大型主机DB2数据库基础教程.pdf

IBM 大型主机系列大型主机DB2 数据库基础教程 张 颖 李六旬 主 编 王亚娟 孙佩锋 孙 哲 易 蕾 吴春利 编 者 莫李华 姚文杰 黎春阳 孙 彬 邹 为 编 著 北京BEIJING Publishing House of Electronics Industry 内 容 简 介 本书针对目前 IBM 大型主机 DB2 数据库知识专业性强、相关中文书籍很少、英文技术手册可读性欠佳等问题，以语言通俗为原则，以实践应用为目的，全面讲述了主机 DB2 的基础、Data Sharing 理论、DB2常用的 Utility、DB2 常用命令，以及 DB2 系统维护等方面的知识，并概要介绍了常用的几种 DB2 工具的使用方法。同时在每个章节后配有针对性的案例、习题与答案，方便读者对知识的深入理解和巩固。本书的编著融入了大型主机项目研发和系统维护实践过程的丰富知识与经验，可作为已开展主机专业课程的高校教学资料；对于已从事主机 DB2 数据库专业相关工作的技术人员，甚至科研人员，也是一本不可多得的参考书。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 大型主机 DB2 数据库基础教程张颖，李六旬主编；王亚娟等编著.北京：电子工业出版社，2010.7（IBM 大型主机系列）ISBN 978-7-121-11058-0.大 .张 李 王 .大型计算机教材 .TP338.4 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2010）第 106636 号 责任编辑：高洪霞 印 刷：北京智力达印刷有限公司 装 订：北京中新伟业印刷有限公司 出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：787980 1/16 印张：22.5 字数：471 千字 印 次：2010 年 7 月第 1 次印刷 印 数：3000 册 定价：80.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。服务热线：（010）88258888。?III?序 言 IBM 大型主机遍布全球众多大型企业，广泛应用于银行、证券、保险、电信、航空等行业。时至今日，大型主机在 IT 界仍扮演着极其重要的角色。仅从银行业来看，全球最大的 500 家银行中，绝大多数都采用大型主机来搭建核心信息系统。大型主机有别于我们常见的个人电脑、服务器或小型机，其操作系统 z/OS 也与常见的Windows、Linux 或 UNIX 操作系统大不相同，运行在其上的中间件、数据库软件也有其独特性。由于大型主机专业性很强，且通常只在大型企业中应用，全球的大型主机专业技术人才总量较小。据统计，目前全球专业的大型主机专业技术人员约 10 万人，且其中相当一部分从 20 世纪 60 年代大型主机诞生之时起就开始从事大型主机的技术工作，新生代的技术人员占比并不大。此外，该领域的技术人才培养难度较大，常常依赖传统的师傅带徒弟方式，缺乏系统的培训体系和教材，培养周期较长，一般需要 5 到 10 年的不懈努力和经验积累，才能成为大型主机某个领域的专家，培训成本相对也较高，常常无法满足多数大型主机企业用户甚至IBM公司自身对专业人才培养的需求。而国内大型银行近十年发展迅速，对开发和管理核心银行系统的大型主机专业技术人才需求旺盛，大型主机人才常常供不应求，对此银行管理者感受尤为深刻。一个基本事实就是，大型主机的基础培训教材匮乏，现有教材内容相对陈旧，无法反映大型主机软硬件技术、应用推广技术和维护管理技术的发展现状。中国工商银行是中国金融行业电子化建设的先行者，在大型主机的开发和应用方面已积累了 20 多年的经验。早在 1999 年，中国工商银行就在国内率先启动了建设超大规模数据处理中心的“9991”数据大集中工程；搭建了以大型主机系统为核心的银行业务处理平台；实现了关键业务数据和业务处理的大集中。数据中心（北京）也在 2000 年应运而生，并在 10 年间迅速发展壮大，向着世界一流的大型数据中心迈进。一直以来，数据中心（北京）非常重视人才培养工作，致力于打造卓越的学习型团队和学习型组织。经过多年的不懈努力，目前中心已经建立起较为完善的专业化人才培养体系，营造出技术人才快速成长的环境，大型主机专业人才培养则是其中一个重要的组成部分。我们不断地挖掘大型主机?IV?课程内容的深度和广度，自行组织编制了一系列培训课件和教材，在每年的新员工培训和专家人才培养方面发挥了显著效果。一路走来，一支专业化、高素质的工商银行大型主机专业团队已经形成！本书的作者正是中国工商银行数据中心（北京）系统部经验丰富的工程师们。这是一支朝气蓬勃的团队，深刻了解中国用户在大型主机知识和技能方面的需求。他们站在工行信息科技前辈的肩膀上，系统地整理了大型主机在金融行业应用开发、管理方面的丰富知识和宝贵经验，精心汇集了工商银行在大型主机领域近 20 年潜心耕耘的成果，大量参阅了各类英文技术文献，在百忙工作之余投入大量时间和精力著成系列丛书。希望该书能让国内同行在大型机知识和技能培训方面得所借鉴，让每一个对 IBM Z 系列大型机感兴趣的读者有所收获。作为中国工商银行数据中心（北京）的总经理，我衷心希望能借助本套系列基础教程的推出，搭建起我们与国内同行之间的沟通平台，开启我们与读者之间的交流之门，在为国内同行和广大读者提供大型主机的技术参考的同时，还能够收到读者反馈回来的宝贵意见和建议，以实现沟通交流、互补互馈，力争把该系列教程做得精益求精。希望这本中文教材能够成为您的良师益友，能为您今后的工作和学习贡献一份力量！中国工商银行数据中心（北京）总经理 2010 年 4 月于北京?V?前 言 Preface DB2 是 IBM 公司数据管理产品线上最知名也最成功的产品，在许多行业尤其是银行业得到非常广泛的应用，是主流数据库管理系统。DB2 产品适用于多种操作系统平台。对于运行于大型主机环境下的 DB2，由于专业性非常强，相关中文书籍很少，英文技术手册的可读性较差，缺乏系统性介绍主机 DB2 的辅导教程，从事主机 DB2 工作的人员很难利用目前市面上已有的书籍系统全面地掌握主机 DB2 的相关技术。为了帮助主机数据库工作的人员更轻松快速地入门，为从事数据库相关工作的同事提供一份较全面、实用的参考教材，主机 DB2 专业团队编写了本教程。本书力争用通俗的语言，由浅入深地介绍主机 DB2 的基础、Data Sharing 理论、常用的 Utility、常用命令，以及 DB2 系统维护等方面的知识，同时概要地介绍几种常用的 DB2 工具的使用方法。除主编作者外，参与编著工作的还有中国工商银行数据中心（北京）系统部 DB2 专业团队王亚娟、孙佩锋、易蕾、孙哲、吴春利、莫李华、姚文杰、黎春阳、孙彬、邹为等同志，不仅对主机 DB2 产品进行了全面、深入的介绍，还融入了他们多年从事主机数据库研发和日常维护工作中积累的丰富知识和经验。书中每一章节后的习题和案例，是该团队所有成员在日常工作培训中常见和实际使用的，相信会对有志于从事主机数据库工作的同事提供帮助，使入门者更轻松快速地入门。本书由这些同志利用业余时间倾注大量心血编著而成，所有文稿都经过了反复推敲和修订，旨在为从事主机 DB2 研发、测试、维护等工作的同志们提供一份较为全面、实用的参考资料。由于能力水平有限，本书难免存在不足和纰漏，还请读者批评指正，以求不断完善。?VI?目 录 Contents 第 1 章 数据库理论基础 1 本章为数据库理论基础，主要介绍数据库的基本概念，内容包括数据库技术发展、数据库系统特点、关系型数据库基本概念、SQL 语言和关系型数据库设计方法。1.1 数据库基本概念.1 1.1.1 数据库技术的产生和发展.1 1.1.2 数据库系统的特点.2 1.1.3 数据模型.4 1.2 关系型数据库基本概念.7 1.2.1 基本术语.7 1.2.2 Codd 准则.7 1.2.3 关系完整性.9 1.3 SQL 语言概述.9 1.3.1 SQL 语言分类.10 1.3.2 数据类型.10 1.3.3 数据控制语言（DCL）.13 1.3.4 数据定义语言（DDL）.14 1.3.5 数据操作语言（DML）.16 1.3.6 SQL 函数.24 1.3.7 制定约束.27 1.3.8 静态 SQL 与动态 SQL.29 1.4 关系数据库设计.30 1.4.1 关系规范化.30 1.4.2 实体关系模型.33 1.4.3 关系数据库设计的基本步骤.34?VII?1.5 课后习题.44 第 2 章 主机 DB2 基础 45 本章为主机 DB2 基础，主要介绍 DB2 产品的基本架构，包括 DB2 产品发展概述、DB2 数据基本结构、DB2 系统结构组成、DB2 系统运行环境、DB2 并发控制机制、应用程序的管理和开发、数据库安全控制等。通过对以上知识点的讲解，让读者能够对 DB2 系统的基础知识有一定的理解。2.1 DB2 产品发展概述.45 2.2 DB2 数据库对象.47 2.2.1 DB2 数据库对象概貌.47 2.2.2 Database.48 2.2.3 Storage Group.48 2.2.4 Tablespace.49 2.2.5 Table.55 2.2.6 Index.56 2.2.7 View.59 2.2.8 Synomas.61 2.2.9 Alias.61 2.2.10 Trigger.62 2.2.11 Store Procedure.62 2.2.12 创建数据库对象的方法.63 2.2.13 OWNER 的概念.63 2.2.14 数据库对象的命名规范.64 2.2.15 数据库对象对应 VSAM 数据集的命名规范.64 2.2.16 查询数据库对象的方法.65 2.3 DB2 系统结构组成.65 2.3.1 DB2 系统结构概貌.66 2.3.2 DB2 Catalog.66 2.3.3 DB2 Directory.67 2.3.4 默认数据库.69?VIII?2.3.5 work file database.69 2.3.6 Active and Archive log.69 2.3.7 Bootstrap Data Set（BSDS）.70 2.3.8 Buffer pool.71 2.3.9 EDM pool.71 2.3.10 RID pool.72 2.3.11 DSNZPARM.72 2.4 DB2 系统运行环境.73 2.4.1 DB2 系统的地址空间.73 2.4.2 DB2 Attachment Facilities.74 2.4.3 DB2 与分布式数据.77 2.4.4 DB2 与 z/OS.78 2.4.5 DB2 与 Parallel Sysplex.78 2.4.6 DB2 与安全服务.79 2.4.7 DB2 与 DFSMS.79 2.4.8 DB2 与 WLM.79 2.5 DB2 并发控制机制.81 2.5.1 数据一致性.81 2.5.2 DB2 事务的概念.82 2.5.3 COMMIT 和 ROLLBACK 操作的结果.83 2.5.4 不成功的事务的结果.83 2.5.5 事务隔离级别.84 2.5.6 锁机制.86 2.5.7 锁的挂起、超时和死锁.89 2.6 DB2 应用程序管理.91 2.6.1 基本概念.91 2.6.2 应用程序的准备过程.92 2.6.3 存储过程.94 2.6.4 UDF.98?IX?2.6.5 触发器.99 2.7 DB2 应用程序 SQL 优化.100 2.7.1 应用程序编写的通用原则.100 2.7.2 编写高效的谓词.103 2.7.3 DB2 谓词管理.124 2.7.4 高效地使用宿主变量.127 2.7.5 编写高效的子查询.129 2.7.6 如何判断一个