章数据库系统概论1
1.1数据库的基本概念1
1.1.1信息与数据1
1.1.2数据库2
1.1.3数据库管理系统2
1.1.4元数据2
1.2数据模型2
1.2.1组成要素3
1.2.2概念数据模型3
1.2.3逻辑数据模型4
1.3数据管理技术的产生和发展7
1.4数据库管理系统的功能与特点10
1.4.1数据库管理系统的功能10
1.4.2数据库管理系统的特点11
1.5数据库系统的结构13
1.5.1数据库三级模式结构13
1.5.2数据库二级映像与数据独立性14
1.5.3数据库的体系结构15
1.5.4数据库系统的组成17
1.6数据库语言18
1.6.1数据定义语言19
1.6.2数据操纵语言19
1.6.3数据控制语言19
1.6.4事务控制语言19
1.7数据库技术的新发展19
1.7.1数据库技术发展趋势19
1.7.2新型数据库与大数据20
小结22
习题23
第2章关系模型与关系代数24
2.1关系模型24
2.1.1基本概念24
2.1.2关系模型的数据结构25
2.1.3数据操作27
2.1.4数据约束28
2.2关系数据结构28
2.2.1关系28
2.2.2关系的性质30
2.2.3 关系模式30
2.3关系操作32
2.4关系的完整性32
2.4.1实体完整性32
2.4.2参照完整性33
2.4.3自定义完整性34
2.5关系数据模型的优缺点34
2.6关系代数35
2.6.1基本运算35
2.6.2专门的关系运算37
2.6.3扩展的关系运算42
2.7关系演算43
2.7.1元组关系演算43
2.7.2域关系演算语言QBE44
小结47
习题48
第3章数据库设计过程与方法50
3.1数据库设计概述50
3.1.1数据库的设计方法51
3.1.2数据库开发生命周期方法53
3.1.3数据库设计的基本过程55
3.2数据库需求分析57
3.2.1需求描述与分析57
3.2.2需求分析的步骤58
3.2.3数据字典62
3.3数据库概念设计63
3.3.1概念设计的必要性63
3.3.2概念设计的方法和步骤64
3.3.3概念设计工具：E-R图66
3.4数据库逻辑设计与优化66
3.4.1逻辑设计环境66
3.4.2E-R模式向关系模型的转换66
3.4.3用关系规范化理论对关系模型进行优化67
3.5数据库的物理设计68
3.5.1数据库的物理结构确定68
3.5.2物理结构的评价70
3.6数据库的实施和运行维护70
3.6.1数据库实际结构的建立70
3.6.2装载数据70
3.6.3应用程序开发测试71
3.6.4数据库试运行71
3.6.5数据库运行与维护71
小结72
习题73
第4章实体-联系模型74
4.1实体-联系模型概述74
4.1.1实体集74
4.1.2属性74
4.1.3联系集76
4.2约束77
4.2.1映射基数77
4.2.2参与约束77
4.3实体-联系图77
4.4扩展的实体-联系模型特性78
4.5实体-联系设计80
4.5.1E-R图设计80
4.5.2用实体集还是用属性83
4.5.3用实体集还是用联系集83
4.5.4二元还是n元联系集84
4.6数据建模的其他表示法及工具84
4.6.1统一建模语言84
4.6.2 数据建模的其他方法90
小结93
习题94
第5章规范化96
5.1关系模式设计中的问题96
5.2函数依赖99
5.2.1函数依赖的定义99
5.2.2Armstrong公理100
5.2.3函数依赖与码的联系101
5.2.4属性集的闭包102
5.2.5FD推理规则的完备性103
5.2.6FD集的最小依赖集103
5.3模式分解104
5.3.1模式分解问题105
5.3.2无损分解105
5.3.3保持函数依赖的分解108
5.3.4模式分解与模式等价问题110
5.4范式111
5.4.1范式（1NF）112
5.4.2第二范式（2NF）112
5.4.3第三范式（3NF）113
5.4.4BC范式（BCNF）114
5.5多值函数依赖与4NF115
5.5.1多值函数依赖115
5.5.24NF116
5.6函数依赖与5NF117
小结117
习题118
第6章 基础SQL语言121
6.1SQL概述121
6.1.1SQL标准与历史121
6.1.2 SQL标准数据类型及SQL标准内置函数122
6.1.3SQL的功能与特点123
6.2数据库基本结构定义124
6.2.1 数据库的创建、修改与删除125
6.2.2 基本表的定义、修改与删除128
6.3数据查询语句基本结构130
6.3.1查询语句概述130
6.3.2基本查询结构131
6.3.3查询语句中使用运算符133
6.3.4用聚集函数统计查询结果137
6.3.5INTO子句139
6.3.6GROUPBY子句140
6.3.7HAVING子句140
6.3.8ORDERBY子句141
6.3.9用TOP谓词限制结果集141
6.4集合运算143
6.4.1并运算143
6.4.2交/差运算143
6.4.3集合运算的使用原则144
6.5连接查询145
6.5.1连接概述145
6.5.2内连接145
6.5.3自连接146
6.5.4外连接147
6.6 嵌套查询148
6.6.1 嵌套查询基本概念148
6.6.2 非相关子查询和相关子查询149
6.6.3 IN和NOTIN运算符150
6.6.4 ANY和ALL运算符151
6.6.5 EXISTS和NOTEXISTS运算符152
6.7 数据修改153
6.7.1数据插入153
6.7.2数据更新155
6.7.3数据删除155
6.8视图156
6.8.1 视图的定义156
6.8.2查询中使用视图157
6.8.3视图的更新157
6.8.4视图的作用158
6.9完整性约束159
6.9.1完整性约束的定义159
6.9.2PRIMARYKEY约束159
6.9.3UNIQUE约束159
6.9.4NOTNULL约束160
6.9.5CHECK约束160
6.9.6FOREIGNKEY约束161
6.9.7域约束163
6.9.8断言164
6.9.9完整性约束的修改164
6.9.10 完整性约束的验证166
习题168
第7章 不错SQL语言171
7.1游标171
7.1.1游标的基本概念171
7.1.2游标种类172
7.1.3游标操作173
7.2存储过程176
7.2.1存储过程的概念176
7.2.2存储过程的类型177
7.2.3存储过程的操作178
7.3函数181
7.3.1SQL中函数的概念181
7.3.2函数的类型182
7.3.3函数的操作182
7.4触发器187
7.4.1触发器的概念和作用187
7.4.2触发器的分类188
7.4.3触发器的工作原理188
7.4.4创建和使用DML触发器189
7.4.5创建和使用DDL触发器192
7.5递归查询193
7.5.1递归查询基本概念193
7.5.2递归查询的操作193
7.6记录排序与分页195
习题196
第8章 数据库访问接口与应用程序开发197
8.1数据库连接访问197
8.1.1ADO198
8.1.2ODBC199
8.1.3JDBC201
8.2XML数据交换206
8.2.1XML数据模型207
8.2.2XML数据库207
8.2.3XML数据交换209
8.3数据库应用程序开发213
8.3.1 数据库应用程序架构213
8.3.2 数据访问层和对象关系映射（ORM）215
8.3.3数据展现：查询和报表216
8.3.4C/S应用程序开发217
8.3.5B/S应用程序开发217
习题218
第9章数据存储和查询处理与优化219
9.1数据存储219
9.1.1物理存储介质概述219
9.1.2文件组织221
9.1.3RAID223
9.2索引227
9.2.1B+树索引229
9.2.2散列索引233
9.2.3位图索引233
9.3查询处理及查询优化235
9.3.1查询处理235
9.3.2关系代数运算的执行236
9.3.3查询优化技术238
9.3.4代数优化241
9.3.5物理优化243
习题245
0章事务与并发控制246
10.1事务的概念与性质246
10.2事务的并发执行可能引起的问题249
10.3可串行化251
10.3.1串行调度251
10.3.2可串行化调度252
10.3.3可恢复性255
10.3.4事务隔离性级别256
10.4基于锁的并发控制协议257
10.4.1封锁257
10.4.2两段锁协议（2PL）259
10.4.3锁的升级及更新锁260
10.5活锁与死锁261
10.5.1活锁261
10.5.2死锁262
10.6多粒度封锁264
习题266
1章故障恢复267
11.1数据库恢复概述267
11.1.1数据库恢复概述267
11.1.2故障种类267
11.1.3日志记录268
11.2恢复与原子性269
11.2.1事务管理器269
11.2.2使用日志撤销和重做事务270
11.3缓冲区管理275
11.3.1缓冲区管理器结构275
11.3.2缓冲区管理策略275
11.3.3日志记录缓冲276
11.3.4检查点277
11.4恢复处理280
11.4.1事务故障的恢复280
11.4.2系统故障的恢复280
11.4.3介质故障的恢复282
习题283
2章数据库安全284
12.1数据库安全基础284
12.2数据库安全性控制286
12.3用户标识和鉴别287
12.4自主访问控制288
12.4.1权限类型289
12.4.2授权及权限回收290
12.5基于角色的访问控制290
12.6强制访问控制291
12.7安全审计292
12.8其他数据库安全机制294
12.8.1使用视图实现安全控制294
12.8.2使用存储过程实现安全控制294
12.9外部安全机制295
12.9.1数据加密295
12.9.2数字签名297
12.9.3认证技术297
习题298
3章 新型数据库和前沿技术299
13.1数据仓库和数据挖掘299
13.1.1数据仓库299
13.1.2数据挖掘302
13.2分布式数据库304
13.2.1分布式数据库系统概述304
13.2.2分布式数据库系统的体系结构306
13.2.3分布式网络数据的特性310
13.2.4分布式查询处理311
13.2.5分布式事务管理313
13.2.6分布式数据库实例317
13.3空间数据库317
13.3.1空间数据317
13.3.2空间数据模型318
13.3.3空间对象关系319
13.3.4空间数据操作319
13.3.5空间数据查询语言321
13.3.6空间索引321
13.4多媒体数据库322
13.4.1多媒体数据323
13.4.2多媒体数据库的层次结构323
13.4.3多媒体数据模式324
13.4.4多媒体元数据324
13.4.5多媒体数据库查询325
13.4.6多媒体数据库326
13.4.7多媒体数据库的检索328
13.5NoSQL数据库328
13.5.1NoSQL数据库概述329
13.5.2NoSQL数据库的架构及数据组织方式329
13.5.3NoSQL数据库的特性330
13.5.4关系数据库和NoSQL数据库的区别330
13.5.5几种常见的NoSQL数据库产品331
4章商业数据库管理系统及选型333
14.1Oracle数据库333
14.1.1Oracle数据库简介333
14.1.2Oracle发展简史333
14.1.3Oracle特点334
14.1.4Oracle12c新特性335
14.1.5Oracle12c版本介绍337
14.1.6Oracle体系结构337
14.1.7OracleDeveloperSuite339
14.2SQLServer数据库340
14.2.1SQLServer数据库简介340
14.2.2SQLServer版本介绍340
14.2.3SQLServer特点341
14.2.4SQLServer2016新特性343
14.2.5SQLServer版本介绍345
14.2.6SQLServer体系结构345
14.2.7SQLServer开发工具346
14.3DB2数据库347
14.3.1DB2数据库简介347
14.3.2DB2发展简史347
14.3.3DB2版本介绍348
14.3.4DB2核心数据库的特点349
14.3.5DB2V11.1新特性349
14.3.6DB2体系结构351
14.3.7DB2开发工具352
14.4Sybase数据库353
14.4.1Sybase数据库简介353
14.4.2Sybase数据库发展简史353
14.4.3Sybase数据库特点354
14.4.4SybaseASE16新特性355
14.4.5Sybase数据库体系结构355
14.4.6Sybase数据库管理工具355
14.5MySQL数据库356
14.5.1MySQL数据库简介356
14.5.2MySQL发展简史356
14.5.3MySQL特点357
14.5.4MySQL5.7新特性357
14.5.5MySQL版本介绍358
14.5.6MySQL体系结构358
14.5.7MySQL开发工具362
14.6工程应用中数据库管理系统的选型362
附录A数据库设计367
医院信息管理系统（HIS-2018版）367
一、案例说明与实现目标376
二、HIS中涉及的缩写说明376
三、HIS中的实体间关系说明376
四、HIS中涉及的各种实体、联系类型及实例数据377
附录B实验指导385
实验一数据库E-R设计385
一、实验内容及要求385
二、实验重点与难点385
三、上机实验作业385
四、本实验参考资料385
五、项目需用仪器设备名称385
六、教学后记385
实验二数据库逻辑及物理设计385
一、实验内容及要求385
二、实验重点与难点386
三、上机实验作业386
四、本实验参考资料386
五、项目需用仪器设备名称386
六、教学后记386
实验三数据库实现386
一、实验内容及要求386
二、实验重点与难点386
三、上机实验作业386
四、本实验参考资料387
五、项目需用仪器设备名称387
六、教学后记387
实验四数据库应用开发――服务器编程387
一、实验内容及要求387
二、实验重点与难点387
三、上机实验作业387
四、本实验参考资料387
五、项目需用仪器设备名称388
六、教学后记388
实验五数据库应用开发――访问接口编程388
一、实验内容及要求388
二、实验重点与难点388
三、上机实验作业388
四、本实验参考资料388
五、项目需用仪器设备名称388
六、教学后记388
实验六数据库备份与恢复388
一、实验内容及要求388
二、实验重点与难点389
三、上机实验作业389
四、本实验参考资料389
五、项目需用仪器设备名称389
六、教学后记389

本书从实用性和优选性出发，通过一个完整的数据库应用实例和数据，全面介绍数据库的基本理论、数据库的系统管理及数据库的设计与开发技术。全书共14章，主要内容包括：数据库系统概论、关系数据模型、关系数据库标准SQL语言、查询处理优化、事务与并发控制、数据库恢复技术、数据库安全、规范化理论、数据库设计方法、数据库新技术、典型商业数据库和选型，附录是完整的数据库实例和数据，以及实验指导书。本书提供免费电子课件、程序代码、习题参考答案和实例数据库文件。本书可作为高等学校软件工程和计算机专业本科及研究生的教材，也可供相关领域的技术和管理人员学习、参考。