Oracle:数据库原理

数据库原理

1.1. 数据库简介

1.1.1. 文件存储

对数据的存储需求一直存在。保存数据的方式，经历了手工管理、文件管理等阶段，直至数据库管理阶段。

文件存储方式保存数据的弊端：

· 缺乏对数据的整体管理,数据不便修改； 

· 不利于数据分析和共享; 

· 数据量急剧增长,大量数据不可能存在长期保存在文件中。 

数据库应运而生，是人们存放数据、访问数据、操作数据的存储仓库。

1.1.2. DB和DBMS

数据库（Database,简称DB）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。

数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)：管理数据库的软件。

数据库建立了数据之间的联系，使用结构化的方式组织和处理数据，能够统一、集中及独立的管理数据，使数据的存取独立于使用数据的程序，实现了数据共享。

数据库的典型特征包括：数据的结构化，数据间的共享，减少数据的冗余度，以及数据的独立性。

数据库成为数据的知识仓库，并对这些数据的存储、访问、安全、数据一致性、并发操作及备份恢复负责。

1.1.3. 关系数据库简介

关系是一个数学概念，描述两个元素间的关联或对应关系。所以关系型数据库，即是使用关系模型把数据组织到数据表(Table)中。现实世界可以用数据来描述。

主流数据库产品：

· Oracle（Oracle） 

· DB2（IBM） 

· SQL Server（MS） 

· MySQL（Oracle） 

1.1.4. 表的概念

在关系数据库中，数据被存放于二维数据表(Table)中。

一个关系数据库由多个数据表组成，数据表是关系数据库的基本存储结构，由行和列组成，行（Row）也就是横排数据，也经常被称作记录(Record)，列（Column）就是纵列数据，也被称作字段(Field)。表和表之间是存在关联关系的。

1.2. 主流关系型数据库

1.2.1. Oracle数据库概述

Oracle是当今著名的Oracle(甲骨文)公司的数据库产品，它是世界上第一个商品化的关系型数据库管理系统，也是第一个推出和数据库结合的第四代语言开发工具的数据库产品。

Oracle采用标准的SQL结构化查询语言，支持多种数据类型，提供面向对象的数据支持，具有第四代语言开发工具，支持UNIX、 WINDOWS、OS/2等多种平台。Oracle公司的软件产品丰富，包括Oracle服务器产品，Oracle开发工具和Oracle应用软件。其中 最著名的就是Oracle数据库，目前最新的版本是Oracle 12c。

1.2.2. DB2数据库概述

DB2是IBM的关系型数据库管理系统，DB2有很多不同的版本，可以运行在从掌上产品到大型机不同的终端机器上。DB2 Universal Database Personal Edition和DB2 Universal Database Workgroup Edition分别是为OS/2和Windows系统的单用户和多用户提供的数据库管理系统。

DB2在高端数据库的主要竞争对手是Oracle。

1.2.3. Sybase数据库

Sybase是美国Sybase公司研制的一种关系型数据库系统，是较早采用C/S技术的数据库厂商，是一种典型的UNIX或Windows NT平台上客户机/服务器环境下的大型数据库系统。 Sybase通常与Sybase SQL Anywhere用于客户机/服务器环境，前者作为服务器数据库，后者为客户机数据库，采用该公司研制的PowerBuilder为开发工具，在国内大中 型系统中具有广泛的应用。

SYBASE主要有三种版本，一是UNIX操作系统下运行的版本，二是Novell Netware环境下运行的版本，三是Windows NT环境下运行的版本。对UNIX操作系统目前广泛应用的为SYBASE 10 及SYABSE 11 for SCO UNIX。

2010年Sybase被SAP收购。

1.2.4. SQL Server数据库概述

Microsoft SQL Server是运行在Windows NT服务器上，支持C/S结构的数据库管理系统。它采用标准SQL语言，微软公司对它进行了部分扩充而成为事务SQL（Transact-SQL）。

SQL Server最早是微软为了要和IBM竞争时，与Sybase合作所产生的，其最早的发展者是Sybase，和Sybase数据库完全兼容。在与 Sybase终止合作关系后，微软自主开发出SQL Server 6.0版，往后的SQL Server即均由微软自行研发。最新的版本是SQL Server 2012，上一版本是2008。

Microsoft SQL Server几个初始版本适用于中小企业的数据库管理，但是后来它的应用范围有所扩展，已经触及到大型、跨国企业的数据库管理。

1.2.5. MySQL数据库概述

MySQL是一个开放源码的小型关系型数据库管理系统，开发者为瑞典MySQL AB公司。目前MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。

与其它的大型数据库例如Oracle、IBM DB2等相比，MySQL自有它的不足之处，如规模小、功能有限等，但对于一般个人使用者和中小型企业来说，MySQL提供的功能已经绰绰有余，而且由于 MySQL是开放源码软件，因此可以大大降低总体拥有成本，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。

2008年1月16日，Sun正式收购MySQL。2009年4月20日，SUN被Oracle公司收购 。目前的最新版本是MySQL5.6.

1.3. SQL概述

1.3.1. 结构化查询语言

SQL(Structured Query Language) 是结构化查询语言的缩写。

SQL是在关系数据库上执行数据操作、检索及维护所使用的标准语言,可以用来查询数据，操纵数据，定义数据，控制数据，所有数据库都使用相同或者相似的语言。

SQL可分为:

· 数据定义语言（DDL） : Data Definition Language 

· 数据操纵语言（DML） : Data Manipulation Language 

· 事务控制语言（TCL）：Transaction Control Language) 

· 数据查询语言（DQL）：Data Query Language 

· 数据控制语言（DCL） : Data Control Language 

执行SQL语句时，用户只需要知道其逻辑含义，而不需要知道SQL语句的具体执行步骤。

1.3.2. 数据定义语言（DDL）

用于建立、修改、删除数据库对象，包括创建语句(CREATE)、修改语句(ALTER)、删除语句(DROP)，比如使用CREATE TABLE创建表，使用ALTER TABLE修改表，使用DROPTABLE删除表等动作。这类语言不需要事务的参与，自动提交。

1.3.3. 数据操作语言（DML）

用于改变数据库数据，包括INSERT、UPDATE、DELETE三条语句。其中，INSERT语句用于将数据插入到数据库 中，UPDATE语句用于更新数据库中已存在的数据，DELETE用于删除数据库中已存在的数据。DML语言和事务是相关的，执行完DML操作后必须经过 事务控制语句提交后才真正的将改变应用到数据库中。

1.3.4. 数据控制语言（TCL）

用来维护数据一致性的语句，包括提交(COMMIT)、回滚(ROLLBACK)、保存点(SAVEPOINT)三条语句，其中COMMIT 用来确认已经进行的数据库改变， ROLLBACK语句用来取消已经进行的数据库改变，当执行DML操作后(也就是上面说的增加、修改、删除等动作)，可以使用COMMIT语句来确认这种 改变，或者使用ROLLBACK取消这种改变。SAVEPOINT语句用来设置保存点，使当前的事务可以回退到指定的保存点，便于取消部分改变。

1.3.5. 数据查询语言（DQL）

用来查询所需要的数据。使用最广泛，语法灵活复杂。

1.3.6. 数据控制语言（DCL）

用于执行权限的授予和收回操作、创建用户等，包括授予(GRANT)语句，收回(REVOKE)语句，CREATE USER语句，其中GRANT用于给用户或角色授予权限， REVOKE用于收回用户或角色已有的权限。DCL语句也不需要事务的参与，是自动提交的。

1.4. Oracle数据库安装和访问

1.4.1. Oracle数据库安装（Windows）

打开Oracle首页http://www.oracle.com/，通过Downloads进入Oracle数据库的下载页面。

安装过程（以本地安装为例）：

步骤1：解压，双击setup.exe，启动安装向导；

图-2 Oracle数据库的安装页面

在此步骤的设置如下：

· 选择基本安装，指定要安装的Oracle数据库的基位置和主目录位置； 

· 安装类型为企业版； 

· 创建启动数据库（在安装数据库软件同时创建数据库，也可以在安装完毕后单独创建，此处选择默认值同时创建）； 

· 指定全局数据库名称为orcl，以及口令，需要记住自己的密码，这里设置为oracle。 

然后点击“下一步”按钮，

步骤2：进入检查安装环境的步骤，用来检查软硬件环境是否符合Oracle11g的安装要求，如图-3。如果满足安装要求，点击“下一步”按钮。

图-3 Oracle数据库的安装环境检查

步骤3：检查通过后，进入安装概要页面，如图-4。在这步可以检查之前的设置，包括安装类型和要安装的组件，如果有问题，点击“上一步”按钮回去修改，如果确认没问题，点击“安装”按钮，进入安装阶段。

图-4 Oracle数据库的安装概要

步骤4：提示正在安装。根据机器的软硬件配置不同，这个步骤可能耗费不同的时间。图略。

步骤5：进入配置助手步骤，这个过程不需要用户干涉。图略。

步骤6：创建数据库，图略。

步骤7：数据库创建完成后，提示配置助手界面，显示数据库的初始信息。图略。

在此步骤中可以点击“口令管理”按钮进行数据库初始用户的口令管理，这个步骤此时可以忽略，待安装完成后再进行口令管理。完成后，点击“确定”按钮离开口令管理界面。

步骤8：弹出安装成功窗口，图略。

步骤9：在安装成功界面上点击“下一步”按钮，提示安装结束。如图-5。

图-5 Oracle数据库安装结束

1.4.2. Oracle数据库安装（Linux）

在Oracle官网下载所需的软件包，检查软硬件环境是否符合要求，规划空间和目录结构，安装数据库并创建配置。

安装过程略。

1.4.3. 远程登录数据库服务器

Oracle数据库作为市场以及技术上领先的数据库产品，提供了丰富和简单易用的数据库开发和管理工具。有两种主要工具，一是命令行工具，Oracle自带的SQL*PLUS，二是Oracle提供的图形界面工具：SQL Developer。

这些工具可能和数据库在同一台服务器上，也可能安装在另一台机器中。

图-6 数据库和客户端

1.4.4. 使用SQL*PLUS

SQL*Plus是Oracle数据库提供的和数据库进行交互的工具，是被系统管理员和开发人员广泛使用的开发和管理工具，功能强大，使用简 单，可以运行在任何Oracle运行的平台上，默认和数据库一起安装。SQL*Plus是一个基于传统的C/S结构的SQL开发工具，客户端和服务器端可 以在同一台主机或不同主机上。

在图-6中，我们主要使用最上面那种访问方式。

首先，远程登录到数据库所在的机器上，输入远程机器操作系统的帐号和密码：

图-7 远程登录数据库服务器

然后在%提示符下，输入SQLPlus命令，并输入数据库的帐号和密码：

图-8 运行sqlplus，登录数据库

如果出现SQL提示符，则表示登录成功：

图-9 登录数据库成功

退出时，在SQL>后输入exit即可：

图-10 退出SQL*Plus

再输入exit，即退出远程服务器。

1.4.5. 使用Oracle SQL Developer

Oracle SQL Developer是Oracle官方出品的免费图形化开发工具，相对SQL*Plus来说，图形化的界面便于操作，不必记忆大量的命令，输出结果美观。 它的基本功能包括结果的格式化输出，编辑器自动提示，代码美化，显示SQL的执行计划，监控会话，编写以及调试存储过程等。官方和免费两个特征让这个工具 极具吸引力。

SQL Developer工具的主界面，如图-11所示。

图-11 SQL Developer打开后的界面

第一次进入SQL Developer，需要设置连接参数。首先在窗口左边的Connection上按右键，开启一个新的连接，输入远程数据库的参数，界面如图-12。

图-12 在SQL Developer中设置连接用户信息

成功建立了连接之后，在连接上按右键点击Connect，将打开对应用户方案中的数据库对象。如图-13。

图-13 在SQL Developer中打开用户scott

在这个界面中，即可操作SQL语句了。