数据库《java语言程序设计》——软件实验指导书

数据库系统原理课程

实验指导书

太原理工大学软件学院

2010年10月

课程简介

《数据库系统原理》课程是计算机与信息工程学院考试的一门必修专业基础课。这门课

程的主要特点是数据库知识的介绍力求通俗易懂教学中穿插了大量实例分析和实际产品的模拟演示并兼顾到适应于专科、本科层次读者的不同要求和需要以及为感兴趣的读者对扩展数据库知识的深入学习和了解的需要。通过充分利用计算机技术使读者在学习过程的任何知识点学习中可以方便地在不同层次中切换在不同章节和不同知识点之间切换以及方便地进入和退出对扩展数据库知识的学习环境支持对相关知识点之间的灵活链接支持基于基本概念的学习方式。

设立本课程的目的是为了使学生掌握数据库基本原理和技术能灵活和教好地应用现有的数据库管理系统掌握数据库结构的设计和数据库应用系统的开发方法。

数据库技术是计算机软件与理论学科的一个重要分支它研究如何存储、使用和管理数据有较强的理论性和实用性。随着计算机应用的发展数据库应用领域已从数据处理信息管理、事务处理扩大到计算机辅助设计、人工智能、办公信息系统等新的应用领域。课程安排

教学总周数 19周

教学总时数 56学时

理论教学数44学时

实验教学数 12学时

课程要求

上课要认真学习上机要认真实践注重理论联系实际。要学有所悟学有所用。课程考核

本课程的期末考试分为笔试和平时两部分成绩计算方法为期末笔试成绩占总成绩的80%平时成绩含考勤、实验成绩等占总成绩的20%。

实验要求

1.明确实验课是本课程的重要组成部分与理论课有着同等地位是培养自身的实验技能与创新能力的重要途径

2.在实验课前对实验的目的、要求和基本内容实验的重点和难点应进行预习与讨论确定实施措施

3.了解实验室的规章制度和安全用电常识、实验设备损坏赔偿制度等加强安全意识爱惜实验设备

4.实验课期间不得擅自离开实验室或从事与本实验无关的活动按时按质完成实验作业培养创造性思维努力提高自身的实践能力

5.实验结束应提交每个实验的实验报告结合实验操作过程给予综合评分对于有创造性的实验成果酌情给予加分 作为总成绩的一部分。

实验一熟悉DBMS的运行环境和系统配置

一、实验目的

本章实验主要讲述数据库和数据模型的有关概念及数据库系统的结构。通过本章的学习读者应该掌握以下内容数据库和数据模型的基本概念、数据模型的三要素概念模型的表示方法、数据库系统的模式结构与体系结构DBMS的功能与组成。具体包括了解、熟悉DBMS,了解连接数据库服务器的身份验证模式熟悉样例数据库体会DBMS的三层模式结构充分利用联机帮助了解DBMS中数据字典。

二、实验准备

数据模型由三个要素组成数据结构、数据操作和数据完整性约束。

1.数据结构

数据结构用于描述系统的静态特性是所研究的对象类型的集合。数据模型按其数据结构分为层次模型、 网状模型和关系模型。

2.数据操作

数据操作用于描述系统的动态特性是指对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合包括操作及有关的操作集合。

3.数据的约束条件

数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据及其联系所具有

的制约和存储规则用以限定符合数据库状态以及状态的变化以保证数据的正确、

有效和相容。

数据库系统的三级模式结构

数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级组成。

 1 外模式。外模式也称子模式或用户模式它是数据库用户包括应用程序员和最终用户看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述是数据库用户的数据视图是与某一应用有关的数据的逻辑表示。一个数据库可以有多个外模式。

2模式。模式也称逻辑模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述是所有用户的公用数据视图。一个数据库只有一个模式。

3内模式。 内模式也称存储模式它是数据物理和存储结构的描述是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内模式。

DBMS的功能

 1 数据定义

数据定义包括定义构成数据库结构的外模式、模式和内模式定义各个外模式与模式之间的映射定义模式与内模式之间的映射定义有关的约束条件例如为保证数据库中数据具有正确语义而定义的完整性规则为保证数据库安全而定义的用户口令和存取权限等 。

2数据操纵

数据操纵包括对数据库数据的检索、插入、修改和删除等基本操作。

3数据库运行管理

对数据库的运行进行管理是DBMS运行时的核心部分包括对数据库进行并发控制、安全性检查、完整性约束条件的检查和执行、数据库的内部维护如索引、数据字典的自动维护等。所有访问数据库的操作都要在这些控制程序的统一管理下进行以保证数据的安全性、完整性、 一致性以及多用户对数据库的并发使用。

4数据组织、存储和管理

数据库中需要存放多种数据如数据字典、用户数据、存取路径等DBMS负责分门

别类地组织、存储和管理这些数据确定以何种文件结构和存取方式物理地组织这些数据如何实现数据之间的联系以便提高存储空间利用率以及提高随机查找、顺序查找、增、删、改等操作的时间效率。

5数据库的建立和维护

建立数据库包括数据库初始数据的输入与数据转换等。维护数据库包括数据库的转储与恢复、数据库的重组织与重构造、性能的监视与分析等。

6数据通信接口

DBMS需要提供与其他软件系统进行通信的功能。例如提供与其他DBMS或文件系统的接口 从而能够将数据转换为另一个DBMS或文件系统能够接受的格式或者接收其他DBMS或文件系统的数据。

三、实验内容

1 熟悉网络环境和数据库环境

数据库服务器

操作系统Windows XP

数据库管理系统Microsoft SQL Server 2000

客户机:

操作系统Windows XP

Microsoft SQL Server 2000客户端

启动MicrosoftSQLServer2000服务管理器

启动MicrosoftSQLServer2000查询分析器

 1 开始->程序->Microsoft SQL Server 2000->查询分析器出现如下画面

2连接到Microsoft SQL Server2000 

选择SQL Server身份验证

图1-1查询分析器图

2 创建数据库sql语句

图1-2创建数据SQL语句

3 身份验证模式

在安装Sql Server 2000过程中出现[身份验证对话框] 提示选择身份验证模式。Windows身份验证模式或混合模式Windows身份验证和SqlServer身份验证并提示添加sa用户登陆密码一般选中空密码 。安装完SQL后打开企业管理器逐级展开节点到[安全性]|[登陆],在右边视图中可以看到登陆的用户名称右击sa用户打开属性弹出属性对话框可以看到当前用户的身份验证模式。

4 体会DBMS的三层模式结构以理解为主

从数据库管理系统角度看数据库描述由三级抽象模式组成概念模式逻辑模式 、物理模式内模式和外模式从数据库最终用户角度看数据库系统的结构分为单用户结构、主从式结构、分布式结构和客户/服务器结构。概念模式体会打开任意所建立[数据库] 选择一个[表] 右击[设计表] 打开[设计表]框。这里描述了存储的数据的属性和实体及实体关系。物理模式描述存储细节。外模式视图和来自概念模式的关系组成。

启动MicrosoftSQLServer2000企业管理器

1 . 安装Sql Server 2000后,安装程序将在所创建的数据库实例中创建数据库和日志文件。 Master、 Model、 Msdb和Tempdb都是系统数据库 了解其用途。 Pubs和Northwind示例数据库作为学习工具提供。我们提供基于样例数据库Northwind的一些操

作。打开[企业管理器]|[数据库][Northwind]。 Northwind示例数据库包含了一个名为Northwind Traders的虚构公司的销售数据打开[表] 可以看到该数据库包括了Categories、 Customers等13张用户表和Alphabetical l ist product 、 Category Scale for1997等16张视图。可以任意打开用户表查看信息。

2. 从[开始]|[程序]|Mirosoft SQL Server |联机丛书。

四、实验报告

实验二数据库安全管理

一、实验目的

1 了解SQL Server2000中的两种用户登录模式

2 熟悉SQL Server2000中登录帐户、用户、角色、权限的概念

3 掌握SQL Server2000中创建帐户、数据库用户的方法会使用角色来分配权限。

二、实验准备

SQL Server的用户权限控制是SQL Server一个最重要的管理概念也是众多管理任务之一。 SQL Server的登录方式有标准SQL Server登录和集成Windows系统登录两种。

SQL Server集成的安全登录模式即将Windows系统的用户和工作组映射为SQLServer的登陆帐户。Windows集成登录模式实际上是让Windows系统代替SQL Server执行对登陆审查的任务。

如果要采用SQL Server管理的安全登录模式实现SQL Server服务器的登录连接用户必须拥有合法的帐号和正确的密码。由SQL Server系统本身来进行用户的身份验证。

三、实验内容

本次实验采用SQL Server管理的安全登录模式来连接服务器也就是要求用户输入帐户和密码并且经系统验证通过后方可登录。

首先打开SQL Server本地客户端的查询分析器如下图所示选择或指定要连接的服务名称输入帐户和密码。

图2-1本地客户端的查询分析器

1 创建登录帐户

用户可以通过企业管理器或系统提供的存储过程来进行登录帐户的创建。这里使用系统存储过程来创建创建帐户的语法可参见SQL Server2000联机帮助中的相关内容。下面的例子创建了一个登陆帐户

这个例子创建了一个名为xs,密码是默认数据库为northwind的帐户。在建立用户的登录帐号信息时用户应该选择默认的数据库以后每次连接上服务器后系统都会自动转到默认的数据库上。这里也可以不指定数据库系统默认为master库。

请同学将上例中的xs帐户改为各自学号建立各自的登录帐户默认数据库为student数据库密码自行设计。下面的各个实验均参照示例将xs修改为各自的帐户。

2 修改和删除帐户

建立完成的帐户信息还可以进行修改。 用户可以使用系统存储过程sp_defaultdb,sp_defaultlanguage来修改默认数据库和默认语言。例如

班级名称包括信管01 1 、信管013、信管022、信管024、信管026、 、计科021 、计科

022、计科024、计科026 以上的班级名称是已经建好的数据库名将你的帐户的默认数据库改为所属班级的数据库。

(系统默认是‘Simpl ified Chinese’ ,建议使用默认项。 )

返回的结果是

默认数据库已更改。xs的默认语言已改为Engl ish。

使用系统存储过程sp_password可修改SQL Server的帐户密码如

该例子修改了xs的帐户密码。

要删除SQL Server标准登录帐户可以使用系统存储过程sp_droplogin,例如

在SQL Server中删除帐户信息时有很多限制。主要有以下几种情况

 1 系统帐户sa不能被删除

2已经映射到数据库用户上的帐户不能被删除

 3 正在使用或连接的帐户不能被删除

4拥有数据库的帐户不能被删除

3 添加数据库用户

以上的操作只是建立了登录SQL Server的帐户用户登录后还不能对数据库进行访问将登录帐户添加为数据库用户后使用登录帐户登录的SQL Server的用户就可以实现对数据库的访问。

添加数据库用户可通过存储过程sp_grantdbaccess来实现参照下面的例子将你的帐户添加为student(该库是本课程的示例库)和班级名称你所在班级的数据库名两个数据库的用户。

4 删除数据库用户

可以使用系统存储过程sp_revokedbaccess来删除数据库用户更确切地说是断开SQL Server的登录帐户与数据库用户之间的对应关系。

返回结果为

用户已从当前数据库中除去。

5 角色

角色是SQL Server2000引进的用来集中管理数据库或服务器权限的概念。数据库管理员将数据库的权限赋予角色然后将角色再赋予给数据库用户或登录帐户从而是数据库用户或登录帐户拥有相应的权限。

SQL Server提供了固定服务器角色和数据库角色用户可以修改固定数据库角色的权限也可以自己创建新的数据库角色在分配权限给新的角色。

 1 固定服务器角色

使用系统存储过程sp_helpsrvrole可以浏览固定服务器角色的内容。

存储过程sp_addsrvrolemember可以将某固定服务器角色分配给某给定的登录帐户。

下面的操作将登录帐户xs添加为服务器角色d bcreatord的成员使其具有创建和修改数据库的权利

存储过程sp_dropsrvrolemember可以收回分配给某给定的登录帐户的指定固定服务器角色。这个例子收回了分配给登录帐户xs的固定服务器角色dbcreator.

2固定数据库角色

使用系统存储过程sp_helpdbfixedrole可以浏览所有的固定数据库角色的相关内容。如

用存储过程sp_addrolemember可将某个登录帐户增加到某个固定数据库角色中从而使该帐户拥有指定固定数据库角色所拥有的所有权限。

进行下面的操作给你的帐户授予对student库的只读权限xs换为你的帐户名。

下面的操作给你的登录帐户授予对你所在班级数据库的所有者权限xs换为你的帐