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第一篇 基础篇1

第1章 数据库系统概论1

1.1 数据库技术的产生与发展1

目录1

1.1.1 数据管理的4个发展阶段2

1.1.2 数据库系统在计算机6

领域中的地位与意义6

1.1.3 数据库技术的主要研究领域7

1.2 数据库系统基本概念8

1.2.1 数据8

1.2.2 数据库9

1.2.3 数据库管理系统10

1.2.4 数据库系统12

1.3.1 模型与数据模型14

1.3 数据模型（一）——概念数据模型14

1.3.2 概念数据模型16

1.4 数据模型（二）——结构数据模型19

1.4.1 结构数据模型的构成19

1.4.2 层次模型20

1.4.3 网状模型22

1.4.4 关系模型23

1.4.5 面向对象模型24

1.5 数据库内部体系结构26

1.5.1 数据库的三级模式（体系）结构26

1.5.2 数据库的二级映射功能28

1.5.3 三级模式结构和二级功能29

映射的意义29

1.6 本章小结30

1.7 习题31

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 关系的笛卡尔乘积定义32

2.1.2 关系的二维表格描述33

2.1.3 关系模式与关系实例35

2.2 关系数据操作36

2.2.1 关系操作的分类36

2.2.2 关系代数和关系演算37

2.2.3 关系数据语言38

2.2.4 完整性约束39

2.3 关系运算（一）——关系代数39

2.3.1 数据更新基本运算40

2.3.2 数据查询基本运算41

2.3.3 关系代数43

2.3.4 基本关系代数运算举例43

2.3.5 扩充关系代数运算44

2.3.6 关系代数运算小结48

2.4 关系运算（二）——关系演算49

2.4.1 元组关系演算49

2.4.2 域关系演算51

2.4.3 关系运算的安全性52

2.4.4 关系代数、元组演算、53

域演算的等价性53

2.5 三种典型关系数据库语言54

2.5.1 基于关系代数的语言——54

ISBL54

2.5.2 基于元组关系演算语言——ALPHA语言56

2.5.3 基于域演算的语言——58

QBE58

2.6 本章小结63

2.7 习题63

第3章 关系数据库标准语言——SQL66

3.1 SQL语言概述66

3.1.1 SQL的产生、发展及意义66

3.1.2 SQL语言的特点67

3.1.3 SQL语言的功能68

3.2 数据定义69

3.2.1 SQL的基本数据类型与69

数据定义语句69

更改70

3.2.2 基本表的创建、取消与70

3.2.3 索引的创建与取消72

3.3 数据查询73

3.3.1 SQL的映像语句73

3.3.2 单表查询74

3.3.3 连接查询77

3.3.4 嵌套查询78

3.3.5 查询中的统计计算81

3.4 数据更新83

3.4.1 数据删除83

3.4.2 数据插入84

3.4.3 数据修改84

3.5 视图管理85

3.5.1 视图的定义与删除86

3.5.2 视图操作87

3.6 数据控制88

3.6.1 授予权限89

3.6.2 收回权限90

3.7 嵌入式SQL91

3.7.1 主语言语句和SQL91

语句的区别91

3.7.2 主语言变量与SQL92

变量的区别92

3.7.3 游标语句的使用93

3.7.4 嵌入式SQL小结94

3.7.5 动态SQL95

3.8 本章小结96

3.9 习题96

4.1 查询处理与查询优化98

4.1.1 查询处理中的优化问题98

第4章 关系数据库的查询处理98

与优化98

4.1.2 查询优化的必要性99

4.1.3 关系查询优化的可行性101

4.2 查询优化技术101

4.2.1 查询优化器102

4.2.2 关系查询处理过程102

4.3 关系代数等价变换规则104

4.3.1 同类运算间的等价公式104

4.3.2 不同类运算间的等价公式105

4.4 查询优化一般准则106

4.5.2 关系代数表达式优化算法107

4.5.1 语法树107

4.5 查询优化一般算法107

4.6 本章小结113

4.7 习题113

第5章 关系数据库规范化理论115

5.1 问题的提出115

5.1.1 数据冗余及其操作异常115

5.1.2 冗余产生原因分析116

5.1.3 问题解决思路117

5.2 函数依赖117

5.2.1 函数依赖基本概念118

5.2.2 键的函数依赖表述119

5.3.1 函数依赖集的闭包120

5.3 函数依赖集的闭包120

5.2.3 主属性与非主属性120

5.3.2 函数依赖的推理规则121

5.3.3 属性的闭包与F逻辑123

蕴含的充要条件123

5.3.4 最小函数依赖集Fmin124

5.4 模式分解与算法125

5.4.1 关系模式分解126

5.4.2 无损分解126

5.4.3 保持函数依赖129

5.5 函数依赖与2NF、3NF和BCNF131

5.5.1 第一范式——1NF131

5.5.2 第二范式——2NF132

5.5.3 第三范式——3NF134

BCNF136

5.5.4 Boyce-Codd范式——136

5.6 多值依赖与4NF138

5.6.1 问题的引入139

5.6.2 多值依赖基本概念140

5.6.3 第四范式——4NF141

5.7 连接依赖与5NF142

5.7.1 连接依赖基本概念142

5.7.2 第五范式——5NF143

5.7.3 规范化问题小结143

5.8 本章小结144

5.9 习题145

6.1 数据库设计概述146

6.1.1 数据库设计146

第6章 数据库的设计与管理146

6.1.2 数据库系统生命周期147

6.2 数据库设计的需求分析147

6.2.1 需求调查148

6.2.2 需求分析148

6.2.3 数据需求分析说明书149

6.3 数据库的概念设计149

6.3.1 数据概念设计概述149

6.3.2 局部概念模式设计151

6.3.3 局部概念设计综合为全局155

概念设计——视图集成155

6.4 逻辑设计157

6.4.1 逻辑设计基本方法158

6.4.2 EE-R图向关系模型转换158

6.4.4 数据模型优化161

的数据模型转换161

6.4.3 关系模型向RDBMS支持161

6.4.5 关系视图设计162

6.5 数据库的物理设计162

6.5.1 集簇设计162

6.5.2 索引设计163

6.5.3 分区设计163

6.6 数据库管理164

6.7 本章小结165

6.8 习题166

第7章 数据库的安全性和完整性167

7.1 数据库的安全性保护167

7.1.1 数据库安全性问题的提出167

7.1.2 数据库安全性保护范围168

7.1.3 操作系统中的安全性保护169

7.1.4 数据库管理系统中的安全170

性保护170

7.1.5 SQL中的安全性机制172

7.1.6 数据库安全保护的173

其他措施173

7.1.7 数据库的安全标准174

7.2 数据库的完整性176

7.2.1 数据库完整性问题的提出176

7.2.2 完整性基本概念176

7.2.3 完整性约束条件177

7.2.4 完整性规则和完整性178

控制178

7.2.5 参照完整性控制181

机制182

7.2.6 SQL中的完整性约束182

7.2.7 触发器183

7.3 本章小结185

7.4 习题186

第8章 数据库的事务处理187

8.1 数据库事务处理187

8.1.1 事务概念及基本性质187

8.1.2 事务基本操作与活动状态188

8.1.3 事务处理SQL语句189

8.2 并发控制技术190

8.2.1 事务的并发执行190

8.2.2 并发操作引发的问题191

8.2.3 事务的并发控制193

8.2.4 封锁195

8.2.5 封锁粒度196

8.2.6 封锁协议197

8.2.7 活锁与死锁202

8.3 数据库恢复技术203

8.3.1 数据库故障分类204

8.3.2 数据库恢复技术205

8.3.3 数据库恢复策略207

8.3.4 数据库的复制与镜像208

8.4 本章小结209

8.5 习题209

第9章 分布式数据库211

9.1 概述211

9.1.1 分布式数据库的起源211

9.1.2 分布式数据库的概念213

设计原则215

9.1.3 分布式数据库系统的215

9.2 分布式数据库结构设计技术216

9.2.1 数据分片216

9.2.2 数据重复技术219

9.2.3 更新传播219

9.3 查询处理220

9.4 分布事务管理221

9.4.1 事务的恢复控制221

9.4.2 事务的并发控制222

9.5 本章小结223

9.6 习题223

10.1 数据模型的新特征224

第10章 数据库新技术概述224

第二篇 高级篇224

10.2 数据库系统的新特征225

10.3 现代数据库系统的范畴227

10.4 现代数据库主要领域228

10.5 现代数据库实现途径231

10.6 本章小结232

10.7 习题232

第11章 时态数据库技术233

11.1 起源与发展233

11.1.1 开创期233

11.1.2 发展期234

11.1.3 应用期235

11.2 时间数据基本概念235

11.2.2 时间元素236

11.2.1 时态数据236

11.2.3 时间粒度238

11.3 三种时间和四种数据库240

11.3.1 三种基本时间240

11.3.2 四种数据库242

11.4 时态关系操作246

11.4.1 时态数据库中的关系246

操作246

11.4.2 历史数据库中的时态247

关系操作247

11.5 时态数据库查询语言251

11.5.1 TempSQL模型及语言251

11.5.2 TQuel模型及语言251

11.5.3 TSQL2语言252

11.6.1 TimeDB基础253

11.6 时态数据库软件TimeDB253

11.6.2 TimeDB的时态扩展254

11.6.3 TimeDB与商业DBMS256

关系256

11.7 本章小结257

11.8 习题258

第12章 实时数据库259

12.1 实时应用的数据处理259

12.2 实时数据库简介259

12.2.1 实时数据库系统定义260

12.2.2 实时系统的基本特件260

12.2.3 实时数据库与时态260

数据库的区别260

12.3.1 RTDB的数据特征261

12.3 实时数据库的特征261

12.3.2 RTDB的事务特征262

12.4 实时数据库管理系统264

12.4.1 实时数据库系统结构264

12.4.2 实时数据库执行模型265

12.5 实时事务模型266

12.5.1 实时事务的建模特性266

12.5.2 实时事务的分类267

12.5.3 实时事务的特性267

12.5.4 嵌套实时事务模型268

12.6 实时事务调度与并发控制269

12.6.1 实时事务调度270

12.6.2 实时事务的并发控制270

12.8 习题271

12.7 本章小结271

第1 3章 主动数据库技术273

13.1 主动数据库的产生273

13.1.1 实际应用的主动性273

需求273

13.1.2 主动数据库简介274

13.2 主动数据库体系结构274

13.3 主动数据库的实现途径275

13.4 主动（ECA）规则276

13.4.1 ECA规则的构成276

13.4.2 ECA规则描述277

13.4.3 事件278

13.4.4 条件281

13.5 事件监视器283

13.4.5 动作283

13.5.1 事件监视器分类284

13.5.2 事件监视器实现机制284

13.6 一个应用实例285

13.6.1 SIDSS系统的结构285

13.6.2 事件的形式化表示286

13.6.3 事件处理器的结构287

13.7 本章小结289

13.8 习题289

第14章 多媒体数据库技术290

14.1 多媒体数据及主要技术290

14.1.1 多媒体数据特征290

14.1.2 多媒体数据主要技术292

14.2 多媒体数据模型294

14.2.1 扩充关系数据模型295

14.2.2 扩充面向对象模型295

14.2.3 面向对象＋关系数据296

模型296

14.2.4 超媒体297

14.3 多媒体数据组成与元数据297

14.4 多媒体数据库查询298

14.4.1 多媒体数据库查询例子298

14.4.2 多媒体数据库的查询299

类型299

14.4.3 查询过程的选择300

14.4.4 多媒体数据库查询301

语言301

14.5 多媒体数据库管理系统302

14.5.1 多媒体数据库视图303

14.5.2 物理存储视图304

14.5.3 概念数据视图304

14.5.4 分布视图307

14.5.5 过滤视图307

14.5.6 用户视图308

14.6 本章小结308

14.7 习题309

第15章 数据仓库310

15.1 数据仓库简介310

15.1.1 数据仓库的特征311

15.1.2 操作数据库系统与312

数据仓库的区别312

15.1.3 数据仓库类型313

15.2 数据仓库组织与体系结构314

15.2.1 数据仓库体系结构314

15.2.2 数据仓库的数据组织315

15.2.3 粒度与分割316

15.2.4 数据仓库的元数据316

15.3 如何建立数据仓库317

15.3.1 数据仓库的开发流程317

15.3.2 数据仓库设计318

15.3.3 数据抽取模块319

15.3.4 数据维护模块320

15.4 数据仓库应用320

15.4.1 OLAP技术320

15.4.2 数据挖掘322

15.6 习题323

15.5 本章小结323

第16章 数据库中的协同工作325

16.1 计算机支持的协同工作325

16.1.1 CSCW与群件325

16.1.2 CSCW的三要素326

16.1.3 CSCW研究内容326

16.1.4 CSCW应用及分类328

16.2 基于XML的数据库协同工作329

16.2.1 XML特点与基本要素330

16.2.2 XML与关系数据库的333

结构关系333

16.3 工作流技术334

16.3.1 工作流的定义334

转换中的作用334

16.2.3 CSCW在异构数据库334

16.3.2 工作流中的若干概念335

16.3.3 工作流管理系统的336

分类336

16.3.4 工作流管理系统337

（WFMS）337

16.3.5 WFMC工作流参考337

模型337

16.3.6 主流工作流软件介绍339

16.4 本章小结340

16.5 习题341

第三篇 实践篇342

第17章 数据库设计实例342

17.1 需求分析342

17.2 概念设计344

17.3 逻辑设计345

17.4.1 关系模式的存取方法347

17.4 物理设计347

17.4.2 数据库的存储结构348

17.5 安全设计348

第18章 数据库编程基础350

18.1 数据库产品的选择350

18.1.1 数据库产品介绍350

18.1.2 影响数据库产品选择351

的因素351

18.2 数据库系统体系结构的选择353

18.2.1 集中式模式354

18.2.2 二层C/S体系结构355

18.2.3 Web的B/S体系结构356

结构357

18.2.4 三层C/S和B/S体系357

18.2.5 C/S结构与B/S结构361

的比较361

18.3 数据库接口标准362

18.4 数据库访问技术364

第19章 使用ADO.NET访问数据库366

19.1 ADO.NET的工作原理366

19.2 创建连接373

19.2.1 创建连接373

19.2.2 Connection的属性375

19.2.3 Connection的方法376

19.3 Command和DataReader376

19.3.1 创建Command对象377

19.3.2 Command对象的属性378

DataReader对象380

19.3.3 Command的方法及380

19.4 数据适配器DataAdapter对象381

19.4.1 创建DataAdapter对象381

19.4.2 DataAdapter的属性382

19.4.3 DataAdapter的方法383

19.5 数据集384

19.5.1 创建数据集384

19.5.2 数据集的方法385

19.5.3 数据表及数据行386

19.6 显示及更新数据库记录386

19.7 本章小结395

19.8 习题395

20.1 实验一 熟悉数据库产品环境397

第20章 实验397

20.2 实验二 SQL.语言实验403

20.2.1 数据库查询环境403

20.2.2 建立数据库和数据库数据的插入、修改及删除405

20.2.3 数据查询类的SQL语句406

的高级功能406

20.3 实验三 数据库设计406

20.3.1 规划数据库设计方案406

20.3.2 数据库设计407

20.4 实验四 熟悉ADO.NET连接407

数据库的简单编程407

20.4.1 ADO.NET工作原理实践407

20.4.2 ADO.NET工具实践408

附录 设计工具资源列表409