SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

前言

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是Louis和我都熱衷的事情。今年秋季，我將幸運(yùn)地和我的朋友Louis Davidson登上同一個(gè)舞臺(tái)。我們將在DevLink會(huì)議上演講，地點(diǎn)是Louis的家鄉(xiāng)Nashville，然后，在西雅圖的PASS上我們也將同臺(tái)演講。在這兩次演講中，我們都將針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)這個(gè)題目開展討論和辯論，并探討對(duì)以數(shù)據(jù)為中心的應(yīng)用來說數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)有多關(guān)鍵。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是門科學(xué)也是門藝術(shù)。規(guī)范化應(yīng)該說是門科學(xué)，而確定實(shí)體的范圍則是一門藝術(shù)，需要具有與各種數(shù)據(jù)庫(kù)打交道的經(jīng)驗(yàn)才能學(xué)到手。優(yōu)雅的解決方案都有一種簡(jiǎn)單的美。Louis不止是位作者和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員，也是一位大師級(jí)技師。在本書中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)字里行間都隱藏著作者的呼吁——改善你的技能，精心雕刻出能夠經(jīng)受時(shí)間考驗(yàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，創(chuàng)造一個(gè)能讓開發(fā)人員充分施展拳腳的、虛擬的數(shù)據(jù)世界。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是每個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的應(yīng)用的基石。一個(gè)優(yōu)雅的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)使得數(shù)據(jù)一目了然、容易查詢，并且使用有效的、基于集的查詢將開發(fā)人員武裝起來，使他們獲得成功。但是，如果數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)就很糟糕，則無(wú)論多少代碼也無(wú)法補(bǔ)償，也無(wú)法為數(shù)據(jù)庫(kù)加上缺失的功能。對(duì)任何以數(shù)據(jù)為中心的應(yīng)用來說，沒有什么角色比數(shù)據(jù)建模人員這個(gè)角色更為重要。用戶界面換來?yè)Q去，但是，即使經(jīng)歷了好幾代應(yīng)用編程語(yǔ)言，數(shù)據(jù)仍然存在著。數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)上犯下的錯(cuò)誤遲早會(huì)被未來的程序員詛咒，即使他現(xiàn)在還未出生，即使他用的是現(xiàn)在還沒發(fā)明的語(yǔ)言和工具。在我的好朋友Louis的指導(dǎo)下，多花一點(diǎn)時(shí)間來潤(rùn)色你的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，絕對(duì)是件值得的事。因此，歡迎你閱讀本書，這是Louis針對(duì)軟件世界最重大的工作所寫的戰(zhàn)地指南的第三版。能夠?yàn)楸緯餍蛭腋械綗o(wú)比愉快。

內(nèi)容概要

　　本書深入淺出地介紹了目前世界上最受歡迎的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之一——SQL Server。全書共分三個(gè)部分：第一部分闡釋了數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念，講解了數(shù)據(jù)庫(kù)建模語(yǔ)言；第二部分展示了從概念建模到在SQL Server 2008上真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的過程；第三部分深入探討了SQL Server若干方面的技術(shù)細(xì)節(jié)，如數(shù)據(jù)保護(hù)、索引、并發(fā)訪問等。通過將理論融入數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)踐，清晰地講解了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)原則，完整地展示了如何進(jìn)行良好的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，深入揭示了SQL Server 2008的技術(shù)細(xì)節(jié)?！　”緯鴿饪s了作者作為SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)師多年來豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，適合各類數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)和管理人員學(xué)習(xí)參考。

作者簡(jiǎn)介

作者：(美國(guó))戴維森(Louis Davidson) (美國(guó))Kevin Kline (美國(guó))Scott Klein 等 譯者：程樺 張緒業(yè) 等Louis Davidson，作為企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)人員和架構(gòu)師，他擁有超過15年的工作經(jīng)驗(yàn)。目前他是田納西州Nashville的Christian廣播網(wǎng)絡(luò)和NorthStar工作室的數(shù)據(jù)架構(gòu)師。對(duì)于Louis而言，他全部的職業(yè)經(jīng)驗(yàn)幾乎都與微軟的SQL Server有關(guān)，從早期版本一直到當(dāng)前最新版本的Beta版。Louis是一本講數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的書的4個(gè)版本的主要作者。Louis主要的興趣領(lǐng)域是數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)和用T-SQL編碼，并且，他設(shè)計(jì)過許多數(shù)據(jù)庫(kù)，在這許多年中編寫過數(shù)以千計(jì)的存儲(chǔ)過程和觸發(fā)器。關(guān)于特約作者Kevin Kline，是Quest軟件公司SQL Server解決方案的技術(shù)戰(zhàn)略經(jīng)理。Kevin從2004年開始就是微軟的SQL Server MVP，他是國(guó)際SQL Server專家聯(lián)盟（PASS）創(chuàng)立委員會(huì)的成員和上一屆總裁。他獨(dú)自寫作或參與合著了好幾本書，包括SQLin a Nutshell（O'Reily，2004）、Pro SQL Server 2005 Database Design andOptimization（hpress，2006）以及Database BenchmarMng：Practical Methodsfo，Oracle ＆ SQL Server（Rampant，2007）。Kevin給SQLServerMagazine和DatabaseTrends and Applications雜志供稿，他的博客可以在SQLBlog.com和SQLMag.com上找到。在世界范圍內(nèi)的會(huì)議上，比如微軟的Tech Ed、PASS社區(qū)峰會(huì)、微軟IT論壇、DevTeach以及SQL Connections，Kevin也是人氣最高的演講者。從1986年開始Kevin就活躍在IT工業(yè)中。Scott Klein，是一位獨(dú)立咨詢師，對(duì)SQL Server、.NET和XML相關(guān)的所有知識(shí)都充滿熱情。他是幾本書的作者，這包括ProfessionalSQLServer2005XML（Wrox，2006）和ProfessionalLINQ（Wrox，2008），他還為SQL PASS Community Connector寫每?jī)芍芤淮蔚奶剌嬑恼?。他也為好幾個(gè)網(wǎng)站供稿，這包括Wrox（http：llwww.wrox.com）和TopXML（http：//www.topxml.com）。他經(jīng)常同佛羅里達(dá)附近的SQLServer和.NET用戶群體交流。Scott在佛羅里達(dá)的Wellington，當(dāng)他不坐在計(jì)算機(jī)前時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)他和自己的家人在一起，或者騎著他的雅馬哈摩托車轟鳴在當(dāng)?shù)氐哪ν熊囋揭百愘惖郎?。你可以通過ScottKlein@SqlXml.com聯(lián)系他。Kurt Windisch，是Levi，Ray,and Shoup，Inc.公司內(nèi)部IT部門的應(yīng)用程序監(jiān)管，該公司是一家技術(shù)方案的全球供應(yīng)商，總部位于伊利諾伊州的springfield。Kurt在ITI業(yè)中的經(jīng)驗(yàn)超過了17年。他在SQLServer專家聯(lián)盟的董事會(huì)中服務(wù)了5年，為很多SQL Server雜志供過稿，也在討論SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)編程的國(guó)際會(huì)議上發(fā)過言。

書籍目錄

第1章　數(shù)據(jù)庫(kù)概念簡(jiǎn)介　1.1　數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)階段　　1.1.1　概念階段　　1.1.2　邏輯階段　　1.1.3　實(shí)現(xiàn)階段　　1.1.4　物理階段　1.2　關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　1.2.1　數(shù)據(jù)庫(kù)和模式　　1.2.2　表、行和列　　1.2.3　信息原則　　1.2.4　域　　1.2.5　元數(shù)據(jù)　　1.2.6　鍵　　1.2.7　未顯式賦值的項(xiàng)（NULL）　1.3　實(shí)體之間的關(guān)系　　1.3.1　二元關(guān)系　　1.3.2　非二元關(guān)系　1.4　數(shù)據(jù)訪問語(yǔ)言（SQL）　1.5　理解依賴性　　1.5.1　函數(shù)依賴性　　1.5.2　判定　1.6　總結(jié)第2章　數(shù)據(jù)建模語(yǔ)言　2.1　數(shù)據(jù)建模介紹　2.2　實(shí)體　2.3　屬性　　2.3.1　主鍵　　2.3.2　替代鍵　　2.3.3　外鍵　　2.3.4　域　　2.3.5　命名　2.4　關(guān)系　　2.4.1　識(shí)別性關(guān)系　　2.4.2　非識(shí)別性關(guān)系　　2.4.3　角色名字　　2.4.4　關(guān)系基數(shù)　　2.4.5　動(dòng)詞短語(yǔ)（關(guān)系名字）　2.5　描述信息　2.6　其他建模方法　　2.6.1　信息工程　　2.6.2　Chen ERD　　2.6.3　Visio　　2.6.4　Management Studio數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系圖　2.7　最佳實(shí)踐　2.8　總結(jié)第3章　概念階段數(shù)據(jù)建模　3.1　理解需求　3.2　文檔化過程　3.3　需求收集　　3.3.1　客戶訪談　　3.3.2　要回答的問題　　3.3.3　現(xiàn)存的系統(tǒng)和原型　　3.3.4　其他類型的文檔　3.4　識(shí)別對(duì)象和過程　　3.4.1　識(shí)別實(shí)體　　3.4.2　實(shí)體間關(guān)系　　3.4.3　識(shí)別屬性和域　3.5　識(shí)別業(yè)務(wù)規(guī)則和業(yè)務(wù)過程　　3.5.1　識(shí)別業(yè)務(wù)規(guī)則　　3.5.2　識(shí)別基礎(chǔ)業(yè)務(wù)過程　3.6　完成概念模型　　3.6.1　識(shí)別明顯的、額外的數(shù)據(jù)需求　　3.6.2　和客戶一起評(píng)審　　3.6.3　重復(fù)以上步驟直到客戶同意你的模型　3.7　最佳實(shí)踐　3.8　總結(jié)第4章　規(guī)范化過程　4.1　為什么要規(guī)范化　　4.1.1　消滅重復(fù)數(shù)據(jù)　　4.1.2　避免編寫不必要的代碼　　4.1.3　給表瘦身　　4.1.4　最大化聚集索引的使用　　4.1.5　降低每張表中索引的數(shù)量　4.2　規(guī)范化應(yīng)該走多遠(yuǎn)　4.3　規(guī)范化過程　4.4　實(shí)體和屬性的形式：第一范式　　4.4.1　所有屬性必須是原子的　　4.4.2　實(shí)體的所有實(shí)例必須包含相同數(shù)量的值　　4.4.3　實(shí)體中出現(xiàn)的所有實(shí)體類型都必須不同　　4.4.4　第一范式所避免的不規(guī)則編程　　4.4.5　當(dāng)前設(shè)計(jì)不符合第一范式的線索　4.5　屬性間的關(guān)系　　4.5.1　第二范式　　4.5.2　第三范式　　4.5.3　Boyce-Codd范式　4.6　實(shí)體中的多值依賴　　4.6.1　第四范式　　4.6.2　第五范式　4.7　非規(guī)范化　4.8　最佳實(shí)踐　4.9　總結(jié)　4.10　額外的例子　4.11　本書迄今為止所講述的故事第5章　實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的表結(jié)構(gòu)　5.1　評(píng)審邏輯設(shè)計(jì)　5.2　變換設(shè)計(jì)　　5.2.1　選擇名字　　5.2.2　處理子類型　　5.2.3　決定樹的實(shí)現(xiàn)方式　　5.2.4　選擇鍵的實(shí)現(xiàn)方式　　5.2.5　決定域的實(shí)現(xiàn)方式　　5.2.6　設(shè)置模式　　5.2.7　評(píng)審“最終的”實(shí)現(xiàn)模型　5.3　實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)　　5.3.1　創(chuàng)建基本表結(jié)構(gòu)　　5.3.2　添加唯一性約束　　5.3.3　構(gòu)建默認(rèn)約束　　5.3.4　添加關(guān)系（外鍵）　　5.3.5　處理排序規(guī)則和排序　　5.3.6　計(jì)算列　　5.3.7　實(shí)現(xiàn)用戶定義的數(shù)據(jù)類型　　5.3.8　文檔化你的數(shù)據(jù)庫(kù)　　5.3.9　處理依賴信息　5.4　最佳實(shí)踐　5.5　總結(jié)第6章　保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性　6.1　最佳實(shí)踐　6.2　自動(dòng)數(shù)據(jù)保護(hù)　　6.2.1　聲明性數(shù)據(jù)保護(hù)　　6.2.2　基本語(yǔ)法　　6.2.3　基于簡(jiǎn)單表達(dá)式的CHECK約束　　6.2.4　基于函數(shù)的CHECK約束　　6.2.5　約束引起的錯(cuò)誤　　6.2.6　DML觸發(fā)器　　6.2.7　處理來自觸發(fā)器和約束的錯(cuò)誤　6.3　手動(dòng)數(shù)據(jù)保護(hù)　6.4　更多最佳實(shí)踐　6.5　總結(jié)第7章　模式與查詢技術(shù)　7.1　預(yù)計(jì)算值　　7.1.1　序列表　　7.1.2　日期計(jì)算　7.2　二進(jìn)制大型對(duì)象（BLOB）　7.3　存儲(chǔ)用戶自定義數(shù)據(jù)　　7.3.1　一長(zhǎng)串通用列　　7.3.2　實(shí)體-屬性-值（EAV）　　7.3.3　往表中增加列　7.4　通用實(shí)現(xiàn)對(duì)象　7.5　反模式　　7.5.1　多用途鍵域　　7.5.2　通用鍵引用　　7.5.3　對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的過度使用　7.6　總結(jié)　7.7　回顧與展望第8章　數(shù)據(jù)訪問安全　8.1　安全主體與安全對(duì)象　8.2　數(shù)據(jù)庫(kù)安全概述　　8.2.1　模擬　　8.2.2　權(quán)限　　8.2.3　控制對(duì)象訪問　　8.2.4　角色　　8.2.5　模式　8.3　通過T-SQL編程對(duì)象控制對(duì)象訪問　　8.3.1　存儲(chǔ)過程和標(biāo)量函數(shù)　　8.3.2　對(duì)象內(nèi)模擬　　8.3.3　跨數(shù)據(jù)庫(kù)邊界　　8.3.4　不同的服務(wù)器（分布式查詢）　8.4　視圖與表值函數(shù)　　8.4.1　一般用法　　8.4.2　使用視圖實(shí)現(xiàn)可配置的行級(jí)安全　8.5　數(shù)據(jù)混淆　8.6　監(jiān)視與審核　　8.6.1　服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)審核　　8.6.2　使用DML觸發(fā)器查看表的變更歷史　　8.6.3　DDL觸發(fā)器　　8.6.4　分析器日志　8.7　最佳實(shí)踐　8.8　總結(jié)第9章　表結(jié)構(gòu)與索引　9.1　數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)　　9.1.1　文件與文件組　　9.1.2　分區(qū)與頁(yè)　　9.1.3　頁(yè)中的數(shù)據(jù)　　9.1.4　分區(qū)　9.2　索引概覽　9.3　基本索引結(jié)構(gòu)　9.4　索引類型　　9.4.1　聚集索引　　9.4.2　非聚集索引　　9.4.3　聚集表上的非聚集索引　9.5　索引創(chuàng)建的基本方法　9.6　基本的索引使用模式　　9.6.1　使用聚集索引　　9.6.2　使用非聚集索引　　9.6.3　使用唯一索引　9.7　高級(jí)的索引使用案例　　9.7.1　外鍵索引　　9.7.2　索引視圖　9.8　最佳實(shí)踐　9.9　總結(jié)第10章　并發(fā)編程　10.1　什么是并發(fā)　10.2　查詢優(yōu)化的基礎(chǔ)知識(shí)　10.3　操作系統(tǒng)與硬件因素　10.4　事務(wù)　　10.4.1　事務(wù)語(yǔ)法　　10.4.2　已編譯的SQL Server代碼　10.5　SQL Server并發(fā)控制　　10.5.1　鎖　　10.5.2　隔離級(jí)別　10.6　完整性與并發(fā)性編程　　10.6.1　悲觀鎖定　　10.6.2　實(shí)現(xiàn)單線程代碼塊　　10.6.3　樂觀鎖定　　10.6.4　基于行的鎖定　　10.6.5　邏輯工作單元　10.7　最佳實(shí)踐　10.8　總結(jié)第11章　數(shù)據(jù)訪問策略　11.1　即席SQL　　11.1.1　優(yōu)點(diǎn)　　11.1.2　缺陷　11.2　存儲(chǔ)過程　　11.2.1　封裝性　　11.2.2　動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)過程　　11.2.3　安全性　　11.2.4　性能　　11.2.5　缺陷　　11.2.6　觀點(diǎn)　11.3　T-SQL與CLR（公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)）　　11.3.1　選擇T-SQL的準(zhǔn)則　　11.3.2　選擇.NET的準(zhǔn)則　　11.3.3　CLR對(duì)象類型　11.4　最佳實(shí)踐　11.5　總結(jié)附錄A　Codd的RDBMS十二法則附錄B　標(biāo)量數(shù)據(jù)類型參考索引

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 數(shù)據(jù)庫(kù)概念簡(jiǎn)介這下她明白了，敵人如魔鬼般的狡詐，正在于給謊言摻入一點(diǎn)真話，如此一來，謊言就更以假亂真。——《納尼亞傳奇：最后的戰(zhàn)役》，C.S.Lewis著作為數(shù)據(jù)架構(gòu)師的職業(yè)生涯中，從最開始到昨天為止（不管你什么時(shí)候看到這些句子，我這句話基本上都不可能會(huì)變化），我無(wú)數(shù)次遭遇一個(gè)完全難以克服的現(xiàn)實(shí)。向一個(gè)以墻上的鐘點(diǎn)考評(píng)所有項(xiàng)目的管理體系兜售“做對(duì)事情”的概念從來都不輕松。不光如此，通常情況下，實(shí)現(xiàn)功能的程序員人數(shù)往往比做數(shù)據(jù)庫(kù)的多若干倍，他們邊等著用數(shù)據(jù)庫(kù)，邊對(duì)管理層抱怨說，不到數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)完成或至少開始實(shí)現(xiàn)，他們什么事都干不了。如果這還不夠，現(xiàn)在介紹一下項(xiàng)目組的思維定勢(shì)，具體用詞可能略有偏差：“數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)不那么重要?！边@話往往并非明確地用這些詞說出來（雖然也確實(shí)有這樣說的時(shí)候）。一般說來，在人們大談?dòng)脩艚缑妫║I）應(yīng)該如何顯示某個(gè)東西，以及某按鈕應(yīng)該放到哪兒的時(shí)候，類似的話就混雜于其中。系統(tǒng)設(shè)計(jì)從一開始就讓人感覺像是追求“照片般真實(shí)”的藝術(shù)家在畫一幅畫，而不是在進(jìn)行一個(gè)需要遵循堅(jiān)實(shí)工程實(shí)踐的項(xiàng)目，先回答“需要做什么”再回答“如何做''的問題。更糟糕的是，由于數(shù)據(jù)庫(kù)是幾乎所有軟件項(xiàng)目的骨干成分，這使得情況更加復(fù)雜且不易看清，往往快到項(xiàng)目開發(fā)階段結(jié)束時(shí)，事情才暴露出猙獰的真面目。如果你在參與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，那么非常重要的是，你需要知道如何回答一個(gè)基本問題：“為什么？”這樣來看問題：你愿意開車在一座由某位不懂物理的工程師設(shè)計(jì)出來的橋上行駛嗎？或者，你愿意乘坐一架由某位不懂飛行基本原理的人士所設(shè)計(jì)出來的飛機(jī)嗎？聽起來非?；闹嚕遣皇?？那么，你愿意把自己的重要數(shù)據(jù)存放在一個(gè)由某位不懂?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基本原理的人士所設(shè)計(jì)出來的數(shù)據(jù)庫(kù)中嗎？本書的前4章致力于討論關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的不同階段，以及如何有效地執(zhí)行每個(gè)階段的工作，從而能夠獲得一個(gè)良好的最終設(shè)計(jì)，既能滿足業(yè)務(wù)需求又能保證數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的完整性。然而，在滿腔熱情地投入設(shè)計(jì)過程之前，需要探討幾個(gè)核心的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概念。因此，本章討論如下主題。

媒體關(guān)注與評(píng)論

“跟本書的2005版一樣，我認(rèn)為L(zhǎng)ouis的這本書寫得非常好，信息量極其豐富而且實(shí)踐性強(qiáng)。閱讀過程中，你會(huì)覺得是在跟作者討論問題。我喜歡這本書，還因?yàn)樗凶约旱挠^點(diǎn)，而非從在線圖書中照搬過來……”　　—— Amazon讀者評(píng)論

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