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第1章 绪论1

1.1 什么是数据库系统1

1.1.1 数据库1

1.1.2 DBMS2

1.1.3 DBS2

1.2 为什么需要数据库系统3

1.2.1 DBS前的困境3

1.2.2 DBS的吸引力4

1.3 数据抽象5

1.3.1 四层抽象5

1.3.2 数据抽象的表达6

1.3.3 三层模式和两级映射7

1.4 DBMS8

1.4.1 数据定义语言10

1.4.2 数据操作语言10

1.4.3 数据保护语言10

1.4.4 查询处理10

1.4.5 存储管理11

1.4.6 保护管理11

1.4.7 物理数据结构11

1.4.8 立足点12

1.5 DBS12

1.5.1 硬件12

1.5.2 软件13

1.5.3 用户13

1.5.4 工作过程14

1.5.5 在网络上15

1.6 数据库技术发展趋势16

习题17

第2章 关系模型18

2.1 关系结构与约束18

2.1.1 关系与表18

2.1.2 关系键20

2.1.3 约束21

2.2 关系操作21

2.2.1 基本关系代数运算21

2.2.2 附加关系代数运算27

2.2.3 扩展关系代数运算30

习题33

第3章 PostgreSQL数据定义与操作34

3.1 SQL与PostgreSQL34

3.1.1 SQL发展史34

3.1.2 PostgreSQL35

3.1.3 数据库语言组成35

3.1.4 数据库语言特点36

3.1.5 考试系统数据库36

3.2 数据定义38

3.2.1 SQL的基本数据类型38

3.2.2 表的创建、修改和撤销39

3.3 投影与广义投影42

3.4 选择43

3.5 集合操作47

3.6 联接查询48

3.6.1 笛卡儿积49

3.6.2 内联接49

3.6.3 外联接50

3.6.4 按属性联接51

3.7 更名51

3.8 聚集查询52

3.8.1 基本聚集52

3.8.2 分组53

3.8.3 排名54

3.8.4 分窗55

3.9 基本查询语句的一般形式56

3.10 嵌套查询57

3.10.1 子查询作为表57

3.10.2 子查询作为集合58

3.10.3 子查询作为标量60

3.10.4 关系除62

3.11 递归查询64

3.12 数据修改65

3.12.1 数据插入65

3.12.2 数据删除66

3.12.3 数据更新67

习题68

第4章 postgreSQL应用70

4.1 应用体系结构70

4.1.1 C/S结构70

4.1.2 B/S结构71

4.2 嵌入式pgSQL73

4.2.1 pgSQL的宿主使用73

4.2.2 嵌入式pgSQL的使用技术74

4.2.3 动态SQL语句76

4.3 JDBC编程79

4.3.1 JDBC基础79

4.3.2 JDBC程序80

4.3.3 预备语句81

4.3.4 元数据82

4.3.5 Java应用连接访问数据库实例82

4.3.6 Java小应用连接访问数据库实例83

4.3.7 JSP连接访问数据库实例85

4.3.8 Servlet连接访问数据库实例86

4.4 函数92

4.4.1 PL/pgSQL的块结构92

4.4.2 变量常量的定义和赋值92

4.4.3 控制结构93

4.4.4 存储函数95

习题96

第5章 postgreSQL数据保护98

5.1 数据保护98

5.2 视图99

5.2.1 视图的创建和撤销99

5.2.2 对视图的操作100

5.3 访问控制101

5.3.1 授予权限101

5.3.2 收回权限103

5.4 完整性约束103

5.4.1 约束含义103

5.4.2 声明及检验104

5.5 触发器109

5.5.1 定义触发器109

5.5.2 激活触发器112

5.5.3 删除触发器112

5.6 事务112

习题114

第6章 数据库设计：实体－联系方法115

6.1 数据库设计过程115

6.2 E-R模型的基本元素116

6.3 E-R图118

6.4 属性的分类119

6.5 联系的设计120

6.6 弱实体集123

6.7 特殊化与一般化124

6.8 将E-R模式变换为关系模式125

习题128

第7章 数据库设计：属性－联系方法130

7.1 问题的提出130

7.2 数据依赖132

7.2.1 函数依赖的定义132

7.2.2 函数依赖的逻辑蕴涵133

7.2.3 函数依赖的推理规则133

7.2.4 属性集的闭包135

7.2.5 函数依赖集的最小依赖集136

7.2.6 多值依赖137

7.3 模式分解137

7.3.1 无损联接分解139

7.3.2 分解无损联接检验139

7.3.3 保持函数依赖的分解143

7.4 范式145

7.4.1 第一范式（1NF）145

7.4.2 第二范式（2NF）146

7.4.3 第三范式（3NF）146

7.4.4 BC范式（BCNF）147

7.4.5 第四范式147

7.5 规范化148

7.6 大数据与反规范化149

习题149

第8章 存储和存取152

8.1 存储器件152

8.2 磁盘152

8.3 DBMS文件管理154

8.4 数据库文件组织154

8.4.1 行存储154

8.4.2 列存储158

8.5 文件中元组组织158

8.6 索引160

8.6.1 稠密索引和稀疏索引161

8.6.2 多级索引162

8.6.3 B＋树索引163

8.6.4 哈希方法165

8.7 数据字典的存储167

习题167

第9章 查询处理与优化169

9.1 查询处理过程及查询优化问题169

9.2 关系代数表达式的等价变换与优化171

9.2.1 关系代数表达式等价变换规则171

9.2.2 关系代数等价变换的启发式规则174

9.3 实现关系运算的算法与优化174

9.3.1 选择运算的算法与优化174

9.3.2 联接运算的算法与优化175

9.4 表达式的求值方法与优化177

9.4.1 实体化178

9.4.2 流水线178

9.5 基于代价的定量优化178

习题179

第10章 事务处理181

10.1 事务概念181

10.1.1 如果没有事务181

10.1.2 事务及其特性182

10.2 并发执行和调度185

10.2.1 并发执行185

10.2.2 可串行化187

10.3 并发控制189

10.3.1 锁189

10.3.2 两阶段封锁190

10.3.3 死锁191

10.4 故障恢复191

10.4.1 恢复准备191

10.4.2 恢复处理194

10.5 小结196

习题196

第11章 大数据技术198

11.1 大数据特征198

11.2 大数据关键技术198

11.3 分布式文件系统199

11.3.1 计算机集群199

11.3.2 分布式文件系统200

11.4 NoSQL数据模型200

11.4.1 键值存储200

11.4.2 列族存储201

11.4.3 文档存储201

11.4.4 图存储203

11.5 大数据计算203

11.5.1 批处理204

11.5.2 流式计算205

11.6 大数据应用206

11.6.1 基于内容推荐206

11.6.2 协同过滤推荐207

11.6.3 小结209

习题209

附录 实验210

实验一 Access数据库210

实验二 PostgreSQL基础和安装210

实验三 数据库的基本操作211

实验四 数据表的基本操作212

实验五 数据备份与还原214

实验六 简单数据查询216

实验七 高级数据查询217

实验八 Java连接数据库218

实验九 简单的PL/pgSQL程序219

实验十 索引和视图220

实验十一 PostgreSQL权限管理221

实验十二 触发器222

实验十三 性能优化222

实验十四 事务与并发控制223

实验十五 PowerDesigner224

实验十六 综合应用224

实验评分标准225

实验报告要求225

实验报告模板226

参考文献227