本书是关于数据库系统原理与技术的基础教科书。全书共分为14章，前8章为数据库系统的经典内容，接着4章分别讲述分布式数据库、对象关系数据库、面向对象数据库和XML数据库；最后两章分别概述现代数据库的新技术与新学科和主流数据库应用平台之一—— Oracle以及相关数据库实验。本书既注重介绍数据库系统基本原理，又兼顾数据库技术的实际应用；既注重基础理论原理的完整性和科学性，又加强了有关基本概念的实际背景介绍；既讲授知识，又努力探讨问题提出与解决的思路。本书可作为大学本科计算机及信息科学与技术专业的基础教材，也可供有关人员自学参考。

本书是关于数据库系统原理与技术的基础教科书。全书共分为14章，前8章为数据库系统的经典内容，主要介绍数据库学科领域中基本的概念、原理、技术和方法；接着4章分别讲述分布式数据库、对象关系数据库、面向对象数据库和XML数据库；最后两章分别概述现代数据库的新技术与新学科和主流数据库应用平台之一—— Oracle以及相关数据库实验。

本书作者在编写过程中尽力使其体现经典内容与现代技术的有机融合，其中，经典内容讲述注重逻辑性和系统性，前沿技术论述注重技术背景和相互关联，各章都有知识点总结，并且配有适量习题，具有较强的可读性。本书另外配有学习指导书和教学课件，可供教学选用。本书可以作为大学计算机专业或相关专业的数据库系统与技术课程基础教材，也可供有关科技人员和自学人士学习参考。

第1章 数据库系统绪论  1

1.1 数据与数据管理  1

1.1.1 数据  2

1.1.2 数据管理  3

1.2 数据库与数据库系统  7

1.2.1 数据库  7

1.2.2 数据库管理系统  7

1.2.3 数据库系统  9

1.2.4 数据库系统主要研究领域  10

1.3 数据模型  11

1.3.1 模型与数据模型  11

1.3.2 概念数据模型  13

1.3.3 结构数据模型  16

1.4 数据库体系结构  22

1.4.1 数据模式  22

1.4.2 数据库的三级模式结构  23

1.4.3 数据库的二级映射功能  25

1.4.4 三级模式结构和二级映射功能的意义  25

1.5 数据库技术在计算机领域中的地位和意义  26

1.5.1 数据库在计算机领域中的学科地位  26

1.5.2 数据库在计算机应用领域中发挥的作用  27

1.5.3 数据库保持强劲发展势头  27

1.5.4 数据库是一个国家或民族信息现代化的重要标志  27

本章知识点总结  28

习题1  30

第2章 关系数据模型与关系运算  32

2.1 关系数据模型  32

2.1.1 关系与关系表  32

2.1.2 关系数据结构  35

2.1.3 关系数据操作  36

2.1.4 关系数据完整性约束  39

2.2 关系代数  40

2.2.1 基于更新的基本运算  40

2.2.2 基于查询的基本运算  41

2.2.3 关系代数（系统）  43

2.2.4 关系代数组合运算  44

*2.3 关系演算  49

2.3.1 元组关系演算  49

2.3.2 域关系演算  51

2.3.3 关系运算的安全性  52

2.3.4 关系代数、元组演算、域演算的等价性  53

*2.4 三种典型的关系数据库语言  54

2.4.1 基于关系代数的语言——ISBL  54

2.4.2 基于元组关系演算语言——ALPHA语言  56

2.4.3 基于域演算的语言——QBL  58

本章知识点总结  63

习题2  64

第3章 关系数据库语言SQL  66

3.1 SQL概述  66

3.1.1 SQL的产生与主要标准  66

3.1.2 SQL语言功能特征  68

3.1.3 SQL语言基本组成  69

3.1.4 SQL语句与数据类型  70

3.2 数据定义  71

3.2.1 SQL模式定义  72

3.2.2 基本表定义  72

3.2.3 索引定义  75

3.3 数据查询  76

3.3.1 SQL的映像语句  77

3.3.2 单表查询  78

3.3.3 多表查询  82

3.3.4 查询中的函数与表达式  87

3.4 数据更新  90

3.4.1 数据删除  90

3.4.2 数据插入  91

3.4.3 数据修改  92

3.5 视图管理  92

3.5.1 视图定义  93

3.5.2 视图操作  95

3.6 数据控制  96

3.6.1 授予权限  97

3.6.2 收回权限  98

3.7 嵌入式SQL  99

3.7.1 主语言语句与SQL语句  100

3.7.2 主语言变量与SQL变量  101

3.7.3 游标语句使用  102

3.7.4 嵌入式SQL的C程序实例  103

3.7.5 动态SQL  106

本章知识点总结  108

习题3  109

第4章 关系数据库的查询优化处理  111

4.1 查询处理与查询优化  111

4.2 查询优化技术  114

4.2.1 手动优化与自动优化  114

4.2.2 查询优化器  114

4.3 关系代数等价变换规则  116

4.3.1 同类运算间的等价公式  117

4.3.2 不同类运算间的等价公式  117

4.4 查询的优化策略和算法  119

本章知识点总结  124

习题4  125

第5章 关系模式设计基础  127

5.1 模式设计与数据冗余  127

5.1.1 数据冗余与操作异常  128

5.1.2 冗余产生原因分析  128

5.1.3 问题的解决思路  129

5.2 函数依赖  130

5.2.1 函数依赖的基本概念  130

5.2.2 函数依赖集的闭包  132

*5.2.3 Armstrong公理系统  134

5.2.4 最小函数依赖集Fmin  139

*5.3 模式分解与算法  140

5.3.1 关系模式分解  141

5.3.2 无损分解  141

5.3.3 保持函数依赖  145

5.4 数据依赖与关系模式范式  146

5.4.1 函数依赖与范式  146

5.4.2 多值依赖与4NF  154

*5.4.3 连接依赖与5NF  157

本章知识点总结  159

习题5  161

第6章 数据库的设计与管理  163

6.1 数据库设计概述  163

6.1.1 数据库设计  163

6.1.2 数据库系统的生命周期  164

6.2 数据库规划与需求分析  164

6.2.1 设计规划  164

6.2.2 需求分析  165

6.2.3 需求分析说明书  166

6.3 数据库概念设计  166

6.3.1 数据概念设计概述  166

6.3.2 局部概念模式设计  168

6.3.3 全局概念设计——视图集成  172

6.4 逻辑设计  175

6.4.1 逻辑设计基本方法  175

6.4.2 EE-R图向关系模型转换  175

6.4.3 关系模式优化  178

6.5 数据库的物理设计  180

6.5.1 集簇设计  180

6.5.2 索引设计  181

6.5.3 分区设计  181

6.6 数据库的建立与管理  182

本章知识点总结  183

习题6  184

第7章 数据库的安全性和完整性  185

7.1 数据库的安全性保护  185

7.1.1 数据库安全性问题的提出  185

7.1.2 数据库安全性的保护范围  186

7.1.3 操作系统中的安全性保护  187

7.1.4 DBMS中安全性保护  188

7.1.5 SQL中的安全性机制  190

7.1.6 数据库安全保护的其他措施  193

7.1.7 数据库的安全标准  194

7.2 数据库的完整性  195

7.2.1 完整性概念  196

7.2.2 完整性控制  200

7.2.3 SQL中完整性约束机制  203

7.2.4 主动完整性约束机制——触发器  207

本章知识点总结  209

习题7  209

第8章 数据库事务管理  211

8.1 事务与事务管理  211

8.1.1 事务概念及ACID性质  211

8.1.2 事务基本操作与活动状态  213

8.1.3 SQL对事务管理的支持  214

8.2 并发控制技术  215

8.2.1 事务的并发执行  215

8.2.2 并发操作引起的不一致问题  217

8.2.3 并发操作的正确性准则  219

8.2.4 并发控制基本技术  221

8.2.5 封锁协议  223

8.2.6 活锁与死锁  228

8.3 数据库故障恢复技术  229

8.3.1 数据库故障分类  230

8.3.2 数据库恢复技术  231

8.3.3 故障恢复策略  234

8.3.4 数据库的复制与镜像  235

本章知识点总结  236

习题8  237

第9章 C/S系统与分布式数据库  238

9.1 分布计算与客户机/服务器系统  238

9.1.1 分布计算基本概念  239

9.1.2 客户机/服务器系统  240

9.2 分布式数据库系统  244

9.2.1 分布式数据库的基本概念  244

9.2.2 分布式数据库的模式结构  245

9.2.3 分布式数据库管理系统  248

9.2.4 分布式数据库系统  250

9.3 分布式数据存储  251

9.3.1 数据分片  252

9.3.2 数据冗余  254

9.4 分布式查询处理  256

9.4.1 半连接优化策略  256

9.4.2 连接优化策略  258

9.5 分布式事务管理  259

9.5.1 事务的恢复控制  259

9.5.2 事务并发控制  261

本章知识点总结  262

习题9  263

第10章 对象关系数据库  264

10.1 对象关系数据模型  265

10.1.1 关系模型扩充——后关系模型  265

10.1.2 后关系模型扩展——对象关系数据模型  269

10.1.3 E-R图扩充——对象联系图  271

10.2 对象关系数据库管理系统  273

10.3 ORDB中的数据定义  275

10.3.1 数据类型与表的定义  275

10.3.2 继承性定义  277

10.3.3 引用的定义  279

10.4 ORDB中的数据查询  281

10.4.1 嵌套与元组变量设置  281

10.4.2 路径表达式  282

10.4.3 关系与对象关系相互转换  283

10.4.4 函数的定义和使用  283

10.4.5 复合数据类型表中的数据插入与查询  284

本章知识点总结  285

习题10  286

第11章 面向对象数据库  287

11.1 面向对象数据库系统  287

11.1.1 面向对象数据模型  288

11.1.2 面向对象的数据库管理系统  289

11.1.3 面向对象的数据库系统  291

11.2 持久化程序设计语言  291

11.2.1 阻抗失配与对象持久性  291

11.2.2 持久性C++系统--ODMG标准  293

11.3 ODMG数据建模  294

11.3.1 对象与文字  294

11.3.2 类型  297

11.4 ODMG定义语言ODL  301

11.4.1 对象创建  301

11.4.2 数据库模式创建  302

11.5 ODMG查询语言 OQL  305

11.5.1 SELECT语句  305

11.5.2 集合运算与量词使用  307

11.5.3 对象赋值与元素提取  309

本章知识点总结  310

习题11  311

第12章 XML数据库  313

12.1 XML概述  313

12.1.1 XML与HTML的比较  314

12.1.2 XML基本组成  315

12.2 XML文档结构与DTD  316

12.2.1 XML文档结构  316

12.2.2 XML文档的基本成分  318

12.2.3 XML文档类型定义DTD  321

12.3 Schema  322

12.3.1 Schema概述  323

12.3.2 名空间  324

12.3.3 数据类型  326

12.3.4 元素顺序、属性值枚举和注释  331

12.3.5 对于API支持  332

12.4 XML数据库  333

12.4.1 使能XML数据库  333

12.4.2 原生XML数据库  336

12.5 XML数据查询  339

12.5.1 W3C查询数据模型  339

12.5.2 Xpath简介  340

12.5.3 XML查询语言XQuery  342

本章知识点总结  350

习题12  351

第13章 现代数据库技术概述  353

13.1 现代数据库系统的范畴  353

13.2 时态数据库  354

13.2.1 时态数据库的发展阶段  355

13.2.2 时态数据库的基本概念  357

13.2.3 时态关系模型及语言  359

13.2.4 时态应用开发  363

13.2.5 热点课题与方向  367

13.3 知识库系统  368

13.3.1 知识库系统概论  368

13.3.2 知识库系统原理  372

13.3.3 知识库系统体系结构  378

13.4 空间数据库  379

13.4.1 空间数据库概述  380

13.4.2 空间数据模型  381

13.4.3 空间索引  387

13.4.4 空间数据库系统结构  390

13.4.5 时空数据库  391

13.5 数据仓库技术  393

13.5.1 数据仓库简介  393

13.5.2 构建数据仓库  396

13.5.3 数据仓库的应用技术  402

本章知识点总结  407

习题13  407

第14章 Oracle与数据库实验  408

14.1 Oracle简介与安装  408

14.1.1 Oracle简介  408

14.1.2 Oracle安装  409

14.1.3 Oracle 9i数据库的体系结构  414

14.1.4 Oracle数据库实验的基本设计  415

14.2 数据库环境、SQL语言与Oracle数据字典  415

14.2.1 数据库产品环境（实验1）  415

14.2.2 SQL语言基础（实验2）  428

14.2.3 Oracle数据字典（实验3）  431

14.3 PL/SQL编程与Oracle编程接口  432

14.3.1 PL/SQL编程（实验4）  432

14.3.2 Oracle的编程接口（1）——ADO.NET（实验5）  437

14.3.3 Oracle的编程接口（2）——JDBC（实验6）  439

14.4 数据库管理  441

14.4.1 Oracle的存储过程与触发器（实验7）  441

14.4.2 系统安全管理（实验8）  446

14.4.3 事务与锁（实验9）  452

14.4.4 Oracle数据库的备份与恢复（实验10）  461

14.4.5 Oracle与XML（实验11）  466

14.5 附录  467

参考文献  471