《數(shù)據(jù)庫(kù)SQL ServeSQLite教程》 教案 第10章 數(shù)據(jù)庫(kù)管理維護(hù)與新技術(shù)

數(shù)據(jù)庫(kù)SQLServeSQLite教程課程教案課程名稱：數(shù)據(jù)庫(kù)SQLServeSQLite教程課程號(hào)：課程學(xué)分：2參考學(xué)時(shí)：32課程性質(zhì)：專業(yè)必修課適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)類專業(yè)上課時(shí)間：授課教師：負(fù)責(zé)人：審核單位：年月日-1-一、課程基本信息課程名稱數(shù)據(jù)庫(kù)SQLServeSQLite教程課程號(hào)課程性質(zhì)專業(yè)必修課開(kāi)課部門課程負(fù)責(zé)人課程團(tuán)隊(duì)授課學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)2/32授課語(yǔ)言漢語(yǔ)先修課程數(shù)據(jù)庫(kù)SQLServeSQLite教程課程簡(jiǎn)介從理論實(shí)踐一體化角度出發(fā)，介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念、理論、模型和方法，同時(shí)從知識(shí)技能的邏輯順序出發(fā)，深入淺出地介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生可以快速掌握數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的原理，應(yīng)用有關(guān)工具學(xué)習(xí)SQL，并在C#、Python等相關(guān)課程中應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中解決實(shí)際問(wèn)題。授課班級(jí)

二、課程授課教案第10章，共11章講課主題數(shù)據(jù)庫(kù)管理維護(hù)與新技術(shù)學(xué)時(shí)6學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)從理論實(shí)踐一體化角度出發(fā)，介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念、理論、模型和方法，同時(shí)從知識(shí)技能的邏輯順序出發(fā)，深入淺出地介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生可以快速掌握數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的原理，應(yīng)用有關(guān)工具學(xué)習(xí)SQL，并在C#、Python等相關(guān)課程中應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中解決實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理維護(hù)至關(guān)重要。數(shù)據(jù)庫(kù)的備份與還原、分離與附加、導(dǎo)入與導(dǎo)出是數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)的常用方法，當(dāng)然對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理維護(hù)也離不開(kāi)新的技術(shù)和方法。教學(xué)設(shè)計(jì)授課提綱及重難點(diǎn)分析教學(xué)方法及課程思政設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)間10.1事務(wù)管理事務(wù)處理是所有大中型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，不同的事務(wù)處理方式會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)性能和功能上的巨大差異。事務(wù)處理是數(shù)據(jù)庫(kù)管理員與開(kāi)發(fā)人員必須深刻理解的一個(gè)問(wèn)題。10.1.1事務(wù)的概念事務(wù)(Transaction)是并發(fā)控制的單位，是用戶定義的一個(gè)操作序列。這些操作要么都做，要么都不做，是一個(gè)不可分割的工作單元。通過(guò)事務(wù)，SQLServer能將邏輯相關(guān)的一組操作綁定在一起，以便服務(wù)器保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。最典型的一個(gè)例子就是銀行的轉(zhuǎn)賬操作，在A、B兩個(gè)賬戶之間只有完成全部操作才行，否則對(duì)銀行和儲(chǔ)戶都將帶來(lái)嚴(yán)重后果。10.1.2執(zhí)行事務(wù)的3種模式執(zhí)行事務(wù)通常有以下3種模式。1.自動(dòng)提交事務(wù)自動(dòng)提交是系統(tǒng)默認(rèn)的事務(wù)方式。對(duì)于用戶發(fā)出的每一條SQL語(yǔ)句，SQLServer都會(huì)自動(dòng)開(kāi)始一個(gè)事務(wù)，并且在執(zhí)行后自動(dòng)進(jìn)行提交操作來(lái)完成這個(gè)事務(wù)。在這種事務(wù)模式下，一個(gè)SQL語(yǔ)句就是一個(gè)事務(wù)。2.顯式事務(wù)顯式事務(wù)是指在自動(dòng)提交模式下以BeginTransaction開(kāi)始，以Commit或Rollback結(jié)束的一個(gè)事務(wù)。BeginTransaction標(biāo)記一個(gè)顯式本地事務(wù)起始點(diǎn)。BeginTransaction語(yǔ)句使@@TRANCOUNT自動(dòng)加1，CommitTransaction語(yǔ)句使@@TRANCOUNT遞減1，RollbackTransaction語(yǔ)句使@@TRANCOUNT遞減至0。@@TRANCOUNT是一個(gè)全局變量，可返回當(dāng)前連接中處于激活狀態(tài)的事務(wù)數(shù)。3.隱式事務(wù)當(dāng)連接以隱性事務(wù)模式進(jìn)行操作時(shí)，SQLServer將在提交或回滾當(dāng)前事務(wù)后自動(dòng)啟動(dòng)新事務(wù)。無(wú)須描述事務(wù)的開(kāi)始，只需用Commit提交或Rollback回滾每個(gè)事務(wù)。隱式事務(wù)模式可生成連續(xù)的事務(wù)鏈。30min10.2數(shù)據(jù)庫(kù)安全管理SQLServer的安全性管理分為3個(gè)等級(jí)：操作系統(tǒng)級(jí)、SQLServer級(jí)和數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)。操作系統(tǒng)級(jí)的安全性是指用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用客戶計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)SQLServer服務(wù)器訪問(wèn)時(shí)，首先要獲得計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的使用權(quán)。SQLServer級(jí)的安全性是指SQLServer的服務(wù)器級(jí)安全性建立在控制服務(wù)器登錄賬號(hào)和口令的基礎(chǔ)上。SQLServer采用標(biāo)準(zhǔn)SQLServer登錄和集成WindowsNT登錄兩種方式，無(wú)論使用哪種登錄方式，用戶在登錄時(shí)提供的登錄賬號(hào)和口令都必須正確。數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)的安全性是指在用戶通過(guò)SQLServer服務(wù)器的安全性檢驗(yàn)以后，將直接面對(duì)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)入口。10.2.1服務(wù)器安全管理SQLServer服務(wù)器有兩種驗(yàn)證模式：Windows驗(yàn)證模式和混合驗(yàn)證模式。SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通常運(yùn)行在NT服務(wù)器平臺(tái)或基于NT架構(gòu)的Windows上。NT作為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，本身就具備管理登錄及驗(yàn)證用戶合法性的能力，因此Windows驗(yàn)證模式就是利用用戶安全性和賬號(hào)管理的機(jī)制，允許SQLServer使用NT的用戶名和口令。當(dāng)用戶試圖登錄到SQLServer時(shí)，從NT或Windows的網(wǎng)絡(luò)安全屬性中獲取登錄用戶的賬號(hào)和密碼，并驗(yàn)證其合法性。10.2.2數(shù)據(jù)庫(kù)安全管理在SQLServer服務(wù)器配置了身份驗(yàn)證模式并創(chuàng)建了登錄賬戶以后，還需要授予它們合適的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)權(quán)限，也就是將每個(gè)需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的登錄賬戶映射到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶。數(shù)據(jù)庫(kù)用戶是數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)的主體，是登錄賬戶在數(shù)據(jù)庫(kù)中的映射，是在數(shù)據(jù)庫(kù)中執(zhí)行操作和活動(dòng)的行動(dòng)者。一個(gè)登錄名可對(duì)應(yīng)多個(gè)用戶，一個(gè)用戶也可以被多個(gè)登錄名使用。1.特殊的數(shù)據(jù)庫(kù)用戶每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)都有一個(gè)dbo用戶(databaseowner)，而且不能刪除，dbo可以在數(shù)據(jù)庫(kù)范圍內(nèi)執(zhí)行一切操作。每個(gè)SQLServer服務(wù)器登錄賬戶在其創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)中都映射為dbo用戶，sa是所有系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的擁有者，因此sa映射為所有系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的dbo用戶。2.創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)用戶使用菜單方式創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)用戶，步驟如下：(1)在“對(duì)象資源管理器”中，展開(kāi)“數(shù)據(jù)庫(kù)”節(jié)點(diǎn)，展開(kāi)某一數(shù)據(jù)庫(kù)，展開(kāi)“安全性”節(jié)點(diǎn)，展開(kāi)“用戶”節(jié)點(diǎn)。在用戶名上右擊，彈出快捷菜單，選擇“新建用戶”命令，彈出“數(shù)據(jù)庫(kù)用戶-新建”對(duì)話框。(2)在“用戶名”處輸入數(shù)據(jù)庫(kù)用戶名(如stud)，在“登錄名”框內(nèi)選擇已經(jīng)創(chuàng)建的登錄賬號(hào)，在“默認(rèn)架構(gòu)”處選擇dbo架構(gòu)，在“數(shù)據(jù)庫(kù)角色成員身份”處勾選“db_owner”，然后單擊“確定”按鈕，完成數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的創(chuàng)建。(3)查看、刪除數(shù)據(jù)庫(kù)用戶。在“對(duì)象資源管理器”中，展開(kāi)“數(shù)據(jù)庫(kù)”節(jié)點(diǎn)，展開(kāi)“安全性”文件夾，展開(kāi)“用戶”節(jié)點(diǎn)，選擇相應(yīng)的用戶，右擊彈出快捷菜單，選擇“刪除”命令，刪除用戶。30min10.3數(shù)據(jù)庫(kù)日常維護(hù)10.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)備份與還原數(shù)據(jù)庫(kù)備份與還原是維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)安全性和完整性的重要手段。備份是對(duì)SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)及其他相關(guān)信息進(jìn)行拷貝保存的過(guò)程。還原即恢復(fù)，是將數(shù)據(jù)庫(kù)備份進(jìn)行裝載，并應(yīng)用事務(wù)日志重建數(shù)據(jù)庫(kù)操作的過(guò)程。1.數(shù)據(jù)庫(kù)備份1)備份的內(nèi)容和類型(1)備份的內(nèi)容。備份的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫(kù)、事務(wù)日志和文件3種。(2)備份的類型。備份的類型包括完全備份、差異備份、事務(wù)日志備份、文件和文件組備份4種。2)備份操作(1)使用菜單方式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)備份。操作步驟如下：①在“對(duì)象資源管理器”中，展開(kāi)“數(shù)據(jù)庫(kù)”節(jié)點(diǎn)，選擇數(shù)據(jù)庫(kù)，右擊彈出快捷菜單，選擇“任務(wù)”命令，彈出下一級(jí)菜單，選擇“備份”命令。②在數(shù)據(jù)庫(kù)備份對(duì)話框中，在“源”“備份集”和“目標(biāo)”欄處進(jìn)行選擇或添加的操作，如備份數(shù)據(jù)庫(kù)“studscore_wl2”。③單擊“確定”按鈕，提示“備份成功！”。(2)使用代碼方式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)備份。在SQLServer2008R2中可以使用backup命令完成數(shù)據(jù)庫(kù)完整備份。2.數(shù)據(jù)庫(kù)還原數(shù)據(jù)庫(kù)還原操作步驟如下：(1)右擊數(shù)據(jù)庫(kù)，彈出菜單，選擇“還原...”，選擇還原“數(shù)據(jù)庫(kù)”，進(jìn)入還原數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)話框。(2)在還原數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)話框中輸入目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的名稱，即沒(méi)有使用過(guò)的數(shù)據(jù)庫(kù)名稱，在“源設(shè)備”處選擇用于還原的備份文件。在“還原”處勾選，然后單擊“確定”按鈕，還原成功。10.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)分離與附加用戶可以分離數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)文件和日志文件，并將其附加于同一或其他數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上。數(shù)據(jù)庫(kù)的分離和附加過(guò)程是一對(duì)反向操作，經(jīng)常使用這一方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)在不同數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間的移動(dòng)。1.分離在“對(duì)象資源管理器”中，展開(kāi)“數(shù)據(jù)庫(kù)”節(jié)點(diǎn)，右擊某一數(shù)據(jù)庫(kù)彈出快捷菜單，選擇“任務(wù)”命令，彈出下一級(jí)菜單，選擇“分離”命令。在“分離數(shù)據(jù)庫(kù)”對(duì)話框中單擊“確定”按鈕，此時(shí)在SSMS中就看不到該數(shù)據(jù)庫(kù)了。2.附加在“對(duì)象資源管理器”中，右擊“數(shù)據(jù)庫(kù)”節(jié)點(diǎn)，彈出快捷菜單，選擇“附加”命令。在“附加數(shù)據(jù)庫(kù)”對(duì)話框中選擇數(shù)據(jù)庫(kù)的主文件，單擊“確定”按鈕，返回對(duì)話框，然后單擊“確定”按鈕，完成數(shù)據(jù)庫(kù)附加操作。10.3.3數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出是SQLServer與外部系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的手段。通過(guò)導(dǎo)入和導(dǎo)出操作，可以實(shí)現(xiàn)SQLServer和其他異類數(shù)據(jù)源(如電子表格Excel、Access、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)等)之間的數(shù)據(jù)傳輸。導(dǎo)入是將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)文件加載到SQLServer表，導(dǎo)出是將數(shù)據(jù)從SQLServer表復(fù)制到數(shù)據(jù)文件。1.導(dǎo)入在SQLServer2008R2的SSMS中，使用“導(dǎo)入向?qū)А惫ぞ呖梢酝瓿蓮钠渌麛?shù)據(jù)源向SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)的操作。2.導(dǎo)出數(shù)據(jù)導(dǎo)出是將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)表或視圖中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為其他數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)導(dǎo)出的過(guò)程與數(shù)據(jù)導(dǎo)入的過(guò)程類似。30min10.4數(shù)據(jù)庫(kù)新技術(shù)10.4.1分布式數(shù)據(jù)庫(kù)隨著數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的日趨成熟、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴(kuò)充，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。20世紀(jì)90年代以來(lái)，以分布式為主要特征的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)入商品化應(yīng)用階段。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DistributedDataBaseSystem，DDBS)包含分式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DDBMS)和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)(DDB)。在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，一個(gè)應(yīng)用程序可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行透明操作，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)分別在不同的局部數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)、由不同的DBMS進(jìn)行管理、在不同的機(jī)器上運(yùn)行、由不同的操作系統(tǒng)支持、被不同的通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起。1.DDBS的基本概念分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)就是物理上分散而邏輯上集中的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，DDBS日趨成為數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的主流方向。2.DDBS的優(yōu)缺點(diǎn)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)適合于單位分散的部門，允許各個(gè)部門將其常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，實(shí)施就地存放本地使用，從而提高響應(yīng)速度，降低通信費(fèi)用。3.主流的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品主流的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品有基于Hadoop的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品Greenplum、基于列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品Vertica、為數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品SybaseIQ(15.4)等。SybaseIQ(15.4)采用業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的MPP列式數(shù)據(jù)庫(kù)和最先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)分析技術(shù)，并革命性地加入了MapReduce與Hadoop集成，以應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代的分析挑戰(zhàn)。10.4.2NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)為彌補(bǔ)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的不足，出現(xiàn)了NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)。NoSQL是NotOnlySQL(非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù))的縮寫，即不使用傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型，而是使用如key-value存儲(chǔ)、文檔型、列存儲(chǔ)、圖形數(shù)據(jù)庫(kù)等方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。1.新需求與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的局限性新需求與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的局限性如下：(1)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)高并發(fā)讀寫的需求。(2)對(duì)海量數(shù)據(jù)的高效率存儲(chǔ)和訪問(wèn)的需求。(3)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的高可擴(kuò)展性和高可用性的需求。(4)數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)一致性需求。(5)數(shù)據(jù)庫(kù)的寫實(shí)時(shí)性和讀實(shí)時(shí)性需求。(6)對(duì)復(fù)雜的SQL查詢，特別是多表關(guān)聯(lián)查詢的需求。2.NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)如下：(1)可以處理超大量的數(shù)據(jù)。(2)通常運(yùn)行在便宜的PC服務(wù)器集群上。(3)高性能。(4)沒(méi)有過(guò)多的操作。(5)Bootstrap支持。3.NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)NoSQL是非關(guān)系型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)