DB2 侦探游戏

核心提示：开始之前关于本教程本教程通过一个有趣的交互式游戏向 IBM DB2 的新用户介绍关系数据库概念，该游戏称为 DB2 侦探游戏，DB2 侦探游戏，本文假设您没有数据库知识或结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）编程经验，要进行联接，可以发出以下语句：SELECT*FROMdb2adm

开始之前

关于本教程

本教程通过一个有趣的交互式游戏向 IBM DB2 的新用户介绍关系数据库概念，该游戏称为 DB2 侦探游戏。本文假设您没有数据库知识或结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）编程经验。适合的读者包括小型企业业主、学生、教师或教授，或者想要了解数据管理的任何读者。

系统需求

要进行这个游戏，需要安装 IBM DB2 9，载入 DB2Game 数据库，并运行线索文件。

下载 DB2 Express-C 9

从产品下载 Web 页面 下载 DB2 9。

根据您的工作站平台选择合适的镜像文件。

单击 Download 并输入您的 IBM ID。如果还没有 IBM ID，可以免费注册一个。

查看您的个人信息和产品许可。单击 I confirm。

选择一种下载方法（Download Director 或 HTTP），然后单击 Download now。

安装 DB2 Express-C 9

下载完成之后，导航到包含下载文件的文件夹。

对文件进行解压缩。

在解压缩的文件夹中找到 setup.exe 并双击。出现 DB2 Setup Launchpad。

在 DB2 Setup Launchpad 中，在左侧面板中单击 Install a Product。

单击 DB2 Express 下面的 Install New。

在安装程序中，单击 Next 查看 License Agreement。您需要单击 Accept 才能继续安装，然后单击 Next。

选择 Typical 安装，然后单击 Next。

确认您准备 “Install DB2 Express Edition on this computer and save your settings in a response file”，然后单击 Next。

验证安装目录，并单击 Next。

在 User Information 屏幕上，使用下拉菜单将 Domain 设置为 None — use local user account。使用 db2admin 作为用户名并设置一个密码（可选地，您可以选择 LocalSystem 帐户，但如果使用这个选项，会带来一些限制 — 单击 Help 了解更多信息）。

确保选中了复选框 “Use the Same User Name and Password for the remaining DB2 Services”，然后单击 Next。

在 Configure DB2 instances 屏幕中，单击 Next。

当到达 Start copying files and create response file 屏幕时，单击 Finish 开始安装 DB2 产品。

安装完成之后，会出现一个带有消息 “Setup is complete” 的窗口。单击 Finish 完成安装过程。

出现一个标题为 “DB2 First Steps” 的 窗口。单击 Create profile。Web 浏览器打开一个名为 “DB2 First Steps” 的页面。这个页面包含许多有关 DB2 信息的有用链接，但是本教程不会使用。

安装 DB2 Detective Game 数据库

确保安装了 DB2 Express-C 9。

从本教程的 下载 部分下载 DB2 Detective Game 数据库文件。

在 C 盘创建一个名为 db2game 的目录。

将 db2detectivefiles.zip 文件解压缩到该目录。

从 Windows Start 菜单选择 All Programs > IBM DB2 > General Administration Tools > Control Center。

从界面顶部的菜单中选择 Tools > Command Editor。弹出一个命令编辑器窗口，允许您输入 SQL 语句。

从菜单中选择 Selected > Open。从 Look in 下拉菜单中选择 C:\，然后导航到 db2game 目录。从文件列表中选择 db2game.txt 并单击 OK。

单击 Execute 图标（类似于 “Play” 按钮的图标）。

运行 DB2 侦探游戏

要运行游戏的线索文件（db2game.jar），需要将其设置为使用 Java Virtual Machine (JVM) 软件（例如 javaw.exe）打开。为此：

右键单击 db2game.jar 文件。

选择 Properties。

在 General 选项卡下，将文件类型指定为 Executable Jar File。

Open With 窗口应该显示了您已经安装在本地的 JVM。如果实际情况不是这样，请单击 Change...。

在 Open With 窗口中找到并选择您的 JVM 软件（例如 javaw.exe）。

单击 OK。

单击 Apply。

单击 OK。

现在可以启动 db2game.jar 文件了。双击该图标，或者可以为该文件创建一个快捷方式，以便于访问。

注意：如果在安装期间碰到任何问题，可以在 DB2 Express 论坛 上发布您的疑问。

为 DB2 侦探游戏创建快捷方式

要在桌面上为 db2game.jar 文件创建一个快捷方式：

右键单击桌面的任何位置。

选择 New > Shortcut。

在名为 “Type the location of the item” 的字段中输入 C:\db2game\db2game.jar。

单击 Next。

在名为 “Type a name for this shortcut” 的字段中，输入 db2game（默认情况下它应该已经出现在该字段中了）。

单击 Finish。

您现在可以玩这个游戏了！

游戏场景

您是一个大型企业的安全部门的实习员工，作为培训的一部分，您被要求参与一个犯罪调查模拟，以帮助找到丢失的 ThinkPad® 计算机。

通过这个 DB2 侦探游戏，了解 DB2 9 和关系数据库管理的基础知识。展示如何将数据库技术应用于企业环境中，以帮助管理您的公司信息。这个初级教程介绍基本的 SQL 技能，以使您进入 DB2 侦探游戏的更高级别。

祝您好运，玩得开心！

介绍 DB2 和关系数据库

入门

这个解决方案集是 PDF 格式，您可以在本教程的 下载 部分找到。

学习目标

本教程假设您没有关系数据库或 SQL 知识。完成本教程之后，您将：

了解数据库概念，比如表、行（记录）、列（字段）和值

了解关系数据库、数据模型、惟一键、主键、外键和表联接

能够使用基本的 SQL 语句：select、update、insert 和 delete。

使用 DB2 Control Center 确认成功地导入了 DB2 侦探游戏数据库。

使用 DB2 Command Edition 导入数据库并创建和执行 SQL 代码

什么是关系数据库？

数据库是存储在表中的数据的集合，其中每个表由行和列构成。您可以将数据库看作一个传统档案柜的自动化的替代品，数据库相当于档案柜，表相当于档案柜中的文件夹，而文件夹中的数据相当于由行（记录）和列（字段）组成的电子表格，其中电子表格的每个单元格包含一个值。然而，因为数据库是自动化的，所以说您可以使用它们来管理和组织数据，从而可以快速地检索数据，分析数据并用来进行关键的商业决策。使用数据库您可以轻易地添加、更新、删除和查找（或者称为查询）数据。数据库被所有行业用来管理所有的事情，包括您的信用卡使用、银行帐号、保险信息、纳税和采购。

在关系数据库中，比如 DB2，数据可以根据各个表中的数据项之间定义的关系来组织和存取。这些表中的数据可以使用结构化查询语言（SQL）管理，SQL 是一个定义和操作关系数据库中的数据的标准化语言。这个教程将为您介绍关系数据库的概念和基本的 SQL 语句。

表、记录、字段和值

在关系数据库（比如 DB2）中，数据以表集合的形式提供：

数据库由一个表的集合组成。

表由逻辑上组织为列和行的数据构成。

表中的数据在逻辑上是相关的，数据库中的不同表之间定义了关系。

数据通过数学原则和叫做关系的操作来查看和管理，而表中的数据通过 SQL 来存取。

常规的表可包含最多 500 列、任意行以及最多 64 GB 的数据（不包括大对象）。

表中的每个单元格存储一个特定的数据项，叫做值。

表中的每个列（或字段）由相同数据类型的值组成。

表中的每一行（或记录）由值的序列构成，其中每一列一个值。

DB2 Detective Game 数据库由 4 个表组成：employee、hardware、lobby 和 security。图 1 展示了 DB2 侦探游戏的数据模型。数据模型是数据库中的各种表和它们之间的关系的图形化表示。

图 1. DB2 侦探游戏的数据模型

上面的数据模型向您展示了存储在每个表中的信息的类型：

employee 表存储每个员工的信息，比如说有他们的员工号、名字、经理、办公室号、电话号码和证件号。

security 表存储记录的信息是每个员工或者到访者进出大厦的时间（日期和时间）。

lobby 表存储根据名字分配给每个到访者的证件号。

hardware 表存储每台计算机的序列号和类型号及其位置，还存储主要使用那台计算机的员工的 ID。

在图 2 中，展示了 employee 表中存储的一个数据子集。

图 2. employee 表中存储的一个数据子集

在上面的 employee 表中，列（或字段）为：

employee_id

first_name

last_name

location

manager_id

extension

gender

hair_colour

badge_number

restricted

在上面的例子中行（记录）的编号为 1 到 17。注意在表中有很多记录，但是这里只显示了所有数据的一个子集。

表中的每个单元格保存着一个值。每个字段的可接受的值（或者数据）、类型在表创建的时候设置。例子包括 numeric、character string、binary string、date 和 time 数据类型：

numeric：整数、小数或浮点数

character string：字符、数字或者符号或图形的一个序列。

binary string：二进制对象，比如音频或视频文件

date and time：专门用于表示日期和时间的数据类型

例如，在 employee 表中，第 10 个记录的 extension 字段的值是 3432（数据类型为 numeric/integer）。第一个记录的 first_name 字段的值是 William（类型为 character string）。

SQL 语句

关系数据库技术的语言是结构化查询语言（SQL）。SQL 语句由 IBM 在上个世纪 70 年代发明，SQL 语言一直在发展，并且是存取关系数据库数据的惟一方法。

用于检索或更新数据的主要 SQL 语句包括：

SELECT：从一个或多个表查询数据

INSERT：向一个表中插入数据

UPDATE：更改表中现有的行

DELETE：从表中删除行

本教程将依次描述上述的每条 SQL 语句。

SELECT 语句

使用 SELECT 语句从一个或多个表检索数据。SELECT 语句的语法是：

SELECT　column　[,n]　FROM　tablename　{,n};

例如，如果想要选择 lobby 表的所有行和列，而不指定要满足的任何条件，可以发出以下语句：

SELECT　*　FROM　db2admin.lobby　

这条语句将会产生以下结果：

图 3. SELECT 语句的结果

但是，如果想要从 lobby 表选择所有行和列，其中到访者的证件号大于 62 ，可以发出以下语句：

SELECT　*　FROM　db2admin.lobby　WHERE　lobby.badge_number　>　'V0062'

这条语句将会产生以下结果：

图 4. SELECT 语句的结果 2

如果想只选择 lobby 表中每一行的特定列（例如，first_name 和 last_name），其中到访者的证件号大于 62 ，可以执行以下查询：

SELECT　lobby.first_name,　lobby.last_name　FROM　db2admin.lobby　
　　WHERE　lobby.badge_number　>　'V0062'

注意：需要使用逗号将 SELECT 语句上指定的每一列分隔开。另外注意，WHERE 子句可用于指定需要满足的条件。

上面的语句将会产生以下结果：

图 5. SELECT 语句的结果 3

可以使用 ORDER BY 子句对行进行排序和分类。例如，如果想将所有到访者证件号大于 62 的到访者按姓氏的字母顺序，可以发出以下语句：

SELECT　*　FROM　db2admin.lobby　
　　WHERE　lobby.badge_number　>　'V0062'　ORDER　BY　lobby.last_name　ASC　
|-------10--------20--------30--------40--------50--------60--------70--------80--------9|　
|--------　XML　error:　The　previous　line　is　longer　than　the　max　of　90　characters　---------|　

注意：可以以升序或降序的方式对值进行排序。

这条语句将会产生以下结果：

图 6. SELECT 语句的结果 4

SELECT 语句可以使用任意数量的关系运算符，包括 =、>、<、>=、<=、<>（例如，不等于），以及许多谓词，包括 LIKE、NOT LIKE、IS NULL、IS NOT NULL、BETWEEN、NOT BETWEEN、IN 和 NOT IN。本教程不会讨论所有这些运算符，仅向您介绍可能在 DB2 侦探游戏中使用的运算符。

在上面的 SELECT 语句的一些例子中，您看到了如何使用 >（大于）运算符根据证件号过滤特定的到访者。也可以通过完全相同的方式使用 =、<、>=、<= 和 <> 运算符。执行 DB2 侦探游戏时也可能使用 BETWEEN 谓词，我们将在后面讨论。

BETWEEN 谓词

BETWEEN 谓词比较一个值是否落在一个值区间内（也就是说所有在最大值和最小值之间的值）。例如，要找出证件号位于 59 和 66 之间的所有到访者，就可以使用下面的语句：

SELECT　*　FROM　db2admin.lobby　WHERE　lobby.badge_number　BETWEEN　'V0059'　AND　'V0066'

这条语句将会产生以下结果：

图 7. SELECT 语句的结果 5

INSERT 语句

使用 INSERT 语句向表中添加数据，这条语句的语法是：

INSERT　INTO　tablename　[(column_name1,　column_name2,　...)]　
VALUES　(value1,　value2,　...);

例如，要将一个名为 “DB2 Detective” 的到访者添加到 lobby 表，可以发出以下语句：

INSERT　INTO　db2admin.lobby　(first_name,　last_name,　badge_number)　
VALUES　('DB2',　'Detective',　'V0062')

这条语句将会产生以下结果：

图 8. INSERT 语句的结果

UPDATE 语句

使用 UPDATE 语句更改表中的数据。使用这条语句，就可以改变符合 WHERE 指定的搜索条件的每一行的一列或者多列值。该语句的语法是：

UPDATE　tablename　SET　column_name1　=　expression1,　column_name2　=　expression2,　...　
[WHERE　conditions_for_rows_to_meet_if_any];

注意：如果不使用 WHERE 子句，所有行都会被更新。

例如，要将证件号为 62 的到访者的 first name 更改为 “Joan”，可以发出以下语句：

UPDATE　db2admin.lobby　SET　first_name　=　'Joan'　
WHERE　lobby.badge_number　=　'V0062'

现在，当您查询 lobby 表时，会产生以下结果：

图 9. UPDATE 语句的结果

如果省略了 WHERE 子句并执行下面的语句：

UPDATE　db2admin.lobby　SET　first_name　=　'Joan'

然后所有到访者的 first name 都被更新为 “Joan”，结果如下所示：

图 10. UPDATE 语句的结果 2

DELETE 语句

使用 DELETE 语句从表中删除记录（行）。该语句的语法是：

DELETE　FROM　tablename　[WHERE　conditions_for_rows_to_meet_if_any];

例如，看一下 lobby 表中的所有数据：

图 11. DELETE 语句的结果

要从 lobby 表中删除证件号为 62 的到访者的记录，可以发出以下语句：

DELETE　FROM　db2admin.lobby　WHERE　lobby.badge_number　=　'V0062'

这条语句将会产生以下结果：

图 12. DELETE 语句的结果 2

badge_number V0062 的记录被成功删除了。

联接表

惟一键、主键、外键

根据定义，关系数据库的各个表中的数据是相关的，数据名称也是相关的。在一个关系数据表中，总有一列或者几列可以惟一地确定每一行。这些惟一的标识符叫作惟一键。再看一下 employee 表：

图 13. Employee 表

在 employee 表中，first_name、last_name、manager_id、gender、hair_colour 和 restricted 列都不能当作惟一键，因为它们不是某一行的惟一标识符：

第三条记录和第四条记录的 first_name 值都是 Oleg

第三条记录和第四条记录的 last_name 值都是 Glembotsky

第一条记录和第二条记录的 manager_id 值都是 278354

第一条记录和第二条记录的 gender 值都是 M

第二条记录和第三条记录的 hair_colour 值都是 black

第一条记录和第二条记录的 restricted 值都是 N

关系数据库中的表还可以有一个主键。主键用于将一个表中的记录与另外一个表中的相关记录进行联接。有一点需要注意，即每个表只能有一个主键，而主键必须也是一个惟一键。在选择主键的时候，最好选择具有静态值的列。在 employee 表中，last_name、location、manager_id 和 extension 列都被排除在主键的可能之外，因为对于一个员工来说这些值是容易根据时间发生变化的，因而不是静态的。根据这个标准，主键必须是惟一键而且必须是静态字段，对于 employee 表来说可能的主键为 employee_id 和 badge_number。在 DB2 侦探游戏创建时，employee_id 被定义为 employee 表的主键。

DB2 Detective Game 的数据模型显示了每个表的主键（如果有的话），以及在 DB2 Detective Game 数据库中的各种表之间定义的关系：

图 14. DB2 Detective Game 数据库

正如上面讨论的，employee_id 是 employee 表的主键。employee_id 也是 hardware 表中的一个字段。您可以从数据模型中看到，使用 employee_id 字段在 employee 表和 hardware 表之间定义了一种关系（如箭头所描述的）。employee_id 是 hardware 表的一个外键，因为它被定义为与 employee 表的主键相关。注意，hardware 表和 employee 表的 location 字段也相同，但该字段既不是主键，也不是外键。

注意：因为一个员工的位置或者办公室号是随着职业生涯变化的，location 不是一个稳定字段，所以将它定义为主键或者外键不是最好的决定。

数据模型还显示，badge_number 既是 security 表的主键，又是 employee 表和 lobby 表的外键（请再次查看箭头）。

主键和外键定义数据库中的表之间的关系，而且可用于将表链接在一起。将关系数据库的两个或更多表中的数据组合起来的过程称为联接表。例如，假设您需要知道使用序列号为 78-23672 的硬件资产的员工的名称。查询 hardware 表的所有字段只会告诉您使用每台机器的员工的 employee_id，如图 15 所示（仅显示了 employee 表的前 17 个记录）：

图 15. 使用每台机器的员工的 employee_id

为了同时查看使用这台机器的员工的名字，必须将 hardware 表联接到 employee 表。可以将两个表联接起来，因为在它们之间定义了一种关系（employee_id 是 employee 表的主键和 hardware 表的外键）。要进行联接，可以发出以下语句：

SELECT　*　FROM　db2admin.employee,　db2admin.hardware　
WHERE　employee.employee_id　=　hardware.employee_id

运行这条语句会产生如下结果：

图 16. SELECT 语句的结果

现在每台机器的所有者名称都显示出来了。

如果再看一下 DB2 Detective Game 数据模型：

图 17. DB2 Detective Game 数据模型

您会看到可以对以下表进行联接：

security (primary key = badge_number) 与 lobby (foreign key = badge_number)

security (primary key = badge_number) 与 employee (foreign key = badge_number)

employee (primary key = employee_id) 与 hardware (foreign key = employeee_id)

不能对以下表进行联接，因为它们之间没有定义关系：

employee 与 lobby

hardware 与 lobby

hardware 与 security

下载

描述	名字	大小	下载方法
游戏文件	db2detectivefiles.zip	301KB	HTTP
教师手册（包含解决方案）	DB2_Detective_Instructor.pdf	102KB	HTTP
学生手册（无解决方案）	DB2_Detective_Student.pdf	92KB	HTTP
解决方案	DB2_Detective_Solution.pdf	37KB	HTTP