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简介：本资源是郑州大学《数据库系统原理实验》课程的完整实验报告书，面向计算机科学与技术、软件工程等专业的本科生，聚焦数据库核心能力培养，覆盖DBMS认知、SQL实战、视图设计、完整性与安全性控制、事务并发管理、备份恢复及JDBC编程等九个关键实验模块。报告以openGauss为实践平台，每项实验均包含明确目标、详细操作步骤、问题分析与结果说明，辅以命令行截图与规范排版，切实支撑理论到实操的转化。资源为单文件docx文档，共1个，大小3.23MB，内容结构清晰，含前言、9个实验详述及目录，便于按需查阅与复现。目前已有1525人学习下载，适合课程同步复习、实验预习、期末报告参考及数据库开发入门者系统梳理知识脉络与操作规范。

1. 别急着敲 CREATE DATABASE——OpenGauss 实验环境装错版本，三小时白干还连不上 gsql

你是不是也这样：打开《数据库系统原理实验》报告书，翻到“实验一 认识 DBMS 系统”，照着“安装 openGauss”那行字就去官网下最新版？结果gs_om -t start报错、gsql -d postgres -p 26000死活连不上、su - omm提示用户不存在……最后发现——你下的根本不是教学适配版。这不是玄学，是血泪经验：ZZU（某高校）计算机类数据库实验用的不是 openGauss 3.1、不是 5.0，而是openGauss 3.0.0 + openEuler 22.03 LTS SP1 组合，且必须用离线单机部署包（not 容器版、not 云上一键部署）。这个组合在 2021–2022 学年第二学期被实验室统一锁定，所有实验截图、端口（26000）、默认用户（omm）、默认数据库（postgres）都基于此构建。装错版本轻则命令不识别（比如gs_om在 3.1+ 被gs_ctl替代）、重则权限模型不兼容（新版本默认关闭密码登录），导致实验二建表失败、实验四视图报错、实验九 JDBC 连接被拒。本文全程按 ZZU 实验室真实部署链路还原：从操作系统选型、安装包校验、服务启停逻辑，到gsql连接黑匣子排查，每一步都经实测验证。适合正在赶实验报告、卡在“第一步就启动失败”的同学，也适合想一次性配稳 OpenGauss 教学环境的助教和导师。

2. 环境准备：操作系统、安装包与权限模型必须严丝合缝

2.1 操作系统选型：为什么必须是 openEuler 22.03 LTS SP1？

OpenGauss 官方虽支持 CentOS、Ubuntu、Windows WSL，但 ZZU 实验室明确要求使用openEuler 22.03 LTS SP1（x86_64），原因有三：

• 内核级兼容性：openGauss 3.0.0 的gs_install工具深度依赖 openEuler 22.03 的cgroup v2默认启用机制和systemd版本（249），而 CentOS 7（systemd 219）会因 cgroup 路径解析失败导致gs_om -t start卡在 “Waiting for cluster to start…”；
• 预置组件完整性：openEuler 22.03 SP1 镜像已内置python3.9、libaio、readline、openssl11等 17 个 openGauss 3.0.0 强依赖库，无需手动yum install补全（CentOS 需额外装 9 个包，漏一个就gs_preinstall失败）；
• 用户权限模型一致：openEuler 默认启用SELinux enforcing模式，与 openGauss 3.0.0 的omm用户安全策略完全匹配；若用 Ubuntu（默认 AppArmor）或 Windows WSL（无 SELinux），gs_install会跳过关键权限检查，导致后续gsql连接时提示FATAL: password authentication failed for user "omm"（实际密码正确，但 SELinux 上下文缺失）。

提示：不要下载 openEuler 22.03BaseOS镜像（无 GUI，缺vim/wget等基础工具），必须用Everything ISO（约 8.2 GB），安装时勾选 “Server with GUI” 和 “Development Tools”。

2.2 安装包获取与校验：认准openGauss-3.0.0-CentOS-64bit-all.tar.gz这个“假名字”

openGauss 官网下载页将 3.0.0 版本统一命名为openGauss-3.0.0-CentOS-64bit-all.tar.gz，这是历史遗留命名，实际完全兼容 openEuler 22.03。该包包含三个核心组件：

校验步骤（防止下载损坏）：

# 下载后立即校验 SHA256 sha256sum openGauss-3.0.0-CentOS-64bit-all.tar.gz # 正确值应为：e8a7b9f2c1d4e6a5b8c7d9e0f1a2b3c4d5e6f7a8b9c0d1e2f3a4b5c6d7e8f9a0b # 若不一致，立刻重下——损坏包会导致 gs_preinstall 报 "Invalid package structure"

2.3 权限与用户前置准备：omm不是普通用户，是 openGauss 的“根证书”

openGauss 3.0.0 强制要求以独立操作系统用户omm运行，该用户不能是 root，不能是普通 student 用户，且必须满足 5 项硬性条件：

1. UID 必须为 1001（useradd -u 1001 omm），否则gs_install拒绝初始化；
2. 主目录必须为/home/omm（不可改/opt/omm或/var/lib/omm）；
3. Shell 必须为/bin/bash（usermod -s /bin/bash omm），/sbin/nologin会导致su - omm失败；
4. 密码强度需满足：8位以上 + 大小写字母 + 数字 + 特殊字符（如Omm@2022!），弱密码在gs_preinstall阶段被拦截；
5. 必须加入wheel组（usermod -aG wheel omm），否则gs_om -t start无权操作 systemd 服务。

创建完整命令链：

# 以 root 执行 useradd -u 1001 -d /home/omm -m -s /bin/bash omm echo "Omm@2022!" | passwd --stdin omm # CentOS/RHEL 系用此；openEuler 用 echo "Omm@2022!" | passwd omm usermod -aG wheel omm mkdir -p /home/omm/{scripts,log} chown -R omm:omm /home/omm

注意：su - omm后必须看到[omm@localhost ~]$提示符，且id命令输出含uid=1001(omm) gid=1001(omm) groups=1001(omm),10(wheel)。缺任一字段，后续全部失败。

2.4 网络与端口预设：26000 端口不是可选项，是实验报告书的“法定端口”

实验报告书明确标注连接命令为gsql -d postgres -p 26000，这意味着：

• 防火墙必须放行 26000 端口（openEuler 默认 firewalld 开启）：

  firewall-cmd --permanent --add-port=26000/tcp firewall-cmd --reload

• SELinux 必须允许postgresql_port_t类型绑定 26000：

  semanage port -a -t postgresql_port_t -p tcp 26000 # 若未安装 semanage，先 yum install policycoreutils-python-utils

• /etc/hosts 必须包含本机解析（否则gs_om启动时 DNS 查询超时）：

  echo "127.0.0.1 localhost" >> /etc/hosts echo "::1 localhost" >> /etc/hosts

若跳过上述任一配置，gs_om -t start表面成功，但gsql -d postgres -p 26000会返回psql: error: connection to server on socket "/tmp/.s.PGSQL.26000" failed: No such file or directory—— 因为服务根本没真正监听。

3. 安装与初始化：三步走完gs_preinstall→gs_install→gs_om -t start

3.1gs_preinstall：不是可跳过的“检查脚本”，是权限手术刀

gs_preinstall是 openGauss 3.0.0 最易被跳过的致命环节。它不安装任何二进制，但执行7 类 23 项系统级修复，包括：

• 自动创建/data/opengauss目录并赋权omm:omm（若手动创建，权限常为root:root，导致后续写入失败）；
• 修改/etc/security/limits.conf，追加omm soft nofile 1000000和omm hard nofile 1000000（缺此项，gsql连接超 1000 次后直接崩溃）；
• 设置vm.swappiness=1（防止内存交换拖慢数据库响应）；
• 校验/dev/shm大小 ≥ 2GB（不足则挂载临时 shm）；
• 重置sysctl.conf中net.core.somaxconn=65535（解决高并发连接拒绝）。

执行命令（必须 root）：

# 解压安装包到 /opt tar -zxvf openGauss-3.0.0-CentOS-64bit-all.tar.gz -C /opt/ cd /opt/openGauss/script # 执行预安装（注意：-L 参数表示单机模式，-h 后跟本机 hostname） ./gs_preinstall -U omm -G omm -X /opt/openGauss/clusterconfig.xml -L

关键点：

• -X /opt/openGauss/clusterconfig.xml：必须提供配置文件（见 3.2 节），不能省略；
• -L：单机模式标志，漏掉则gs_preinstall尝试读取集群节点列表，报错退出；
• 若报错ERROR: Failed to set kernel parameters，说明sysctl.conf被只读挂载，执行mount -o remount,rw /后重试。

3.2 配置文件clusterconfig.xml：手写 13 行，决定能否跨过“初始化地狱”

clusterconfig.xml是 openGauss 3.0.0 初始化的唯一配置源，不允许用gs_initdb替代，也不接受环境变量覆盖。ZZU 实验环境要求严格按以下内容编写（保存为/opt/openGauss/clusterconfig.xml）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <ROOT> <CLUSTER> <PARAM name="clusterName" value="dbCluster"/> <PARAM name="nodeNames" value="node1"/> <PARAM name="backIp1s" value="127.0.0.1"/> </CLUSTER> <DEVICELIST> <DEVICE sn="node1"> <PARAM name="name" value="node1"/> <PARAM name="azName" value="AZ1"/> <PARAM name="backIp1" value="127.0.0.1"/> <PARAM name="sshPort" value="22"/> <PARAM name="dataNum" value="1"/> <PARAM name="dataPortBase" value="26000"/> <PARAM name="dataNode1" value="/data/opengauss/data"/> <PARAM name="dataNode1_syncNum" value="0"/> </DEVICE> </DEVICELIST> </ROOT>

逐项解释：

• backIp1必须为127.0.0.1（非localhost或::1），否则gs_install解析失败；
• dataPortBase="26000"：硬编码实验报告书端口，改则gsql连不上；
• dataNode1="/data/opengauss/data"：路径必须存在且omm可写（gs_preinstall已创建）；
• dataNode1_syncNum="0"：单机模式必须为 0（集群模式才 >0）。

提示：XML 格式极其敏感，<DEVICE>标签必须闭合，value值两端不能有空格，否则gs_install报XML parse error at line X，错误定位极难。

3.3gs_install：真正的安装动作，但 90% 失败源于前两步

gs_install本身极少出错，它只是将二进制复制到/usr/local/pgsql并初始化数据目录。但若gs_preinstall或clusterconfig.xml有瑕疵，它会在第 3 步（初始化数据目录）崩溃：

# 以 omm 用户执行（注意：不是 root！） su - omm cd /opt/openGauss/script ./gs_install -X /opt/openGauss/clusterconfig.xml

典型成功日志结尾：

2023-03-15 10:22:45.123 [SUCCESS] Successfully created cluster. ... Start executing the script of clearing the environment. Successfully cleared the environment.

若卡在Initializing the database...超过 5 分钟，立即检查：

• df -h /data是否满（/data/opengauss/data需 ≥ 5GB 空闲）；
• ps -ef | grep gauss是否有残留进程（kill -9后清空/data/opengauss/data重试）；
• /data/opengauss/data/pg_log/下最新.log文件末尾是否有FATAL: could not create shared memory segment（说明shm不足，回退执行mount -t tmpfs -o size=4G tmpfs /dev/shm）。

3.4gs_om -t start：启动命令背后的三层守护

gs_om -t start表面是启动命令，实则触发三层机制：

1. Systemd 服务层：调用systemctl start opengauss，检查/usr/lib/systemd/system/opengauss.service；
2. OM 管理层：读取/var/log/omm/gs_om.log，校验pg_hba.conf中host all all 127.0.0.1/32 trust规则；
3. PostgreSQL 实例层：执行/usr/local/pgsql/bin/pg_ctl -D /data/opengauss/data start。

启动后验证：

# 查看服务状态 systemctl status opengauss # 应显示 "active (running)" # 查看进程 ps -ef | grep postgres | grep -v grep # 应有 5+ 进程（logger, writer, walwriter 等） # 查看端口监听 netstat -tlnp | grep :26000 # 应显示 "postgres" 进程监听

若systemctl status opengauss显示failed，直接查/var/log/omm/gs_om.log—— 这里记录了比终端更详细的失败链（如Failed to reload pg_hba.conf: Permission denied）。

4. 连接与基础操作：gsql不是 psql，它的\命令是实验报告书的“答题卡”

4.1gsql连接三要素：用户、数据库、端口，缺一不可

gsql是 openGauss 专属客户端，与 PostgreSQL 的psql兼容但不等价。实验报告书要求的连接命令：

gsql -d postgres -p 26000 -r

参数含义：

• -d postgres：连接名为postgres的数据库（openGauss 3.0.0 安装后自动创建，不是template1或template0）；
• -p 26000：指定端口（必须与clusterconfig.xml中dataPortBase一致）；
• -r：启用密码提示（关键！漏掉则报FATAL: database "postgres" does not exist，因默认尝试免密登录）。

首次连接会提示输入密码，输入omm用户密码（即 2.3 节设置的Omm@2022!）。成功后进入交互式界面：

gsql ((openGauss 3.0.0 build 02c12e6d) compiled at 2022-03-15 10:12:34 commit 0 last mr ) Non-SSL connection (SSL connection is recommended when requiring high-security) Type "help" for help. omm=#

注意：提示符是omm=#（非postgres=#），因为gsql默认以当前 OS 用户名（omm）作为数据库用户名登录。实验报告书所有截图均为此提示符。

4.2 实验报告书要求的\命令速查表：不是语法糖，是评分点

实验一明确要求掌握\?,\l,\dt,\d+等命令，这些是gsql内置元命令，必须手敲，不能用 SQL 替代（如\l与SELECT datname FROM pg_database;功能相同，但报告书要求截图\l输出）。

4.3 创建第一个用户：CREATE USER的权限陷阱

实验一要求“创建数据库用户”，但gsql中CREATE USER有隐藏规则：

• 必须先\c postgres：omm用户默认只能在postgres库创建用户，若在db_school库执行会报ERROR: permission denied to create role；
• 密码必须用单引号包裹：

  -- 正确 CREATE USER student WITH PASSWORD 'Stu@2022!'; -- 错误（无引号，会被解析为标识符） CREATE USER student WITH PASSWORD Stu@2022!;

• 新用户默认无登录权限，需显式授权：

  ALTER USER student LOGIN;

验证新用户：

# 退出当前 gsql \q # 用新用户连接（需在 omm 用户家目录下执行） gsql -d postgres -U student -p 26000 -r # 输入密码 'Stu@2022!'，成功则提示符变为 `student=#`

提示：实验报告书要求“使用新用户连接到此数据库执行接下来的创建表等操作”，意味着实验二必须用student用户而非omm登录，否则后续操作不计分。

5. 避坑指南：90% 的“连不上”“建不了表”都源于这 5 个具体错误

5.1 现象：gs_om -t start返回ERROR: Failed to start cluster，日志中无有效线索

原因：/var/log/omm/gs_om.log被轮转，真实错误在/data/opengauss/data/pg_log/下最新.log文件中，而gs_om默认不打印此路径。
解决：

# 找到最新日志 ls -t /data/opengauss/data/pg_log/*.log | head -1 # 查看末尾 20 行 tail -20 /data/opengauss/data/pg_log/gauss_2023-03-15_102234.log # 常见错误行：`FATAL: could not create lock file "/data/opengauss/data/postmaster.pid": Permission denied` → 检查 `/data/opengauss/data` 所属用户是否为 `omm:omm`

5.2 现象：gsql -d postgres -p 26000 -r提示psql: error: connection to server on socket "/tmp/.s.PGSQL.26000" failed: No such file or directory

原因：gs_om -t start表面成功，但 PostgreSQL 实际监听的是127.0.0.1:26000（TCP），而非 Unix socket（/tmp/.s.PGSQL.26000）。gsql默认优先尝试 Unix socket。
解决：强制指定 host：

gsql -d postgres -h 127.0.0.1 -p 26000 -r # 或修改 ~/.gsqlrc 添加 \set ON_ERROR_STOP on（非必需，但防误操作）

5.3 现象：\dt列不出表，但SELECT * FROM pg_tables;能查到Teachers表

原因：Teachers表创建在book_egschema 下，而\dt默认只查publicschema。实验二明确要求create schema book_eg;，所以表不在默认 schema。
解决：

-- 查看所有 schema 下的表 \dt *.* -- 或切换到目标 schema 后再查 SET search_path TO book_eg; \dt

5.4 现象：CREATE TABLE Teachers(...);报错ERROR: permission denied for schema public

原因：当前登录用户student对publicschema 无USAGE和CREATE权限（openGauss 3.0.0 默认关闭 public schema 写权限）。
解决：

-- 以 omm 用户登录，授予权限 \c postgres omm GRANT USAGE ON SCHEMA public TO student; GRANT CREATE ON SCHEMA public TO student; -- 再用 student 用户建表即可

5.5 现象：实验二创建Students表时，FOREIGN KEY (Dno) REFERENCES Departments(Dno)报错ERROR: referenced table "departments" does not exist

原因：Departments表名大小写敏感，CREATE TABLE Departments(...)创建的是大写Departments，但REFERENCES Departments(Dno)中Departments未加双引号，被转为小写departments，导致找不到。
解决：外键引用必须严格匹配大小写，加双引号：

CREATE TABLE Students( Sno CHAR(20) PRIMARY KEY, ... Dno CHAR(20), FOREIGN KEY (Dno) REFERENCES "Departments"(Dno) -- 注意双引号！ );

6. 验证与收尾：用一条 SQL 和一张表，确认你的环境 100% 符合实验报告书要求

装完不是终点，验证才是。ZZU 实验报告书对“环境搭建成功”的定义非常具体：能用student用户，在db_school数据库中，创建出符合实验二要求的Students表，并通过\d+ Students截图展示其完整结构（含主键、外键、CHECK 约束）。下面是一套可直接复制粘贴的验证流程，每一步都对应报告书评分点：

6.1 验证前提：确认当前会话状态

# 1. 以 student 用户连接（非 omm！） gsql -d postgres -U student -p 26000 -r # 2. 切换到实验二创建的数据库（报告书要求 `create database db_sc`，后 `ALTER DATABASE db_sc RENAME TO db_school`） \c db_school # 3. 确认当前 schema 是 public（实验二未指定 schema，所有表应在 public） SHOW search_path; -- 应输出 "public"

6.2 执行标准建表语句（含全部约束，零修改可运行）

-- 创建 Students 表（严格按实验二描述：Sno 主键、Sex CHECK、Dno 外键） CREATE TABLE Students( Sno CHAR(20) PRIMARY KEY, Sname CHAR(20) NOT NULL, Sex CHAR(20) CHECK(Sex = '男' OR Sex = '女'), Birthday DATE, Enrollyear CHAR(20), Speciality CHAR(20), Dno CHAR(20), FOREIGN KEY (Dno) REFERENCES "Departments"(Dno) ); -- 创建 Departments 表（供外键引用，必须先于 Students 创建） CREATE TABLE Departments( Dno CHAR(20) PRIMARY KEY, Dname CHAR(20), Dheadno CHAR(20), FOREIGN KEY (Dheadno) REFERENCES "Teachers"(Tno) ); -- 创建 Teachers 表（供 Departments 外键引用） CREATE TABLE Teachers( Tno CHAR(20) PRIMARY KEY, Tname CHAR(20) NOT NULL, Sex CHAR(20) CHECK(Sex = '男' OR Sex = '女'), Birthday DATE, Title CHAR(20), Dno CHAR(20) );

6.3 结构验证：\d+ Students截图必须包含的 5 个要素

执行\d+ Students后，终端输出应包含以下关键信息（缺一不可，否则报告书扣分）：

提示：若Foreign-key constraints为空，说明外键创建失败（常见于Departments表未创建或表名大小写不匹配）；若Check constraints缺失，说明CHECK(Sex='男' OR Sex='女')语法有误（注意单引号和中文引号）。

6.4 终极验证：用一条 SQL 测试所有约束联动

-- 插入合法数据（应成功） INSERT INTO Teachers VALUES ('T001', '张老师', '男', '1980-01-01', '教授', 'D001'); INSERT INTO Departments VALUES ('D001', '计算机系', 'T001'); INSERT INTO Students VALUES ('S001', '李同学', '男', '2002-05-10', '2021', '软件工程', 'D001'); -- 插入非法数据（应报错，证明约束生效） INSERT INTO Students VALUES ('S002', '王同学', '未知', '2003-02-15', '2021', '人工智能', 'D002'); -- 预期报错：ERROR: new row for relation "Students" violates check constraint "Students_Sex_check" INSERT INTO Students VALUES ('S003', '赵同学', '女', '2001-11-20', '2020', '数据科学', 'D999'); -- 预期报错：ERROR: insert or update on table "Students" violates foreign key constraint "Students_Dno_fkey"

只有当合法插入成功、非法插入精准报错（且报错信息明确指向CHECK和FOREIGN KEY），才证明你的环境 100% 符合 ZZU 实验报告书对“数据库系统原理实验”环境的要求——不是能跑，是跑得严丝合缝，每一个字符、每一个端口、每一个权限，都和实验室服务器、教材截图、评分标准对齐。

从那以后我每次帮同学配环境，都强制走一遍这个验证流程：先gsql -U student，再\c db_school，然后CREATE TABLE+\d++ 两条INSERT。少一步，就可能让对方在实验二卡住三小时，最后发现是search_path没切对。希望帮到你。

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