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第1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

3.4.2 E-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

4.5.1 E-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

5.2.2 Armstrong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

5.2.5 FD推理规则的完备性103

5.2.6 FD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 第一范式（1NF）112

5.4.2 第二范式（2NF）112

5.4.3 第三范式（3NF）113

5.4.4 BC范式（BCNF）114

5.5多值函数依赖与4NF115

5.5.1 多值函数依赖115

5.5.2 4NF116

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

6.1.1 SQL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

6.1.3 SQL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 查询语句中使用的运算符133

6.3.4 用聚集函数统计查询结果137

6.3.5 INTO子句139

6.3.6 GROUP BY子句140

6.3.7 HAVING子句140

6.3.8 ORDER BY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 差/交运算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 嵌套查询的基本概念148

6.6.2 非相关子查询和相关子查询149

6.6.3 IN和NOT IN运算符150

6.6.4 ANY和ALL运算符151

6.6.5 EXISTS和NOT EXISTS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

6.9.2 PRIMARY KEY约束159

6.9.3 UNIQUE约束159

6.9.4 NOT NULL约束160

6.9.5 CHECK约束160

6.9.6 FOREIGN KEY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章高级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

7.3.1 SQL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

8.1.1 ADO198

8.1.2 ODBC199

8.1.3 JDBC201

8.2XML数据交换206

8.2.1 XML数据模型207

8.2.2 XML数据库207

8.2.3 XML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

8.3.4 C/S应用程序开发217

8.3.5 B/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

9.1.3 RAID223

9.2索引227

9.2.1 B＋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

第10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

第11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

第12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

第13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

13.5.1 NoSQL数据库概述329

13.5.2 NoSQL数据库的架构及数据组织方式329

13.5.3 NoSQL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

第14章商业数据库管理系统及选型333

14.1Oracle数据库333

14.1.1 Oracle数据库简介333

14.1.2 Oracle发展简史333

14.1.3 Oracle特点334

14.1.4 Oracle 12c新特性335

14.1.5 Oracle 12c版本介绍337

14.1.6 Oracle体系结构337

14.1.7 Oracle Developer Suite339

14.2SQL Server数据库340

14.2.1 SQL Server数据库简介340

14.2.2 SQL Server版本介绍340

14.2.3 SQL Server特点341

14.2.4 SQL Server 2016新特性343

14.2.5 SQL Server版本介绍345

14.2.6 SQL Server体系结构345

14.2.7 SQL Server开发工具346

14.3DB2数据库347

14.3.1 DB2数据库简介347

14.3.2 DB2发展简史347

14.3.3 DB2版本介绍348

14.3.4 DB2核心数据库的特点349

14.3.5 DB2 V11.1新特性349

14.3.6 DB2体系结构351

14.3.7 DB2开发工具352

14.4Sybase数据库353

14.4.1 Sybase数据库简介353

14.4.2 Sybase数据库发展简史353

14.4.3 Sybase数据库特点354

14.4.4 Sybase ASE 16新特性355

14.4.5 Sybase数据库体系结构355

14.4.6 Sybase数据库管理工具355

14.5MySQL数据库356

14.5.1 MySQL数据库简介356

14.5.2 MySQL发展简史356

14.5.3 MySQL特点357

14.5.4 MySQL 5.7新特性357

14.5.5 MySQL版本介绍358

14.5.6 MySQL体系结构358

14.5.7 MySQL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