8、探索SQL Server 2005和2008中的新数据类型

探索SQL Server 2005和2008中的新数据类型

1. XML数据

SQL Server 2005和2008引入了对XML数据的全面支持,使得开发者可以更方便地处理和存储XML格式的数据。XML数据类型不仅简化了XML数据的存储,还提供了丰富的查询和操作功能。例如,可以通过 FOR XML 子句将查询结果以XML格式返回,或者验证和查询XML数据的一部分。

使用FOR XML子句

除了传统的行和列格式,我们还可以使用 FOR XML 子句将查询结果以XML格式返回。SQL Server支持四种模式:RAW、AUTO、PATH和EXPLICIT。以下是使用 FOR XML 子句的示例:

USE AdventureWorks2008;
GO
--1 
SELECT CustomerID, LastName, FirstName, MiddleName 
FROM Person.Person AS p 
INNER JOIN Sales.Customer AS c 
ON p.BusinessEntityID = c.PersonID 
FOR XML RAW;

--2 
SELECT CustomerID, LastName, FirstName, MiddleName 
FROM Person.Person AS p 
INNER JOIN Sales.Customer AS c 
ON p.BusinessEntityID = c.PersonID 
FOR XML AUTO;

--3 
SELECT CustomerID, LastName, FirstName, MiddleName 
FROM Person.Person AS p 
INNER JOIN Sales.Customer AS c 
ON p.BusinessEntityID = c.PersonID 
FOR XML PATH;

图1展示了每个查询的结果以链接形式显示在一行中。点击链接可以看到完整的XML数据。

graph TD
    A[查询结果] --> B[链接1]
    A --> C[链接2]
    A --> D[链接3]
    B --> E[完整XML数据]
    C --> F[完整XML数据]
    D --> G[完整XML数据]

存储XML数据

XML数据可以直接存储在XML列中,而不需要使用TEXT列。以下是一个简单的例子,展示如何创建一个包含XML列的临时表,并插入XML数据:

USE AdventureWorks2008;
GO
--1 
CREATE TABLE #CustomerList(CustomerInfo XML);

--2 
DECLARE @XMLInfo XML;

--3 
SET @XMLInfo = (
    SELECT CustomerID, LastName, FirstName, MiddleName 
    FROM Person.Person AS p 
    INNER JOIN Sales.Customer AS c 
    ON p.BusinessEntityID = c.PersonID 
    FOR XML PATH
);

--4 
INSERT INTO #CustomerList(CustomerInfo) VALUES (@XMLInfo);

--5 
SELECT CustomerInfo FROM #CustomerList;

DROP TABLE #CustomerList;

2. 稀疏列(Sparse Columns)

稀疏列是一种优化存储大量NULL值的列的方式。使用稀疏列可以显著减少存储空间,特别是当表中有许多列包含NULL值时。不过,稀疏列的非NULL值会占用稍多的空间,并且检索非NULL值时会有轻微的性能下降。

创建稀疏列

为了使用稀疏列,必须在创建表时指定稀疏选项。此外,还可以使用列集(column set)将所有稀疏列作为XML返回。以下是如何创建包含稀疏列的表的示例:

USE tempdb;
GO
--1 
IF OBJECT_ID('dbo.SparseData') IS NOT NULL 
BEGIN 
    DROP TABLE dbo.SparseData; 
END; 
GO

--2 
CREATE TABLE dbo.SparseData (
    ID INT PRIMARY KEY,
    Col1 INT SPARSE NULL,
    Col2 VARCHAR(100) SPARSE NULL,
    Col3 DECIMAL(10, 2) SPARSE NULL,
    ColSet XML COLUMN_SET FOR ALL_SPARSE_COLUMNS
);

使用过滤索引

为了更高效地处理稀疏列,SQL Server引入了过滤索引。过滤索引可以过滤掉稀疏列中的NULL值,从而提高查询性能。以下是创建过滤索引的示例:

CREATE INDEX idx_sparse_cols 
ON dbo.SparseData (Col1, Col2, Col3) 
WHERE Col1 IS NOT NULL OR Col2 IS NOT NULL OR Col3 IS NOT NULL;

3. 新的CLR数据类型

SQL Server 2005和2008引入了CLR数据类型,允许开发者使用.NET语言创建自定义数据类型。以下是几种重要的CLR数据类型:

  • HIERARCHYID :用于表示层次结构数据,特别适用于树状结构的数据,如组织结构图。
  • GEOMETRY :用于存储和操作二维几何数据。
  • GEOGRAPHY :用于存储和操作地球上的地理数据,如经纬度坐标。

使用GEOMETRY和GEOGRAPHY

以下是使用GEOMETRY和GEOGRAPHY数据类型的示例:

--1 
DECLARE @Area GEOMETRY;

--2 
SET @Area = GEOMETRY::Parse('Polygon((1 4, 2 5, 5 2, 0 4, 1 4))');

--3 
SELECT @Area AS Area;

图2展示了如何在结果中查看空间数据的可视化表示。

graph TD
    A[查询结果] --> B[空间结果标签页]
    B --> C[可视化图形]

4. 增强的日期和时间数据类型

SQL Server 2008引入了新的日期和时间数据类型,以提高处理精度和范围。以下是几种新的日期和时间数据类型:

  • DATE :仅存储日期部分。
  • TIME :仅存储时间部分,支持从零到七位小数的精度。
  • DATETIME2 :改进了日期和时间的精度,支持更高的精度范围。
  • DATETIMEOFFSET :支持时区信息,特别适用于全球应用程序。

使用新的日期和时间类型

以下是如何使用新的日期和时间类型的示例:

--1 
DECLARE @Date DATE = '2023-10-01';
DECLARE @Time TIME = '14:30:00.1234567';
DECLARE @DateTime2 DATETIME2 = '2023-10-01 14:30:00.1234567';
DECLARE @DateTimeOffset DATETIMEOFFSET = '2023-10-01 14:30:00.1234567 +08:00';

--2 
SELECT @Date AS [Date], @Time AS [Time], @DateTime2 AS [DateTime2], @DateTimeOffset AS [DateTimeOffset];

表1展示了不同日期和时间类型的存储和精度:

类型 存储大小(字节) 精度范围
DATE 3 0001-01-01 至 9999-12-31
TIME 3-5 00:00:00.0000000 至 23:59:59.9999999
DATETIME2 6-8 0001-01-01 00:00:00.0000000 至 9999-12-31 23:59:59.9999999
DATETIMEOFFSET 8-10 0001-01-01 00:00:00.0000000 至 9999-12-31 23:59:59.9999999

5. 大值数据类型(MAX)

SQL Server 2005引入了新的大值数据类型,如 VARCHAR(MAX) NVARCHAR(MAX) 等,用于存储更大的字符数据。这些类型取代了旧的 TEXT NTEXT 类型,提供了更好的性能和灵活性。

使用MAX类型

以下是使用MAX类型的示例:

--1 
DECLARE @LargeText VARCHAR(MAX) = REPLICATE('a', 1000000);

--2 
CREATE TABLE LargeTextTable (
    ID INT PRIMARY KEY,
    TextColumn VARCHAR(MAX)
);

--3 
INSERT INTO LargeTextTable (ID, TextColumn) VALUES (1, @LargeText);

--4 
SELECT * FROM LargeTextTable;

表2展示了MAX类型与其他传统类型的区别:

类型 最大长度(字节) 描述
VARCHAR(MAX) 2^31-1 可变长度字符数据,最大约2GB
NVARCHAR(MAX) 2^31-1 可变长度Unicode字符数据,最大约2GB
TEXT 2^31-1 固定长度字符数据,已弃用
NTEXT 2^31-1 固定长度Unicode字符数据,已弃用

请继续阅读下半部分内容,了解FILESTREAM数据和其他高级特性的详细信息。

6. FILESTREAM数据

FILESTREAM数据类型允许将大型二进制数据存储在文件系统中,同时保持与数据库的事务一致性。这对于需要存储大文件(如Word文档、视频等)的应用程序非常有用。FILESTREAM数据类型结合了文件系统的性能优势和数据库的事务管理功能。

创建支持FILESTREAM的表

要在SQL Server中使用FILESTREAM,首先需要启用该功能。以下是启用FILESTREAM并创建支持FILESTREAM的表的步骤:

  1. 启用FILESTREAM功能
    - 打开SQL Server配置管理器。
    - 选择SQL Server服务,右键单击并选择属性。
    - 在“FILESTREAM”选项卡中,启用FILESTREAM以进行Transact-SQL访问,并选择是否允许远程客户端访问。

  2. 创建支持FILESTREAM的表

--1 
CREATE DATABASE FileStreamDB 
ON PRIMARY (
    NAME = FileStreamDB_Data,
    FILENAME = 'C:\FileStreamDB\Data.mdf'
),
FILEGROUP FileStreamGroup CONTAINS FILESTREAM (
    NAME = FileStreamDB_FS,
    FILENAME = 'C:\FileStreamDB\FS'
)
LOG ON (
    NAME = FileStreamDB_Log,
    FILENAME = 'C:\FileStreamDB\Log.ldf'
);
GO

--2 
USE FileStreamDB;
GO

--3 
CREATE TABLE Documents (
    ID INT PRIMARY KEY,
    FileName NVARCHAR(255),
    FileContent VARBINARY(MAX) FILESTREAM NULL,
    FileGUID UNIQUEIDENTIFIER ROWGUIDCOL NOT NULL UNIQUE DEFAULT NEWID()
);

插入和检索FILESTREAM数据

以下是插入和检索FILESTREAM数据的示例:

--1 
INSERT INTO Documents (ID, FileName, FileContent)
VALUES (1, 'example.docx', CAST('Some binary data' AS VARBINARY(MAX)));

--2 
SELECT ID, FileName, FileContent 
FROM Documents;

7. 综合应用与优化

实际应用场景

新数据类型不仅扩展了SQL Server的功能,还在实际应用中提供了极大的灵活性。例如,使用 HIERARCHYID 可以简化组织结构的管理,使用 GEOMETRY GEOGRAPHY 可以实现地理信息系统(GIS)功能,使用 XML 可以处理复杂的文档结构,使用 MAX 类型可以存储大文件,使用 FILESTREAM 可以优化大文件的存储和检索。

性能优化建议

为了确保新数据类型的使用不会影响性能,以下是一些建议:

  • 稀疏列 :仅在数据中包含大量NULL值时使用稀疏列,以避免增加不必要的存储和性能开销。
  • 过滤索引 :为稀疏列创建过滤索引,以提高查询性能。
  • 大值数据类型 :合理规划表结构,避免过度使用 MAX 类型,除非确实需要存储大文本或二进制数据。
  • FILESTREAM :确保文件系统和数据库的配置一致,以最大化性能。

8. 总结与实践

新数据类型为SQL Server开发者提供了更多的工具和灵活性,特别是在处理复杂数据结构和大容量数据时。通过实践这些新特性,开发者可以更好地应对各种挑战,提高开发效率和数据处理能力。

示例练习

为了巩固所学知识,以下是几个练习题目,帮助你进一步理解和应用新数据类型:

  1. XML数据处理
    - 创建一个包含XML列的表,并插入XML数据。
    - 使用 FOR XML 子句将查询结果转换为XML格式。

  2. 稀疏列应用
    - 创建一个包含稀疏列的表,并插入测试数据。
    - 创建过滤索引,并测试其性能提升效果。

  3. 空间数据操作
    - 使用 GEOMETRY GEOGRAPHY 数据类型创建空间数据。
    - 查询并可视化空间数据。

  4. 大值数据类型
    - 创建一个包含 VARCHAR(MAX) NVARCHAR(MAX) 列的表。
    - 插入大文本数据,并测试其性能。

通过这些练习,你将更加熟悉SQL Server 2005和2008中的新数据类型,掌握其应用技巧和优化方法。


希望这篇博客能帮助你更好地理解和应用SQL Server 2005和2008中的新数据类型。通过不断实践和探索,你将能够充分发挥这些新特性的潜力,为你的项目带来更高的效率和灵活性。

提供了基于BP(Back Propagation)神经网络结合PID(比例-积分-微分)控制策略的Simulink仿真模型。该模型旨在实现对杨艺所著论文《基于S函数的BP神经网络PID控制器及Simulink仿真》中的理论进行实践验证。在Matlab 2016b环境下开发,经过测试,确保能够正常运行,适合学习研究神经网络在控制系统中的应用。 特点 集成BP神经网络:模型中集成了BP神经网络用于提升PID控制器的性能,使之能更好地适应复杂控制环境。 PID控制优化:利用神经网络的自学习能力,对传统的PID控制算法进行了智能调整,提高控制精度稳定性。 S函数应用:展示了如何在Simulink中通过S函数嵌入MATLAB代码,实现BP神经网络的定制化逻辑。 兼容性说明:虽然开发于Matlab 2016b,但理论上兼容后续版本,可能会需要调整少量配置以适配不同版本的Matlab。 使用指南 环境要求:确保你的电脑上安装有Matlab 2016b或更高版本。 模型加载: 下载本仓库到本地。 在Matlab中打开.slx文件。 运行仿真: 调整模型参数前,请先熟悉各模块功能输入输出设置。 运行整个模型,观察控制效果。 参数调整: 用户可以自由调节神经网络的层数、节点数以及PID控制器的参数,探索不同的控制性能。 学习修改: 通过阅读模型中的注释查阅相关文献,加深对BP神经网络与PID控制结合的理解。 如需修改S函数内的MATLAB代码,建议有一定的MATLAB编程基础。
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