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前言1

第一篇　数据库基础知识1

第一章　数据库系统概论3

1.1 引言3

1.1.1　基本概念3

1.1.2　数据管理技术的产生和发展6

1.2　数据模型10

1.2.1　信息的三个世界10

1.2.2　概念模型及其扩展13

1.2.3　数据模型的组成及新特征18

1.2.4　层次模型22

1.2.5　网状模型27

1.2.6　关系模型31

1.2.7　面向对象的数据模型33

1.2.8　对象-关系数据模型36

1.3　数据库系统结构37

1.3.1　数据库系统的三级模式结构37

1.3.2　数据抽象——三级数据库41

1.3.3　数据库系统的体系结构41

1.4　数据库系统45

1.4.1　数据库系统的组成45

1.4.2　数据库系统的特点47

1.5　现代数据库系统及研究领域49

1.5.1　数据库系统的新特征50

1.5.2　数据库系统的研究领域51

1.5.3　数据库系统的发展52

1.5.4　现代数据库系统简介54

1.6　小结56

习题57

第二章　关系数据库59

2.1 关系数据库的基本概念59

2.1.1　关系及其性质59

2.1.2　关系模式与关系数据库63

2.2　关系模型及其描述64

2.2.1　关系模型的特点及组成64

2.2.2　关系模型的数据操作65

2.2.3　关系的完整性65

2.3 关系代数68

2.3.1　集合运算70

2.3.2　专门的关系运算71

2.3.3　扩充的关系运算78

2.4　关系演算81

2.4.1　元组关系演算81

2.4.2　域关系演算82

2.4.3　关系运算的安全限制及等价83

2.4.4　域关系演算语言QBE84

2.5 小结89

习题89

第三章　关系数据库语言SQL（SQL3）94

3.1　SQL的特征94

3.1.1　SQL的主要标准94

3.1.2　SQL的功能特点95

3.1.3　SQL的基本组成96

3.1.4　SQL的数据类型98

3.1.5　SQL环境99

3.2.1　SQL模式的定义与撤销101

3.2　SQL的数据定义101

3.2.2　表的建立和删除102

3.2.3　表的扩充和修改103

3.2.4　域定义104

3.2.5　索引的建立与删除106

3.3　SQL的数据查询107

3.3.1　单表查询107

3.3.2　表达式与函数的使用110

3.3.3　多表查询113

3.3.4　自然连接与外连接119

3.3.5　SQL中的空值处理121

3.3.6　递归合并查询123

3.4　SQL的数据更新125

3.4.1　插入数据125

3.4.2　修改数据126

3.4.3　删除数据127

3.4.4　构造数据类型128

3.5　视图（View）129

3.5.1　视图的概念及作用129

3.5.2　创建与使用视图130

3.5.3　更新视图133

3.6.1　嵌入式SQL概述134

3.6　嵌入式SQL134

3.6.2　嵌入式SQL的工作原理135

3.6.3　嵌入式SQL的程序组成138

3.6.4　嵌入式SQL的使用技术140

3.7　动态SQL143

3.7.1　问题的提出143

3.7.2　动态SQL的语句类型144

3.7.3　动态SQL技术144

3.8 数据库访问中间件146

3.8.1　中间件146

3.8.2　数据库访问中间件147

3.8.3　ODBC148

3.8.4　JDBC150

3.9 小结152

习题153

第二篇 关系数据库设计与实现155

第四章　关系数据理论157

4.1 关系模式的设计问题157

4.2 关系模式的规范化159

4.2.1 函数依赖160

4.2.2　码的形式定义161

4.2.3　函数依赖与基础范式162

4.2.4　多值依赖与第4范式166

4.2.5　连接依赖与第5范式170

4.3　数据依赖的公理系统172

4.3.1　Armstrong公理172

4.3.2　属性闭包的计算176

4.3.3　函数依赖集的等价和覆盖178

4.3.4　最小函数依赖集179

4.4　关系模式的分解181

4.4.1　等价模式分解的定义181

4.4.2　无损连接性与依赖保持性182

4.4.3　模式分解的算法187

4.5.1　规范化的优缺点192

4.5　规范化的问题192

4.5.2　反规范化的设计193

4.6 小结194

习题194

第五章　数据库设计197

5.1　数据库设计概述197

5.1.1　数据库设计的特点、目标和方法198

5.1.2　数据库设计的内容和步骤200

5.2　需求分析202

5.2.1　需求分析的任务203

5.2.2　需求分析的方法204

5.2.3　数据流图205

5.2.4　数据字典207

5.3　概念结构设计213

5.3.1　概念结构设计的方法和步骤214

5.3.2　E-R图的扩展描述216

5.3.3　局部视图设计220

5.3.4　视图的集成221

5.4　逻辑结构设计224

5.4.1　逻辑结构设计的步骤225

5.4.2　E-R模型向关系模型的转换225

5.4.4　子模式设计231

5.4.3　模型的优化231

5.5　数据库物理设计232

5.5.1　物理设计的内容和要求232

5.5.2　存取方法与存储结构233

5.5.3　性能评价236

5.6　数据库实施与维护236

5.7　数据库设计与应用实例237

5.7.1　需求描述237

5.7.2　分析事务需求239

5.7.3　初步设计逻辑数据库240

5.7.4　消除不相容的属性244

5.7.5　检查模型及创建逻辑表245

5.7.6　定义完整性约束247

5.7.7　设计物理数据库249

5.7.8　系统的开发252

5.8　小结257

习题257

第三篇 数据库管理与保护259

第六章　数据库管理系统261

6.1　DBMS简介261

6.1.1　DBMS的特点与功能261

6.1.3　DBMS运行环境263

6.1.2　DBMS的基本组成263

6.1.4　用户访问数据库的工作过程264

6.2　关系DBMS265

6.2.1　关系DBMS的发展阶段265

6.2.2　应用对关系DBMS的要求267

6.2.3　关系DBMS的发展趋势268

6.3 关系数据库的查询优化269

6.3.1　查询处理与查询优化269

6.3.2　查询优化的一般策略272

6.3.3　关系代数表达式的等价规则273

6.3.4　关系代数表达式的优化算法276

6.3.5　查询优化的一般步骤277

6.4 关系DBMS产品及其选择279

6.4.1　SQLServer279

6.4.2　Oracle8i介绍283

6.4.3　其他DBMS产品286

6.4.4　关系DBMS产品的选择287

6.5 小结290

习题290

第七章　事务管理291

7.1　事务的基本概念291

7.1.1　事务（Transaction）291

7.1.3　事务的特性292

7.1.2　事务的状态292

7.1.4　更新事务的执行与恢复294

7.2　数据库恢复概述294

7.3　恢复的实现技术296

7.3.1　数据转储296

7.3.2　登记日志文件298

7.4　故障恢复300

7.4.1　故障的种类及恢复策略300

7.4.2　具有检查点的恢复技术302

7.4.3　数据库镜像304

7.4.4　远程备份系统305

7.5　SQL对事务管理的支持307

7.6　事务的并发控制309

7.6.1　并发控制的概念309

7.6.2　封锁与封锁协议311

7.6.3　活锁和死锁313

7.6.4　并发调度的可串行性315

7.6.5　基于时间戳的协议318

7.6.6　基于有效性检查的协议321

7.6.7　封锁的粒度322

7.7　SQL Server的事务管理324

7.7.1　事务管理方式324

7.7.2　SQL Server并发控制技术326

7.7.3　数据复制技术327

7.8　小结330

习题331

第八章　数据库的安全性与完整性332

8.1 概述332

8.1.1　安全性与完整性的基本概念333

8.1.2　数据库安全性标准335

8.2　数据库安全性控制340

8.2.1　用户标识和鉴别340

8.2.2　存取控制340

8.2.3　视图机制346

8.2.4　数据密码347

8.2.5　跟踪审计347

8.2.6　统计数据库的安全性347

8.3　数据库的完整性控制349

8.3.1　数据库的完整性349

8.3.2　完整性约束条件351

8.3.3　SQL中的完整性约束352

8.4　触发器356

8.4.1　触发器机制356

8.4.2　SQL触发器规则357

8.4.3　SQL触发器设计361

8.4.4　触发器的激活与撤销363

8.4.5　SQL Sever触发器简介364

8.4.6　主动数据库368

8.5 小结370

习题370

第四篇 数据库中的高级论题373

第九章 分布式与网络数据库系统375

9.1 概述375

9.1.1　什么是分布式数据库系统375

9.2　分布式数据库系统的模式结构377

9.2.1　模式结构377

9.1.2　分布式数据库的划分377

9.2.2　分布式数据库管理系统378

9.2.3　分布式数据的存储379

9.3　分布式的查询优化384

9.3.1　查询的简化384

9.3.2　半连接策略387

9.3.3　利用并行性的连接策略388

9.4　分布式的事务处理388

9.4.1　事务处理的结构388

9.4.2　系统故障模式390

9.4.3　提交协议390

9.5.1　加锁协议395

9.5　分布式的并发控制395

9.5.2　时间戳机制397

9.5.3　死锁处理398

9.6 网络数据库系统401

9.6.1　基于C/S模式的数据库系统401

9.6.2　基于B/S模式的数据库系统404

9.6.3　数据库访问标准407

9.6.4　ASP技术408

9.7 小结414

习题415

10.1　概述416

第十章 基于对象的数据库与XML416

10.2 面向对象的数据模型417

10.2.1　对象的结构417

10.2.2　类418

10.2.3　继承418

10.2.4　多重继承419

10.2.5　对象包含420

10.2.6　对象的标识420

10.2.7　对象的引用的完整性约束421

10.3 面向对象的数据库语言421

10.4.1　对象的持久性422

10.4　持久化程序设计语言422

10.4.2　对象标识符的持久性423

10.4.3　持久对象的存储和访问424

10.5　持久性C＋＋系统424

10.5.1　ODMG C＋＋对象定义语言425

10.5.2　对象查询语言OQL425

10.6 对象-关系数据库系统426

10.6.1　嵌套关系模型426

10.6.2　复杂类型426

10.6.3　继承428

10.6.4　引用类型429

10.6.5　查询数据431

10.6.6　大对象433

10.6.7　用户定义的函数和过程433

10.7 面向对象数据库与对象-关系数据库的比较435

10.8 XML435

10.8.1　简介435

10.8.2　XML的结构437

10.8.3　XML文档的模式440

10.8.4　XML模式440

10.8.5　查询和转换XML的工具441

10.9 小结442

习题443

第十一章　并行数据库系统444

11.1 并行数据库系统概述444

11.1.1　加速比和扩展比445

11.1.2　互联网络445

11.2　并行数据库系统的体系结构447

11.2.1　共享主存448

11.2.2　共享磁盘448

11.2.3　无共享449

11.3.1　数据的分布技术450

11.3　并行数据库的数据分布450

11.3.2　数据偏斜的处理452

11.4　并行数据库的查询处理453

11.4.1　查询间并行453

11.4.2　查询内并行454

11.4.3　操作间并行454

11.4.4　操作内并行456

11.4.5　查询优化458

11.4.6　并行运算的代价458

11.5 小结458

习题459

12.1　概述460

第十二章　数据仓库与数据挖掘460

12.2　数据仓库462

12.2.1　数据仓库的定义462

12.2.2　联机事务处理系统与数据仓库之间的比较464

12.2.3　数据仓库的结构465

12.2.4　数据仓库的模式467

12.2.5　数据集市467

12.3　联机分析处理469

12.3.1　概念469

12.3.2　多维数据的表示和操作470

12.3.3　OLAP的分类473

12.4　数据挖掘474

12.4.1　什么是数据挖掘474

12.4.2　数据挖掘应用475

12.4.3　数据挖掘技术475

12.4.4　预测476

12.4.5　关联分析478

12.4.6　聚类479

12.5 小结480

习题480

第一章　例题481

附录A　典型例题解析481

第二章　例题484

第三章　例题487

第四章　例题494

第五章　例题498

第六章　例题501

第七章　例题503

第八章　例题508

附录B　数据库上机实习任务及指导511

B.1 实习任务与要求511

B.2 SQL Server 2000环境与界面512

B.3　建立与操作数据库516

B.4　SQL Server的数据字典518

B.5　数据库接口的使用520

B.6 数据库安全及触发器机制的使用524

附录C SQL Server的使用526

C.1 SQL Server注册526

C.2　SQL Server的数据类型530

C.3　创建数据库和表537

C.4　存储过程545

C.5　备份和恢复数据库548

C.6 SQL Server的安全性机制552

参考文献558