项目3数据库的创建与操作 数据库是存储数据库对象的容器。通过项目1和项目2的学习，在安装MySQL数据库管理系统、配置好环境，完成需求分析、概念结构设计和数据库逻辑结构的设计后，就需要利用这个环境表达用户的要求,建立数据库及其应用系统。 本项目主要介绍在MySQL数据库管理系统的支持下，利用Navicat和SQL语句创建查看、修改和删除数据库等操作。 项目主要任务： ■任务1创建数据库； ■任务2打开查看数据库； ■任务3修改数据库； ■任务4删除数据库。 能力培养目标： ■具备创建数据库的能力； ■具备维护数据库中数据的能力。 素质培养目标： ■培养学生解决实际问题的独立思考能力； ■培养学生团队合作的精神； ■培养学生的创新思维； ■培养学生数据库设计人员的职业素养。 3.1项目导入和需求分析 1. 项目导入 通过数据收集、设计ER图、转换关系模式、对关系模式进行规范化处理，得到了学生信息管理系统数据库的逻辑结构，开发人员下一步工作就是在MySQL数据库管理系统支持下创建和维护学生信息管理数据库。在数据库创建好以后，还会面临数据库的修改、删除、查看等。本项目着重讲解MySQL中创建、查看、修改、删除数据库的方法。 2. 需求分析 后台数据库是对前台页面显示的管理，设计人员在了解MySQL数据库管理系统、熟悉其工作环境、掌握MySQL数据库的相关概念后，接下来的工作是在MySQL数据库管理系统支持下利用Navicat和SQL语句创建并维护XSGL数据库。 3.2相 关 知 识 3.2.1认识SQL语言 1. SQL语言概述 结构化查询语言SQL(Structured Query Language)是由美国国家标准协会ANSI(American National Standards Institute)和国际标准化组织ISO(International Standards Organization)定义的标准。 SQL标准自1986年以来不断演化发展，有数种版本。从1992年发布的SQL92标准，1999年发布的SQL： 1999标准，以及当前最新的SQL： 2008标准。MySQL致力于支持套ANSI/ISO SQL标准，但不会以牺牲代码的速度和质量为代价。 2. SQL语言的特点 SQL语言有以下4个特点。 ■一体化： 集数据定义语言、数据操纵语言、数据控制语言元素为一体。 ■使用方式： 有两种使用方式，即交互使用方式和嵌入高级语言中的使用方式。 ■非过程化语言： 只需要提出“干什么”，不需要指出“如何干”，语句的操作过程由系统自动完成。 ■人性化： 符合人们的思维方式，容易理解和掌握。 3. SQL语言的分类 在MySQL系统中，根据SQL语言的执行功能特点，可以将SQL语言分为3种类型： 数据定义语言、数据操纵语言和数据控制语言。 ■数据定义语言DDL(Date Definition Language)。数据定义语言是最基础的SQL语言类型，其用来创建数据库和创建、修改、删除数据库中的各种对象，为其他语言的操作提供对象。只有在创建数据库和数据库中的各种对象之后，数据库中的各种其他操作才有意义。例如，数据库、表、触发器、存储过程、视图、索引、函数及用户等都是数据库中的对象，都需要通过定义才能使用。最常用的DDL语句是CREATE、DR OP和ALTER。 ■数据操纵语言DML(Date Manipulation Language)。用于完成数据和数据更新操作，其中数据更新是指对数据进行插入、删除和修改操作。最常使用的DML语句是SELECT、INSERT、UPDATE和DELETE。 ■数据控制语言DCL(Date Control Language)。数据控制语言是用来设置或更改数据库用户或角色权限的语句，主要包括GRANT语句和REVOKE语句。GRANT语句可以将指定的安全对象的权限授予相应的主体，REVOKE语句则删除授予的权限。 系统的需求分析反映了用户的需求，我们要将其转化为信息世界的结构，这就是概念结构设计阶段主要要完成的内容。 3.2.2MySQL数据库简介 1. MySQL数据库文件介绍 数据库管理的核心任务包括创建、操作和支持数据库。在MySQL中，每个数据库都对应存放在一个与数据库同名的文件夹中。MySQL数据库文件有“.FRM”“.MYD”和“.MYI” 3种文件格式，其中“.FRM” 是描述表结构的文件，“.MYD”是表的数据文件，“.MYI”是表数据文件中的索引文件。它们都存放在 与数据库同名的文件夹中。数据库的默认存放位置C:＼Documents and Settings＼AllUsers＼ApplicationData＼MySQL＼MySQL Server 5.5＼Data。MySQL安装完成之后，将会在其Data目录下自动创建information_schema、mysql、performance_schema、sys4个数据库。 这4个数据库的作用如表31所示。不要随意删除系统自带的数据库，否则会使MySQL不能正常运行。 表31MySQL自动创建的数据库作用 数据库名称数据库作用 mysql描述用户访问权限 Information_schema保存关于MySQL服务器所维护的所有其他数据库的信息，如数据库名，数据库的表、表栏的数据类型与访问权限等 Performance_schema主要用于收集数据库服务器性能参数 sys用户利用该数据库进行测试工作 2. MySQL存储引擎 数据库存储引擎是数据库底层软件组件，数据库管理系统(DBMS)使用数据引擎进行创建、查询、更新和删除数据等操作。不同的存储引擎提供不同的存储机制、索引 技巧、锁定水平等功能，使用不同的存储引擎可以获得特定的功能。现在的数据库管理系统都支持多种不同的数据引擎，MySQL的核心就是存储引擎。 MySQL提供了多个不同的存储引擎，包括处理事务安全表的引擎和处理非事务安全表的引擎。在MySQL中，不需要在整个服务器中使用同种存储引擎，针对具体的要求，可以对每一个表使用不同的存储引擎。MySQL 支持的存储引擎有InnoDB、MyISAM、Memory、Merge、Archive、Federated、CSV、BLACKHOLE等。可以使用SHOW ENGINES语句查看系统所支持的引擎类型。 (1) InnoDB存储引擎。InnoDB 是事务型数据库的首选引擎，既支持事务安全表(ACID)，也支持行锁定和外键。MySQL 5.5.5之后，InnoDB作为默认存储引擎，其主要特性有以下几种。 ■InnoDB给MySQL提供了具有提交、回滚和崩溃恢复能力的事务安全(ACID兼容)存储引擎。InnoDB锁定在行级并在SELECT语句中提供一个类似Oracle的非锁定读，这些功能增加了多用户部署和性能。在SQL查询中，可以自由地将InnoDB类型与其他MySQL类型的表混合起来，甚至在同一个查询中也可以混合。 ■InnoDB是为处理巨大数据量时的最大性能设计，它的CPU效率可能是任何其他基于磁盘的关系数据库引擎所不能匹敌的。 ■InnoDB存储引擎完全与MySQL服务器整合，它为在主内存中缓存数据和索引而维持自己的缓冲池。InnoDB将它的表和索引存在一个逻辑表空间，表空间可以包含数个文件(或原始磁盘分区)。这与MyISAM表不同，在MyISAM表中，每个表都被保存在分离的文件中。InnoDB表可以是任意尺寸，即使在文件尺寸被限制为2GB的操作系统上。 ■InnoDB支持外键完整性约束(Foreign Key)。 ■存储表中的数据时，每张表的存储都按主键顺序存放，如果在表定义时没有显示指定主键，InnoDB会为每一行生成一个6B的ROWID,并以此作为主键。 ■InnoDB被用在众多需要高性能的大型数据库站点上。InnoDB不创建目录，使用InnoDB时，MySQL将在MySQL数据目录下创建一个名称为ibdatal的18MB的自动扩展数据文件，以及两个名称为ib_logfile0和ib logilel的5MB的日志文件。 (2) MyISAM存储引擎。MyISAM基于ISAM的存储引擎，并对其进行扩展，它是在Web、数据存储和其他应用环境下最常使用的存储引擎之一。MyISAM拥有较高的插入、查询速度，但不支持事务。在MySQL 5.5.5之前的版本中，MyISAM是默认存储引擎。MyISAM的主要特性有以下几种。 ■大文件(达63位文件长度)在支持大文件的文件系统和操作系统上被支持。 ■当删除、更新及插入操作混合使用时，动态尺寸的行产生更少碎片，这要通过合并相邻被删除的块，以及若下一个块被删除，就扩展到下一块来自动完成。 ■每个MyISAM表最大索引数是64，这可以通过重新编译来改变。每个索引最大的列数是16个。 ■最大的键长度是1000B,这也可以通过编译来改变。对于键长度超过250B的情况，一个超过1024B的键将被用上。 ■BLOB和TEXT列可以被索引。 ■NULL值被允许在索引的列中。这个值占每个键的一个字节。 ■所有数字键值以高字节优先被存储，以允许一个更高的索引压缩。 ■每表一个AUTOINCREMENT列的内部处理。MyISAM为INSERT 和UPDATE操作自动更新这一列，这使得AUTO INCREMENT列更快(至少提高10%)，在序列顶的值被删除之后就不能再利用。 ■可以把数据文件和索引文件放在不同目录中。 ■每个字符列可以有不同的字符集。 ■有VARCHAR的表可以固定或动态记录长度。 ■VARCHAR和CHAR列可以多达64KB。 使用MyISAM引擎创建数据库，将生成3个文件。文件的名称以表的名称开始，扩展名指出文件类型： Frm文件存储表定义，数据文件的扩展名为. MYD(MYData)，索引文件的扩展名为.MYI (MYIndex)。 (3) MEMORY存储引擎。MEMORY 存储引擎将表中的数据存储到内存中，为查询和引用其他表数据提供快速访问。MEMORY 的主要特性有以下几种。 ■MEMORY表的每个表可以有多达32个索引，每个索引16列，以及500B的最大键长度。 ■MEMORY存储引擎执行HASH和BTRE索引。 ■可以在一个MEMORY表中有非唯一键值。 ■MEMORY表使用一个固定的记录长度格式。 ■MEMORY不支持BLOB或TEXT列。 ■MEMORY支持AUTOINCREMENT列和对可包含NULL值的列的索引。 ■MEMORY表在所有客户端之间共享(就像其他任何非TEMPORARY表)。 ■MEMORY表内容被保存在内存中，内存是MEMORY表和服务器在查询处理的空闲中创建的内部表共享。 ■当不再需要MEMORY表的内容时，要释放被MEMORY表使用的内存，应该执 DELETE FROM或TRUNCATE TABLE，或者删除整个表(使用 DROP TABLE)。 (4) 存储引擎选择。不同存储引擎都有各自的特点，以适应不同的需求。在实际工作中，选择一个合适的存储引擎是一个比较复杂的问题。每种存储引擎都有自己的优缺点，不能笼统地说谁比谁好。 ■InnoDB： 支持事务处理，支持外键，支持崩溃修复能力和并发控制。如果对事务的完整性要求比较高(如银行)，要求实现并发控制(如售票)，那么选择InnoDB有很大的优势。如果需要频繁更新、删除操作的数据库，就可以选择InnoDB,因为它支持 事务的提交(Commit)和回滚(Rollback)。 ■MyISAM： 插入数据快，空间和内存使用率比较低。如果表主要用于插入新记录和读出记录，那么选择MyISAM能实现 高效率处理。如果应用的完整性、并发性要求比较低，也可以使用。 ■MEMORY： 所有的数据都在内存中，数据的处理速度虽然快，但是安全性不高。如果需要很快的读写速度，对数据的安全性要求较低，可以选择MEMOEY。但它对表的大小有要求，不能建立太大的表。所以，这类数据库只能使用在相对较小的数据库表中。 注意： 同一个数据库也可以使用多种存储引擎的表。如果一个表 对事务处理的要求比较高，可以选择InnoDB。在这个数据库中可以 选择MyISAM存储查询要求比较高的表。如果该数据库需要一个用于查询的临时表，那么可以选择MEMORY存储引擎。 3.2.3拓展知识数据库管理系统： 人工管理阶段、文件 管理阶段和数据库管理阶段 数据管理系统从20世纪50年代开始，至今已经历了7个阶段，即人工管理阶段、文件管理阶段、数据库管理阶段、主 /从结构数据库管理阶段、分布式结构数据库管理阶段、客户机/服务器结构(C/S结构) 数据库管理阶段和Web网页/服务器结构(B/S结构)数据库管理阶段。 在本项目中，我们先介绍人工管理阶段、文件管理阶段和数据库管理阶段，在下一个项目中，我们再介绍数据库发展的主 /从结构数据库管理阶段、分布式结构数据库管理阶段、客户机/服务器结构(C/S结构) 数据库管理阶段和Web网页/服务器结构(B/S结构)数据库管理阶段。 1. 人工管理阶段 早期的计算机，由于内存、外存容量很小，软件中也没有数据管理部分，大部分计算机只用于数值计算，没有条件进行大批量的数据处理。程序中要处理的数据，完全靠人工管理，如用穿孔机将数据穿在纸带上输入数据，或用卡片读入机读入存储在卡片上的数据。程序员在进行程序设计和编制时，既要考虑数据的处理方法，又要管理数据的组织存储。 存取数据是根据设备的物理地址进行的，这种方式迫使程序员与物理设备打交道，即要直接管理数据存放地址，导致程序与数据紧密相关，程序高度依赖于数据，数据稍有变动，整个程序就必须全部进行修改，编程效率低，程序不灵活，且容易出错。 数据的人工管理阶段是在20世纪50年代中期以前，在这一时期，程序和数据是严格的一对一的关系，如图31所示。 图31人工管理阶段的数据 访问模式 人工管理阶段的特点有以下几点。 ■数据与程序不具独立性，一组数据对应于一份程序，程序依赖于数据，一旦数据发生变化，程序必须作相应的修改。 ■数据不能长期保存，数据随着程序的运行结束而结束。 ■系统中没有对数据进行管理的软件。 ■数据是独占的，不具共享性，即一份程序中的数据不能提供给其他程序使用。 2. 文件管理阶段 文件管理方式，是把有待加工处理的数据组织成数据文件。文件可命名，一旦命名后，程序中便可以通过文件名逻辑性地存取文件中的数据，减轻程序员直接与物理设备打交道的沉重负担，而逻辑存取与物理设备之间要经过转换，这个工作是由文件管理系统完成的，程序中不涉及任何物理设备细节。 20世纪50年代中期，由于磁盘及其他直接存取装置的出现，大大推动了计算机数据处理技术的发展，使计算机应用从数据处理为主逐步转向以非数值处理为主，于是产生了专门管理数据的软件，即文件系统。 文件系统是操作系统的一部分，主要任务是管理存放在计算机外存和内存上的数据，文件系统是数据管理及处理的主要工具，是数据库技术的基础。 在20世纪50年代后期至20世纪60年代中后期，数据管理进入文件管理阶段。在这一阶段中，程序与数据具有一定的独立性，程序与数据可分开进行存储，分别称为程序文件和数据文件，一个数据文件的数据可以被多个程序文件中的程序调用，一个程序文件中的程序也可以调用多个数据文件中的数据。在这一技术中，程序文件是通过“文件系统”与数据文件打交道的，如图32所示。 图32文件管理阶段的数据访问模式 文件管理方式存在的问题。 ■数据冗余度大。 ■数据缺乏独立性，程序与数据仍具有一定的依赖性。 ■数据无集中管理，数据的一致性得不到保证。 3. 数据库管理阶段 针对文件管理阶段的不足，出现了数据库技术。数据库技术的目标，首先是克服程序与文件相互依赖，力求数据独立； 其次重在表现数据之间的联系。此外，还要克服数据冗余，解决数据安全性和完整性问题。 数据库技术的特点是： 数据与程序相互独立，充分体现数据间的联系，减少数据冗余度。 数据库方式与文件方式的根本区别在于： 数据库面向系统，文件方式面向应用。即数据库方式综合全体应用，从整体观点组织数据，形成一个具有一定数据结构的集成化的数据集合，这个集合就是数据库。 从20世纪60年代后期，进入了数据库管理阶段。数据库(DataBASE)是通用化的相关数据的集合，它 按照某种固定的存储格式组织和存储数据。因此，数据库不仅包括数据本身，而且包括关于数据之间的联系。 在数据库管理阶段中，程序文件是通过DBMS(DataBASE Management System： 数据库管理系统)对数据文件进行访问的，如图33所示。 图33数据库管理阶段的数据访问模式 数据库管理阶段的特点如下。 ■实现了数据共享，减少了数据的冗余。 ■采用特定数据模型。 ■具有较高的数据独立性。 ■有统一的数据管理和控制功能。 3.3任 务 分 解 项目2中设计了学生信息管理系统的逻辑结构。本项目要求在MySQL下实现学生信息管理XSGL数据库，在建库过程中，用户会遇到诸如如何建立数据库，如何查看数据库信息，如何切换各数据库及查看和修改等问题。 3.3.1任务1创建数据库 1. 任务目标 ■学会使用创建数据库； ■学会使用TSQL语句创建数据库。 2. 任务描述 在MySQL中创建XSGL数据库。 3. 课堂任务 ■掌握使用MySQL创建数据库的两种方式； ■在图形管理工具窗口中通过图形化向导创建； ■编写SQL语句创建。 3.3.2任务2打开查看数据库 1. 任务目标 ■学会切换各个数据库； ■学会使用TSQL语句打开并查看数据库信息。 2. 任务描述 在MySQL中打开并查看XSGL数据库信息。 3. 课堂任务 ■掌握使用MySQL打开并查看数据库的两种方式； ■在图形管理工具窗口中通过图形化向导打开并查看信息； ■编写SQL语句打开并查看。 3.3.3任务3修改数据库 1. 任务目标 学会修改数据库中的数据。 2. 任务描述 数据库建好后，必须随时对数据库中的数据进行修改更新，才能满足人们日常工作和生活的需要。 3. 课堂任务 掌握修改MySQL数据库的方法。 3.3.4任务4删除数据库 1. 任务目标 学会删除数据库。 2. 任务描述 在MySQL中删除XSGL数据库。 3. 课堂任务 掌握删除MySQL数据库的两种方式。 3.4任 务 实 施 3.4.1实施任务1创建XSGL数据库 1. 使用图形管理工具Navicat创建数据库 在图形管理工具Navicat窗口中使用可视化的界面通过提示来创建数据库，这是最简单也是使用最多的方式，非常适合初学者。创建数据库XSGL的具体步骤如下。 (1) 启动Navicat工具软件，打开“Narvicat for MySQL”窗口，并确保与服务建立连接。 (2) 右击“连接”窗格的mysql服务器，在弹出的快捷菜单中选择“新建数据库”菜单命令； 或双击展开mysql服务器，右击某一个已存在的数据库，在弹出的快捷菜单中选择“新建数据库”菜单命令，如图34所示。 图34“新建数据库”命令菜单 (3) 在弹出“新建数据库”对话框中的相应文本框中输入数据库名，单击“确定”按钮，就完成了数据库的创建工作，如图35所示。新建好的数据库如图36所示。 图35“新建数据库”对话框 图36数据库新建完成 2. 使用SQL语句创建数据库 虽然使用图形管理工具是创建数据库的一种有效而又容易的方法，但在实际工作中未必总能用它创建数据库。例如，在设计一个应用程序时，开发人员会直接使用SQL语句在程序代码中创建数据库及其他数据库对象。MySQL使用CREATE DATABASE语句同样可以完成数据库的创建操作。 用CREATE DATABASE命令创建数据库的语法格式如下。 create database database_name; 在该语法中database_name为要创建数据库的名称，该名称不能与已存在的数据库重名。 【例31】用CREATE DATABASE命令创建一个数据库XSGL。 启动Navicat工具软件，打开Narvicat for MySQL窗口，并确保与服务建立连接。