SQL Server数据库应用系统的知识点有哪些

目录

1. SQL Server概述
2. SQL Server的安装与配置
3. SQL Server数据库管理
4. SQL Server表与索引
5. SQL Server查询与视图
6. SQL Server存储过程与触发器
7. SQL Server事务与并发控制
8. SQL Server安全管理
9. SQL Server备份与恢复
10. SQL Server性能优化
11. SQL Server高可用性与灾难恢复
12. SQL Server集成服务
13. SQL Server报表服务
14. SQL Server分析服务
15. SQL Server与云服务
16. SQL Server与其他数据库系统的比较
17. SQL Server的未来发展趋势

SQL Server概述

SQL Server是由微软公司开发的关系型数据库管理系统（RDBMS），广泛应用于企业级数据管理、数据仓库、商业智能等领域。SQL Server支持多种数据类型、复杂的查询、事务处理、并发控制、数据安全等功能，是企业数据管理的核心工具之一。

SQL Server的主要特点

• 高性能：SQL Server通过优化查询执行计划、索引、缓存等技术，提供高性能的数据处理能力。
• 高可用性：SQL Server支持多种高可用性解决方案，如故障转移群集、数据库镜像、AlwaysOn可用性组等。
• 安全性：SQL Server提供了多层次的安全机制，包括身份验证、授权、加密、审计等。
• 可扩展性：SQL Server支持从小型应用到大型企业级应用的扩展，能够处理海量数据和高并发访问。
• 集成性：SQL Server与微软的其他产品（如Windows Server、Visual Studio、Power BI等）紧密集成，提供了完整的解决方案。

SQL Server的安装与配置

安装SQL Server

SQL Server的安装过程相对简单，但需要根据实际需求选择合适的版本和组件。以下是安装SQL Server的基本步骤：

1. 下载安装程序：从微软官方网站下载SQL Server的安装程序。
2. 运行安装程序：运行下载的安装程序，选择“安装”选项。
3. 选择安装类型：选择“全新SQL Server独立安装”或“向现有安装添加功能”。
4. 接受许可条款：阅读并接受许可条款。
5. 选择安装功能：选择需要安装的SQL Server功能，如数据库引擎、分析服务、报表服务等。
6. 配置实例：选择默认实例或命名实例，并配置实例的根目录。
7. 配置服务器：设置SQL Server的服务账户、身份验证模式、管理员账户等。
8. 完成安装：等待安装程序完成所有配置，并启动SQL Server服务。

配置SQL Server

安装完成后，需要对SQL Server进行一些基本配置，以确保其正常运行和满足业务需求。常见的配置包括：

• 配置网络协议：启用或禁用TCP/IP、Named Pipes等网络协议。
• 配置内存和CPU：根据服务器的硬件资源，调整SQL Server的内存和CPU使用限制。
• 配置数据库文件位置：设置数据库文件和日志文件的存储位置。
• 配置备份和恢复策略：制定数据库的备份和恢复策略，确保数据安全。

SQL Server数据库管理

创建和管理数据库

在SQL Server中，数据库是存储数据的容器。创建和管理数据库是数据库管理员的基本任务之一。

创建数据库

可以使用SQL Server Management Studio（SSMS）或T-SQL语句创建数据库。以下是使用T-SQL创建数据库的示例：

CREATE DATABASE MyDatabase
ON PRIMARY
(
    NAME = MyDatabase_Data,
    FILENAME = 'C:\Data\MyDatabase.mdf',
    SIZE = 10MB,
    MAXSIZE = 50MB,
    FILEGROWTH = 5MB
)
LOG ON
(
    NAME = MyDatabase_Log,
    FILENAME = 'C:\Data\MyDatabase.ldf',
    SIZE = 5MB,
    MAXSIZE = 25MB,
    FILEGROWTH = 5MB
);

管理数据库

数据库管理包括备份、恢复、收缩、重命名、删除等操作。以下是常见的数据库管理操作：

• 备份数据库：使用BACKUP DATABASE语句备份数据库。
• 恢复数据库：使用RESTORE DATABASE语句恢复数据库。
• 收缩数据库：使用DBCC SHRINKDATABASE语句收缩数据库文件。
• 重命名数据库：使用ALTER DATABASE语句重命名数据库。
• 删除数据库：使用DROP DATABASE语句删除数据库。

数据库文件与文件组

SQL Server数据库由数据文件和日志文件组成。数据文件存储实际数据，日志文件记录数据库的修改操作。

数据文件

数据文件分为主数据文件（.mdf）和次数据文件（.ndf）。主数据文件是数据库的起点，包含数据库的系统表和数据。次数据文件是可选的，用于存储用户数据。

日志文件

日志文件（.ldf）记录数据库的所有修改操作，用于事务回滚和数据库恢复。

文件组

文件组是数据文件的逻辑集合，用于管理和分配数据存储。默认情况下，SQL Server使用主文件组（PRIMARY），但可以创建其他文件组来优化数据存储和性能。

数据库选项

SQL Server提供了多种数据库选项，用于控制数据库的行为和性能。常见的数据库选项包括：

• 恢复模式：控制数据库的恢复行为，包括完整恢复模式、简单恢复模式和大容量日志恢复模式。
• 自动收缩：控制数据库是否自动收缩文件。
• 自动关闭：控制数据库是否在最后一个用户断开连接后自动关闭。
• 自动创建统计信息：控制是否自动创建统计信息以优化查询性能。

SQL Server表与索引

创建和管理表

表是SQL Server中存储数据的基本结构。创建和管理表是数据库设计的重要部分。

创建表

可以使用T-SQL语句创建表。以下是创建表的示例：

CREATE TABLE Employees
(
    EmployeeID INT PRIMARY KEY,
    FirstName NVARCHAR(50),
    LastName NVARCHAR(50),
    HireDate DATE,
    Salary DECIMAL(18, 2)
);

管理表

表管理包括添加、修改、删除列，以及重命名、删除表等操作。以下是常见的表管理操作：

• 添加列：使用ALTER TABLE语句添加列。
• 修改列：使用ALTER TABLE语句修改列的数据类型或属性。
• 删除列：使用ALTER TABLE语句删除列。
• 重命名表：使用sp_rename存储过程重命名表。
• 删除表：使用DROP TABLE语句删除表。

索引

索引是提高查询性能的重要工具。SQL Server支持多种类型的索引，包括聚集索引、非聚集索引、唯一索引、全文索引等。

创建索引

可以使用T-SQL语句创建索引。以下是创建索引的示例：

CREATE INDEX IX_Employees_LastName
ON Employees (LastName);

管理索引

索引管理包括重建、重组、删除索引等操作。以下是常见的索引管理操作：

• 重建索引：使用ALTER INDEX语句重建索引。
• 重组索引：使用ALTER INDEX语句重组索引。
• 删除索引：使用DROP INDEX语句删除索引。

约束

约束用于保证数据的完整性和一致性。SQL Server支持多种约束，包括主键约束、外键约束、唯一约束、检查约束等。

创建约束

可以使用T-SQL语句创建约束。以下是创建约束的示例：

ALTER TABLE Employees
ADD CONSTRNT PK_Employees PRIMARY KEY (EmployeeID);

ALTER TABLE Employees
ADD CONSTRNT FK_Employees_Departments FOREIGN KEY (DepartmentID)
REFERENCES Departments (DepartmentID);

管理约束

约束管理包括启用、禁用、删除约束等操作。以下是常见的约束管理操作：

• 启用约束：使用ALTER TABLE语句启用约束。
• 禁用约束：使用ALTER TABLE语句禁用约束。
• 删除约束：使用ALTER TABLE语句删除约束。

SQL Server查询与视图

查询数据

查询是SQL Server中最常用的操作之一。SQL Server支持复杂的查询语句，包括SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE等。

SELECT语句

SELECT语句用于从表中检索数据。以下是SELECT语句的示例：

SELECT EmployeeID, FirstName, LastName, HireDate, Salary
FROM Employees
WHERE Salary > 50000
ORDER BY LastName, FirstName;

INSERT语句

INSERT语句用于向表中插入数据。以下是INSERT语句的示例：

INSERT INTO Employees (EmployeeID, FirstName, LastName, HireDate, Salary)
VALUES (1, 'John', 'Doe', '2023-01-01', 60000);

UPDATE语句

UPDATE语句用于更新表中的数据。以下是UPDATE语句的示例：

UPDATE Employees
SET Salary = 65000
WHERE EmployeeID = 1;

DELETE语句

DELETE语句用于删除表中的数据。以下是DELETE语句的示例：

DELETE FROM Employees
WHERE EmployeeID = 1;

视图

视图是虚拟表，基于一个或多个表的查询结果。视图可以简化复杂的查询，并提供数据安全性。

创建视图

可以使用T-SQL语句创建视图。以下是创建视图的示例：

CREATE VIEW HighSalaryEmployees AS
SELECT EmployeeID, FirstName, LastName, HireDate, Salary
FROM Employees
WHERE Salary > 50000;

管理视图

视图管理包括修改、删除视图等操作。以下是常见的视图管理操作：

• 修改视图：使用ALTER VIEW语句修改视图。
• 删除视图：使用DROP VIEW语句删除视图。

SQL Server存储过程与触发器

存储过程

存储过程是预编译的T-SQL语句集合，用于执行特定的任务。存储过程可以提高代码的重用性和性能。

创建存储过程

可以使用T-SQL语句创建存储过程。以下是创建存储过程的示例：

CREATE PROCEDURE GetEmployeeByID
    @EmployeeID INT
AS
BEGIN
    SELECT EmployeeID, FirstName, LastName, HireDate, Salary
    FROM Employees
    WHERE EmployeeID = @EmployeeID;
END;

管理存储过程

存储过程管理包括修改、删除存储过程等操作。以下是常见的存储过程管理操作：

• 修改存储过程：使用ALTER PROCEDURE语句修改存储过程。
• 删除存储过程：使用DROP PROCEDURE语句删除存储过程。

触发器

触发器是特殊的存储过程，在特定的事件（如INSERT、UPDATE、DELETE）发生时自动执行。触发器用于实现复杂的业务逻辑和数据完整性。

创建触发器

可以使用T-SQL语句创建触发器。以下是创建触发器的示例：

CREATE TRIGGER trg_Employees_Insert
ON Employees
AFTER INSERT
AS
BEGIN
    INSERT INTO EmployeeAudit (EmployeeID, Action, ActionDate)
    SELECT EmployeeID, 'INSERT', GETDATE()
    FROM inserted;
END;

管理触发器

触发器管理包括修改、删除触发器等操作。以下是常见的触发器管理操作：

• 修改触发器：使用ALTER TRIGGER语句修改触发器。
• 删除触发器：使用DROP TRIGGER语句删除触发器。

SQL Server事务与并发控制

事务

事务是数据库操作的逻辑单元，用于保证数据的一致性和完整性。SQL Server支持显式和隐式事务。

显式事务

显式事务通过BEGIN TRANSACTION、COMMIT TRANSACTION和ROLLBACK TRANSACTION语句控制。以下是显式事务的示例：

BEGIN TRANSACTION;

UPDATE Accounts
SET Balance = Balance - 100
WHERE AccountID = 1;

UPDATE Accounts
SET Balance = Balance + 100
WHERE AccountID = 2;

COMMIT TRANSACTION;

隐式事务

隐式事务通过SET IMPLICIT_TRANSACTIONS ON语句启用。在隐式事务模式下，每个SQL语句自动开始一个事务，直到显式提交或回滚。

并发控制

并发控制用于管理多个用户同时访问数据库时的数据一致性和性能。SQL Server支持多种并发控制机制，包括锁、事务隔离级别等。

锁

锁用于控制对数据的并发访问。SQL Server支持多种锁类型，包括共享锁、排他锁、更新锁等。

事务隔离级别

事务隔离级别控制事务之间的可见性和影响。SQL Server支持以下事务隔离级别：

• READ UNCOMMITTED：允许读取未提交的数据，可能导致脏读。
• READ COMMITTED：只允许读取已提交的数据，避免脏读。
• REPEATABLE READ：保证在同一事务中多次读取同一数据时结果一致。
• SERIALIZABLE：最高隔离级别，保证事务串行执行，避免幻读。

SQL Server安全管理

身份验证

SQL Server支持两种身份验证模式：Windows身份验证和SQL Server身份验证。

• Windows身份验证：使用Windows用户账户进行身份验证，适合企业内部使用。
• SQL Server身份验证：使用SQL Server自带的用户名和密码进行身份验证，适合外部用户使用。

授权

授权用于控制用户对数据库对象的访问权限。SQL Server支持多种权限，包括SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE、EXECUTE等。

授予权限

可以使用GRANT语句授予用户权限。以下是授予权限的示例：

GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE
ON Employees
TO User1;

撤销权限

可以使用REVOKE语句撤销用户权限。以下是撤销权限的示例：

REVOKE SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE
ON Employees
FROM User1;

加密

加密用于保护敏感数据的安全性。SQL Server支持多种加密技术，包括透明数据加密（TDE）、列级加密、证书加密等。

透明数据加密

透明数据加密（TDE）用于加密整个数据库文件，防止数据泄露。以下是启用TDE的示例：

CREATE DATABASE ENCRYPTION KEY
WITH ALGORITHM = AES_256
ENCRYPTION BY SERVER CERTIFICATE MyServerCert;

ALTER DATABASE MyDatabase
SET ENCRYPTION ON;

列级加密

列级加密用于加密特定列的数据。以下是列级加密的示例：

CREATE SYMMETRIC KEY MySymmetricKey
WITH ALGORITHM = AES_256
ENCRYPTION BY CERTIFICATE MyCert;

OPEN SYMMETRIC KEY MySymmetricKey
DECRYPTION BY CERTIFICATE MyCert;

UPDATE Employees
SET Salary = EncryptByKey(Key_GUID('MySymmetricKey'), Salary);

审计

审计用于记录数据库的操作日志，便于追踪和监控。SQL Server支持多种审计技术，包括SQL Server Audit、扩展事件等。

SQL Server Audit

SQL Server Audit用于记录数据库的操作日志。以下是创建审计的示例：

CREATE SERVER AUDIT MyServerAudit
TO FILE (FILEPATH = 'C:\AuditLogs\');

CREATE DATABASE AUDIT SPECIFICATION MyDatabaseAudit
FOR SERVER AUDIT MyServerAudit
ADD (SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE)
WITH (STATE = ON);

SQL Server备份与恢复

备份

备份是保护数据安全的重要手段。SQL Server支持多种备份类型，包括完整备份、差异备份、事务日志备份等。

完整备份

完整备份用于备份整个数据库。以下是完整备份的示例：

BACKUP DATABASE MyDatabase
TO DISK = 'C:\Backups\MyDatabase.bak'
WITH INIT;

差异备份

差异备份用于备份自上次完整备份以来发生变化的数据。以下是差异备份的示例：

BACKUP DATABASE MyDatabase
TO DISK = 'C:\Backups\MyDatabase_Diff.bak'
WITH DIFFERENTIAL;

事务日志备份

事务日志备份用于备份事务日志，支持点恢复。以下是事务日志备份的示例：

BACKUP LOG MyDatabase
TO DISK = 'C:\Backups\MyDatabase_Log.bak';

恢复

恢复用于从备份中还原数据库。SQL Server支持多种恢复模式，包括完整恢复模式、简单恢复模式等。

完整恢复模式

完整恢复模式支持点恢复，适用于需要高数据安全性的场景。以下是完整恢复模式的示例：

RESTORE DATABASE MyDatabase
FROM DISK = 'C:\Backups\MyDatabase.bak'
WITH NORECOVERY;

RESTORE LOG MyDatabase
FROM DISK = 'C:\Backups\MyDatabase_Log.bak'
WITH RECOVERY;

简单恢复模式

简单恢复模式不支持点恢复，适用于不需要高数据安全性的场景。以下是简单恢复模式的示例：

RESTORE DATABASE MyDatabase
FROM DISK = 'C:\Backups\MyDatabase.bak'
WITH RECOVERY;

SQL Server性能优化

查询优化

查询优化是提高数据库性能的关键。SQL Server提供了多种查询优化技术，包括索引优化、查询重写、统计信息更新等。

索引优化

索引优化是提高查询性能的重要手段。可以通过创建合适的索引、重建索引、更新统计信息等方式优化查询性能。

查询重写

查询重写是通过修改查询语句的结构或逻辑，提高查询性能。例如，使用JOIN代替子查询，使用EXISTS代替IN等。

统计信息更新

统计信息用于优化查询执行计划。可以通过更新统计信息，提高查询性能。以下是更新统计信息的示例：

UPDATE STATISTICS Employees;

执行计划

执行计划是SQL Server用于执行查询的步骤和策略。通过分析执行计划，可以识别查询性能瓶颈并进行优化。

查看执行计划

可以使用SQL Server Management Studio（SSMS）查看执行计划。以下是查看执行计划的步骤：

1. 在SSMS中打开查询窗口。
2. 输入查询语句。
3. 点击“显示估计的执行计划”或“包括实际执行计划”按钮。
4. 查看执行计划，分析查询性能。

优化执行计划

通过分析执行计划，可以识别查询性能瓶颈并进行优化。例如，添加缺失的索引、重写查询语句、调整查询参数等。

性能监视

性能监视用于实时监控数据库的性能指标，识别性能瓶颈。SQL Server提供了多种性能监视工具，包括