数据库课件第10章

10.1.1 为什么采用JDBC
综上所述，由于没有一个Java语言的API，编程人员不得不在Java程序 中加入C语言的ODBC函数调用。这就使很多Java的优秀特性无法充分 发挥，比如平台无关性、面向对象特性等。随着越来越多的编程人员 对Java语言的日益喜爱，越来越多的公司在Java程序开发上投入的精力 日益增加，对以Java语言为接口的数据库应用程序开发接口的要求越 来越强烈。基于上述原因，SUN公司决定开发Java API。在JDK1．1公 布时，SQL类包（也就是JDBC API）已成为Java语言的标准部件。
1024处理查询结果图105选择sqlserver驱动1024处理查询结果图106填写数据源名称和服务器名称1024处理查询结果图107填写登录sqlserver的idhao和密码1024处理查询结果图108选择要连接的数据库名称1024处理查询结果图109一些常规配置1024处理查询结果图1010配置完成后测试数据源1024处理查询结果图1011测试成功1024处理查询结果图1012返回odbc数据源管理器程序代码查看例1031024处理查询结果一旦连接到数据库就可以请求表名以及表列的名称和内容等信息而且可以运行sql语句来查询数据库或者添加或修改其内容
Class.forName("sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver"); 目前只有Sun公司提供这类驱动，使用这种驱动基本上是 在Windows操作系统上，而且在连接数据库之前必须配置 好ODBC 数据源。 第二种：加载JDBC驱动类
用法：Class.forName("jdbc.Driver_class_name")
（4）JDBC这样的Java API对于纯Java方案来说是必须的。当使用 ODBC时，人们必须在每一台客户机上安装ODBC驱动器和驱动管理 器。如果JDBC驱动器是完全用Java语言实现的话，那么JDBC的代码就 可以自动的下载和安装，并保证其安全性，而且，这将适应任何Java 平台，从网络计算机NC到大型主机Mainframe。

库系统最主要的功能。关系数据库的查询一般都使用SQL语句实现。对
于同一个用SQL表达的查询要求，通常可以对应于多个不同形式但相互 “等价”的关系代数表达式。对于描述同一查询要求但具有不同形式 的关系代数表达式来说，由于存取路径可以不同，相同的查询，其效 率就会产生差异，有时这种差异会相当巨大。在关系数据库中，查询 优化是查询处理中一项重要和必要的工作，查询优化通过寻求好的查 询路径或好的等价代数表达式来提高查询效率，通常包括代数优化和 物理优化技术。
10.1 查询处理
3. 查询优化 每个查询都会有很多可供选择的执行策略和操作算法，查询优化是指 选择一个高效执行的查询处理策略。DBMS会调用系统的优化处理器 制定一个执行策略，由此产生一个查询计划。对关系型数据库来 说，查询优化过程是由RDBMS系统自动完成的，它与用户提交的查询 语句无关。
10.1 查询处理
主要内容
10.1 查询处理
10.2 查询优化
10.2 查询优化
10.2.2 查询优化的可行性
关系数据库系统查询语句表示查询操作基于集合运算，称之为关系代
数。关系代数具有5种基本运算，这些运算间满足一定的运算定律，如结
合律、交换律、分配律和串接律等，这就表示不同的关系代数表达式可以 得到相同的结果，因此用关系代数语言进行查询时可以进行必要的优化， 以获取较优的查询性能。 由于关系查询语言的特点，能够找到有效的算法，使得查询优化过程在 DBMS内部自动完成，向用户屏蔽优化的细节实现。因此，用户只需向DBMS 提出“做什么”，而不必指出“如何做”，这样用户在编程时只需表示出 所想要的结果，无需给出获得结果的具体步骤，这一切由DBMS完成。 查询优化一般可分为代数优化和物理优化。代数优化是指关系代数表达式 的优化；物理优化是指存储路径和底层操作算法的优化。

执行SQL语句，使用函数ROUND(x)和ROUND(x,y)对数值进行四舍五入操 作，执行结果如下：
mysql> SELECT ROUND(100.144),ROUND(100.568),ROUND(100.144,2),ROUND(100.568,2);
+------------------------------+-----------------------------+------------------------------+-----------------------------+
—9—
10.1 数值函数
➢ 10.1.6 截取小数函数
函数TRUNCATE(x,y)的作用是对数值x进行截取，保留小数点后y位。其与ROUND()函数的区别是， ROUND()函数在截取值时会四舍五入；而TRUNCATE(x,y)函数直接截取值，并不进行四舍五入。
【实例10-7】
执行SQL语句，使用函数TRUNCATE(x,y)和ROUND(x,y)分别截取数值，执 行结果如下：
| ROUND(100.144) | ROUND(100.568) | ROUND(100.144,2) | ROUND(100.568,2) |
+------------------------------+-----------------------------+------------------------------+-----------------------------+
表102mysql中常用的字符串凼数及其功能lengthstrcharlengthstr返回字符串长度戒字符个数concatstr1str2strnconcatwsxstr1str2strn合并字符串insertstrxyinstrreplacestrab替换字符串lowerstrupperstr字符大小写转换leftstrxrightstrxsubstringstrxy获取字符串的一部分lpadstr1nstr2rpadstr1nstr2填充字符串ltrimstrrtrimstrtrimstr删除字符串左侧右侧戒两侧空格repeatstrn返回字符串str重复n次的结果locatestr1str返回子字符串的开始位置reversestr反转字符串13102字符串函数102字符串函数1021返回字符串长度和字符串中字符个数的函数凼数lengthstr用于返回字符串的长度一个汉字占用2个字节一个英文字符和数字占用1个字节

关系代数的操作符主要分四类
✓传统的集合运算符 ✓专门的关系运算符 ✓比较运算符 ✓逻辑运算符
2021/3/12
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传统的集合运算符
交（∩）
关系R与关系S的交由既属于R又属于S的元组组成， 即R∩S={t|t∈R∧t∈S}
差（－）
关系R与关系S的交由属于R但不属于S的元组组成， 即R-S={t|t∈R∧t∉S}。
第10章
数据库管理系统
2021/3/12
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内容提要
2021/3/12
管理服务层解决数据存
储（数据库与海量
存储技术），检索（搜 索引擎），使用（数据 挖掘与机器学习）以及 如何不被滥用（数据安 全与隐私保护）等问题。
本章将介绍关系数据库 的相关概念以及物联网 对数据库的新需求。
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内容回顾
•第6-9章介绍了网络构建层各种网络形式的基本概念和技 术，以及在物联网中的应用。
数据库的应用：
•个人电脑：快速查找文件 •公司：财务管理软件 •互联网：论坛数据存储 •物联网：海量数据管理
2021/3/12
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早期的数据库系统：导航式数据库
•网状模型
✓由图灵奖得主Charles Bachman提出 ✓第一个数据库系统：IDS
•层次模型
✓典型代表：IBM的IMS系统
缺点：
✓数据的存储结构依赖于数据的类型 ✓数据通过指针相互串联起来，为了访问到想要的内容，可能需要遍历 整个数据库 ✓查找操作代价大
2021/3/12
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关系数据库（RDBMS）
理论基石：Edgar Codd于1970年发表的论文《A Relational Model of
Data for Large Shared Data Banks》

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第10章 ODBC技术
10.1 中间件 10.2 ODBC结构 10.3 ODBC接口 10.4 ODBC的符合性级别 10.5 小结
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10.1 中间件
10.1.1 中间件的定义 10.1.2 中间件的作用
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10.1.1 中间件的定义
定义10.1 中间件（middleware）是分布式环境中 保证操作系统、通信协议、数据库等之间进行对话、 互操作的软件系统。
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10.2.1 ODBC概念(2)
最先推出的公共API是Microsoft公司于1992年推出 的ODBC产品。它以C／S结构为设计基础。ODBC 技术使得应用程序与DBMS之间在逻辑上可以分离，
使应用程序具有数据库无关性。每个应用程序利用
相同的源代码就可访问不同的数据库系统，存取多 个数据库中的数据。
第10章 中间件技术
1
本章重要概念
（1）中间件的定义和作用 （2）ODBC分层的体系结构：应用程序，
驱 动 程 序 管 理 器 ， DB 驱 动 程 序 ， ODBC数据源。 （ 3 ） ODBC 接 口 ： 应 用 程 序 基 本 流 程 ， ODBC句柄，ODBC连接，SQL语句的 执 行 。 ODBC 两 套 符 合 性 级 别 。 典 型 的DB应用系统开发工具。
最早的ODBC版本1.0是在1993年8月发布的。由于
1.0版本的迅速流行，2.0版本、3.0版本、3.5版本分
别在1994年12月、1995年10月、1996年10月发布,每
一次的发布都作了一些改进，着重于速度、对新的
OS的兼容性以及对ODBC可访问的更高级DBS所具
有的功能提供支持。因此，ODBC技术对C/S计算模

2021年2月4日星期四
数据库系统原理
16
存储器类型(续)
稳定存储器 是一种理想的存储器，其中的信息永不丢失 “永不”是相对的，从理论来说是无法保证的 尽管理论上不能得到稳定存储器，但可以使用技术手段使得非易失 性存储器中的信息极不可能丢失，来逼近稳定存储器 例如：采用多个异地副本
恢复的基本思想
不同的故障需要不同的恢复技术，但是它们的基本思想是一样的： 在系统正常运行时建立冗余数据，保证有足够的信息可用于故障恢 复 故障发生后采取措施，将数据库内容恢复到某个一致性状态，保证 事务原子性和持久性
DBMS恢复机制涉及的关键问题： 如何建立冗余数据 如何利用这些冗余数据进行故障恢复
2021年2月4日星期四
数据库系统原理
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10.1 故障分类Fra bibliotek故障分类
数据库系统可能发生的故障有多种，每种故障要用不同的方法处理。主 要有以下几类故障： 1．事务故障 2．系统故障 3．介质故障
2021年2月4日星期四
数据库系统原理
6
故障分类(续)
1．事务故障 某个事务在运行过程中由于种种原因未能运行到正常终止而夭折
故障原因 磁盘损坏、磁头碰撞、操作系统的某种潜在错误和瞬时强磁场干扰 都可能导致介质故障
后果与处理 介质故障可能导致存储在外存中数据库的数据部分丢失或全部丢失 需要修复或更换存储介质，然后重启系统 系统重启后，首先装入数据库发生介质故障前的最新数据库副 本 然后，利用日志将建立副本以来所有已完成的事务的更新写入 数据库
2021年2月4日星期四
数据库系统原理
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故障分类(续)
2．系统故障 由于某种原因造成整个系统的正常运行突然停止，致使所有正在运 行的事务都以非正常方式终止 发生系统故障时，内存中数据库缓冲区的信息全部丢失，但不破坏 存储在外部存储设备上的数据

• 每个数据库都包含：
• 一个主数据文件 • 一个或多个日志文件 • 零个或多个辅助数据文件
• 每个文件都有：
• 物理文件名 • 逻辑文件名
2020年1月22日3时49分
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数据页
• 在SQL Server 2005中，数据的存储单位 是页（Page，也称为数据页）。
• 一页是一块8KB（8×1024字节，其中用 8060个字节存放数据，另外的132个字节 存放系统信息）的连续磁盘空间，
• tempdb：临时数据库，用于存储临时信息
。 2020年1月22日3时49分
6
10.1.2 SQL Server数据库的组成
• 由若干个文件组成， • 文件被分为两类：
• 数据文件：用于存放数据库中的数据信 息。
• 日志文件：用于存放对数据库的操作记 录。
2020年1月22日3时49分
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数据库文件
2020年1月22日3时49分
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数据存储示意图
3000字节
数据页
3000字节 2060字节
数据页
数据页
...
2020年1月22日3时49分
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10.1.3 数据文件和日志文件
• 数据文件
• 用于存放数据库数据。 • 分为：主数据文件和辅助数据文件
• 事务日志文件
• 推荐扩展名为.ldf。 • 用于存放恢复数据库的所有日志信息。 • 每个数据库必须至少有一个日志文件。 • 最小为512KB，但最好不要小于1MB。
2020年1月22日3时49分
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T-SQL语句创建数据库（续）
<filespec> ::= {
( NAME = logical_file_name , --逻辑名

MySQL 数据库基础与应用
5
10.2 用户管理
10.2.1 创建用户
创建用户使用CREATE USER语句。 语法格式：
CREATE USER user_specification [ , user_specification ] ...
其中，user_specification：
user [
IDENTIFIED BY [ PASSWORD ] ‘password’ | IDENTIFIED WITH auth_plugin [ AS ‘auth_string’] ]
10.2 用户管理
一个新安装的MySQL系统，只有一个名为root的用户，可使用以下 语句进行查看：
mysql> SELECT host, user, authentication_string FROM er;
+-----------+--------+------------------------------------------------------------------------+
4. procs_priv表 procs_priv表可以存储过程和存储函数进行权限设置。procs_priv表 包含8个字段，分别是Host、Db、User、Routine_name、Routine_type、 Grantor 、Proc_priv和Timestamp。
MySQL 数据库基础与应用
4
+-----------+--------+------------------------------------------------------------------------+

图10-29 生成MDE文件菜单
图 生成MDE文件菜单
图 转换数据库
数据库的管理与安全
数据库对象的管理 数据库的管理 数据库安全
在数据库使用过程中，可能会多人 共同使用的。因此数据库的管理和安全 就显得非常重要，Access 2003是一个 优秀的数据库管理程序，具有完备的数 据库管理功能。包括数据库对象的管理、 数据库安全的管理以及数据库的备份和 修复等。
图 复制数据库对象
如果数据库中包含 Microsoft Visual Basic for Applications (VBA) （Visual Basic for Applications (VBA)：宏语言版本的 Microsoft Visual Basic，用来 编写 Windows 应用程序，它包含在几种 Microsoft 应用程序中。） 代码，则将 Microsoft Access 数据 库 （数据库：与特定主题或用途相关的数据的集合。 在数据库内，关于特定实体的信息（如雇员或订单） 分类归纳到表、记录和字段中。）保存为 MDE 文件 时会编译所有模块，删除所有可编辑的源代码，并压 缩目标数据库。Visual Basic 代码将继续运行，但无 法再对其进行查看或编辑。您的数据库将继续像以往 一样正常工作，您仍可以更新数据和运行报表。
图 压缩和修复数据库
图 压缩数据库来源
图 独占方式打开数据库
图 设置数据库密码
如果要删除数据库的打开密码，操作步骤如下： 1．以独占方式打开要撤销密码的数据库。 2．选择”工具”菜单下面的”安全”|”撤销数 据库密码”菜单。 3．打开”撤销数据库密码”对话框，输入当前 数据库的密码。 4. 单击”确定”按钮,即可删除数据库的密码。
图 新建用户/组

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7.2 需求分析
7.2.1 需求分析的任务 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 数据字典
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7.2.3 数据字典
一、数据字典的用途 二、数据字典的内容
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一、数据字典的用途
数据字典是各类数据描述的集合 数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的
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物理设计阶段 根据DBMS特点和处理的需要，进行物理存储 安排，建立索引，形成数据库内模式
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7.2 需求分析
7.2.1 需求分析的任务 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 数据字典
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需求分析（续）
需求分析就是分析用户的需要与要求
需求分析是设计数据库的起点 需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要
数据库系统
第10讲
1
数据库设计概述（续）
什么是数据库设计
数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最 优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之 能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求 （信息要求和处理要求）
在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统 称为数据库应用系统。
4
7.1.1数据库设计的特点
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⒋ 数据存储
数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流 的来源和去向之一。
对数据存储的描述
数据存储描述＝｛数据存储名，说明，编号， 流入的数据流 ，流出的数据流 ， 组成:｛数据结构｝，数据量，存取方式｝
流入的数据流：指出数据来源 流出的数据流：指出数据去向 数据量：每次存取多少数据，每天（或每小时、每周等）存取
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三、进一步分析和表达用户需求