数据库原理及应用

本书基于“数据库原理+SQLServer数据库+ADO.NET数据库访问技术+VB.NET主语言”架构及其内容体系，全面、系统地介绍了数据库系统的基本概念、基本原理、基本技术和基本设计方法。全书共分11章，内容包括数据库系统概述、关系运算、数据库应用系统设计方法、SQLServer2012数据库与数据表的创建、关系数据库语言SQL、关系数据库模式的规范化设计、Transact-SQL与存储过程、数据库应用系统体系结构与访问技术、数据库应用系统设计与实现、数据库保护技术、数据库技术新发展等。内容不仅覆盖了关系数据库原理、数据库应用系统设计方法和技术，而且较全面地介绍了利用ADO.NET访问数据库的过程和方法，介绍了VB.NET程序设计基础和VB.NET绑定数据方法；给出了一个完整的教学管理数据库应用系统的设计案例及程序源码，具有鲜明的理论与应用紧密结合特色。本书内容上兼顾了数据库课程教学的应用型和工程型要求，内容选材新颖精练，理论与实践并重，针对性与系统性强。语言精练，表述通俗，图文并茂；案例驱动，配有大量习题，便于复习、练习和综合设计实践。
本书可作为高等院校本科计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、物联网工程、数字媒体技术、信息工程、信息与计算科学、信息管理与信息系统、地理信息系统、电子商务等专业的数据库课程教材，也可作为电气类专业研究生的数据库课程教材，还可供相关领域专业的高等院校师生、从事计算机软件研究和信息系统设计的科技人员和工程技术人员参考。

第1章数据库系统概述
1.1数据与数据管理
1.1.1信息与数据
1.1.2数据管理技术的发展
1.2数据库系统组成
1.2.1数据库
1.2.2数据库管理系统
1.2.3数据库应用系统
1.3数据描述与数据模型
1.3.1现实世界的数据描述
1.3.2数据模型
1.3.3层次模型
1.3.4网状模型
1.4关系模型
1.4.1关系模型的基本概念
1.4.2关系的键与关系的属性
1.5数据库的内部体系结构
1.5.1数据库内部体系结构中的三级模式结构
1.5.2数据库内部体系结构中的两级映像与数据独立性
1.5.3数据库内部体系结构的概念
习题1
第2章关系运算
2.1关系的数学定义
2.1.1笛卡儿积的数学定义
2.1.2关系的数学定义
2.2关系代数
2.2.1基于传统集合理论的关系运算
2.2.2关系代数特有的关系运算
2.2.3关系运算综合示例
2.2.4关系代数运算在关系数据库查询操作中的应用
2.3关系演算
2.3.1元组关系演算
2.3.2域关系演算
*2.43种关系运算表达能力的等价性
2.4.1关系演算表达式的安全性约束
2.4.2安全的元组关系演算表达式满足的条件
2.4.3安全的域关系演算表达式满足的条件
2.4.43种关系运算表达能力的等价性定理
习题2
第3章数据库应用系统设计方法
3.1数据库应用系统设计概述
3.1.1数据库应用系统的生命周期
3.1.2数据库应用系统设计方法
3.1.3数据库应用系统研发、管理和使用人员视图级别
3.2用户需求分析
3.2.1用户需求分析过程
3.2.2数据流图及用户业务处理逻辑描述
3.2.3数据字典
3.2.4数据库应用系统的功能需求
3.2.5数据库应用系统环境配置与安全性需求
3.3数据库概念结构设计
3.3.1属性表概念结构设计方法
3.3.2实体与实体集
3.3.3实体集之间的联系及联系集
3.3.4E-R图设计方法
3.3.5实体-联系模型设计中的一些特殊情况
3.3.6基于E-R图的概念结构设计步骤和方法
3.4数据库逻辑结构设计
3.4.1属性表表示的概念结构向关系模型的转换
3.4.2E-R图表示的概念结构向关系模型的转换
3.4.3关系数据库模式的规范化设计及优化
3.5数据库物理结构设计
3.5.1数据库的物理文件与数据表
3.5.2数据库物理文件的存储位置
3.5.3索引技术(数据表的存储结构与组织方式1)
3.5.4数据聚簇(数据表的存储结构与组织方式2)
3.5.5数据库物理结构评价
3.6数据库实现技术简介
3.7数据库应用系统运行与系统维护
3.7.1软件维护
3.7.2运行与维护时期的主要工作
习题3
第4章SQL Server 2012数据库与数据表的创建
4.1SQL Server 2012关系数据库系统
4.1.1SQL Server 2012的基础知识
4.1.2SQL Server Management Studio
4.1.3SQL Server 2012的服务器管理
4.1.4SQL Server 2012的联机丛书和教程
4.2SQL Server 2012数据库的存储结构
4.3SQL Server 2012数据库创建
4.3.1SQL Server 2012数据库
4.3.2使用SQL Server Management Studio创建数据库
4.4创建数据表
4.4.1使用表设计器创建表
4.4.2表结构的修改
4.4.3表的删除
4.5表中数据的插入和更新
4.6创建索引
4.6.1SQL Server中的索引
4.6.2建立索引的基本原则
4.6.3使用SQL Server Management Studio操作索引
习题4
第5章关系数据库语言SQL
5.1SQL的功能与特点
5.1.1SQL的功能
5.1.2SQL的特点
5.2表的基本操作
5.2.1表的创建、修改与撤销
5.2.2表中数据的插入、修改和删除
5.3SQL的数据查询
5.3.1投影查询
5.3.2选择查询
5.3.3分组查询
5.3.4结果的排序查询
5.3.5模糊查询（字符串匹配）
5.3.6SQL语言中的常用函数
5.3.7表的连接查询
5.3.8嵌套查询
5.3.9谓词演算查询
5.3.10并、交、差运算查询
5.4SQL的视图操作
5.4.1视图的创建
5.4.2在视图上进行查询操作
5.4.3用户视图对数据库应用系统设计及系统性能带来的影响
5.5SQL中带有子查询的数据更新操作
5.5.1带有子查询的数据插入操作
5.5.2带有子查询条件的数据更新操作
5.6嵌入式SQL与游标应用
5.6.1嵌入式SQL
5.6.2SQL Server 2012的游标及其使用
习题5
第6章关系数据库模式的规范化设计
6.1关系约束与关系模式的表示
6.2对关系模式进行规范化设计的必要性
6.3函数依赖
6.3.1函数依赖的定义
6.3.2具有函数依赖约束的关系模式
6.3.3函数依赖的逻辑蕴涵
6.4函数依赖的公理体系
6.4.1阿姆斯特朗公理
6.4.2阿姆斯特朗公理的推论
6.4.3X关于F的闭包及其计算
6.4.4最小函数依赖集
6.5关系模式的分解
6.5.1关系模式分解的概念
6.5.2保持无损的分解
6.5.3保持依赖的分解
6.6关系模式的规范化
6.6.1候选键的求解方法
6.6.2第一范式
6.6.3第二范式
6.6.4第三范式
6.6.5鲍依斯-柯德范式
6.6.6范式之间的关系和关系模式的规范化
6.6.7向3NF的模式分解算法
6.7关系模式的规范化方法小结
习题6
第7章Transact-SQL与存储过程
7.1Transact-SQL基础
7.2Transact-SQL的语言要素
7.2.1常量
7.2.2变量
7.2.3表达式与运算符
7.2.4Transact-SQL函数
7.3Transact-SQL流程控制语句
7.3.1BEGIN…END语句
7.3.2IF…ELSE语句
7.3.3CASE语句
7.3.4WHILE语句
7.3.5WAITFOR语句
7.3.6其他语句
7.4基于Transact-SQL的数据库创建与管理应用
7.4.1利用Transact-SQL语句创建数据库
7.4.2利用Transact-SQL语句管理数据库
7.5存储过程
7.5.1存储过程基础
7.5.2创建存储过程
7.5.3执行存储过程
7.5.4管理存储过程
习题7
第8章数据库应用系统体系结构与访问技术
8.1数据库应用系统的体系结构
8.1.1集中式计算模式的数据库应用系统
8.1.2C-S结构的数据库应用系统
8.1.3B-S结构的数据库应用系统
8.2ADO.NET数据库访问接口
8.2.1认识ADO.NET
8.2.2ADO.NET常用对象
8.2.3ADO.NET访问数据库的方法
8.3VB.NET程序设计基础
8.3.1窗体
8.3.2控件
8.3.3属性
8.3.4事件
8.3.5方法
8.4用VB.NET绑定数据
8.4.1VB.NET数据绑定概念
8.4.2DataGridView控件绑定数据源
8.4.3用代码方式绑定数据源
习题8
第9章数据库应用系统设计与实现
9.1系统功能分析
9.2数据库结构创建
9.3新建应用系统项目
9.4应用系统设计与实现
9.4.1登录模块
9.4.2学生信息添加功能模块
9.4.3学生信息查询功能模块
9.4.4成绩信息查询功能模块
9.4.5成绩信息维护功能模块
9.4.6主界面模块
9.5系统调试运行
习题9
第10章数据库保护技术
10.1事务机制
10.1.1事务的概念
10.1.2事务的特性
10.1.3事务的类型
10.2数据库的安全性
10.2.1数据库安全的威胁
10.2.2数据库安全控制
10.2.3视图机制
10.2.4审计
10.2.5SQL Server 2012的安全机制
10.3数据库的完整性
10.3.1域完整性约束
10.3.2实体完整性约束
10.3.3参照完整性约束
10.3.4用户定义完整性约束
10.3.5SQL Server 2012的完整性约束
10.4数据库恢复
10.4.1数据库的故障分类
10.4.2数据库故障的基本恢复方式
10.4.3恢复策略
10.4.4具有检查点的恢复技术
10.4.5数据库镜像
10.4.6SQL Server数据库的备份和还原
10.5并发控制
10.5.1数据库并发操作带来的数据不一致性问题
10.5.2锁
10.5.3锁协议
10.5.4封锁带来的问题——活锁与死锁
10.5.5并发调度的可串行性
10.5.6两段锁协议
10.5.7锁的粒度
习题10
第11章数据库技术新发展
11.1数据库新技术发展的动因
11.1.1新应用领域对数据库存储、检索和管理技术的需求
11.1.2关系数据库系统的局限性
11.1.3数据库技术新发展
11.2面向对象数据库系统
11.2.1对象的逻辑结构
11.2.2对象间的限制和联系
11.2.3面向对象数据库管理系统的基本要求
11.2.4面向对象数据库管理系统的组成
11.2.5面向对象数据库系统的发展
11.3主动数据库系统
11.3.1主动数据库的知识模型
11.3.2主动数据库系统的组成
11.3.3主动数据库管理系统的功能
11.3.4主动数据库的实现
11.3.5事件知识库的实现
11.3.6事件监视器的实现
11.3.7主动数据库系统的发展
11.4嵌入式数据库
11.4.1嵌入式数据库的基本架构
11.4.2嵌入式数据库的主要特点
11.4.3嵌入式数据库的应用
11.5非关系型数据库NoSQL
11.5.1Web 2.0动态网站对数据库性能的需求
11.5.2NoSQL数据库的概念
11.5.3NoSQL数据库的特征
11.5.4NoSQL数据库的分类
11.5.5NoSQL数据库发展展望
11.6面向应用领域的数据库新技术
11.6.1工程数据库
11.6.2统计数据库
11.6.3空间数据库
习题11
附录A安装SQL Server 2012
附录B安装Visual Studio 2010
附录C大学教学管理信息系统案例程序代码
参考文献

第3版前言 随着信息技术的迅猛发展和信息化社会水平的进一步提升，数据库技术已经成为国家信息基础设施和信息化社会中的最重要的支撑技术之一； 基于数据库技术和数据库管理系统(DBMS)的应用软件和装备制造系统中的控制软件的研发，已经成为计算机及其相关专业领域技术和管理人员的必备知识和基本技能。数据库技术已在国民经济的各个领域得到了十分广泛的应用，并在推动科技发展和社会进步方面起着越来越重要的作用。 本书第1版和第2版自2009年和2012年出版以来，在几十多所院校的计算机类专业、电子信息类专业、管理类专业和其他相关专业的教学中得到了采用，许多学生、教师和读者对本书的进一步改版都给予了特别的关心，并提出了许多宝贵的建议。出版第3版的原因一是将第2版中基于SQL Server 2005的概念、平台软件环境介绍、SQL Server语句练习、数据库应用系统设计应用等方面的内容，都改写成基于SQL Server 2012，以适应数据库软件的版本更新。二是完善和优化第2版中的部分内容和实例，特别是进一步完善和优化了基于SQL Server 2012的数据库应用系统设计案例的设计过程及程序代码，进一步突出了面向综合设计能力培养的主题，提高了对学生学习和设计过程的指导性。三是删除了一些不重要的内容。 本教材在内容选取上兼顾了应用型人才和工程型人才培养的要求，构建了以“数据库原理+ SQL Server数据库+ ADO．NET数据库访问技术+ VB．NET主语言”为架构的数据库课程内容体系，具有理论与应用结合的鲜明特色，教学参考及应用价值高。 数据库课程理论抽象，实践性强，对数据库整体架构理解的要求高。本教材在编写手法上旨在努力贯彻“深、活、透、新”四字教学要求，即把数据库设计理论讲深，把数据库的SQL语言讲活，把数据库设计方法讲透，把数据库应用技术讲新，以便使课程教学效果力争达到： 在讲解数据库系统的整体概念时能让学生自己搭起数据库的总体架子，在讲解数据库设计理论时能让学生穿起定义、定理之间的链子，在讲解数据库的保护技术时能让学生厘清它们内部的口子，在讲解数据库应用系统设计时能让学生掌握与实际结合的路子，在讲解数据库新技术时能给学生指出新技术未来的影子。 本教材第3版共分11章，第1章是数据库系统概述，第2章介绍关系运算，第3章是数据库应用系统设计方法，第4章介绍SQL Server 2012数据库与数据表的创建，第5章是关系数据库语言SQL，第6章介绍关系数据库模式的规范化设计，第7章是TransactSQL与存储过程，第8章介绍数据库应用系统体系结构与访问技术，第9章是数据库应用系统设计与实现，第10章介绍数据库保护技术，第11章是数据库技术新发展。内容覆盖了关系数据库原理、数据库应用系统设计方法和设计技术。 本书可作为高等院校本科计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、物联网工程、数字媒体技术、信息工程、信息与计算科学、信息管理与信息系统、地理信息系统、电子商务等专业的数据库课程教材，也可作为相关专业研究生的数据库课程教材，还可供相关领域专业的高等院校师生、从事计算机软件研究和信息系统设计的科技人员和工程技术人员参考。 本书的第1章、第2章、第3章、第6章、第10章由李俊山编写，第9章、附录A、附录B、附录C由叶霞编写，第5章、第8章由李俊山和叶霞编写，第4章由罗蓉编写，第7章由李俊山和罗蓉编写，第11章由李俊山和刘东编写。另外，李建华、赵方舟、杨威、张娇、杨亚威等参与了部分资料整理和早期版本的数据库应用系统案例程序的编写。 由于作者水平有限，书中难免有不当之处，敬请广大读者和专家批评指正。 李俊山 2017年3月Email： lijunshan403@163.com