具体描述
全国数据库技术水平考试体系是在职业角色分析基础上建立起来的科学、系统、实用的认证体系，是涵盖了数据库技术各个层次的国家级认证。考试内容涉及数据库设计、开发、管理和数据分析等专业领域。本书以全国数据库技术水平考试一级大纲为依据，全面系统地讲解了大纲中规定的实验内容，旨在为学员提供较为详尽的实验指导。全书共有25个实验，先后详细介绍了SQL Server数据库的安装、管理及使用，以及MySQL数据库和Oracle数据库在Windows平台及Linux平台下的安装、配置及使用等。
本书以全国数据库技术水平考试一级大纲为依据，全面系统地讲解了大纲中规定的实验内容，旨在为学员提供较为详尽的实验指导。
全书共有25个实验，先后详细介绍了SQL Server数据库的安装、管理及使用，以及MySQL数据库和Oracle数据库在Windows平台及Linux平台下的安装、配置及使用。最后介绍了使用VB 6.0、ASP、ASP.NET和JSP在Windows平台下进行数据库开发环境的配置与管理，以及使用PHP在Windows平台及Linux平台下进行数据库开发环境的配置与管理。通过本书的学习，学员能够具有较强的实际动手操作能力，能够发现与解决一般的常见问题。
《数据库基础知识与SQL入门》 内容简介 本书旨在为初学者提供一套全面、系统且易于理解的数据库基础知识和SQL（Structured Query Language）入门教程。通过本书的学习，读者将能够掌握数据库的基本概念、原理，并能够熟练运用SQL语言进行数据的查询、插入、更新和删除等基本操作，为进一步深入学习数据库技术打下坚实的基础。 第一部分：数据库基础知识 第一章：认识数据库 什么是数据库？ 数据与信息的区别：数据是原始事实的集合，信息是经过处理、组织和分析的数据，具有一定的意义和价值。 数据爆炸时代：随着信息技术的飞速发展，我们生活在一个数据日益增长的时代。海量的数据需要被有效地存储、管理和利用，这就催生了数据库技术。 数据库的定义：数据库（Database，DB）是按照一定的数据模型组织起来的，可共享的，具有最低冗余度的数据集合。它不是简单的数据堆积，而是有结构、有规则的。 数据库管理系统（DBMS）：DBMS是用户与数据库之间交互的软件系统，负责数据的创建、管理、维护和访问。它提供了数据存储、检索、安全、并发控制等一系列功能。常见的DBMS有MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server等。 数据库系统的构成：一个完整的数据库系统通常由数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）、应用程序（Application Programs）和数据库管理员（DBA）构成。 学习数据库的重要性：在当今信息化社会，几乎所有的数据都存储在数据库中。无论是科学研究、商业决策、企业管理还是日常生活，数据库都扮演着至关重要的角色。掌握数据库技术，能够让你更好地理解和利用数据。 数据库的分类 按照数据模型分类： 关系型数据库（Relational Database，RDBMS）： 这是目前最流行、最广泛使用的数据库类型。其核心思想是将数据组织成二维表（关系），表之间通过键（Key）建立关联。SQL语言主要用于操作关系型数据库。 非关系型数据库（NoSQL Database）： 随着大数据时代的到来，一些无法很好地用关系模型表达的数据（如文档、键值对、图、列族等）开始流行。NoSQL数据库种类繁多，各有侧重，例如MongoDB（文档型）、Redis（键值对型）、Neo4j（图数据库）等。 按照用户数量分类： 单用户数据库：仅允许一个用户访问。 并发用户数据库：允许多个用户同时访问。 按照地理位置分类： 集中式数据库：所有数据存储在同一台计算机上。 分布式数据库：数据分布存储在网络中的不同计算机上。 关系型数据库模型 数据结构： 表（Table）： 关系模型中最基本的数据结构，用于存储同类数据。表由行和列组成，类似于Excel表格。 行（Row）/记录（Record）： 表中的一条完整数据，代表一个实体。 列（Column）/字段（Field）： 表中的一个属性，描述实体的一个方面。每一列都有一个名称和数据类型。 数据约束： 主键（Primary Key）： 唯一标识表中每一行的字段或字段组合。主键不允许为空，且必须是唯一的。 外键（Foreign Key）： 用于建立两个表之间关联的字段。外键的值必须是另一个表中主键的值，或者为NULL（如果允许）。 非空约束（NOT NULL）： 确保某一列不允许存储NULL值。 唯一约束（UNIQUE）： 确保某一列的所有值都是唯一的，但允许NULL值（通常只有一个NULL值）。 检查约束（CHECK）： 限制某一列允许存储的值的范围或条件。 关系（Relationship）： 表与表之间的联系，主要通过主键和外键来实现。 一对一（One-to-One）： 一个实体与另一个实体最多关联一个。 一对多（One-to-Many）： 一个实体可以关联多个另一个实体，但反之则最多关联一个。 多对多（Many-to-Many）： 一个实体可以关联多个另一个实体，反之亦然。多对多关系通常需要通过一个中间表来实现。 数据冗余与数据一致性： 数据冗余： 同一数据在数据库中出现多次，导致存储空间的浪费，且不易维护。 数据一致性： 确保数据库中的数据是准确、可靠且相互一致的。良好的数据库设计应尽量减少冗余，以提高数据一致性。 规范化（Normalization）： 关系型数据库设计中的一种系统性方法，用于减少数据冗余和提高数据独立性，确保数据存储的合理性和可维护性。本书将介绍常见的规范化范式（如第一范式、第二范式、第三范式），帮助读者设计出高质量的数据库结构。 第二章：SQL语言入门 什么是SQL？ SQL（Structured Query Language，结构化查询语言）是用于管理关系型数据库的标准语言。它是一种声明式语言，用户只需告诉数据库“做什么”，而无需关心“怎么做”。 SQL的组成部分： 数据定义语言（DDL）： 用于定义数据库的结构，如创建、修改和删除表、索引等。常用命令有 `CREATE TABLE`, `ALTER TABLE`, `DROP TABLE`。 数据操纵语言（DML）： 用于对数据库中的数据进行增、删、改、查等操作。常用命令有 `INSERT`, `DELETE`, `UPDATE`, `SELECT`。 数据控制语言（DCL）： 用于管理数据库的访问权限，如授予权限、撤销权限等。常用命令有 `GRANT`, `REVOKE`。 事务控制语言（TCL）： 用于管理数据库事务，确保数据的一致性和完整性。常用命令有 `COMMIT`, `ROLLBACK`, `SAVEPOINT`。 SQL开发环境的搭建（以MySQL为例） 安装MySQL数据库服务器。 安装MySQL客户端工具（如MySQL Workbench、Navicat等）或使用命令行工具。 连接数据库服务器。 基本SQL命令的学习 创建数据库（`CREATE DATABASE`）： ```sql CREATE DATABASE mydatabase; ``` 语法解释：`CREATE DATABASE` 是创建数据库的关键字，`mydatabase` 是你为数据库指定的名称。 应用场景：在开始设计和存储数据之前，需要先创建一个数据库来存放表。 选择数据库（`USE`）： ```sql USE mydatabase; ``` 语法解释：`USE` 命令用于切换当前正在操作的数据库。 应用场景：在进行任何表操作之前，都需要先选择要操作的数据库。 创建表（`CREATE TABLE`）： ```sql CREATE TABLE students ( student_id INT PRIMARY KEY, student_name VARCHAR(50) NOT NULL, age INT, email VARCHAR(100) UNIQUE ); ``` 语法解释： `CREATE TABLE`：创建表的关键字。 `students`：表的名称。 括号内是表的列定义： `student_id INT PRIMARY KEY`：创建一个名为 `student_id` 的整型列，并将其设为主键。 `student_name VARCHAR(50) NOT NULL`：创建一个名为 `student_name` 的字符串列，最大长度为50，不允许为空。 `age INT`：创建一个名为 `age` 的整型列。 `email VARCHAR(100) UNIQUE`：创建一个名为 `email` 的字符串列，最大长度为100，要求值唯一。 数据类型简介：`INT` (整型), `VARCHAR` (可变长度字符串), `DATE` (日期), `DECIMAL` (精确小数) 等。 应用场景：定义数据库中存储数据的结构。 查看表结构（`DESCRIBE` 或 `SHOW COLUMNS`）： ```sql DESCRIBE students; -- 或者 SHOW COLUMNS FROM students; ``` 语法解释：`DESCRIBE` (或 `DESC`) 或 `SHOW COLUMNS FROM` 命令用于显示表的列名、数据类型、是否允许为空等信息。 应用场景：了解已创建表的结构，以便进行后续操作。 插入数据（`INSERT INTO`）： ```sql INSERT INTO students (student_id, student_name, age, email) VALUES (1, '张三', 20, 'zhangsan@example.com'); INSERT INTO students (student_id, student_name, age) VALUES (2, '李四', 21); -- email列可以为空（如果允许） ``` 语法解释： `INSERT INTO`：插入数据的关键字。 `students`：要插入数据的表名。 括号内是要插入的列名列表（可选，如果所有列都插入且顺序一致，可以省略）。 `VALUES`：指定要插入的具体值的关键字。 括号内是对应列的值。 应用场景：向数据库表中添加新的记录。 查询数据（`SELECT`）： 查询所有列： ```sql SELECT FROM students; ``` ``：表示选择所有列。 查询指定列： ```sql SELECT student_name, age FROM students; ``` 指定要查询的列名。 条件查询（`WHERE` 子句）： ```sql SELECT FROM students WHERE age > 20; SELECT student_name, email FROM students WHERE student_name = '张三'; ``` `WHERE` 子句用于过滤出满足特定条件的记录。 常用比较运算符：`=` (等于), `>` (大于), `<` (小于), `>=` (大于等于), `<=` (小于等于), `!=` 或 `<>` (不等于), `LIKE` (模糊匹配), `IN` (在集合中), `BETWEEN` (在范围内)。 排序查询（`ORDER BY` 子句）： ```sql SELECT FROM students ORDER BY age DESC; -- 按年龄降序排列 SELECT student_name, age FROM students ORDER BY age ASC, student_name; -- 先按年龄升序，再按姓名升序 ``` `ORDER BY` 子句用于对查询结果进行排序。 `ASC`：升序（默认）。 `DESC`：降序。 限制查询数量（`LIMIT` 子句，MySQL/PostgreSQL）： ```sql SELECT FROM students LIMIT 5; -- 返回前5条记录 SELECT FROM students LIMIT 5, 10; -- 返回从第6条开始的10条记录 (偏移量, 数量) ``` `LIMIT` 子句用于限制返回的记录数量。 聚合函数： `COUNT()`：计算行数。 ```sql SELECT COUNT() FROM students; -- 计算所有学生数量 SELECT COUNT(DISTINCT email) FROM students; -- 计算不重复的邮箱数量 ``` `SUM()`：计算总和。 ```sql SELECT SUM(age) FROM students; -- 计算所有学生的年龄总和 ``` `AVG()`：计算平均值。 ```sql SELECT AVG(age) FROM students; -- 计算所有学生的平均年龄 ``` `MAX()`：查找最大值。 ```sql SELECT MAX(age) FROM students; -- 查找最高年龄 ``` `MIN()`：查找最小值。 ```sql SELECT MIN(age) FROM students; -- 查找最低年龄 ``` 分组查询（`GROUP BY` 子句）： ```sql SELECT age, COUNT() FROM students GROUP BY age; -- 按年龄分组，统计每个年龄的学生人数 ``` `GROUP BY` 子句用于将具有相同值的行分组，通常与聚合函数一起使用。 `HAVING` 子句：用于过滤分组后的结果，类似于 `WHERE` 子句，但作用于分组。 ```sql SELECT age, COUNT() FROM students GROUP BY age HAVING COUNT() > 1; -- 找出学生数大于1的年龄 ``` 更新数据（`UPDATE`）： ```sql UPDATE students SET age = 22, email = 'zhangsan_new@example.com' WHERE student_id = 1; ``` 语法解释： `UPDATE`：更新数据的关键字。 `students`：要更新的表名。 `SET`：指定要更新的列及其新值的关键字。 `WHERE` 子句：非常重要，用于指定更新哪些记录，如果不加 `WHERE` 子句，将更新表中所有记录。 删除数据（`DELETE FROM`）： ```sql DELETE FROM students WHERE student_id = 2; ``` 语法解释： `DELETE FROM`：删除数据的关键字。 `students`：要删除数据的表名。 `WHERE` 子句：非常重要，用于指定删除哪些记录，如果不加 `WHERE` 子句，将删除表中所有记录。 删除表（`DROP TABLE`）： ```sql DROP TABLE students; ``` 语法解释：`DROP TABLE` 命令用于删除整个表及其所有数据。操作不可恢复。 删除数据库（`DROP DATABASE`）： ```sql DROP DATABASE mydatabase; ``` 语法解释：`DROP DATABASE` 命令用于删除整个数据库及其所有表和数据。操作不可恢复。 第三章：数据完整性与约束 主键约束（Primary Key Constraint）： 确保每条记录的唯一性，是标识实体的重要依据。 外键约束（Foreign Key Constraint）： 维护表与表之间的参照完整性，确保数据的一致性。例如，在“订单”表中，客户ID必须存在于“客户”表中。 非空约束（NOT NULL Constraint）： 确保某一列不能为NULL，对于一些关键信息（如用户名、产品名称）非常重要。 唯一约束（UNIQUE Constraint）： 确保某一列的值不重复，但可以为NULL（通常允许一个NULL值）。例如，邮箱地址应该唯一。 检查约束（CHECK Constraint）： 限制某一列的取值范围或符合特定条件。例如，年龄必须大于0。 数据类型选择的原则： 选择最能准确表示数据且占用空间最小的数据类型，以提高存储效率和查询性能。 第二部分：实战练习与案例分析 第四章：数据库设计入门 需求分析： 明确需要存储哪些信息，以及这些信息之间的关系。 概念设计： 绘制实体-关系图（ER图），表示实体、属性和它们之间的关系。 逻辑设计： 将ER图转换为关系模型，即确定表的结构、字段、主键、外键等。 物理设计： 确定表的存储方式、索引策略等，以优化性能。 常见业务场景示例： 简单的图书管理系统： 实体：图书、作者、出版社。 关系：一本图书可以有多位作者，一位作者可以写多本图书（多对多）；一本图书只有一个出版社，一个出版社可以出版多本图书（一对多）。 表设计：`books` 表（图书信息），`authors` 表（作者信息），`publishers` 表（出版社信息），以及可能需要一个 `book_authors` 关联表来处理多对多关系。 简单的学生选课系统： 实体：学生、课程、教师。 关系：一个学生可以选多门课程（多对多）；一门课程可以被多个学生选修（多对多）；一位教师可以教授多门课程（一对多）；一门课程通常由一位或多位教师教授。 表设计：`students` 表，`courses` 表，`teachers` 表，`student_courses` 关联表。 第五章：SQL进阶查询技巧 连接查询（JOIN）： 内连接（INNER JOIN）： 返回两个表中都匹配的行。 ```sql SELECT s.student_name, c.course_name FROM students s INNER JOIN student_courses sc ON s.student_id = sc.student_id INNER JOIN courses c ON sc.course_id = c.course_id; ``` 左连接（LEFT JOIN）： 返回左表的所有行，以及右表中匹配的行。如果右表没有匹配，则右表的列为NULL。 右连接（RIGHT JOIN）： 返回右表的所有行，以及左表中匹配的行。 全连接（FULL OUTER JOIN）： 返回左表和右表的所有行。 子查询（Subquery）： 在一个SQL语句中嵌套另一个SQL语句。 ```sql SELECT student_name FROM students WHERE student_id IN (SELECT student_id FROM student_courses WHERE course_id = 101); -- 查找选修了课程ID为101的学生 ``` 视图（VIEW）： 虚拟表，基于SQL查询结果集。它不存储实际数据，而是动态生成。 ```sql CREATE VIEW student_course_view AS SELECT s.student_name, c.course_name FROM students s INNER JOIN student_courses sc ON s.student_id = sc.student_id INNER JOIN courses c ON sc.course_id = c.course_id; SELECT FROM student_course_view WHERE course_name = '数据库原理'; ``` 优点：简化复杂查询，提高安全性（只暴露部分数据），提供逻辑数据独立性。 索引（INDEX）： 提高数据检索速度的数据结构。 何时创建索引：经常用于查询条件的列，外键列，需要排序的列。 何时避免创建索引：频繁更新的列，小表，不常用于查询条件的列。 创建索引：`CREATE INDEX index_name ON table_name (column_name);` 删除索引：`DROP INDEX index_name ON table_name;` 第六章：数据库管理与维护基础 备份与恢复： 数据库备份是数据安全的重要保障。定期备份可以防止数据丢失。 备份策略：完全备份、增量备份、差异备份。 常用备份命令（以MySQL为例）：`mysqldump`。 用户管理与权限控制： 为不同用户分配不同的数据库访问权限，增强安全性。 创建用户：`CREATE USER 'username'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password';` 授予权限：`GRANT SELECT, INSERT ON database_name.table_name TO 'username'@'localhost';` 撤销权限：`REVOKE SELECT ON database_name.table_name FROM 'username'@'localhost';` 刷新权限：`FLUSH PRIVILEGES;` 性能优化基础： 优化SQL查询语句：避免使用 `SELECT `，使用 `EXPLAIN` 分析查询计划，优化 `WHERE` 子句。 合理创建和使用索引。 规范化数据库设计。 本书特色 由浅入深，循序渐进： 从最基础的概念讲起，逐步引入复杂的SQL语句和数据库设计原则，适合零基础的学习者。 理论结合实践： 每个知识点都配有清晰的语法说明、代码示例和应用场景，鼓励读者动手实践。 大量实例演示： 通过具体的业务场景，演示如何设计数据库、编写SQL语句来解决实际问题。 重点突出，易于理解： 强调了SQL语言的核心语法和数据库设计的关键点，避免了过于深奥的技术细节。 面向初学者友好： 语言通俗易懂，避免使用过多的专业术语，力求让读者轻松掌握数据库知识。 适合读者 对数据库技术感兴趣，希望入门的初学者。 需要掌握SQL语言进行数据操作的学生、IT从业人员。 希望提升数据处理和分析能力的各类用户。 准备参加相关数据库基础技能考试的学习者。 通过本书的学习，你将能够自信地与数据库打交道，为你在更广阔的数据领域探索打下坚实的基础。
