3个基本特点。 1.1.5数据库管理系统 数据库管理系统(Database Management System,DBMS)是一种系统软件,介于应用程 序和操作系统之间,用于帮助人们管理输入计算机中的大量数据。例如,用于创建数据库, 向数据库中存储数据,修改数据库中的数据,从数据库中提取信息,等等。具体来说,一 个数据库管理系统应具备如下功能。 (I)数据定义功能。数据库管理系统提供数据定义语言(Data Definition Language, DDL),用户通过它可以方便地对数据库中的数据对象的组成与结构进行定义。 (2)数据组织、存储和管理。数据库管理系统要分类组织、存储和管理各种数据,包括数 据字典、用户数据、数据的存取路径等。用户要确定以何种文件结构和存取方式在存储器上组 织这些数据,如何实现数据之间的联系。数据组织和存储的基本目标是提高存储空间利用率和 方便存取,提供多种存取方法(如索引查找、hash查找、顺序查找等)来提高存取效率。 (3)数据操纵功能。数据库管理系统还提供数据操纵语言(Data Manipulation Language, DML),用户可以使用它操纵数据,实现对数据库的基本操作,如查询、插入、删除和修改等。 (4)数据库的事务管理和运行管理。数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统 统一管理和控制,以保证事务的正确运行,保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的 开发使用及发生故障后的系统恢复。 (⑤)数据库的建立和维护功能。包括数据库初始数据的输入、转换功能,数据库的转 储、恢复功能,数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。这些功能通常是由一些实 用程序或管理工具完成的。 (⑥)其他功能。包括数据库管理系统与网络中其他软件系统的通信功能,一个数据库 管理系统与另一个数据库管理系统或文件系统的数据转换功能,异构数据库之间互访和互 操作功能,等等。 数据库管理系统在计算机系统中的地位如图1-1所示。它运行在一定的硬件和操作系 统平台上。人们可以使用一定的开发工具,利用DBMS提供的功能,创建满足实际需求的 数据库应用系统。 应用系统 应用开发工其 DBMS 操作系统 硬件 图1-1数据库管理系统在计算机系统中的地位
第 1 章 数据库基础 • 3 • 概括地讲,数据库数据具有永久存储、有组织和可共享 3 个基本特点。 1.1.5 数据库管理系统 数据库管理系统(Database Management System,DBMS)是一种系统软件,介于应用程 序和操作系统之间,用于帮助人们管理输入计算机中的大量数据。例如,用于创建数据库, 向数据库中存储数据,修改数据库中的数据,从数据库中提取信息,等等。具体来说,一 个数据库管理系统应具备如下功能。 (1) 数据定义功能。数据库管理系统提供数据定义语言(Data Definition Language, DDL),用户通过它可以方便地对数据库中的数据对象的组成与结构进行定义。 (2) 数据组织、存储和管理。数据库管理系统要分类组织、存储和管理各种数据,包括数 据字典、用户数据、数据的存取路径等。用户要确定以何种文件结构和存取方式在存储器上组 织这些数据,如何实现数据之间的联系。数据组织和存储的基本目标是提高存储空间利用率和 方便存取,提供多种存取方法(如索引查找、hash 查找、顺序查找等)来提高存取效率。 (3) 数据操纵功能。数据库管理系统还提供数据操纵语言(Data Manipulation Language, DML),用户可以使用它操纵数据,实现对数据库的基本操作,如查询、插入、删除和修改等。 (4) 数据库的事务管理和运行管理。数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统 统一管理和控制,以保证事务的正确运行,保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的 开发使用及发生故障后的系统恢复。 (5) 数据库的建立和维护功能。包括数据库初始数据的输入、转换功能,数据库的转 储、恢复功能,数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。这些功能通常是由一些实 用程序或管理工具完成的。 (6) 其他功能。包括数据库管理系统与网络中其他软件系统的通信功能,一个数据库 管理系统与另一个数据库管理系统或文件系统的数据转换功能,异构数据库之间互访和互 操作功能,等等。 数据库管理系统在计算机系统中的地位如图 1-1 所示。它运行在一定的硬件和操作系 统平台上。人们可以使用一定的开发工具,利用 DBMS 提供的功能,创建满足实际需求的 数据库应用系统。 图 1-1 数据库管理系统在计算机系统中的地位