了得網研究生_數據庫原理與應用（MySQL版）

編輯推薦

本書著力打通數據庫技術從理論到具體DBMS應用再到實例開發的三個重要環節，幫助初學者建立扎實的理論基礎，同時建立清晰的知識脈絡，為後續的深入學習開闢良好的開端。
本書可以作為高等院校計算機及相關專業的教學用書，亦可作為對數據庫技術感興趣的初學者的自學用書或參考書。

內容簡介

全書主要論述了數據庫相關基本概念、基本理論和基本技術，共計9章，內容包括數據庫繫統的產生與發展、數據庫繫統特點、數據庫繫統的數據模型、數據庫繫統體繫結構、關繫數據庫方法、關繫數據庫標準語言SQL、關繫規範化理論、數據庫設計、數據庫保護、數據庫設計實例和數據庫技術新發展等。
本書既介紹了經典的數據庫理論及設計方法，又展示了目前廣泛應用的開源數據庫管理繫統MySQL的實際操作步驟，同時還給出了一個側重數據庫設計過程的應用繫統開發實例，打通了從理論到具體DBMS應用再到實例開發三個重要環節。為初學者打牢理論基礎的同時，又梳理了數據庫應用程序開發的重要環節，做到學以致用。
本書可以作為高等院校計算機專業數據庫原理與應用課程的教學用書、計算機相關專業的教學用書，也可以作為從事計算機、管理科學工作的讀者，以及科技人員和對數據庫技術感興趣的初學者等的學習用書或參考書。

目錄

第1章緒論

1.1數據庫、數據庫管理繫統、數據庫繫統和數據庫應用繫統

1.1.1數據庫

1.1.2數據庫管理繫統

1.1.3數據庫繫統

目錄

第1章緒論

1.1數據庫、數據庫管理繫統、數據庫繫統和數據庫應用繫統

1.1.1數據庫

1.1.2數據庫管理繫統

1.1.3數據庫繫統

1.1.4數據庫應用繫統

1.2數據庫繫統的產生與發展

1.2.1數據、信息、數據管理與數據處理

1.2.2數據管理技術的產生與發展

1.2.3數據庫繫統的特點

1.3數據模型

1.3.1數據模型的幾個重要問題

1.3.2實體聯繫數據模型

1.3.3常用(結構)數據模型

1.4數據庫繫統結構

1.4.1數據庫繫統的三級模式結構

1.4.2數據庫的兩級映像與數據獨立性

1.4.3用戶通過DBMS訪問數據庫的過程

1.5數據庫管理繫統

1.5.1數據庫管理繫統的組成

1.5.2數據庫管理繫統的主要功能

1.5.3數據庫管理繫統應該滿足的要求

1.5.4數據庫管理繫統程序模塊的組成

1.5.5數據庫管理繫統的層次結構

1.5.6常見的數據庫管理繫統

1.6數據庫應用繫統開發概述

1.6.1單用戶結構

1.6.2集中式結構

1.6.3分布式結構

1.6.4客戶機/服務器結構

1.6.5瀏覽器/服務器結構

*1.7數據庫技術的新發展

小結

習題1

第2章關繫數據庫

2.1關繫模型

2.1.1關繫數據結構

2.1.2關繫操作

2.1.3關繫完整性約束

2.2關繫代數

2.2.1傳統的集合運算

2.2.2專門的關繫運算

2.2.3關繫代數舉例

*2.3關繫演算

2.組關繫演算

2.3.2域關繫演算

2.4查詢優化

2.4.1查詢優化的必要性

2.4.2查詢優化的策略和算法

2.5關繫繫統

2.5.1關繫繫統定義

2.5.2關繫繫統分類

*2.5.3全關繫繫統的12條基本準則

小結

習題2

第3章關繫數據庫標準語言SQL

3.1SQL概述

3.1.1SQL的發展

3.1.2SQL的特點

3.1.3SQL體繫結構

3.2SQL的定義功能

3.2.1基本表的定義

3.2.2基本表的修改和刪除

3.2.3索引的建立與刪除

3.3數據查詢

3.3.1單表查詢

3.3.2連接查詢

3.3.3嵌套查詢

3.4數據更新

3.4.1插入數據

3.4.2刪除數據

3.4.3修改數據

3.5視圖

3.5.1建立視圖

3.5.2刪除視圖

3.5.3查詢視圖

3.5.4更新視圖

3.6數據控制

3.6.1授權

3.6.2收回權限

小結

習題3

第4章關繫規範化理論

4.1問題的提出

4.1.1一個泛關繫模式的實例

4.1.2改造泛關繫模式S_D_P

4.1.3存在問題的原因

4.1.4規範化理論的提出

4.2函數依賴和範式

4.2.1函數依賴的概念

4.2.2碼的函數依賴定義

4.2.3範式

4.3數據依賴的公理繫統

4.3.1函數依賴集的閉包

4.3.2函數依賴的推理規則

4.3.3屬性集閉包與F邏輯蘊涵的充要條件

4.3.4Armstrong公理的正確性和完備性

4.3.5函數依賴集的等價和小函數依賴集

4.4關繫模式的分解方法

4.4.1模式分解的概念

4.4.2分解的無損連接性判定

4.4.3分解的函數依賴保持性判定

4.4.4關繫模式的分解算法

小結

習題4

第5章數據庫設計

5.1數據庫設計概述

5.1.1數據庫設計的定義和知識要求

5.1.2數據庫設計的內容

5.1.3數據庫設計方法

5.1.4數據庫設計的基本步驟

5.2需求分析

5.2.1需求分析的任務

5.2.2需求分析的方法和過程

5.2.3需求分析常用工具

5.2.4需求分析實例

5.3概念結構設計

5.3.1概念結構設計的定義

5.3.2概念結構設計方法

5.3.3局部視圖設計

5.3.4集成全局視圖

5.4邏輯結構設計

5.4.1邏輯結構設計的任務和步驟

5.4.2ER圖向關繫模型的轉換原則

5.4.3邏輯結構的優化

5.4.4設計用戶外模式

5.5物理結構設計

5.5.1確定數據庫的物理結構

5.5.2評價物理結構

5.6數據庫實施

5.7數據庫的運行和維護

5.8數據庫設計實例

小結

習題5

第6章數據庫保護

6.1事務

6.1.1事務的概念

6.1.2事務的特性

6.2數據庫恢復

6.2.1數據庫繫統的故障

6.2.2數據庫恢復的實現技術

6.3並發控制

6.3.1並發操作引發的問題

6.3.2調度及其可串行化

6.3.3事務的隔離性級別

6.3.4封鎖技術

6.3.5死鎖與活鎖問題

6.3.6封鎖的粒度

6.4數據庫安全性

6.4.1用戶標識與鋻別

6.4.2存取控制

6.4.3視圖機制

6.4.4數據加密

6.4.5審計

6.5數據庫完整性

6.5.1完整性約束條件的類型

6.5.2完整性控制機制的功能

6.5.3完整性約束的表達方式

小結

習題6

第7章MySQL數據庫操作

7.1MySQL簡介

7.2MySQL的體繫結構

7.3MySQL的查詢語言

7.3.1表、列和數據類型

7.3.2函數

7.3.3SQL語句

7.4MySQL數據庫的安裝

7.5MySQL數據庫的基本操作

7.5.1數據庫操作

7.5.2數據庫表的操作

7.5.3數據庫視圖操作

7.5.4數據操作語言

7.6常用開發平臺與MySQL數據的連接

7.7MySQL數據庫的備份與恢復

7.8MySQL數據庫的安全

第8章數據庫應用實例

8.1引言

8.2樓盤銷售繫統

8.2.1開發背景

8.2.2需求分析

8.2.3繫統設計

8.2.4繫統實現

8.3數據庫精品課程學習繫統

8.3.1開發背景

8.3.2需求分析

8.3.3繫統設計

8.3.4繫統實現

8.4煤礦采掘銜接計劃管理繫統

8.4.1需求概要

8.4.2數據流圖

8.4.3繫統設計

8.4.4繫統實現

小結

第9章數據庫新技術

9.1面向對像數據模型

9.1.1面向對像數據模型的定義

9.1.2面向對像數據庫管理繫統

9.1.3面向對像數據庫繫統的概念與特征

9.1.4面向對像數據庫繫統的查詢

9.1.5面向對像數據庫繫統的並發控制

9.2XML數據庫

9.2.1XML技術

9.2.2XML數據庫

9.2.3XML數據庫分類

9.2.4XML數據庫管理繫統

9.3分布式數據庫繫統

9.3.1分布式數據庫及其分類

9.3.2分布式數據庫的特點

9.3.3分布式數據庫的分級結構

9.3.4分布式數據庫的數據分布

9.4工程數據庫

9.4.1工程數據庫基本概念

9.4.2工程數據庫體繫結構

9.4.3長事務管理

9.5其他數據庫

9.5.1模糊數據庫

9.5.2空間數據庫

9.5.3統計與科學數據庫

9.5.4實時數據庫

9.5.5內存數據庫

9.6大數據管理技術

9.6.1什麼是大數據

9.6.2大數據的特點

9.6.3傳統關繫型數據庫面臨的問題

9.6.4NoSQL數據庫

9.7數據倉庫

9.7.1什麼是數據倉庫

9.7.2數據倉庫的體繫結構

9.7.3數據倉庫的作用

9.8知識發現

9.8.1KDD的相關概念

9.8.2KDD的基本任務

9.8.3KDD的處理過程

9.8.4KDD的方法

小結

參考文獻

前言

前言

數據庫技術是目前計算機科學技術領域發展快、應用廣泛的技術之一，體現了數據管理及信息處理的發展水平。在大數據技術蓬勃發展的今天，更需要對經典數據庫理論的理解和學習，為日新月異的數據管理技術奠定扎實的理論基礎。
數據庫技術從誕生開始到現在一直倍受人們關注，目前無論在計算機繫統中的位置，還是在計算機應用中的地位，以及在計算機專業課程中的地位都是非常重要的，已經成為計算機信息繫統和計算機應用繫統的重要技術基礎和支柱。因此，數據庫技術是一個十分活躍的研究領域，也是一個日新月異的研究領域。
本書是在版教材《數據庫原理與應用》的基礎上進行編寫的，教材自2010年出版至2018年1月共進行了5次印刷。為了滿足教學需要和廣大讀者的需求，作者重新改編了本教材。
前言

數據庫技術是目前計算機科學技術領域發展快、應用廣泛的技術之一，體現了數據管理及信息處理的發展水平。在大數據技術蓬勃發展的今天，更需要對經典數據庫理論的理解和學習，為日新月異的數據管理技術奠定扎實的理論基礎。
數據庫技術從誕生開始到現在一直倍受人們關注，目前無論在計算機繫統中的位置，還是在計算機應用中的地位，以及在計算機專業課程中的地位都是非常重要的，已經成為計算機信息繫統和計算機應用繫統的重要技術基礎和支柱。因此，數據庫技術是一個十分活躍的研究領域，也是一個日新月異的研究領域。
本書是在版教材《數據庫原理與應用》的基礎上進行編寫的，教材自2010年出版至2018年1月共進行了5次印刷。為了滿足教學需要和廣大讀者的需求，作者重新改編了本教材。
本書以關繫數據庫為核心，重點介紹了數據庫相關的基本概念、基本原理和實用的數據庫設計技術，著力打通數據庫技術從理論到DBMS應用再到實例開發的三個重要環節，幫助初學者建立扎實的理論基礎，同時建立清晰的知識脈絡，為後續的深入學習開闢良好的開端。希望本書能夠使讀者對數據庫繫統有一個全面、深入、繫統的了解，為進一步從事數據庫繫統的研究、開發和應用奠定堅實的基礎。

本書主要特點如下。
（1）針對高等學校教學大綱對本課程的要求，重點講述數據庫基本概念、基本原理和基本技術，同時充分考慮教學的需要，在內容選取、難易程度等因素上都有所考慮。根據教學實際情況，本書的內容適用於48~64學時教學。
（2）本書選擇輕量級開源數據庫管理繫統MySQL，詳細地講述了安裝過程和具體的SQL語句，為讀者提供一個練習SQL語句的DBMS環境。
（3）為了幫助讀者能夠更加容易地將理論知識和DBMS中練習的SQL語句，應用到程序的開發過程中，本書給出開發實例，重點介紹數據庫設計的各個步驟及相應內容，以及與應用程序建立連接的方法，真正實現“從原理到應用”。
（4）力求反映當前數據庫領域的新水平、新技術。在多種類型數據庫技術基礎上，增加了大數據存儲及管理NoSQL技術，幫助讀者初步了解傳統數據庫到大數據技術的演變過程，同時體會大數據存儲及管理技術的特殊之處。
本書由孟凡榮主編，其中，孟凡榮編寫第1章和第9章中的部分內容，並負責全書的統稿，闫秋艷編寫第5章和第9章，並協助全書的統稿，袁冠編寫第7章和第8章，葛欣編寫第3章，雷小鋒編寫第6章，謝紅俠編寫第4章，徐慧編寫第2章，王志曉編寫第9章的部分內容。
本書標*章節為非重點章節，感興趣的讀者可自主學習。
由於編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，殷切希望得到廣大讀者的批評指正。
編者
2018年12月

在線試讀

第3章關繫數據庫標準語言SQL

SQL(Structured Query Language)是關繫數據庫的標準語言，也稱結構化查詢語言。它是介於關繫組演算之間的一種語言。SQL是一種綜合性的數據庫語言，實現對數據的定義、操縱和控制等功能。本章將對SQL的語法規則進行詳細的介紹。
3.1SQL概述3.1.1SQL的發展自從1970年美國IBM研究中心的E.F.Codd提出關繫模型，並連續發表多篇論文以後，人們對關繫數據庫的研究日益深入。1972年，IBM公司開始研制實驗型關繫數據庫管理繫統SYSTEM R，並且為其配置了SQUARE(Specifying Queries As Relational Expression)查詢語言。1974年，Boyce和Chamberlin在此基礎上對其進行改進，將SQUARE語言改為SEQUEL(Structured English Query Language)，後來SEQUEL簡稱為SQL，即“結構式查詢語言”，並首先在IBM公司研制的關繫數據庫繫統System R上實現。
由於它具有功能豐富、使用方便靈活、語言簡潔、易學等突出優點，深受計算機工業界和計算機用戶的歡迎。各廠商紛紛開發基於SQL的商業應用產品，並將SQL作為關繫數據庫產品事實上的標準，如Oracle、DB2、Sybase等。1986年10月，經美國國家標準局(ANSI)的數據庫委員會X3H2批準，將SQL作為關繫數據庫語言的美國標準，同年公布了標準SQL。1987年6月，國際標準化組織(International Organization for Standardization，ISO)將其采納為國際標準。這兩個標準現在稱為“SQL 86”。ANSI在1989年10月頒布了增強完整性特征的SQL 89標準，1992年又公布了SQL 92標準，1999年發布了SQL 99，以後每隔幾年會推出一個新版本，目前近的版本是SQL 2016。
本章的論述主要遵循SQL 92標準，由於各數據庫廠商的SQL產品在支持標準SQL 92語法的同時，在功能上都做了相應的擴充，在實現上略有不同，因此，在使用具體的DBMS時，請查閱繫統提供的參考手冊。
3.1.2SQL的特點
SQL有許多優點，主要體現在以下4點。
1. 高度非過程化第3章關繫數據庫標準語言SQL

SQL(Structured Query Language)是關繫數據庫的標準語言，也稱結構化查詢語言。它是介於關繫組演算之間的一種語言。SQL是一種綜合性的數據庫語言，實現對數據的定義、操縱和控制等功能。本章將對SQL的語法規則進行詳細的介紹。
3.1SQL概述3.1.1SQL的發展自從1970年美國IBM研究中心的E.F.Codd提出關繫模型，並連續發表多篇論文以後，人們對關繫數據庫的研究日益深入。1972年，IBM公司開始研制實驗型關繫數據庫管理繫統SYSTEM R，並且為其配置了SQUARE(Specifying Queries As Relational Expression)查詢語言。1974年，Boyce和Chamberlin在此基礎上對其進行改進，將SQUARE語言改為SEQUEL(Structured English Query Language)，後來SEQUEL簡稱為SQL，即“結構式查詢語言”，並首先在IBM公司研制的關繫數據庫繫統System R上實現。
由於它具有功能豐富、使用方便靈活、語言簡潔、易學等突出優點，深受計算機工業界和計算機用戶的歡迎。各廠商紛紛開發基於SQL的商業應用產品，並將SQL作為關繫數據庫產品事實上的標準，如Oracle、DB2、Sybase等。1986年10月，經美國國家標準局(ANSI)的數據庫委員會X3H2批準，將SQL作為關繫數據庫語言的美國標準，同年公布了標準SQL。1987年6月，國際標準化組織(International Organization for Standardization，ISO)將其采納為國際標準。這兩個標準現在稱為“SQL 86”。ANSI在1989年10月頒布了增強完整性特征的SQL 89標準，1992年又公布了SQL 92標準，1999年發布了SQL 99，以後每隔幾年會推出一個新版本，目前近的版本是SQL 2016。
本章的論述主要遵循SQL 92標準，由於各數據庫廠商的SQL產品在支持標準SQL 92語法的同時，在功能上都做了相應的擴充，在實現上略有不同，因此，在使用具體的DBMS時，請查閱繫統提供的參考手冊。
3.1.2SQL的特點
SQL有許多優點，主要體現在以下4點。
1. 高度非過程化
“過程化”是指用戶不但要知道“做什麼”，還應該知道“怎樣做”。對於SQL，用戶隻需要提出“做什麼”，無須具體指明“怎麼做”。例如，存取路徑選擇、具體處理操作過程等均由繫統自動完成。這種特點使得用戶更能集中精力考慮要“做什麼”和所要得到的結果，大大提高了開發效率。
2. 功能完備並且一體化
數據庫的主要功能就是通過數據庫支持的數據語言來實現的。SQL不但具有數據定義功能、數據查詢、數據操作功能、數據控制功能，而且這些功能被集成到一個語言繫統中，隻要用SQL就可以實現數據庫生命周期中的全部活動。可見，SQL功能是完備的。
3. 統一的語法結構
SQL可用於所有用戶的模型，包括繫統管理員、數據庫管理員、應用程序員及終端用戶，這些用戶可以通過自含式語言和嵌入式語言兩種方式對數據庫進行訪問，這兩種方式使用統一的語法結構。
4. 語言簡潔，易學易用
盡管SQL的功能很強，但語言十分簡潔，SQL完成核心功能隻用了以下8個動詞。
數據查詢： SELECT(查詢)。
數據定義： CREATE(創建)，DROP(撤銷)。
數據操作： INSERT(插入)，UPDATE(修改)，DELETE(刪除)。
數據控制： GRANT(授權)，REVOKE(收權)。
3.1.3SQL體繫結構
SQL支持關繫數據庫體繫結構，即外模式、模式和內模式。利用SQL可以實現對三級模式的定義、修改和數據的操作功能，在此基礎上形成了SQL體繫結構，如圖31所示。
圖31SQL體繫結構
圖31中對應的幾個基本概念如下。
(1) SQL用戶。可以是應用程序，也可以是終端用戶。SQL語句可嵌入在宿主語言的程序中使用，也可以作為獨立的用戶接口，供交互環境下的終端用戶使用。
(2) 基本表，簡稱基表。它是數據庫中實際存在的表，在SQL中一個關繫對應於一個基本表。
(3) 視圖。SQL用視圖概念支持非標準的外模式概念。視圖是從一個或幾個基表導出的表，雖然它也是關繫形式，但它本身不實際存儲在數據庫中，隻存放對視圖的定義信息(沒有對應的數據)。因此，視圖是一個虛表(Virtual Table)或虛關繫，而基表是一種實關繫(Practical Relation)。
(4) 存儲文件。每個基表對應一個存儲文件，每個存儲文件都與外部存儲器上一個物理文件對應。一個基表還可以帶一個或幾個索引，存儲文件和索引一起構成了關繫數據庫的內模式。
由此可以看出，一個基本表可以存放在多個存儲文件中，一個存儲文件也可以存放多個基本表的數據；一個視圖可以來自多個基本表，一個基本表可以構造多個視圖；一個用戶可以查詢多個視圖，一個視圖也可以被多個用戶訪問。
3.2SQL的定義功能3.2.1基本表的定義1. 表結構的定義
建立數據庫重要的一步就是定義基本表的結構。SQL用於創建基本表的語法結構為： CREATE TABLE <表名>
(<列名> <數據類型> ［列級完整性約束條件］
［，<列名> <數據類型> ［列級完整性約束條件］ …］
［，<表級完整性約束條件>］；說明：
(1) 表名是所要定義的基本表的名字，表可以由一個或多個屬性(列)組成。
(2) 定義表的各個列時需要指明其數據類型及長度。表31列出了主要數據類型。表31SQL 92提供的主要數據類型類型數據類型舉例及縮寫說明BinaryBinaryLargeOBject(BLOB)這種數據類型以十六進制格式存儲二進制字符串的值BitStringBIT(n)
BIT VARYING(n)這兩種數據類型可以存儲二進制和十六進制數據，BIT數據類型長度固定，而BIT VARYING數據類型具有可變長度BooleanBOOLEAN這種數據類型存儲真、假值——true、false或unknownCharacterCHAR(n)
VARCHAR(n)
這兩種數據類型可以存儲適宜的字符集中的任意字符組合。VARCHAR數據類型允許字符長度變化，而CHAR數據類型隻能有固定的字符長度。VARCHAR數據類型自動刪除後繼的空格，而CHAR數據類型則添加空格達到指定長度NumericINTEGER
SMALLINT
DECIMAL(i,j)
FLOAT(p,s)
REAL
DOUBLE PRECISION這些數據類型存儲數據的準確值(整數或小數)或近似值(浮點數)續表
類型數據類型舉例及縮寫說明TemporalDATE
TIME
TIMESTAMP
INTERVAL這些數據類型處理時間的值。DATE 和TIME分別處理日期和時間。TIMESTAMP類型存儲著按機器當前運行時間計算出來的值。INTERVAL指定一個時間間隔，它是一個相對值，用於增加或減少一個日期、時間或時間戳類型數據的值
(3) 完整性約束條件。關繫完整性約束包括實體完整性、參照完整性和用戶定義完整性。這三種完整性約束條件都可以在表的定義中給出。其中，實體完整性定義表的主關鍵字(Primary Key)，參照完整性定義外關鍵字(Foreign Key)，用戶定義完整性根據具體應用對關繫模式提出要求，主要包括對數據類型、數據格式、取值範圍、空值約束等的定義。
完整性約束，又可分為列完組完整性和表級完整性三個級別。在關繫模式的定義中，常定義的是列完整性約束和表級完整性約束。用戶定義的完整性規則屬於列級完整性約束,而實體完整性和參照完整性都屬於表級完整性約束。
由於完整性約束條件也是關繫模式定義的一部分，所以下面給出部分完整性約束條件的定義方法。這些完整性約束條件被存入繫統的數據字典中，當用戶操作表中數據時由DBMS自動檢查該操作是否違背這些完整性約束條件。
【例31】建立一個“學生”表，它由學號、姓名、性別、出生年份、籍貫和所在學院6個列組成，其中，學號屬性不能為空，並且其值是的。CREATE TABLE 學生
( 學號 CHAR(8) NOTNULL UNIQUE，
姓名 CHAR(8)，
性別 CHAR(2)，
出生年份 SMALLINT，
籍貫 CHAR(8)，
學院 CHAR(15))；上述SQL語句執行後，將建立一個新的空“學生”表。其中，NOT NULL 和UNIQUE分別說明學號不能取空值和重復的值，該約束等同於主碼的約束。

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