第1篇數據庫原理

第1章概述

1.1數據庫技術的基本概念

1.1.1數據

1.1.2數據庫

1.1.3數據庫管理繫統

1.1.4數據庫繫統

1.1.5數據庫管理員

1.1.6數據庫應用繫統

1.1.7數據目錄

1.1.8空值

1.2數據管理技術的發展過程

1.2.1人工管理階段

1.2.2文件管理階段

1.2.3數據庫管理階段

1.3數據模型和數據模式

1.3.1數據模型

1.3.2數據模式

1.4數據庫繫統體繫結構

1.4.1分布式數據庫繫統體繫結構

1.4.2客戶機/服務器結構

1.4.3瀏覽器/服務器結構

1.4.4混合體繫結構

思考題

習題

第2章數據模型

2.1層次數據模型

2.2網狀數據模型

2.3關繫數據模型

2.3.1關繫

2.3.2關繫的鍵

2.3.3關繫的主屬性和非主屬性

2.3.4關繫的完整性約束

2.3.5關繫代數

2.3.6關繫演算

2.4傳統實體聯繫數據模型

2.4.1傳統基本ER模型

2.4.2傳統擴充ER模型

2.5UML ER數據模型

2.5.1UML基本 ER數據模型

2.5.2UML擴充ER數據模型

思考題

重點內容與典型題目

習題

第3章關繫數據庫標準語言

3.1SQL的發展過程

3.2SQL的組成和基本結構

3.3數據定義語言

3.3.1基表模式的定義

3.3.2基表模式的修改

3.3.3索引的建立與撤銷

3.4查詢語言

3.4.1基本SQL查詢語句

3.4.2較復雜的SQL查詢語句

3.4.3集合查詢

3.5數據操縱語言

3.5.1插入數據

3.5.2修改數據

3.5.3刪除數據

3.6視圖

3.6.1定義視圖

3.6.2查詢視圖

3.6.3刪除視圖

3.6.4更新視圖

3.6.5視圖的作用

3.7數據控制語言

3.7.1授權

3.7.2收回權限

3.7.3完整性控制

3.8嵌入式SQL

3.8.1嵌入式SQL介紹

3.8.2嵌入式SQL的說明部分

3.8.3嵌入式SQL的可執行語句

3.9嵌入式SQL的實現

3.10動態SQL

3.11SQL的存儲過程

思考題

重點內容與典型題目

習題

第4章事務管理和查詢優化

4.1事務

4.2繫統恢復

4.2.1繫統恢復技術

4.2.2故障的類型及恢復的對策

4.3並發控制

4.3.1並發的概念

4.3.2加鎖與鎖的協議

4.3.3死鎖與活鎖

4.3.4可串行化調度與兩段鎖協議

4.3.5多粒度鎖

4.4查詢優化

4.4.1查詢優化的目的

4.4.2代數優化

4.4.3依賴於存取路徑的規則優化

4.4.4代價估算優化

思考題

重點內容與典型題目

習題

第5章數據庫的安全和完整性約束

5.1數據庫的安全

5.1.1用戶標識和鋻別

5.1.2存取控制

5.1.3視圖定義和查詢修改

5.1.4數據加密

5.1.5審計跟蹤

5.2數據庫的完整性約束

5.2.1域完整性約束

5.2.2引用完整性約束

5.2.3實體完整性約束

5.2.4其他完整性約束

5.2.5完整性約束的說明

思考題

重點內容與典型題目

習題

第2篇數據庫應用

第6章關繫數據庫設計理論

6.1關繫模式設計中的一些語義問題

6.2函數依賴

6.2.1函數依賴的定義

6.2.2函數依賴集的閉包

6.2.3屬性集的閉包

6.2.4小函數依賴

6.3多值依賴

6.4連接依賴

6.5關繫模式的分解

6.6無損分解的驗證

6.7保持依賴的驗證

6.8關繫模式的規範化

6.8.1範式

6.8.2第二範式

6.8.3第三範式

6.8.4BC範式

6.8.5無損連接和保持函數依賴分解成3NF模式集的算法

6.8.6無損分解成BCNF模式的算法

6.8.7第四範式

思考題

重點內容與典型題目

習題

第7章數據庫設計的需求分析

7.1業務需求的確定

7.1.1業務的流程

7.1.2組成業務的數據

7.1.3數據的處理

7.1.4業務規則

7.2數據需求的確定

7.3處理需求的確定

7.4數據的收集和分析

7.4.1數據收集的方法

7.4.2數據的分析

思考題

重點內容與典型題目

習題

第8章數據庫的概念設計

8.1概念設計的基本方法

8.2概念設計的數據模型

8.3局部視圖的設計

8.3.1確定局部視圖的設計範圍

8.3.2確定實體及實體的主鍵

8.3.3定義實體間的聯繫

8.3.4給實體及聯繫加上描述屬性

8.4高級建模技術

8.4.1特殊化和普遍化

8.4.2超類/子類關繫的約束

8.5視圖集成概述

8.5.1視圖集成的策略

8.5.2視圖集成的步驟

8.6實體的集成

8.7聯繫的集成

8.7.數、相同角色的聯繫的集成

8.7.數、不同角色的聯繫的集成

8.7.的聯繫集成

8.8新舊數據模式的集成

8.9實例

思考題

重點內容與典型題目

習題

第9章數據庫的邏輯設計

9.1ER圖到關繫模式的映射

9.1.1實體到關繫的映射

9.1.2基本ER圖映射為關繫的方法

9.1.3擴充 ER數據模式的映射

9.2關繫模式的優化

9.3關繫模式的調整

9.3.1改善數據庫性能

9.3.2存儲空間的一些考慮

9.4外模式的設計

思考題

重點內容與典型題目

習題

第10章數據庫的物理設計

10.1確定記錄的存儲結構

10.1.1數據項的存儲技術

10.1.2記錄在物理塊上的分配

10.1.3物理塊在磁盤上的分配

10.1.4數據壓縮方法

10.2確定數據庫的存儲結構

10.2.1確定數據的存放位置

10.2.2選擇文件的組織方式

10.2.3確定繫統配置

10.3簇集設計

10.4索引的選擇

10.5評價物理結構

思考題

重點內容與典型題目

習題

第11章數據庫的實現、運行與維護

11.1數據庫的實現

11.2數據庫的運行

11.3數據庫的維護

思考題

習題

第12章數據庫設計示例

12.1產品訂購管理

12.1.1需求分析

12.1.2概念設計

12.1.3邏輯設計

12.2學生住宿管理

12.2.1需求分析

12.2.2概念設計

12.2.3邏輯設計

12.3工資管理

12.3.1需求分析

12.3.2概念設計

12.3.3邏輯設計

12.4人力資源管理

12.4.1需求分析

12.4.2概念設計

12.4.3邏輯設計

12.5發票處理

12.5.1需求分析

12.5.2概念設計

12.5.3邏輯設計

12.6保險業務管理

12.6.1需求分析

12.6.2概念設計

12.6.3邏輯設計

12.7車輛租賃管理

12.7.1需求分析

12.7.2概念設計

12.7.3邏輯設計

12.8飛機訂票繫統

12.8.1需求分析

12.8.2概念設計

12.8.3邏輯設計

12.9酒店客房預訂繫統

12.9.1需求分析

12.9.2概念設計

12.9.3邏輯設計

12.10學生工作管理

12.10.1需求分析

12.10.2概念設計

12.10.3邏輯設計

第13章大數據時代的數據管理技術

13.1關繫數據庫時代的數據管理技術

13.2大數據時代的數據管理技術

13.2.1傳統關繫數據庫的瓶頸

13.2.2大數據的特點

13.2.3NoSQL數據庫

13.2.4MapReduce

13.2.5Hadoop

附錄A各章習題參考答案

第1章

第2章

第3章

第4章

第5章

第6章

第7章

第8章

第9章

第10章

第11章

附錄B實驗內容和實驗報告

附錄C試題講解

單項選擇題

簡答題

計算題

編程題

設計題

綜合應用題

參考文獻

本書是一本面向大學本科生的數據庫課程教材。全書分為兩篇，共有13章。
第1篇是數據庫原理，其中第1章介紹數據庫技術的基本概念、數據管理技術的發展過程、數據模型和數據模式以及數據庫繫統體繫結構； 第2章介紹有代表性的數據模型，重點介紹關繫數據模型的結構、約束、操作，另外還介紹了用於數據庫設計的ER模型； 第3章介紹關繫數據庫查詢語言SQL以及存儲過程； 第4章介紹事務的恢復、並發控制以及查詢優化； 第5章介紹數據庫的安全性和完整性約束及其實現。
第2篇是數據庫應用，其中第6章介紹關繫數據庫設計的理論知識； 第7章將軟件工程中結構化分析方法的數據流程分析和數據庫設計相結合，介紹數據庫設計的需求分析； 第8章介紹數據庫的概念設計並使用的UML ER數據模型作為建模工具； 第9章介紹數據庫的邏輯設計； 第10章介紹數據庫的物理設計； 第11章介紹數據庫的實現、運行和維護； 第12章介紹數據庫的一些應用示例； 第13章簡單介紹了大數據時代的數據管理技術。第1~11章後面都安排了習題供學生練習，附錄中給出了各章習題的解答。
本次改版在完善前一版內容基礎上增加了各章思考題、重點內容和典型題目的視頻講解； 選擇題、計算題、簡答題、編程題、設計題及綜合應用題的真題視頻講解； 數據庫綜合實驗內容和要求，以及如何撰寫實驗報告的視頻講解。這些視頻是對目前課堂教學內容的很好的補充，強化了對數據庫知識點的理解和應用。
盡管本書編者長期從事數據庫課程的教學工作並有多年信息繫統開發和數據庫設計的經驗，但書中依然難免有疏漏和不足之處，懇請讀者批評指正。
編者2020年7月於南京課件 教學大綱