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第一篇 基础篇3

第一章 绪论3

1.1 数据库系统概述3

1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统3

1.1.2 数据管理技术的产生和发展6

1.1.3 数据库系统的特点8

1.2 数据模型12

1.2.1 两大类数据模型12

1.2.2 数据模型的组成要素13

1.2.3 概念模型14

1.2.4 最常用的数据模型18

1.2.5 层次模型20

1.2.6 网状模型25

1.2.7 关系模型28

1.3 数据库系统结构31

1.3.1 数据库系统模式的概念31

1.3.2 数据库系统的三级模式结构31

1.3.3 数据库的二级映像功能与数据独立性33

1.4 数据库系统的组成34

1.5 小结37

习题37

本章参考文献39

第二章 关系数据库41

2.1 关系数据结构及形式化定义41

2.1.1 关系42

2.1.2 关系模式46

2.1.3 关系数据库47

2.2 关系操作47

2.2.1 基本的关系操作47

2.2.2 关系数据语言的分类48

2.3 关系的完整性48

2.3.1 关系的三类完整性约束49

2.3.2 实体完整性（Entity Integrity）49

2.3.3 参照完整性（Referential Integrity）49

2.3.4 用户定义的完整性（User-defined Integrity）51

2.4 关系代数52

2.4.1 传统的集合运算53

2.4.2 专门的关系运算53

2.5 关系演算60

2.5.1 元组关系演算语言ALPHA60

2.5.2 元组关系演算65

2.5.3 域关系演算语言QBE68

2.6 小结74

习题74

实验1 认识DBMS76

本章参考文献76

第三章 关系数据库标准语言SQL78

3.1 SQL概述78

3.1.1 SQL的产生与发展78

3.1.2 SQL的特点79

3.1.3 SQL的基本概念81

3.2 学生－课程数据库82

3.3 数据定义83

3.3.1 模式的定义与删除83

3.3.2 基本表的定义、删除与修改84

3.3.3 索引的建立与删除89

3.4 数据查询91

3.4.1 单表查询91

3.4.2 连接查询100

3.4.3 嵌套查询104

3.4.4 集合查询112

3.4.5 SELECT语句的一般格式114

3.5 数据更新115

3.5.1 插入数据115

3.5.2 修改数据117

3.5.3 删除数据117

3.6 视图118

3.6.1 定义视图119

3.6.2 查询视图121

3.6.3 更新视图123

3.6.4 视图的作用125

3.7 小结127

习题127

实验2 交互式SQL128

本章参考文献128

第四章 数据库安全性130

4.1 计算机安全性概述130

4.1.1 计算机系统的三类安全性问题130

4.1.2 安全标准简介131

4.2 数据库安全性控制135

4.2.1 用户标识与鉴别（Identification＆Authentication）135

4.2.2 存取控制136

4.2.3 自主存取控制（DAC）方法136

4.2.4 授权（Authorization）与回收137

4.2.5 数据库角色142

4.2.6 强制存取控制（MAC）方法143

4.3 视图机制144

4.4 审计（Audit）145

4.5 数据加密146

4.6 统计数据库安全性147

4.7 小结147

习题148

实验3 数据控制（安全性部分）149

本章参考文献149

第五章 数据库完整性151

5.1 实体完整性152

5.1.1 实体完整性定义152

5.1.2 实体完整性检查和违约处理153

5.2 参照完整性154

5.2.1 参照完整性定义154

5.2.2 参照完整性检查和违约处理154

5.3 用户定义的完整性156

5.3.1 属性上的约束条件的定义156

5.3.2 属性上的约束条件检查和违约处理157

5.3.3 元组上的约束条件的定义158

5.3.4 元组上的约束条件检查和违约处理158

5.4 完整性约束命名子句158

5.5 域中的完整性限制160

5.6 触发器160

5.6.1 定义触发器160

5.6.2 激活触发器162

5.6.3 删除触发器163

5.7 小结163

习题164

实验4 数据控制（完整性部分）164

本章参考文献165

第二篇 设计与应用开发篇169

第六章 关系数据理论169

6.1 问题的提出169

6.2 规范化172

6.2.1 函数依赖172

6.2.2 码173

6.2.3 范式174

6.2.4 2NF175

6.2.5 3NF176

6.2.6 BCNF176

6.2.7 多值依赖178

6.2.8 4NF181

6.2.9 规范化小结182

6.3 数据依赖的公理系统182

6.4 模式的分解187

6.4.1 模式分解的3个定义187

6.4.2 分解的无损连接性和保持函数依赖性188

6.4.3 模式分解的算法191

6.5 小结194

习题195

本章参考文献197

第七章 数据库设计198

7.1 数据库设计概述198

7.1.1 数据库设计的特点199

7.1.2 数据库设计方法200

7.1.3 数据库设计的基本步骤201

7.1.4 数据库设计过程中的各级模式203

7.2 需求分析205

7.2.1 需求分析的任务205

7.2.2 需求分析的方法206

7.2.3 数据字典207

7.3 概念结构设计209

7.3.1 概念结构209

7.3.2 概念结构设计的方法与步骤209

7.3.3 数据抽象与局部视图设计212

7.3.4 视图的集成219

7.4 逻辑结构设计224

7.4.1 E-R图向关系模型的转换224

7.4.2 数据模型的优化226

7.4.3 设计用户子模式227

7.5 数据库的物理设计227

7.5.1 数据库的物理设计的内容和方法228

7.5.2 关系模式存取方法选择228

7.5.3 确定数据库的存储结构230

7.5.4 评价物理结构231

7.6 数据库的实施和维护231

7.6.1 数据的载入和应用程序的调试231

7.6.2 数据库的试运行232

7.6.3 数据库的运行和维护233

7.7 小结234

习题234

课程大作业《数据库设计与应用开发》234

本章参考文献235

第八章 数据库编程237

8.1 嵌入式SQL237

8.1.1 嵌入式SQL的处理过程237

8.1.2 嵌入式SQL语句与主语言之间的通信238

8.1.3 不用游标的SQL语句241

8.1.4 使用游标的SQL语句243

8.1.5 动态SQL244

8.1.6 小结245

8.2 存储过程245

8.2.1 PL/SQL的块结构245

8.2.2 变量常量的定义245

8.2.3 控制结构246

8.2.4 存储过程247

8.2.5 小结249

8.3 ODBC编程249

8.3.1 数据库互连概述249

8.3.2 ODBC工作原理概述250

8.3.3 ODBC API基础252

8.3.4 ODBC的工作流程253

8.3.5 小结258

实验5 通过嵌入式SQL访问数据库258

实验6 使用PL/SQL编写存储过程访问数据库258

实验7 通过ODBC访问数据库259

实验8 通过JDBC访问数据库259

本章参考文献260

第三篇 系统篇263

第九章 关系查询处理和查询优化263

9.1 关系数据库系统的查询处理263

9.1.1 查询处理步骤263

9.1.2 实现查询操作的算法示例264

9.2 关系数据库系统的查询优化266

9.2.1 查询优化概述266

9.2.2 一个实例267

9.3 代数优化269

9.3.1 关系代数表达式等价变换规则269

9.3.2 查询树的启发式优化271

9.4 物理优化272

9.4.1 基于启发式规则的存取路径选择优化273

9.4.2 基于代价的优化274

9.5 小结275

习题275

实验9 查询优化276

本章参考文献276

第十章 数据库恢复技术278

10.1 事务的基本概念278

10.2 数据库恢复概述279

10.3 故障的种类280

10.4 恢复的实现技术282

10.4.1 数据转储282

10.4.2 登记日志文件（Logging）283

10.5 恢复策略285

10.5.1 事务故障的恢复285

10.5.2 系统故障的恢复285

10.5.3 介质故障的恢复286

10.6 具有检查点的恢复技术286

10.7 数据库镜像288

10.8 小结289

习题289

本章参考文献290

第十一章 并发控制292

11.1 并发控制概述293

11.2 封锁294

11.3 活锁和死锁296

11.3.1 活锁296

11.3.2 死锁297

11.4 并发调度的可串行性299

11.4.1 可串行化调度299

11.4.2 冲突可串行化调度300

11.5 两段锁协议301

11.6 封锁的粒度302

11.6.1 多粒度封锁303

11.6.2 意向锁304

11.7 小结305

习题305

本章参考文献306

第十二章 数据库管理系统308

12.1 DBMS的基本功能308

12.2 DBMS的进程结构和多线索机制309

12.2.1 N方案：DBMS与应用程序相融合的方案309

12.2.2 2N方案：一个DBMS进程对应一个用户进程310

12.2.3 N＋1方案：一个DBMS进程对应所有用户进程311

12.2.4 N＋M方案：M个DBMS进程对应N个用户进程312

12.2.5 多线索（Multi_Threaded）DBMS的概念313

12.3 DBMS系统结构316

12.3.1 DBMS的层次结构316

12.3.2 RDBMS的运行过程示例317

12.4 语言处理318

12.4.1 语言处理层的任务和工作步骤318

12.4.2 解释方法320

12.4.3 预编译方法321

12.5 数据存取层322

12.5.1 数据存取层的系统结构323

12.5.2 数据存取层的功能子系统324

12.6 缓冲区管理326

12.7 数据库物理组织328

12.8 小结329

习题330

本章参考文献330

第四篇 新技术篇335

第十三章 数据库技术新发展335

13.1 数据库技术发展概述335

13.2 数据库发展的3个阶段336

13.2.1 第一代数据库系统336

13.2.2 第二代数据库系统337

13.2.3 新一代数据库系统338

13.3 数据库系统发展的特点339

13.3.1 数据模型的发展340

13.3.2 数据库技术与其他相关技术相结合341

13.3.3 面向应用领域的数据库新技术343

13.4 数据库技术发展趋势346

13.5 小结349

习题350

本章参考文献350

第十四章 分布式数据库系统352

14.1 概述352

14.1.1 分布式数据库系统352

14.1.2 分布式数据库系统的特点354

14.2 分布式数据库系统的体系结构356

14.2.1 分布式数据库系统的模式结构356

14.2.2 数据分片357

14.2.3 分布透明性359

14.2.4 分布式数据库管理系统360

14.3 查询处理和优化362

14.3.1 一个实例362

14.3.2 查询处理和优化要解决的问题364

14.3.3 查询优化的目标365

14.3.4 连接查询的优化366

14.4 分布事务管理368

14.4.1 分布事务的恢复368

14.4.2 并发控制369

14.5 小结370

习题371

本章参考文献372

第十五章 对象关系数据库系统374

15.1 面向对象数据模型375

15.1.1 OO模型的核心概念375

15.1.2 类层次（结构）376

15.1.3 继承377

15.1.4 对象的嵌套377

15.2 对象－关系数据库379

15.2.1 对象关系数据库系统中扩展的关系数据类型379

15.2.2 对象关系数据库系统中扩展的对象类型及其定义381

15.2.3 参照类型（Reference Type）383

15.2.4 继承性385

15.2.5 子表和超表385

15.3 小结387

习题388

本章参考文献388

第十六章 XML数据库391

16.1 概述391

16.2 XML简介392

16.3 XML数据模型394

16.3.1 XML DTD396

16.3.2 XML Schema397

16.4 SQL/XML398

16.4.1 XML数据类型399

16.4.2 XML发布函数400

16.4.3 XML提取函数405

16.5 小结406

习题407

本章参考文献407

第十七章 数据仓库与联机分析处理技术408

17.1 数据仓库技术408

17.2 联机分析处理技术412

17.3 数据挖掘技术414

17.4 小结416

习题417

本章参考文献417