数据库原理与应用

目 录 第1篇 基础理论篇 第 1 章 数据库基础知识3 1.1 数据库系统概论3 1.1.1 数据库系统的基本概念3 1.1.2 数据库技术的产生与特点4 1.2 数据模型5 1.2.1 数据模型的组成要素6 1.2.2 数据的概念模型6 1.2.3 数据的逻辑模型11 1.2.4 数据的物理模型12 1.3 数据库系统模式与结构12 1.3.1 数据库系统的三级模式结构12 1.3.2 数据库系统的二级映像功能13 1.4 数据库系统的组成14 1.4.1 计算机硬件14 1.4.2 计算机软件14 1.4.3 数据库系统中的人员14 第 2 章 关系数据库16 2.1 数学中关系的概念16 2.2 关系数据模型18 2.2.1 关系数据结构18 2.2.2 关系操作19 2.3 数据库完整性20 2.3.1 实体完整性21 2.3.2 参照完整性22 2.3.3 用户定义完整性25 2.3.4 完整性约束命名子句27 2.3.5 域中的完整性限制28 2.3.6 断言28 2.3.7 触发器29 2.4 关系代数33 2.4.1 传统的集合运算34 2.4.2 专门的关系运算35 2.5 关系模式和范式理论40 2.5.1 关系模式与属性依赖40 2.5.2 范式理论42 2.5.3 数据依赖的公理系统47 2.5.4 模式分解51 第 3 章 关系数据库标准语言SQL59 3.1 SQL语言概述59 3.1.1 SQL的特点59 3.1.2 SQL的基本概念60 3.2 数据定义61 3.2.1 模式的定义与删除62 3.2.2 基本表的定义、删除与修改63 3.2.3 索引的建立与删除66 3.3 数据查询68 3.3.1 单表查询68 3.3.2 多表查询80 3.4 数据 新90 3.4.1 插入数据90 3.4.2 修改数据92 3.4.3 删除数据93 3.5 视图94 3.5.1 定义视图94 3.5.2 查询视图97 3.5.3 新视图98 3.5.4 视图的作用100 第 4 章 数据库安全102 4.1 数据库安全性概述102 4.1.1 数据库的不安全因素102 4.1.2 安全标准简介103 4.2 数据库安全性控制106 4.2.1 用户身份鉴别107 4.2.2 存取控制108 4.2.3 自主存取控制方法109 4.2.4 授权：授予与收回109 4.2.5 数据库角色114 4.2.6 强制存取控制方法115 4.3 视图机制117 4.4 审计117 4.4.1 数据库审计的目的117 4.4.2 数据库审计的主要组成部分118 4.4.3 数据库审计的主要类型118 4.4.4 审计事件119 第2篇 数据库系统篇 第 5 章 查询处理和查询优化123 5.1 关系数据库系统的查询处理123 5.1.1 查询处理步骤123 5.1.2 实现查询操作的算法示例125 5.2 关系数据库系统的查询优化128 5.2.1 查询优化概述128 5.2.2 查询优化示例129 5.3 代数优化131 5.3.1 关系代数表达式等价变换规则131 5.3.2 查询树的启发式优化133 5.4 物理优化134 5.4.1 基于启发式规则的存取路径选择优化135 5.4.2 基于代价估算的优化135 5.5 查询计划的执行137 第 6 章 数据库恢复技术138 6.1 事务的基本概念138 6.2 数据库恢复概述139 6.3 故障的种类140 6.4 恢复的实现技术141 6.4.1 数据转储142 6.4.2 登记日志文件143 6.5 恢复策略144 6.5.1 系统故障的恢复144 6.5.2 介质故障的恢复145 6.5.3 事务故障的恢复145 6.6 具有检查点的恢复技术146 6.7 数据库镜像148 第 7 章 并发控制149 7.1 并发控制概述150 7.2 封锁152 7.3 封锁协议152 7.4 活锁和死锁154 7.4.1 活锁155 7.4.2 死锁155 7.5 并发调度的可串行性157 7.5.1 可串行化调度157 7.5.2 冲突可串行化调度158 7.6 两段锁协议159 7.7 封锁的粒度160 7.7.1 多粒度封锁161 7.7.2 意向锁162 7.8 其他并发控制机制163 7.8.1 多版本并发控制163 7.8.2 改进的多版本并发控制164 第3篇 MySQL数据库操作、管理与应用篇 第 8 章 MySQL的安装和配置169 8.1 MySQL概述169 8.1.1 MySQL简介169 8.1.2 MySQL的特点170 8.1.3 MySQL 8.0新增的特点171 8.2 下载和安装MySQL172 8.2.1 下载MySQL172 8.2.2 安装MySQL173 8.3 MySQL服务管理175 8.4 通过DOS窗口启动和关闭MySQL服务177 8.5 使用MySQL Workbench客户端软件178 8.6 MySQL常用图形化管理软件——SQLyog软件179 8.7 MySQL命令行工具181 第 9 章 MySQL的数据库基本操作184 9.1 数据库及数据库对象184 9.2 创建数据库185 9.3 数据库相关操作187 9.3.1 查看数据库187 9.3.2 选择数据库188 9.3.3 删除数据库189 第 10 章 MySQL的存储引擎和数据类型191 10.1 认识存储引擎191 10.1.1 MySQL存储引擎191 10.1.2 操作默认存储引擎193 10.1.3 选择存储引擎194 10.2 数据类型195 10.2.1 整数类型195 10.2.2 浮点数类型、定点数类型和位类型197 10.2.3 日期和时间类型199 10.2.4 字符串类型200 第 11 章 MySQL的表操作203 11.1 创建表203 11.2 查看表结构206 11.3 删除表208 11.4 修改表209 11.5 操作表的约束216 第 12 章 MySQL的索引与视图操作225 12.1 创建和查看索引225 12.1.1 创建和查看普通索引225 12.1.2 创建和查看 索引228 12.1.3 创建和查看全文索引231 12.1.4 创建和查看多列索引234 12.2 删除索引236 12.3 创建视图237 12.4 查看视图240 12.5 删除与修改视图243 12.6 利用视图操作基本表246 第 13 章 MySQL的触发器操作248 13.1 创建触发器248 13.2 查看触发器252 13.3 删除触发器253 第 14 章 MySQL的数据操作255 14.1 插入数据记录255 14.2 新数据记录261 14.3 删除数据记录263 第 15 章 MySQL的单表与多表数据查询操作265 15.1 简单数据记录查询265 15.1.1 简单数据查询266 15.1.2 避免重复的数据查询267 15.1.3 实现数学四则运算的数据查询268 15.1.4 设置显示格式的数据查询269 15.2 条件数据记录查询269 15.2.1 带关系运算符和逻辑运算符的条件数据查询270 15.2.2 带BETWEEN AND关键字的范围查询271 15.2.3 带IS NULL关键字的空值查询272 15.2.4 带IN关键字的集合查询274 15.2.5 带LIKE关键字的模糊查询275 15.3 排序数据记录查询278 15.4 限制数据记录查询数量280 15.5 统计函数和分组数据记录查询282 15.6 连接操作290 15.6.1 自连接290 15.6.2 等值连接291 15.6.3 不等连接292 15.6.4 外连接293 15.7 合并查询数据记录296 15.8 子查询297 第 16 章 MySQL的运算符与常用函数303 16.1 使用算术运算符303 16.2 使用比较运算符304 16.3 使用逻辑运算符308 16.4 使用位运算符310 16.5 使用字符串函数312 16.6 使用数值函数322 16.7 使用日期和时间函数324 16.8 使用系统信息函数329 第 17 章 MySQL的存储过程与函数操作331 17.1 创建存储过程和函数331 17.2 存储过程和函数的表达式334 17.3 查看与修改存储过程和函数341 17.4 删除存储过程和函数345 第 18 章 MySQL的事务与安全机制347 18.1 事务概述347 18.2 MySQL事务控制语句348 18.3 MySQL事务隔离级别350 18.4 InnoDB锁机制351 18.5 MySQL提供的权限352 18.6 MySQL提供的用户机制355 18.7 权限管理363 18.7.1 对用户进行授权363 18.7.2 查看用户拥有的权限364 18.7.3 收回用户拥有的权限364 第 19 章 MySQL的日志管理与数据库维护366 19.1 MySQL支持的日志366 19.2 操作二进制日志367 19.3 操作错误日志369 19.4 通用查询日志370 19.5 慢查询日志372 19.6 MySQL数据库维护374 第4篇 设计与应用开发篇 第 20 章 数据库设计385 20.1 数据库设计概述385 20.1.1 数据库设计的特点386 20.1.2 数据库设计的方法387 20.1.3 数据库设计的阶段388 20.1.4 数据库设计过程中的各级模式390 20.2 需求分析391 20.2.1 需求分析的任务391 20.2.2 需求分析的方法391 20.2.3 数据字典392 20.3 概念结构设计394 20.3.1 概念模型394 20.3.2 扩展的E-R模型395 20.3.3 UML399 20.3.4 概念结构设计400 20.4 逻辑结构设计407 20.4.1 E-R图向关系模型转换407 20.4.2 数据模型的优化408 20.4.3 设计用户外模式409 20.5 物理结构设计410 20.5.1 数据库物理设计的内容和方法410 20.5.2 关系模式存取方法的选择411 20.5.3 确定数据库的物理结构413 20.5.4 评价物理结构413 20.6 数据库的实施和维护414 20.6.1 数据的载入和应用程序的调试414 20.6.2 数据库的试运行414 20.6.3 数据库的运行和维护415 第 21 章 数据库编程417 21.1 嵌入式SQL417 21.1.1 嵌入式SQL的处理过程417 21.1.2 嵌入式SQL语句与主语言之间的通信418 21.1.3 不用游标的SQL语句421 21.1.4 使用游标的SQL语句422 21.1.5 动态SQL423 21.2 过程化SQL424 21.2.1 过程化SQL的块结构424 21.2.2 变量和常量的定义425 21.2.3 流程控制425 21.3 ODBC编程427 21.3.1 ODBC概述427 21.3.2 ODBC工作原理概述427 21.3.3 ODBC API基础429 21.3.4 ODBC的工作流程430 21.4 OLE DB434 21.5 JDBC编程436 第 22 章 MySQL图书管理系统设计437 22.1 系统概述437 22.1.1 需求分析437 22.1.2 功能分析438 22.2 数据库设计438 22.2.1 开发工具及技术选型438 22.2.2 概念设计439 22.2.3 逻辑设计440 22.3 数据库实施441