数据库原理（微课版）

本书依据教育部《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，以新工科背景下加快培养计算机类工程人才为目标，构建了由4篇共13章内容组成的数据库原理知识体系。第一篇“数据库基础”，包括绪论、关系数据库、结构化查询语言、数据库完整性、数据库安全与保护；第二篇“数据库设计与应用开发”，包括数据库设计、关系数据库规范化理论、数据库编程；第三篇“数据库管理技术”，包括数据库存储与索引、查询处理与优化、事务处理技术；第四篇“数据库新技术”，包括大数据管理技术、数据库前沿技术。 　　本书在阐述数据库基础理论的同时，以?MySQL?为例介绍数据库设计与应用开发的基本技术，并提供配套教材《数据库原理实验指导与习题解析—基于MySQL数据库（微课版）》（ISBN:978-7-115-63431-3），以帮助学生系统地构建知识体系，巩固所学理论知识。 　　本书可作为高等院校计算机科学与技术、软件工程、数据管理等专业“数据库原理”相关课程的教材，也可供对数据库感兴趣的研究人员学习使用，还可作为相关领域技术人员的参考用书。

郭玉彬，博士，副教授，2007年12月毕业于华南理工大学计算机科学与工程学院，主要从事数据库技术与应用、大数据技术、数据挖掘、深度学习等方面的研究。作为课程负责人，2008—2021年间主讲“数据库系统”课程。近年参与出版专著2本，作为副主编完成教材1本。出版物包括：(1) 胡月明，郭玉彬，胡胜华. 《广东省地理信息产业技术路线图》 （ISBN：9787030702388）科学出版社 2021.11；(2) 胡月明，隆少秋，郭玉彬. 《建设用地再开发数字化监管》（9787030484017） 科学出版社 2016.6； (3) 田绪红，郭玉彬. 《数据库技术及应用教程（第二版）》（ISBN：9787115399144） 人民邮电出版社 2015.9 21世纪高等校计算机规划教材。

【章节目录】 第 一篇　数据库基础 第 1章 绪论 第 2章 关系数据库 第3章 结构化查询语言 第4章 数据库完整性 第5章 数据库安全与保护 第二篇　数据库设计与应用开发 第6章 数据库设计 第7章 关系数据库规范化理论 第8章 数据库编程 第三篇　数据库管理技术 第9章 数据库存储与索引 第 10章 查询处理与优化 第 11章 事务处理技术 第四篇　数据库新技术 第 12章 大数据管理技术 第 13章 数据库前沿技术 【详细目录】 第 一篇　数据库基础 第 1章 绪论 1.1　数据库的基本概念 2 1.1.1　信息与数据 2 1.1.2　数据管理技术的发展 4 1.1.3　数据库的概念 7 1.1.4　数据库系统的组成 8 1.2　数据模型 10 1.2.1　数据模型的概念 10 1.2.2　数据模型的分类 10 1.2.3　数据库的数据模型 11 1.2.4　非关系数据模型 14 1.3　数据库的模式结构 15 1.3.1　数据库的三级模式结构 15 1.3.2　数据库中的二级映像 17 1.4　数据库应用系统 18 1.5　数据库技术的发展史 19 1.5.1　数据库技术的发展 19 1.5.2　国内数据库技术的发展 23 本章小结 24 习题 25 第 2章 关系数据库 2.1　关系模型的基本概念 26 2.1.1　关系 26 2.1.2　关系的模式和实例 28 2.1.3　关系数据库的模式和实例 29 2.1.4　码 29 2.2　关系模型的完整性 30 2.2.1　实体完整性 30 2.2.2　参照完整性 31 2.2.3　用户自定义完整性 32 2.3　teaching数据库 32 2.4　关系代数 34 2.4.1　集合运算 34 2.4.2　专门的关系运算 35 2.4.3　更名运算 38 2.4.4　赋值运算 39 2.5　其他关系数据操作 39 2.5.1　元组关系演算 39 2.5.2　域关系演算 40 2.5.3　数据库操作的实现 41 本章小结 43 习题 43 第3章 结构化查询语言 3.1　SQL简介 45 3.1.1　SQL的发展 45 3.1.2　SQL的特点 46 3.2　数据定义 47 3.2.1　数据库的定义 47 3.2.2　基本表的定义 48 3.2.3　基本表的修改和删除 50 3.2.4　索引的建立与删除 51 3.3　数据查询 52 3.3.1　简单查询 52 3.3.2　连接查询 55 3.3.3　聚集计算 57 3.3.4　查询结果排序 58 3.3.5　集合操作 58 3.3.6　嵌套查询 59 3.4　数据更新 63 3.4.1　插入数据 63 3.4.2　修改数据 64 3.4.3　删除数据 64 3.5　视图的定义与使用 65 3.5.1　视图的定义与删除 65 3.5.2　视图查询 66 3.5.3　视图的更新 66 本章小结 67 习题 68 第4章 数据库完整性 4.1　数据库完整性概述 69 4.2　实体完整性 70 4.2.1　实体完整性的定义 70 4.2.2　实体完整性的检查 71 4.3　参照完整性 72 4.3.1　参照完整性的定义 72 4.3.2　参照完整性的检查 74 4.4　其他完整性约束 76 4.4.1　属性的非空约束 76 4.4.2　唯一性约束 77 4.4.3　CHECK约束 78 4.5　域的定义与约束 79 本章小结 80 习题 80 第5章 数据库安全与保护 5.1　数据库安全概述 82 5.1.1　数据库面临的安全问题 82 5.1.2　数据库的安全标准 83 5.1.3　基于角色的权限管理机制 85 5.2　SQL中的安全管理 87 5.2.1　数据库用户管理 87 5.2.2　权限管理 93 5.3　其他数据库安全措施 98 5.3.1　数据库系统加密 99 5.3.2　MySQL中安全性的提升 101 5.3.3　数据库审计 104 5.4　数据库保护 104 5.4.1　数据库面临的故障 104 5.4.2　数据库转储 105 5.4.3　数据库恢复 108 本章小结 110 习题 110 第二篇　数据库设计与应用开发 第6章 数据库设计 6.1　数据库设计概述 113 6.1.1　数据库设计方法 114 6.1.2　数据库设计分类 116 6.1.3　数据库设计步骤 116 6.2　需求分析 118 6.2.1　需求分析的任务和方法 118 6.2.2　需求分析实例 120 6.3　数据库的概念结构设计 123 6.3.1　概念模型及其结构 123 6.3.2　数据抽象 124 6.3.3　E-R模型 125 6.4　数据库的逻辑结构设计 135 6.4.1　E-R模型向关系模型的转换 135 6.4.2　关系模型的优化 136 6.4.3　数据库的外模式设计 138 6.5　数据库的物理结构设计 139 6.5.1　物理结构的设计内容 139 6.5.2　评价物理结构 141 6.6　数据库的实施与维护 141 6.6.1　数据入库和数据转换 141 6.6.2　数据库试运行 141 6.6.3　数据库的运行与维护 142 本章小结 142 习题 143 第7章 关系数据库规范化理论 7.1　数据库规范化 144 7.2　函数依赖与范式 145 7.2.1　函数依赖与范式 145 7.2.2　范式 147 7.3　使用函数依赖的关系模式分解 150 7.3.1　阿姆斯特朗公理体系 150 7.3.2　模式分解的概念 157 7.3.3　分解算法 159 7.4　多值依赖及使用多值依赖的模式分解 162 7.4.1　多值依赖 162 7.4.2　使用多值依赖的模式分解 163 7.5　其他范式 164 7.6　规范化与反规范化设计 165 本章小结 167 习题 167 第8章 数据库编程 8.1　SQL语法 169 8.1.1　变量 170 8.1.2　控制语句 172 8.1.3　游标 174 8.2　存储过程和存储函数 175 8.2.1　存储过程 176 8.2.2　存储函数 179 8.3　触发器 180 8.3.1　触发器原理 180 8.3.2　触发器的创建与使用 181 8.4　在程序中使用数据库 187 8.4.1　嵌入式SQL 187 8.4.2　利用ODBC/JDBC连接数据库 189 8.4.3　利用框架连接数据库 193 本章小结 194 习题 194 第三篇　数据库管理技术 第9章 数据库存储与索引 9.1　数据库存储 196 9.1.1　数据存储策略 196 9.1.2　数据库存储引擎 198 9.2　数据库索引 200 9.2.1　索引的原理与类型 200 9.2.2　索引的管理 202 9.2.3　B树索引 203 9.2.4　哈希索引 205 9.2.5　其他索引 208 本章小结 210 习题 211 第 10章 查询处理与优化 10.1　查询处理过程 212 10.2　查询实现 216 10.2.1　选择运算 216 10.2.2　连接运算 217 10.2.3　其他关系代数运算 221 10.2.4　查询执行 222 10.3　代数优化 225 10.3.1　代数规则 226 10.3.2　查询的代数优化方法 228 10.4　物理优化 229 10.4.1　基于规则的启发式优化算法 230 10.4.2　基于代价估算的优化 230 10.4.3　多表连接的优化 232 本章小结 233 习题 234 第 11章 事务处理技术 11.1　事务 235 11.1.1　事务的概念 235 11.1.2　事务的特性 236 11.2　事务调度及其正确性 237 11.2.1　调度及可串行化的概念 238 11.2.2　冲突可串行化 239 11.2.3　冲突可串行化判定方法 240 11.3　并发控制 242 11.3.1　基于锁的并发控制概述 242 11.3.2　锁的粒度 244 11.3.3　基于时间戳的并发控制技术 247 11.3.4　其他并发控制方法 248 11.4　事务隔离级别 249 11.5　恢复技术 251 11.5.1　数据库系统的恢复策略 251 11.5.2　基于日志的恢复技术 252 11.5.3　其他恢复技术 255 本章小结 256 习题 256 第四篇　数据库新技术 第 12章 大数据管理技术 12.1　大数据的概念 258 12.2　大数据的发展阶段与关键技术 260 12.2.1　大数据的发展阶段 261 12.2.2　大数据的关键技术 262 12.3　大数据面临的挑战与发展趋势 271 12.3.1　大数据面临的挑战 271 12.3.2　大数据的发展趋势 273 本章小结 275 习题 275 第 13章 数据库前沿技术 13.1　云数据库 276 13.1.1　云数据库的概念 276 13.1.2　云数据库的特点 277 13.2　AI与数据库 278 13.2.1　基于AI的数据库技术 278 13.2.2　AI原生数据库 280 13.2.3　基于数据库的AI技术 284 13.3　NoSQL数据库 285 13.3.1　NoSQL数据库的概念 285 13.3.2　NoSQL数据库的数据模型 286 13.4　其他数据库技术 288 本章小结 289 习题 290 考文献 291