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数据库原理

第 1 章 绪论

了解数据库人才需求

要求：

  • 在招聘网站（网站不限）做如下调查
  • 搜索关键字：数据库或 MySQL
  • 了解与数据库相关，有哪些不同工作岗位，待遇如何
  • 了解不同岗位对数据库技能有哪些要求，差异是什么
  • 了解哪些 DBMS 系统比较受企业欢迎

搭建实验环境

  • 第一步：安装虚拟机软件
  • 第二步：下载 Ubuntu linux ISO 镜像
  • 第三步：安装 Ubuntu Linux 虚拟机
  • 第四步：下载并安装 XShell 软件
  • 第五步：安装 MySQL 8.0
  • 详细安装步骤请参考：从零搭建实验环境

配置实验环境

按照下面的操作步骤，配置 git 参数。

  • 配置 git 的 user.name 和 user.email 参数，否则 git commit 不能正常工作
  • 运行命令 git config --list，查看当前的 git 配置信息
  • 如果没有配置 user.name 和 user.email 参数，请执行下面的操作
  • 运行命令 git config --global user.email "Your Email"，配置 user.name 参数
  • 运行命令 git config --global user.name "Your Name"，配置 user.email 参数
  • 注意，上面两个命令需要把双引号中的文字改成具体的姓名和邮箱
  • 运行命令 git config --list，查看刚配置的 git 参数

熟悉实验环境的使用

启动实验环境

操作步骤如下：

  • 运行 vmware 虚拟机软件，打开 vmware 程序窗口
  • 启动 lab linux 虚拟机
  • 打开 xshell 软件
  • 连接到 lab linux 虚拟机
  • 在 xshell 中使用开发环境
  • 注意：如果没有特殊情况，都是在 xshell 中操作 linux 虚拟机

关闭实验环境

操作步骤如下：

  • 切换到 XShell 终端窗口
  • 输入 sudo shutdown -h now 命令，关闭 linux 操作系统
  • XShell 的窗口为 DOS 命令行
  • 在 DOS 命令行，输入 exit 命令，关闭 XShell 会话窗口
  • XShell 窗口关闭后，关闭 VMware 程序窗口

使用 MySQL 帮助

要求：

  • 使用 MySQL 官方手册
  • 浏览器打开 MySQL 手册，添加到收藏夹里
  • 反复仔细阅读并理解网站左侧的每个导航项，导航项是 MySQL 手册的目录，做到心中有数
  • 导航上面的搜索框中输入关键字 select，点击第一个搜索项，浏览该页面，并观察对应的左侧导航项
  • 导航上面的搜索框中输入关键字 show，点击 SHOW Statements 搜索项，浏览该页面，并观察对应的左侧导航项
  • 导航上面的搜索框中输入关键字 mysql_config_editor，点击第一个搜索项，浏览该页面，并观察对应的左侧导航项
  • .
  • 使用 MySQL 客户端帮助
  • 控制台输入，mysql --help 浏览这个帮助信息
  • 控制台进入 MySQL 客户端界面，mysql -h 127.0.0.1 -u root -pddd
  • 逐行阅读 MySQL 的提示信息
  • 输入 help 命令，逐行阅读 MySQL 客户端的命令、快捷键及功能
  • 尝试这些功能，有不明白的地方去 MySQL 手册搜索答案
  • 输入 help select 命令，阅读该帮助文档
  • 输入 help contents 命令，根据提示信息，进一步阅读你感兴趣的话题
  • 退出 MySQL 客户端
  • .
  • 阅读 MySQL 客户端快捷键用法
  • 在 MySQL 客户端中练习和理解这些快捷键的用法

安装 MySQL GUI 客户（可选）

方案一：MySQL Workbench

  • 从 MySQL 官网下载 MySQL Workbench windows 安装包
  • 运行安装包，安装 MySQL Workbench
  • 配置 MySQL Workbench 连接 mocha 虚拟机中的 MySQL Server
  • MySQL Workbench 的安装和使用方法，请参考 MySQL 官方手册，或在 B 站搜索相关视频

方案二：VSCode + SQLTools 插件

  • 从 Visual Studio Code 官网下载 VSCode 安装包
  • 运行安装包，安装 VSCode
  • 运行 VSCode，安装 SQLTools 插件，参考 B 站视频

基于文件的数据管理

要求：

  • scores.csv 是学生成绩的 excel 表格，有近四百位学生的三门课程的成绩
  • 下载 scores.csv 数据文件
  • 创建 dbms-demo 仓库
  • 在 dbms-demo 目录下，创建 01-introduction 文件夹
  • 在 01-introduction 目录下，创建 score.c 代码文件
  • 编写 C 程序，实现对学生成绩数据，增加、修改、删除和查询的功能
  • 对学生成绩的操作保存在 scores.csv 中
  • 运行并测试程序
  • 程序功能和操作界面参考如下图：
  • 编写 bash 脚本，实现同样的功能（选做）
  • 使用程序的时候，输入错误数据，观察程序是否能正常工作
  • 思考数据文件的格式发生下面的改变，程序是否可以正常运行
    • 课程字段排列顺序改变
    • 字段的间隔不是逗号，而是制表符或者空格
  • 思考如果希望用户通过网络远程访问数据文件，如何实现
  • 思考如果多个人同时修改或访问 score.csv 数据文件，会怎样

数据库系统

要求：

  • 在纸上或软件上绘制数据库系统框架图，绘制时不要看书、幻灯片等参考资料
  • 在实验环境中执行下面的命令行操作
  • 在 MySQL 中查找变量，确定数据库存放的路径，把路径记录在上面的图中
  • 在 MySQL 中查看有哪些数据库，把数据库的名称记录在上面的图中
  • 在数据库存放的路径中，查看是否有每个数据库对应的目录
  • 检查其中一个数据库目录下面的文件，把文件名称记录下来
  • 在 MySQL 中找出这个数据库中的表名称，跟上一步的文件名进行比对
  • 查看 linux 上运行的进程，找到 MySQL 守护进程，确定该进程的命令
  • 查看 MySQL 守护进程的运行状态，查看该守护进程的用户手册
  • 查看该守护进程程序所在的目录，查看该目录下有哪些 MySQL 相关的程序，了解他们的作用
  • 查找 MySQL 客户端程序的安装目录，查看该目录下有哪些 MySQL 相关的程序，了解他们的作用
  • 在纸上或软件上绘制数据库系统的详细框架图和 MySQL 系统框架图，可以照着画

数据模型

要求：

  • 在纸上或软件上绘制三级数据模型图，绘制时不要看书、幻灯片等参考资料
  • 绘制完成后，根据资料，对自己的图形进行修订
  • 要求概念数据模型（E-R 图）和逻辑数据模型（数据库模式图）保持一致
  • 在图的下方，用文字标注如下内容
  • 模型是什么，模型的作用，如何创建模型
  • 三级数据模型的作用
  • 三级数据模型的分类

数据库模式

要求：

  • 在纸上或软件上绘制三级数据数据库模式图，绘制时不要看书、幻灯片等参考资料
  • 绘制完成后，根据资料，对自己的图形进行修订
  • 在图的下方，用文字标注如下内容
  • 模式是什么，模式的作用，如何创建模式
  • 三级数据库模式的作用或存在的意义
  • 三级数据库模式的分类名称
  • 为什么外模式可以有多个
  • 为什么外模式也叫子模式
  • 三级模式如何实现模式映射和数据独立性的
  • 分别解释两种数据独立性

扩展阅读