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东北大学数据库实验报告2016

实验(一): 熟练掌握SQL语言
实验目的：熟悉上机环境，创建数据库，在数据库上建立关系模式，插入数据，进行相应的查询操作。
实验内容：具体包括如下三部分。
一、 熟悉上机环境。
客户/服务器结构，数据库服务器在一台NT服务器上，同学们通过客户机(操作系统为Windows 2000)上安装的SQL Server客户端程序, 使用SQL Server数据库服务器。具体包括：
1. 了解SQL Server 环境。鼠标点击开始，进入“Microsoft SQL Server®企业管理器”，点击SQL Server组下的数据库服务器（服务器名称为NEUC-201S(Windows NT)）, 可以看到服务器上的圆形标志变为绿色，说明客户端程序已与服务器连接成功。点击服务器（NEUC-201S(Windows NT)）下的数据库，可以看到服务器上已建立的数据库，你可访问你有权访问的数据库，并进行相应的操作功能。因为，数据库服务器上建有许多数据库, 每个数据库都有一些合法的用户。
2. 鼠标点击开始，进入“Microsoft SQL Server®查询分析器”，输入用户名和口令，进入SQL查询分析器。如：你登录的客户机为27号，那么请以用户名user27，口令为user27登录，登录后缺省连到数据库user27上，user27/user27是数据库user27的创建者，因此用户user27/ user27具有在数据库user27上创建表等一切权力。
3. 在SQL查询分析器环境下，你就可进行SQL命令语句操作了。

二、 在数据库useri上创建学生选课有关关系模式，并插入相应的数据，实现有关查询。
1. 描述学生、课程情况的E-R图如下，请将其转化为用关系数据模型描述的关系模式
学生
课程
选修
学号
姓名
年龄
所在系
成绩
课号
课程名
学时
学分
先行课号

2. 在数据库中定义这些关系模式，并向基本表中插入如下数据：
CREATE table Students
(Sno char(10) primary key,
Sname char(20),
Sage int,
sdept char(20))

create table Courses
(Cno char(4),
Cname char(40),
Ccredit int,
Ctime int,
Cpno char(4),
primary key (cno),
Foreign key (Cpno) references Courses(Cno))

create table SC
(Sno char(10),
Cno char(4),
Grade int,
primary key(Sno,Cno),
foreign key(Sno) references Students(Sno),
foreign key(Cno) references Courses(Cno))

insert into Students values ('20133901','陈一',21,'计算机')
insert into Students values ('20133902','陈二',22,'电子')
insert into Students values ('20133903','陈三',23,'通信')
insert into Students values ('20133904','陈四',20,'自动化')
insert into Students values ('20133905','陈五',21,'软件')
insert into Students values ('20133906','陈六',22,'数学')
insert into Students values ('20133907','陈七',23,'物联网')
insert into Students values ('20133908','陈八',20,'生物')
insert into Students values ('20133909','陈九',21,'计算机')
insert into Students values ('20133910','陈十',22,'机械')

insert into Courses values ('0001','C语言',4,60,null)
insert into Courses values ('0002','C++语言',4,60,null)
insert into Courses values ('0003','JAVA',4,60,null)
insert into Courses values ('0004','数据结构',4,60,null)
insert into Courses values ('0005','高数',4,60,null)
insert into Courses values ('0006','离散数学',4,60,null)
insert into Courses values ('0007','计算原理',4,60,'0005')
insert into Courses values ('0008','算法设计',4,60,null)
insert into Courses values ('0009','文本',4,60,null)
insert into Courses values ('0010','信息安全',4,60,'0009')

insert into SC values ('20133901','0001',2)
insert into SC values ('20133902','0001',3)
insert into SC values ('20133903','0001',4)
insert into SC values ('20133904','0003',3)
insert into SC values ('20133905','0001',2)
insert into SC values ('20133906','0001',1)
insert into SC values ('20133907','0001',2)
insert into SC values ('20133908','0001',3)
insert into SC values ('20133909','0001',4)
insert into SC values ('20133910','0002',3)

3. 插入相应的数据，试着插入重复的元组，结果如何？
插入相同数据
insert into Students values ('20133901','陈一',21,'计算机')
insert into Students values ('20133901','陈一',21,'计算机')
insert into Students values ('20133901','陈一',21,'计算机')
insert into Students values ('20133901','陈一',21,'计算机')
insert into Students values ('20133901','陈一',21,'计算机')
insert into Students values ('20133901','陈一',21,'计算机')

不能插入重复数据
4. 在已建立的关系模式之上（已插入一些数据）建立主键约束，参照约束和用户定义的约束（要求学生年龄不小于14岁，不大于35岁），如果约束不能建立，请分析原因，修改后建立上述约束。
alter table Students add check(Sage>=14 and Sage<=35)
alter table Students add primary key(Sno)不能建立

5. 如果约束建立后，请试着插入重复元组，结果如何？
试着插入重复元组，无法插入：

实验(二): 熟练掌握SQL语言

insert into Students values ('20133901','赵一',21,'计算机')
insert into Students values ('95133902','赵二',18,'计算机')
insert into Students values ('20133903','赵三',23,'通信')
insert into Students values ('20133904','赵四',24,'数学')
insert into Students values ('95133905','赵五',25,'软件')
insert into Students values ('20133906','赵六',26,'数学')
insert into Students values ('20133907','赵七',27,'物联网')
insert into Students values ('95133908','赵八',28,'数学')
insert into Students values ('20133909','老九',19,'计算机')
insert into Students values ('95133910','老十',17,'计算机')
insert into Students values ('95133941','老一',17,'物联网')
insert into Students values ('95133943','老二',15,'物联网')

insert into Courses values ('0000','C1',4,60,null)
insert into Courses values ('0001','C语言',4,60,null)
insert into Courses values ('0002','C++',4,60,null)
insert into Courses values ('0003','JAVA',4,60,null)
insert into Courses values ('0004','数据结构',4,60,null)
insert into Courses values ('0005','高数',4,60,null)
insert into Courses values ('0006','离散',4,60,null)
insert into Courses values ('0007','数据库',4,60,'0005')
insert into Courses values ('0008','算法设计',4,60,null)
insert into Courses values ('0009','文本智能处理',4,60,null)
insert into Courses values ('0010','信息安全',4,60,'0009')
insert into Courses values ('0011','C2',4,60,'null')

insert into SC values ('95133910','0000',70)
insert into SC values ('95133910','0001',1)
insert into SC values ('20133941','0001',2)
insert into SC values ('95133902','0001',3)
insert into SC values ('20133903','0001',4)
insert into SC values ('20133904','0003',3)
insert into SC values ('95133905','0001',2)
insert into SC values ('20133906','0001',1)
insert into SC values ('20133907','0001',2)
insert into SC values ('95133908','0001',82)
insert into SC values ('20133909','0000',90)
insert into SC values ('20133909','0002',3)
insert into SC values ('95133901','0011',3)
insert into SC values ('95133901','0002',3)
insert into SC values ('95133903','0000',3)
insert into SC values ('95133903','0001',3)
insert into SC values ('95133903','0002',3)
insert into SC values ('95133903','0003',3)
insert into SC values ('95133903','0004',3)
insert into SC values ('95133903','0005',3)
insert into SC values ('95133843','0006',3)
insert into SC values ('95133903','0007',3)
insert into SC values ('95133903','0008',3)
insert into SC values ('95133903','0009',3)
insert into SC values ('95133903','0010',3)
insert into SC values ('95133903','0011',3)
用SQL完成下列查询
1. 求选修了课程的学生的学号，要求：
(1) 不使用distinct语句，消除重复元组，写出其SQL语句
Select Sno from SC

(2) 使用distinct语句，消除重复元组，写出其SQL语句
select distinct Sno from SC

(3) 如果该查询写成：
select Students.Sno from Students, SC where Students.Sno=SC.Sno
请问该查询结果和上面哪个结果是相同的？
和1相同

2. 求开设的课程号、课程名、学时和学分，要求对查询结果的列重新命名。
select Cno MyCno ,Cname MyCname,Ctime MyCtime,CCredit MyCredict from Courses

3. 求计算机系和数学系的学生学号、姓名和年龄。
select Sno,Sname,Sage from Students where Sdept='计算机' or Sdept ='数学'

4. 求不是数学系、计算机系的学生的情况，要求select后写*代替列出所有的列名。
select * from Students where Students.Sdept!='数学' and Students.Sdept!='计算机'

5. 求全体学生的信息，要求按年龄升序排列。
select * from Students order by Sage asc

6. 求计算机系年龄在18~20岁之间的学生姓名和年龄
select Sname,Sage from Students where Sage>=18 and Sage<=20 and Sdept='计算机'

7. 求姓名是以老开头的计算机系学生。
select * from Students where Sname like '老%' and Sdept='计算机'

8. 求选修了C1课程的学生的学号、姓名、成绩。
select Students.Sno,Students.Sname,SC.Grade from Students,SC,Courses where SC.Sno=Students.Sno and SC.Cno=Courses.Cno and Courses.Cname='C1'

9. 求学号为95开头的学生的学号和所选修的课程的学分。
select Students.Sno,Courses.Cname,Courses.CCredit from Students,SC,Courses where Students.Sno like'95%' and Students.Sno=SC.Sno and SC.Cno=Courses.Cno

10. 求选修C1课程且成绩为80分以上的学生的学号、姓名和成绩。
select Students.Sno,Students.Sname,SC.Grade from Students,SC,Courses where Students.Sno=SC.Sno and SC.Cno=Courses.Cno and Courses.Cname='C1' and SC.Grade>80

11. 求计算机系每个学生的姓名，选修的课程名和成绩。
select Students.Sname,Courses.Cname,SC.Grade from Students,SC,Courses where Students.Sdept='计算机' and Students.Sno=SC.Sno and SC.Cno=Courses.Cno

12. 求每个学生的学号及平均成绩。
select Sno,AVG(Grade) AvgGrade from SC group by Sno

13. 求男学生每一年龄组中超过1人的年龄组及人数。
select Sage,Count(Sno) countSno from Students group by Sage having Count(Sno)>1

14. 求每一门课程的间接先行课号。
select C1.Cno,C2.Cpno from Courses C1,Courses C2 where C1.Cpno=C2.Cno

15. 求选修了全部课程的学生的学号。
select Sno from Students where not exists (select * from Courses where not exists(select * from SC where Sno=Students.Sno and Cno=Courses.Cno));

实验(三):数据库的安全性和完整性
实验目的：了解和使用安全子系统；进行完整性定义和检查。
实验内容：具体包括如下三部分。
一 熟练掌握SQL(续)

1. 修改表Students,在其中加入一个字段性别sex char(1)
alter table Students add sex char(1);

2. 创建索引：在Students表的Sno上创建唯一聚簇索引, 在SC表的（Sno, Cno）上创建唯一索引. 查询Students表的内容, 记录的顺序有变化吗? 查询SC表的内容, 记录的顺序有变化吗?
Create unique clustered index Student_sno on Students(Sno);
Create unique index Sno_cno on SC(Sno,Cno);
Students表的内容, 记录的顺序有变化
SC表的内容, 记录的顺序没有变化

3. 创建视图
§ 创建计算机系学生视图CS_Students，其中包括学号、年龄和性别。
带with check opition子句
不带with check opition子句
时各插入一计算机系学生记录， 通过视图查询插入的记录，结果如何？通过表Students查询插入的记录，查看所在系字段上的值？
create view CS_students1 as select Sno,Sage,sex from Students where Sdept='CS' with check option
INSERT INTO CS_students1
VALUES('20133333',19,'m');

create view CS_students2 as select Sno,Sage,sex from Students where Sdept='CS'
INSERT INTO CS_students2
VALUES('20138888',18,'m');
§ 创建一视图，表示学生的平均成绩，其中包括Sno,avgGrade。通过该视图插入一学生姓名和平均成绩，结果如何？通过该视图查找平均成绩在90分以上的学生的学号和平均成绩，结果又如何？
create view Stuavggrade(sno,avggrade)
as select Sno,avg(Grade)from SC group by SC.sno

Insert into Stuavggrade
values('20133333',88)

select sno,avggrade
from Stuavggrade
where avggrade>=90

二 了解和使用安全子系统
1、将sql server的一合法帐户(user60)加入到你的数据库当中来，并给其授权，
SP_grantdbaccess 'user63';
使之：
具有创建表的权限
grant Create table to user63;
具有对Students表查询的权限
grant select on Students to user63;
具有对Studetns表的年龄字段修改的权限
grant update(Sage) on Students to user63;

2、用user60/user60进入系统，完成权限验证：

在Students表上，实现select * from Students
select * from db63.user63.STUDENT

在course表上，实现select * from course
select * from db63.user63.Course

update Studetns set Sage=Sage+1
update db63.user63.STUDENT set Sage=Sage+1
select * from db63.user63.STUDENT

update Students set Sdept=’CS’
update db63.user63.STUDENT set Sdept='CS'
select * from db63.user63.STUDENT

3、你是数据库的dbo，你来查看dept表，结果如何？使用set user命令使自己成为user60后，查看dept表，结果如何？

三 完整性定义和检查
1、创建表Studetns，要求学生的年龄在16和25岁之间，并且所在系的缺省取值为‘CS’
CREATE TABLE Students
(Sno CHAR(9) not null,
Sname CHAR(20) ,
Sdept char(20) default'CS',
Sage int check(Sage>=16 and Sage<=25),
Ssex char(2)
);
在Studetns表上插入一学生记录（‘9921’，‘cccc’,’MA’,23,’f’）
insert into Students(Sno,Sname,Sdept,Sage,Ssex)
values('9921','cccc','MA',23,'f');

在Studetns表上插入一学生记录（‘9922’，‘ddd’,’MA’,27,’m’）
insert into Students(Sno,Sname,Sdept,Sage,Ssex)
values('9922','ddd','MA',27,'m');

在Studetns表上插入一学生记录（‘9923’，‘eeeee’,21,’m’）
insert into Students(Sno,Sname,Sage,Ssex)
values('9923','eeeee',21,'m');

在Studetns表上插入一学生记录（‘9922’，‘ddd’,’MA’,23,’m’）
insert into Students(Sno,Sname,Sdept,Sage,Ssex)
values('9922','ddd','MA',23,'m');

2、创建表course，要求课号作为主键
create table course
(cno char(10) primary key,
ctime char(10),
cname char(20),
cscore char(10)
);
在course表上插入一课程记录（’c9’,40,’cname1’,1）
insert into course(cno,ctime,cname,cscore)
values('c9',40,'cname1',1);

在course表上插入一课程记录（’c9’,40,’cname2’,1）
insert into course(cno,ctime,cname,cscore)
values('c9',40,'cname2',1);

在course表上插入一课程记录（null,25,’canme3’,2）
insert into course(cno,ctime,cname,cscore)
values(null,25,'cname3',2);

3、修改表Studetns，指定学号为主键，然后
ALTER TABLE Students ADD CONSTRAINT pk_Sno PRIMARY KEY(Sno)
插入一记录（’9908’,’shang’,’CI’,20）
insert into Students(Sno,Sname,Sdept,Sage)
values('9908','shang','CI',20);

插入一记录（’9908’,’shang’,’CI’,20）
insert into Students(Sno,Sname,Sdept,Sage)
values('9908','shang','CI',20);

插入一记录（’’,’liang’,’CS’,18）
insert into Students(Sno,Sname,Sdept,Sage)
values('','liang','CS',18);

插入一记录（’’,’an’,’CS’,19）
insert into Students(Sno,Sname,Sdept,Sage)
values('','an','CS',19);

4、 创建sc表，要求表sc中的学号参照表Studetns中的学号，sc中的课号参照course中的课号。参照约束创建完成后，向这 三个表插入数据。
create table SC
(Sno char(9),
Cno char(10),
Grade int,
foreign key(Sno) references Students(Sno),
foreign key(Cno) references course(cno)
)
先在sc表插入一个选课记录，看看有什么情况发生？
insert into SC(Sno,Cno,Grade)
values('9922','c9',85);

先删除sc中的某个记录，看看有什么情况发生？
delete from SC where Sno = '9922';

将Studetns表中的学号9906改为9907，看看有什么情况发生？
update Students set Sno='9907'
where Sno='9906';

实验(四):事务的并发控制
实验目的：通过实验了解实际系统中,三级封锁协议的实现方法和使用方法，体会加锁操作、死锁检测与解除。
实验内容：具体分如下五部分。
说明：
（1）Set transaction isolation level read uncommitted
read committed
repeatable read
serializable
分别对应隔离级0,1,2,3。
（2）要求两人一组。

1、 隔离级1(缺省)方式下体会两事务的并发执行结果。具体步骤如下(以user1和user2为例):
l user1首先将user2接纳为自己数据库的用户, 并授权user2可以查询学生表students
l user1输入并执行下列语句
begin transaction
update table students set age=20+1 where sno=’95001’
l user2输入并执行下列语句
begin transaction
select * from students where sno=’95001’
1) 观察发生的现象, user2的语句可以执行吗(是否可以读到别人没有提交的数据)?
不可以
2) user1输入并执行下列语句
commit
观察发生的现象, user2的语句执行了吗?
可以
3) 加锁和解锁操作的完成者是数据库用户吗?
l user2输入并执行下列语句
commit
不是，是数据库系统
2、 隔离级1(缺省)方式下体会两事务的并发执行结果。具体步骤如下(以user1和user2为例):
l user1首先将user2接纳为自己数据库的用户, 并授权user2可以查询学生表students
l user2输入并执行下列语句
begin transaction
select age from students where sno=’95001’
l user1输入并执行下列语句
begin transaction
update table students set age=20+1 where sno=’95001’
1) 观察发生的现象, user1的语句可以执行吗(是否可以修改别人正在读的数据)?
可以
l user2输入并执行下列语句
select age from students where sno=’95001’
2) 观察发生的现象, user2的语句执行了吗? 结果如何(是否可重复读)?
user2输入并执行下列语句
commit

l user1输入并执行下列语句
commit
不执行
3、 在隔离级0方式下体会两事务的并发执行结果。具体步骤如下(以user1和user2为例):
l user1首先将user2接纳为自己数据库的用户, 并授权user2可以查询学生表students
l user1输入并执行下列语句
begin transaction
update table students set age=20+1 where sno=’95001’
l user2输入并执行下列语句
begin transaction
set transaction isolation level Read Uncommitted
select * from students where sno=’95001’
1) 观察发生的现象, user2的语句可以执行吗(是否可以读到别人没有提交的数据)?

可以
l user1输入并执行下列语句
commit
l user2输入并执行下列语句
commit

4、 在隔离级1(缺省)方式下体会两事务的并发执行死锁情况。具体步骤如下(以user1和user2为例):
l user1首先将user2接纳为自己数据库的用户, 并授权user2可以修改学生表students和学生选课表sc
l user1输入并执行下列语句
begin transaction
update table students set age=age+1
l user2输入并执行下列语句
begin transaction
update table sc set grade=grade+5
l user1输入并执行下列语句
update table sc set grade=grade+5
1) 观察发生的现象, user1的语句可以执行吗?
可以
l user2输入并执行下列语句
update table students set age=age+1
2) 观察发生的现象, user2的语句执行了吗? 结果如何?
不可以
l 在成功执行的窗口输入并执行下列语句
commit

5、 在隔离级1(缺省)方式下体会两事务并发执行锁的粒度(锁数据所在页)。具体步骤如下(以user1和user2为例):
l user1首先将user2接纳为自己数据库的用户, 并授权user2可以查询学生表students(该实验要求表中元组数要足够多, 要求指定关键字约束)
l user1输入并执行下列语句
begin transaction
update table students set age=age+1 where sno='95001'
l user2输入并执行下列语句
begin transaction
select * from students where sno='95201'
1) 观察发生的现象, user2的语句可以执行吗?
l user2输入并执行下列语句
commit
l user1输入并执行下列语句
commit
可以