一、SQL Server的數據存儲結構

SQL Server是一個資料庫管理系統，需要以有效方式存儲高容量數據。要更好地理解SQL Server處理數據的方式，就需要瞭解數據的存儲結構。

1、文件類型

資料庫在磁碟上是以文件為單位存儲的，由數據文件和事務日誌文件組成。一個資料庫至少應該包含一個數據文件和一個事務日誌文件。

• 主數據文件：主數據文件包含資料庫的啟動信息，指向資料庫中的其他文件，每個資料庫都有一個主數據文件（有且只有一個），推薦文件擴展名是.mdf；

• 次要（輔助）數據文件：除主數據文件以外的所有其他數據文件都是次要數據文件，某些資料庫可能不包含任何次要數據文件，而有些資料庫則包含多個次要數據文件，次要數據文件的推薦文件擴展名是.ndf；

• 事務日誌文件：事務日誌文件包含恢複數據庫所有事務的信息，每個資料庫中至少有一個事務日誌文件，當然也可以有多個。事務日誌文件的推薦文件擴展名是.idf；

• 文件流數據文件：可以使基於SQL的應用程式能在文件系統中存儲非結構化的數據，如：文檔、圖片、音頻、視頻等；

2、數據文件

從更微觀的角度來看，數據文件由若幹個64KB大小的區組成，每個區由8個8KB的連續頁組成，如下圖所示：

SQL Server所能識別的最小存儲單位被稱為頁。一個頁的大小是8KB，它是SQL Server實際存儲數據的單位。磁碟I/O操作再頁級執行。一個區由8個物理上連續的頁組成，用來
有效地管理頁。所有的頁都存儲在區中。當在SQL Server中創建了表以後，對象就被分配到區中。較小的表可以和其他資料庫對象在一個區中。

3、事務日誌

事務是一個或多個T-SQL語句的集合，相當於一個“原子”任務，要麼執行成功，要不完全不執行。每個SQL Server資料庫都具有事務日誌，用來記錄所有事務的SQL語句。當發生數據災難時，通過事務日誌記錄的T-SQL語句可以恢複數據庫。
事務日誌文件的存儲不是以頁為單位的，而是以一條條的大小不等的日誌記錄為單位。

二、資料庫管理

可以使用SSMS工具來設計和建立資料庫，存儲企業數據，以滿足企業的需求。

1、創建資料庫

創建資料庫之前，必須要先確定資料庫的名稱、所有者（創建資料庫的用戶）、大小，以及存儲該數據文件和事務日誌文件的位置。所以在創建資料庫之前，需要考慮如下事項：

• 創建資料庫的許可權預設授予sysadmin和dbcreator伺服器角色成員，伺服器角色用於向用戶授予伺服器範圍內的安全特權；

• 創建資料庫的用戶將成為該資料庫的所有者；

• 考慮數據文件及日誌文件的放置位置；

• 合理估計資料庫的大小合併增長值；

1）啟動SSMS，使用sa登錄資料庫

2）右擊“資料庫”節點，在彈出的快捷菜單中選擇“新建資料庫”命令

3）打開“新建資料庫”視窗，設置資料庫名稱為“class”，指定資料庫的所有者，預設創建資料庫的用戶將成為該資料庫的所有者

4）在“路徑”列中設置文件的保存目錄，單擊該列中的按鈕，打開“定位文件夾”對話框，可以選擇保存文件的目錄

5）在“初始大小”列中設置初始值，在“自動增長/最大大小”列中設置自動增長值

6）當設置完數據名稱和其他選項後，單擊“確定”按鈕，一個新的資料庫就建好了。它生成了兩個文件，一個是包含數據的.mdf文件，另一個是包含日誌信息的.ldf文件

7）作為一名資料庫管理員，可能會處理一些對資料庫的特殊要求，所有需要為資料庫設置資料庫級選項，而不採用創建時的預設值。這些選項的修改可以在“資料庫屬性-class”視窗的“選項”界面中進行

2、擴展資料庫

當資料庫中的數據文件或日誌文件的空間被占滿時，需要為數據文件和日誌文件分配更多的空間。SQL Server可以根據在新建資料庫時定義的增長參數自動擴展資料庫，也可以通過在現有的資料庫文件上分配更多文件空間，或者在另一個新文件上分配空間來手動擴展資料庫。

擴展資料庫時，必須使資料庫的容量至少增加1MB，還可以指定允許文件增長到的最大值，這樣可以防止文件無限制地增大，導致用盡整個磁碟空間。根據自己的需求，應適當設置增長值，過大或過小都是不恰當的。

1）在SSMS的對象資源管理器中，右擊“class”資料庫，在彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，打開“資料庫屬性-class”視窗

2）在“資料庫屬性-class”視窗的“選擇頁”窗格中選擇“文件”選項，打開“文件”選擇頁

3）選擇class數據文件，設置“初始大小”為100MB，單擊“自動增長/最大大小”列中的...按鈕，打開“更改class的自動增長設置”對話框，取消選中“啟用自動增長”覆選框，然後單擊“確定”

4）在“文件”選擇頁單擊“添加”按鈕，添加一個資料庫文件，在“邏輯名稱”列中指定新建文件名為“db_class”，在“文件類型”列中選擇“行數據”，“初始大小”設置為50MB，單擊“自動增長/最大大小”列中的...按鈕，在打開的對話框中選擇“啟用自動增長”覆選框。設置“最大文件大小”為500MB，路徑選擇C:\db_class，然後單擊“確定”

3、收縮資料庫

資料庫中的每個文件都可以通過刪除未使用空間的方法來減小，SQL Server允許通過縮小資料庫把不使用的空間釋放出來，數據文件和日誌文件都可以減小（收縮）。可以手動收縮資料庫，也可以自動收縮資料庫。

1）手動收縮資料庫

如下圖所示，選擇“任務”——>“收縮”——>“資料庫”命令，打開“收縮資料庫-class”視窗。“當前分配的空間”選項顯示了資料庫占用空間的大小，“可用空間”選項顯示了資料庫可以收縮的空間及百分比，然後單擊“確定”按鈕，將執行收縮資料庫操作

在收縮資料庫時，無法將整個資料庫收縮得比其初始大小更小。因此，如果資料庫創建時的大小為10MB，後來增長到100MB，則該資料庫最小隻能收縮到10MB，即使以及刪除了所有數據也是如此。但是，收縮文件時，可以將各個資料庫文件收縮的比其初始大小更小。

2）手動收縮文件

如手動收縮資料庫圖一所示，選擇“任務”——>“收縮”——>“文件”命令打開“收縮文件-class”視窗

在“文件類型”下拉列表中選擇“數據”選項，也可以在這裡選擇收縮日誌文件。“當前分配的空間”選項和“可用空間”選項顯示了該文件的占用空間，剩餘空間和可收縮的百分比。
在“收縮操作”選項 組中有三個選項，預設為“釋放未使用的空間”，其作用分別如下：

• 釋放未使用的空間：將釋放文件中所有未使用的空間，並將文件收縮到上次分配的大小。這將減小文件的大小，但不移動任何數據；
• 在釋放未使用的空間前重新組織頁：將釋放文件中所有未使用的空間，並嘗試重新定位到未分配的空間，這裡需要指定“將文件收縮到”選項的值；
• 通過將數據遷移到同一個文件組中的其他我呢見來清空文件：將指定文件中的所有數據移至同一文件組中的其他文件中，然後就可以刪除空文件；

3）自動收縮資料庫

可以通過設置“資料庫屬性”視窗中的“選項”選擇頁中的“自動收縮”來實現自動收縮功能。將“自動收縮”選擇設置為True後，將自動收縮有可用空間的資料庫，如下圖所示，該活動在後臺進行，並且不影響數據內的用戶活動

4、分離和附加資料庫

如果需要將資料庫更改到同一電腦或不同電腦的不同SQL Server實例中，或要移動資料庫文件存儲的位置，分離和附加數據會很有用。

1）分離資料庫

①在SSMS對象資源管理器中右擊“class”資料庫，在彈出的快捷菜單中選擇“任務”——>“分離”命令，打開“分離資料庫”視窗

②檢查要分離的資料庫，無誤後，單擊“確定”按鈕，完成分離操作

• 資料庫中有一個或多個活動連接時，“消息”列將顯示活動連接的數量，如“一個活動連接”。必須選中“刪除連接”覆選框以斷開所有活動連接；
• 預設情況下，分離操作將在分離資料庫是保留過期的優化統計信息；若要更新現有的優化統計信息，可用選中“更新統計信息”覆選框；

2）附加資料庫

附加資料庫時，所有數據文件（主數據文件和次要數據文件）都必須可用。如果任何數據文件的路徑不同於首次創建資料庫或上次附加資料庫時的路徑，則必須指定文件的當前路徑。

①將class資料庫所有文件移動到其他位置，如D:\class_log文件夾

②在SSMS對象資源管理器中，連接到SQL Server資料庫實例

③右擊“資料庫”，在彈出的快捷菜單中選中“附加”命令，打開“附加資料庫”視窗

④單擊“添加”按鈕，然後在打開的“定位數據文件”對話框中選擇要附加的資料庫所在的磁碟驅動器，展開目錄樹以查找和選擇class資料庫的.mdf文件，然後單擊“確定”按鈕

⑤如果要改變附加資料庫名稱，可在“附加資料庫”視窗的“附加為”列中輸入名稱，也可以在“所有者”列中更改資料庫的所有者，確認無誤後，單擊“確定”按鈕，完成附加操作

如果資料庫的事務日誌文件丟失，數據文件保存完好，也可以附加成功。在附加的時候，資料庫會自動新建事務日誌文件。

5、刪除資料庫

當用戶不再需要自己的資料庫，或者已將其移到其他資料庫或伺服器上時，即可刪除該資料庫，但是不能刪除系統資料庫。刪除資料庫之後，文件及其數據都從伺服器上的磁碟中刪除。一旦刪除資料庫，它即被永久刪除。

1）右擊“class”資料庫，在彈出的快捷菜單中選擇“刪除”命令，打開“刪除對象”視窗

2）確認要刪除的資料庫，如果有用戶與資料庫連接，還應選中“關閉現有連接”覆選框，再單擊“確定”按鈕，完成資料庫的刪除操作

三、表的基本概念

表是包含資料庫中所有數據的資料庫對象。數據在表中的組織方式與在電子錶格中相似，都是按行和列的格式組織的。每行代表一條唯一的記錄，每行代表記錄中的一個欄位。如下圖：

SQL Server中的表包括下列主要組件：

• 列：每列代表由表建模的對象的某個屬性。例如，員工表有編號列，姓名列和職務列等；

• 行：每行代表由表建模的對象的一個單獨的實例。例如，公司每名員工在表中均占一行；

1、數據完整性

1）實體完整性

實體完整性將行定義為特定表的唯一實體。實體完整性通過UNIQUE(唯一)索引，UNIQUE約束或PRIMARY KEY（主鍵）約束，強製表的標識列或主鍵的完整性；

2）域完整性

域完整性指特定列的項的有效性。可以強制域完整性限制類型（通過使用數據類型）、限制格式（通過使用CHECK約束和規則）或限制可能值的範圍（通過使用FOREIGN KEY約束、CHECK約束、DEFAULT定義、NOT NULL定義和規則）；

3）引用完整性

輸入或刪除行時，引用完整性保留表之間定義的關係。強制引用完整性時，SQL Server將防止用戶執行下列操作：

• 在主表中沒有關聯行的情況下在相關表中添加或更改行；
• 在主表中更改值（可導致相關表中出現孤立行）；
• 在有匹配的相關行的情況下刪除主表中的行；

4）用戶定義完整性規則

用戶定義完整性可以定義不屬於其他任何完整性類別的特定業務規則。所有完整性類別都支持用戶定義完整性，這包括CREATE TABLE中所有列級約束和表級約束、存儲過程及觸發器；

2、主鍵

主鍵唯一標識表中的行數據，一個主鍵值對應一行數據。主鍵由一個或多個欄位組成，其值具有唯一性，而且不允許取空值（NULL），一個表只能有一個主鍵。

四、使用SSMS操作數據表

1、數據類型

數據類型是數據的一種屬性，用於指定對象可保存的數據的類型，如整數數據、字元數據、貨幣數據、日期和時間數據、字元串等。

SQL Server中的數據類型可以歸納為下列類別：

1）精準數字

2）近似數字

3）日期和時間

4）字元串

5）Unicode字元串

6）二進位字元串

2、預設值

如果插入行時沒有為列指定值，則該列使用預設值。預設值可以是計算結果為常量的任何值，如常量、內置函數或數學表達式。

對於表中的每個列，可以指定當用戶將該列保留為空白時將在該列中輸入的預設值。如果沒有分配預設值，並將該列保留為空白，則：

• 如果設置了允許空白值的選項，則將向該列中插入NULL；
• 如果沒有設置允許空白值的選項，則該列將保持空白，但在用戶為該列提供值之前，它們將無法保持行；

3、標識列

對於每個表，均可創建一個包含系統生成的序號值的標識列，該序號值以唯一方式標識表中的每行。
可以使用標識列在表中創建自動遞增標識號，所以標識列習慣上又叫自增列，只能為每個表創建一個標識列。

標識列具有以下三種特點：

• 列的數據類型為不帶小數的數值類型；

• 在進行插入（Insert）操作時，該列的值由系統按一定規律生成，不允許空值；

• 列值不重覆，具有標識表中每行的作用，每個表只能有一個標識列；

創建一個標識列，通常要指定以下三個內容：

• 類型（Type）：在SQL Server 2008中，標識列類型必須時數值類型，如decimal、int、numeric、smalint、bigint、tinyint。其中要註意的是，當選擇decimal和numeric時，小數位數必須為零。另外還要註意每種數據類型所表示的數值範圍；

• 種子（Seed）：指派給表中第一行的值，預設為1；

• 遞增量（Increment）：相鄰兩個標識值之間的增量，預設為1；

4、檢查約束

通過限制列可接受的值，CHECK結束可以強制域的完整性。此類約束類似於FOREIGN KEY約束，因為可以控制放入列中的值。但是，它們在確定有效值的方式上有所不同；FOREIGN KEY約束從其他表獲得有效值列表，而CHECK約束通過不基於其他列中的數據的邏輯表達式確定有效值。

可以通過任何基於邏輯運算符返回True或Flase的邏輯（布爾）表達式創建CHECK約束。例如，可以通過創建CHECK約束將age列中值的範圍限製為0~200之間的數據，以防止輸入的年齡值超出正常的年齡範圍。邏輯表達式為：

age >= 0 AND age <= 200

此博客就寫到這裡吧，下一篇博客將寫如何在視圖模式管理資料庫和表以及使用T-SQL創建資料庫及表。