数据库原理

第1章 数据库系统概论 1 1.1 数据库系统的应用 1 1.2 数据管理技术的发展 4 1.3 数据库系统的构成 7 1.3.1 数据库系统 7 1.3.2 数据库管理系统 9 1.3.3 数据库系统人员构成 11 1.4 数据库系统的结构 12 1.4.1 数据库的三级模式结构 12 1.4.2 数据独立性 14 1.4.3 面对用户的数据库系统体系结构 15 本章小结 17 习题1 17 第2章 建立数据模型 19 2.1 现实世界的数据化过程 19 2.2 概念模型 20 2.2.1 概念模型的基本概念 20 2.2.2 E-R图的基本表示法 21 2.2.3 联系 22 2.2.4 弱实体集 25 2.2.5 子类和Is-a层次联系 25 2.3 E-R模型的设计方法 26 2.4 数据模型 31 2.5 关系模型 32 2.5.1 关系模型数据结构及基本概念 32 2.5.2 关系模型的数据操作 35 2.5.3 关系的完整性约束 35 2.6 E-R模型向关系模型的转化 36 2.7 历史上有影响的数据模型 39 2.8 数据模型与数据库系统的发展 41 本章小结 44 习题2 45 第3章 SQL语言初步 48 3.1 SQL简介 48 3.2 基本的数据定义 51 3.2.1 创建基本表——? CREATE TABLE 51 3.2.2 表结构的修改——?ALTER TABLE 54 3.2.3 删除基本表——? DROP TABLE <表名> 56 3.2.4 创建索引——?CREATE INDEX 56 3.2.5 删除索引——?DROP INDEX 57 3.3 基本的数据操纵 58 3.3.1 表中增加元组的基本方法——? INSERT 58 3.3.2 修改表中数据的基本方法——? UPDATE 58 3.3.3 删除记录——?DELETE 59 3.3.4 更新操作与数据库的一致性 59 3.4 数据查询——?SELECT语句 60 3.4.1 无条件单关系查询 60 3.4.2 带条件单关系查询 63 3.4.3 分组查询 65 3.4.4 排序查询结果 66 3.4.5 多关系连接查询 67 3.4.6 嵌套查询 71 3.4.7 多个SELECT语句的集合操作 76 3.5 含有子查询的数据更新 76 3.5.1 INSERT与子查询的结合 77 3.5.2 UPDATE与子查询的结合 77 3.5.3 DELETE与子查询的结合 78 3.6 视图 78 3.6.1 定义视图——?CREATE VIEW 78 3.6.2 删除视图——?DROP VIEW 80 3.6.3 视图的查询 80 3.6.4 视图的更新 81 3.6.5 视图的作用 83 本章小结 83 习题3 84 第4章 完整性和安全性 88 4.1 完整性约束的SQL定义 88 4.1.1 实体完整性约束和主码 88 4.1.2 参照完整性约束和外部码 89 4.1.3 用户自定义完整性约束 92 4.1.4 约束的更新 93 4.2 SQL中的触发器 94 4.2.1 触发器的组成和类型 94 4.2.2 创建触发器 94 4.2.3 触发器创建实例 95 4.2.4 openGauss数据库的 触发器实例 97 4.3 数据库安全 99 4.3.1 数据库的安全措施 100 4.3.2 用户标识和鉴别 102 4.3.3 用户和角色 103 4.3.4 访问控制 107 本章小结 109 习题4 110 第5章 数据库编程 113 5.1 数据库编程方法 113 5.2 嵌入式SQL的使用 114 5.2.1 嵌入式SQL的一般形式 115 5.2.2 嵌入式SQL与宿主语言之间的 信息传递 115 5.2.3 动态SQL介绍 118 5.3 T-SQL语言基础 119 5.3.1 变量 119 5.3.2 运算符 121 5.3.3 控制流语句 122 5.3.4 系统内置函数 126 5.4 存储过程与用户自定义函数 129 5.4.1 存储过程 129 5.4.2 用户自定义函数 133 5.4.3 用户自定义函数与存储过程 136 5.4.4 openGauss数据库的存储过程与 函数 137 5.5 游标 138 5.5.1 游标的基本概念 138 5.5.2 游标的操作 139 5.5.3 游标使用示例 141 5.6 数据库系统的体系结构 142 5.7 数据库接口技术 144 5.7.1 开放数据库互连——?ODBC 145 5.7.2 ODBC实例分析 146 5.7.3 Java数据库连接——?JDBC 149 本章小结 151 习题5 151 第6章 关系数据模型及其运算基础 153 6.1 关系模型的基本概念 153 6.2 关系模式 155 6.3 关系代数 155 6.3.1 传统的集合运算 156 6.3.2 投影 157 6.3.3 选择 158 6.3.4 连接 159 6.3.5 更名 162 6.3.6 除 162 6.3.7 综合 163 6.4 包 165 6.5 扩展关系代数 165 6.5.1 消除重复 166 6.5.2 聚集运算和分组运算 166 6.5.3 排序运算 167 6.5.4 广义投影 168 6.6 关系演算 169 6.6.1 元组关系演算 169 6.6.2 域关系演算 170 6.7 关系系统 171 6.7.1 关系系统的定义 171 6.7.2 关系系统的分类 172 6.7.3 全关系系统的12条 基本准则简介 172 本章小结 174 习题6 175 第7章 关系数据库规范化理论 177 7.1 关系数据库规范化的作用 177 7.2 函数依赖 179 7.2.1 属性间的联系 179 7.2.2 函数依赖的定义 179 7.2.3 码的定义 181 7.3 关系模式的规范化 182 7.3.1 非规范化的关系 182 7.3.2 **范式(1NF) 183 7.3.3 第二范式(2NF) 183 7.3.4 第三范式(3NF) 184 7.3.5 改进的3NF——?BCNF 185 7.4 多值依赖和第四范式 187 7.4.1 多值依赖 187 7.4.2 第四范式(4NF) 190 7.5 关系的规范化程度 190 7.6 函数依赖公理系统 192 7.6.1 闭包及其计算 193 7.6.2 *小函数依赖集 194 7.6.3 关系模式的分解 196 本章小结 198 习题7 199 第8章 数据库设计 203 8.1 数据库设计介绍 203 8.1.1 数据库设计的一般策略 204 8.1.2 数据库设计的步骤 204 8.1.3 数据库设计的主流方法 206 8.2 需求分析 207 8.2.1 需求调查 207 8.2.2 需求分析的方法 208 8.3 概念结构设计 211 8.4 逻辑结构设计 213 8.4.1 模式评价 214 8.4.2 逻辑模式的修正 214 8.4.3 用户外模式的设计 215 8.5 物理结构设计 215 8.5.1 存储记录结构的设计 216 8.5.2 存储记录的布局 216 8.5.3 存取方法的设计 217 8.6 数据库实施和维护 218 8.6.1 数据库实施 218 8.6.2 数据库维护 221 8.7 UML方法规范数据库设计 222 8.7.1 UML用于数据库设计 222 8.7.2 各种UML图 223 8.8 使用PowerDesigner工具设计数据库 227 8.8.1 PowerDesigner简介 228 8.8.2 概念数据模型 230 8.8.3 物理数据模型 231 本章小结 233 习题8 233 第9章 事务管理 236 9.1 事务概述 236 9.1.1 事务的概念 236 9.1.2 事务的特性 239 9.2 并发控制技术 240 9.2.1 并发可能出现的问题 240 9.2.2 封锁 242 9.2.3 三级封锁协议 243 9.2.4 加锁请求的选择策略和活锁 244 9.2.5 死锁 244 9.2.6 并发调度的可串行性 245 9.2.7 两段封锁协议 247 9.2.8 多粒度封锁 247 9.2.9 意向锁 248 9.3 数据库恢复技术 249 9.3.1 故障的种类 249 9.3.2 故障恢复的手段 250 9.3.3 故障恢复的方法 251 9.3.4 检查点 253 本章小结 254 习题9 255 第10章 数据存储与查询优化 257 10.1 文件组织与记录组织 257 10.1.1 存储介质 257 10.1.2 用户访问数据库的过程 259 10.1.3 文件组织方法 260 10.2 索引与散列 262 10.2.1 索引结构基础 262 10.2.2 顺序索引 263 10.2.3 B+?树索引 265 10.2.4 散列索引 267 10.3 查询处理 268 10.3.1 查询处理概述 268 10.3.2 选择运算 270 10.3.3 连接运算 270 10.4 查询优化 272 10.4.1 查询优化概述 272 10.4.2 关系代数等价变换规则 273 10.4.3 查询优化的一般策略 274 10.4.4 关系代数表达式的优化算法 275 本章小结 277 习题10 277 第11章 数据库新技术 278 11.1 大数据 278 11.1.1 大数据的概念 278 11.1.2 大数据处理技术 280 11.2 大数据处理平台 281 11.2.1 Apache Hadoop 282 11.2.2 Hadoop HDFS原理 284 11.2.3 Hadoop MapReduce原理 286 11.2.4 Hadoop YARN原理 287 11.2.5 Hadoop应用案例 289 11.3 数据库面临的挑战 290 11.4 NoSQL数据库 291 11.4.1 键值数据库Redis 291 11.4.2 文档数据库MongoDB 294 11.4.3 列数据库HBase 297 11.4.4 图数据库Neo4j 299 11.5 NewSQL数据库 302 11.5.1 VoltDB 302 11.5.2 TiDB 303 本章小结 305 习题11 305 附录A 上机实验指导 306 上机实验一 安装和了解SQL Server 2014 306 上机实验二 创建SQL Server数据库和表 314 上机实验三 基本表的建立和修改 318 上机实验四 SELECT语句基本格式的 使用 319 上机实验五 SELECT语句高级格式和 完整格式的使用 320 上机实验六 SQL的存储操作 320 上机实验七 视图的建立及操作 321 上机实验八 完整性约束的实现 322 上机实验九 安全性的实现 322 上机实验十 创建存储过程和用户自定义 函数 323 附录B PowerDesigner入门实验 324 附录C 华为数据库openGauss的安装部署 335 上机实验一 虚拟机上安装部署华为数据库 openGauss 335 上机实验二 了解和使用openGauss数据库 347 参考文献 352