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第1篇 数据库原理3

第1章 概述3

1.1 数据库技术的基本概念3

1.1.1 数据3

1.1.2 数据库4

1.1.3 数据库管理系统4

1.1.4 数据库系统5

1.1.5 数据库管理员5

1.1.6 数据库应用系统5

1.1.7 数据目录5

1.1.8 空值6

1.2 数据管理技术的发展过程6

1.2.1 人工管理阶段6

1.2.2 文件管理阶段7

1.2.3 数据库技术阶段8

1.3 数据模型和数据模式9

1.3.1 数据模型9

1.3.2 数据模式10

1.4 数据库系统体系结构11

1.4.1 分布式数据库系统体系结构11

1.4.2 客户机／服务器结构11

1.4.3 浏览器／服务器结构13

1.4.4 混合体系结构14

本章习题14

第2章 数据模型15

2.1 层次数据模型15

2.2 网状数据模型17

2.3 关系数据模型18

2.3.1 关系18

2.3.2 关系的键19

2.3.3 关系的主属性和非主属性20

2.3.4 关系的完整性约束21

2.3.5 关系代数22

2.3.6 关系演算29

2.4 传统实体-联系数据模型30

2.4.1 传统基本E-R模型30

2.4.2 传统扩充E-R模型33

2.5 UMLE-R数据模型35

2.5.1 UML基本E-R数据模型35

2.5.2 UML扩充E-R数据模型37

本章习题38

第3章 关系数据库标准语言SQL40

3.1 SQL的发展过程40

3.2 SQL的组成和基本结构41

3.3 数据定义语言DDL41

3.3.1 基表模式的定义42

3.3.2 基表模式的修改44

3.3.3 索引的建立与撤销46

3.4 查询语言QL46

3.4.1 基本SQL查询语句47

3.4.2 较复杂的SQL查询语句52

3.4.3 集合查询59

3.5 数据操纵语言DML60

3.5.1 插入数据60

3.5.2 修改数据62

3.5.3 删除数据63

3.6 视图64

3.6.1 定义视图64

3.6.2 查询视图65

3.6.3 删除视图65

3.6.4 更新视图66

3.6.5 视图的作用66

3.7 数据控制语言DCL66

3.7.1 授权68

3.7.2 收回权限69

3.7.3 完整性控制70

3.8 嵌入式SQL70

3.8.1 嵌入式SQL介绍70

3.8.2 嵌入式SQL的说明部分71

3.8.3 嵌入式SQL的可执行语句72

3.9 嵌入式SQL的实现74

3.10 动态SQL75

3.11 SQL的存储过程77

本章习题78

第4章 事务管理和查询优化79

4.1 事务79

4.2 系统恢复81

4.2.1 系统恢复技术81

4.2.2 故障的类型及恢复的对策84

4.3 并发控制85

4.3.1 并发的概念85

4.3.2 加锁与锁的协议87

4.3.3 死锁与活锁89

4.3.4 可串行化调度与两段锁协议92

4.3.5 多粒度锁96

4.4 查询优化98

4.4.1 查询优化的目的98

4.4.2 代数优化102

4.4.3 依赖于存取路径的规则优化105

4.4.4 代价估算优化108

本章习题112

第5章 数据库的安全和完整性约束114

5.1 数据库的安全114

5.1.1 用户标识和鉴别114

5.1.2 存取控制115

5.1.3 视图定义和查询修改116

5.1.4 数据加密116

5.1.5 审计跟踪116

5.2 数据库的完整性约束117

5.2.1 域完整性约束117

5.2.2 引用完整性约束117

5.2.3 实体完整性约束117

5.2.4 其他完整性约束117

5.2.5 完整性约束的说明118

本章习题121

第2篇 数据库应用125

第6章 关系数据库设计理论125

6.1 关系模式设计中的一些语义问题125

6.2 函数依赖128

6.2.1 函数依赖的定义128

6.2.2 函数依赖集的闭包130

6.2.3 属性集的闭包132

6.2.4 最小函数依赖134

6.3 多值依赖136

6.4 连接依赖138

6.5 关系模式的分解140

6.6 无损分解的验证142

6.7 保持依赖的验证146

6.8 关系模式的规范化148

6.8.1 第一范式148

6.8.2 第二范式151

6.8.3 第三范式151

6.8.4 BC范式152

6.8.5 无损连接和保持函数依赖分解成3NF模式集的算法153

6.8.6 无损分解成BCNF模式的算法157

6.8.7 第四范式158

本章习题159

第7章 数据库设计的需求分析161

7.1 业务需求的确定161

7.1.1 业务的流程161

7.1.2 组成业务的数据162

7.1.3 数据的处理162

7.1.4 业务规则163

7.2 数据需求的确定163

7.3 处理需求的确定166

7.4 数据的收集和分析167

7.4.1 数据收集的方法167

7.4.2 数据的分析169

本章习题170

第8章 数据库的概念设计171

8.1 概念设计的基本方法171

8.2 概念设计的数据模型172

8.3 局部视图的设计172

8.3.1 确定局部视图的设计范围172

8.3.2 确定实体及实体的主键174

8.3.3 定义实体间的联系175

8.3.4 给实体及联系加上描述属性189

8.4 高级建模技术191

8.4.1 特殊化和普遍化191

8.4.2 超类／子类关系的约束193

8.5 视图集成概述193

8.5.1 视图集成的策略195

8.5.2 视图集成的步骤196

8.6 实体的集成197

8.7 联系的集成202

8.7.1 相同元数、相同角色的联系的集成202

8.7.2 相同元数、不同角色的联系的集成204

8.7.3 不同元的联系集成205

8.8 新老数据模式的集成208

8.9 实例209

本章习题211

第9章 数据库的逻辑设计213

9.1 E-R图到关系模式的映射213

9.1.1 实体到关系的映射213

9.1.2 基本E-R图映射为关系的方法215

9.1.3 扩充E-R数据模式的映射220

9.2 关系模式的优化222

9.3 关系模式的调整227

9.3.1 改善数据库性能227

9.3.2 节省存储空间的一些考虑227

9.4 外模式的设计228

本章习题230

第10章 数据库的物理设计232

10.1 确定记录的存储结构232

10.1.1 数据项的存储技术232

10.1.2 记录在物理块上的分配233

10.1.3 物理块在磁盘上的分配234

10.1.4 数据压缩方法235

10.2 确定数据库的存储结构236

10.2.1 确定数据的存放位置236

10.2.2 选择文件的组织方式236

10.2.3 确定系统配置239

10.3 簇集设计239

10.4 索引的选择240

10.5 评价物理结构247

本章习题248

第11章 数据库的实现、运行与维护249

11.1 数据库的实现249

11.2 数据库的运行251

11.3 数据库的维护251

本章习题255

第12章 数据库设计示例256

12.1 客户订购登记管理256

12.1.1 需求分析256

12.1.2 概念设计257

12.1.3 逻辑设计260

12.2 学生住宿管理266

12.2.1 需求分析266

12.2.2 概念设计267

12.2.3 逻辑设计269

12.3 工资管理272

12.3.1 需求分析273

12.3.2 概念设计273

12.3.3 逻辑设计276

12.4 人力资源管理279

12.4.1 需求分析279

12.4.2 概念设计280

12.4.3 逻辑设计282

12.5 发票处理284

12.5.1 需求分析284

12.5.2 概念设计285

12.5.3 逻辑设计286

12.6 保险业务管理287

12.6.1 需求分析288

12.6.2 概念设计289

12.6.3 逻辑设计291

12.7 车辆租赁管理293

12.7.1 需求分析293

12.7.2 概念设计294

12.7.3 逻辑设计296

12.8 飞机订票系统298

12.8.1 需求分析298

12.8.2 概念设计299

12.8.3 逻辑设计300

12.9 酒店客房预订系统301

12.9.1 需求分析301

12.9.2 概念设计302

12.9.3 逻辑设计304

12.10 学生工作管理305

12.10.1 需求分析305

12.10.2 概念设计306

12.10.3 逻辑设计308

第13章 大数据时代的数据管理技术310

13.1 关系数据库时代的数据管理技术310

13.2 大数据时代的数据管理技术311

13.2.1 传统关系数据库的瓶颈311

13.2.2 大数据的特点312

13.2.3 NoSQL数据库313

13.2.4 MapReduce314

13.2.5 Hadoop315

各章习题参考答案317

第1章317

第2章318

第3章321

第4章327

第5章330

第6章332

第7章335

第8章336

第9章341

第10章345

第11章347

参考文献348