第1章數據庫繫統基礎1
1.1數據庫繫統的概念、特點和發展1
1.1.1數據庫繫統的相關概念1
1.1.2數據庫繫統的特點、內容和應用4
1.1.3數據庫繫統的發展及趨勢5
1.2數據模型及特點10
1.2.1數據模型的概念和類型10
1.2.2概念模型相關概念及表示12
1.2.3邏輯模型的概念及特點16
1.3數據庫繫統的組成和結構21
1.3.1數據庫繫統的組成21
1.3.2數據庫繫統結構的種類22
1.4數據庫繫統的模式結構24
1.4.1數據庫繫統的三級模式結構25
1.4.2數據庫繫統的二級映像26
1.5數據庫管理繫統的組成及功能27
1.5.1數據庫管理繫統的模塊組成27
1.5.2數據庫管理繫統的主要功能和機制27
1.5.3數據庫管理繫統的工作模式28
1.6實驗概念模型的畫法及應用30
1.6.1實驗目的30
1.6.2實驗內容及步驟30
1.6.3實驗應用練習32
本章小結34
練習與實踐34
第2章關繫數據庫基礎37
2.1關繫模型的概念和轉換37◆數據庫原理及應用與實踐(第4版)——基於SQL Server 2019目錄2.1.1關繫模型的基本概念37
2.1.2關繫的類型和性質39
2.1.3關繫模式的表示40
2.1.4由ER圖向關繫模型的轉換40
2.2關繫模型的完整性43
2.2.1實體完整性43
2.2.2參照完整性43
2.2.3域完整性44
2.2.4用戶定義完整性44
2.3常用的關繫運算44
2.3.1關繫運算的種類和運算符44
2.3.2傳統的關繫運算45
2.3.3專門的關繫運算47
2.4關繫演算與查詢優化52
2.4.1關繫演算相關概念和表示53
2.4.2查詢優化常用規則及算法54
2.5常量、變量、函數和表達式57
2.5.1標識符及其使用規則57
2.5.2常用的數據類型58
2.5.3常量和變量及其用法58
2.5.4常用函數及其用法61
2.5.5常用運算符及其用法68
2.5.6常用表達式及其用法70
2.6實驗常量、變量、函數和表達式的應用71
2.6.1實驗目的71
2.6.2實驗內容72
2.6.3實驗步驟72
本章小結74
練習與實踐74
第3章SQL Server 2019基礎79
3.1SQL Server的概念和發展79
3.1.1SQL Server的概念及發展概況80
3.1.2SQL Server版本及優點80
3.2SQL Server 2019的新增功能及版本82
3.2.1SQL Server 2019的新增功能82
3.2.2SQL Server 2019版本及對應功能83
3.3SQL Server 2019體繫結構和文件84
3.3.1SQL Server 2019的體繫結構概述84
3.3.2SQL Server數據庫的種類及文件89
3.4數據庫語句使用規則和特點93
3.4.1數據庫語句的種類及特點93
3.4.2數據庫語法規則及注釋語句94
3.5實驗SQL Server 2019安裝及操作界面95
3.5.1實驗目的96
3.5.2實驗要求及安排96
3.5.3實驗內容及步驟96
3.5.4上機練習： 分離及附加數據庫101
本章小結102
練習與實踐102
第4章數據庫、表和數據操作104
4.1數據庫的基本操作104
4.1.1數據庫的創建104
4.1.2數據庫的打開、切換和關閉106
4.1.3數據庫修改的方法107
4.1.4數據庫刪除操作108
4.2常用的表操作110
4.2.1數據表的建立110
4.2.2數據表的修改和刪除113
4.3數據查詢常用操作114
4.3.1數據查詢語句及用法115
4.3.2條件查詢和模糊查詢116
4.3.3數據排序查詢、連接查詢和嵌套查詢120
4.4數據更新常用方法123
4.4.1數據插入的操作123
4.4.2數據修改的方法124
4.4.3數據刪除的方法125
4.5實驗常用數據庫、表及數據操作126
4.5.1實驗目的126
4.5.2實驗內容126
4.5.3實驗步驟126
本章小結133
練習與實踐133
第5章索引及視圖136
5.1索引基本知識136
5.1.1索引的概念、特點及類型137
5.1.2索引的結構與原理139
5.1.3創建索引的策略141
5.2常用的索引操作142
5.2.1索引的創建及使用142
5.2.2索引的更新與刪除145
5.3視圖基本知識146
5.3.1視圖的概念及作用146
5.3.2視圖的種類148
5.4視圖基本操作148
5.4.1視圖的策劃和創建148
5.4.2視圖重命名、修改及刪除150
5.4.3查詢視圖及有關信息151
5.4.4更新視圖154
5.5實驗索引及視圖操作155
5.5.1實驗目的155
5.5.2實驗內容及步驟156
5.5.3實驗練習160
本章小結161
練習與實踐161
第6章存儲過程及觸發器164
6.1存儲過程概述164
6.1.1存儲過程的基本概念164
6.1.2存儲過程的特點和類型165
6.2存儲過程的常用操作166
6.2.1創建存儲過程166
6.2.2創建參數化存儲過程171
6.2.3查看及修改存儲過程173
6.2.4重命名或刪除存儲過程177
6.3觸發器的應用181
6.3.1觸發器概述181
6.3.2創建觸發器181
6.3.3修改與管理觸發器184
6.3.4觸發器的工作方式187
6.4實驗存儲過程及觸發器應用188
6.4.1執行帶回傳參數的存儲過程188
6.4.2使用觸發器向數據庫的表中添加數據189
本章小結190
練習與實踐190
第7章TSQL應用編程194
7.1TSQL基礎概述194
7.1.1TSQL的概念、特點和功能194
7.1.2TSQL的類型和執行方式196
7.2批處理、腳本和事務198
7.2.1批處理概述198
7.2.2腳本及事務201
7.3流程控制結構204
7.3.1順序結構204
7.3.2選擇結構207
7.3.3循環結構209
7.3.4其他語句211
7.4嵌入式SQL概述212
7.4.1嵌入式SQL的概念212
7.4.2嵌入式SQL語法規定及用法213
7.5實驗TSQL應用編程215
7.5.1實驗目的215
7.5.2實驗內容及步驟215
7.5.3實驗練習216
本章小結217
練習與實踐217
第8章數據庫繫統安全221
8.1數據庫繫統安全基礎221
8.1.1數據庫繫統安全的相關概念221
8.1.2數據庫繫統安全風險分析222
8.1.3數據庫繫統安全的內容及體繫 223
8.1.4數據庫繫統安全措施和目標224
8.2數據庫繫統安全技術和機制227
8.2.1數據庫繫統安全常用技術227
8.2.2數據庫繫統的安全策略和機制228
8.3身份驗證和訪問控制229
8.3.1身份驗證及權限管理229
8.3.2數據庫繫統安全訪問控制230
8.3.3用戶與角色安全管理231
8.4數據備份及恢復233
8.4.1數據備份內容及方法233
8.4.2數據恢復及應用235
8.5並發控制和封鎖技術239
8.5.1事務及其基本特性239
8.5.2並發控制的概念及處理問題240
8.5.3常用的封鎖技術241
8.5.4並發操作的調度242
8.6實驗數據備份及恢復操作243
8.6.1實驗目的243
8.6.2實驗內容及步驟244
本章小結248
練習與實踐248
第9章關繫數據庫的規範化251
9.1數據庫的規範化問題251
9.1.1規範化理論的研究內容251
9.1.2關繫模式的異常問題252
9.2函數依賴概述254
9.2.1函數依賴的相關概念254
9.2.2函數依賴的邏輯蘊涵254
9.2.3函數依賴的推理規則255
9.2.4屬性集的閉包及算法256
9.2.5候選鍵的求解和算法257
9.2.6函數依賴推理規則的完備性258
9.2.7小函數依賴集259
9.3關繫模式的分解260
9.3.1關繫模式分解問題260
9.3.2無損分解及測試方法261
9.3.3保持函數依賴的分解263
9.4關繫模式的範式及規範化264
9.4.1關繫模式的範式264
9.4.2關繫模式的規範化271
本章小結272
練習與實踐273
第10章數據庫繫統設計275
10.1數據庫繫統設計基礎275
10.1.1數據庫繫統設計的概念、任務和特點275
10.1.2數據庫繫統設計常用方法276
10.1.3數據庫繫統開發設計的過程278
10.2數據庫應用繫統開發280
10.2.1數據庫繫統需求分析280
10.2.2概念結構設計283
10.2.3邏輯結構設計290
10.2.4物理結構設計295
10.2.5數據庫繫統行為設計296
10.2.6數據庫繫統的實現298
10.2.7數據庫繫統運行和維護299
10.3數據庫繫統設計文檔300
10.4數據庫應用繫統設計案例302
10.4.1引言302
10.4.2繫統需求分析302
10.4.3概念結構設計303
10.4.4邏輯結構設計304
10.4.5物理結構設計304
10.4.6數據庫繫統實施運行和維護304
10.5實驗數據庫應用繫統設計306
10.5.1實驗目的306
10.5.2實驗內容及步驟306
本章小結307
練習與實踐307
第11章數據庫新技術310
11.1雲數據庫及分布式數據庫310
11.1.1雲數據庫的發展及趨勢310
11.1.2分布式數據庫的發展及趨勢313
11.1.3雲數據庫與傳統的分布式數據庫314
11.2大數據及主動數據庫315
11.2.1大數據概述315
11.2.2主動數據庫概述318
11.3數據倉庫與數據挖掘321
11.3.1數據倉庫概述321
11.3.2數據挖掘概述324
11.3.3數據倉庫與數據挖掘的區別327
11.4數據庫其他新技術327
11.4.1其他數據庫新技術概述328
11.4.2空間數據庫328
11.4.3多媒體數據庫330
11.4.4面向對像數據庫330
11.4.5移動數據庫331
11.4.6並行數據庫332
11.4.7工程數據庫332
11.4.8其他數據庫333
11.5數據庫新技術應用發展趨勢333
11.5.1數據庫新技術發展的主流趨勢334
11.5.2數據庫新技術發展的特征335
11.6實驗分布式數據庫應用338
11.6.1MongoDB的概述338
11.6.2關繫數據庫與MongoDB的對比338
11.6.3MongoDB數據存儲格式339
11.6.4MongoDB的設計目標341
本章小結341
附錄練習與實踐部分參考答案343
參考文獻349

進入21世紀現代信息化社會，信息技術（Information Technology,IT）的快速發展極大地促進了數據庫技術的廣泛應用。物資、信息（數據）、能源已經成為人類社會賴以生存與發展的重要保障，信息無處不在、數據無處不用已經成為共識。數據庫技術是計算機技術中發展快、應用廣的一門技術，已經成為信息化建設、數據資源共享及各類應用繫統的核心技術和重要基礎。
數據庫技術是數據處理的高新技術，是計算機科學的重要分支，同計算機網絡、人工智能一起稱為計算機技術界的三大熱門技術，是現代化數據處理的重要工具。各行各業的數據資源及業務處理已經得到廣泛應用，數據庫技術及應用已經遍布全球各領域和各層面，網上業務數據資源共享和處理及購物、網上銀行、業務應用與服務繫統、管理信息繫統、企業資源計劃、決策支持繫統、商務智能與數據分析、雲計算及大數據應用等，都離不開數據庫技術強有力的支持。數據庫技術已經納入各國優先發展戰略，具有廣闊的發展前景。
本書作者長期從事數據庫技術、方法和應用等方面的教學與研發工作，積累了豐富的寶貴經驗、科研成果和資源。本書是“十三五”國家重點出版物出版規劃項目、上海市高校精品課程“數據庫原理及應用”特色教材，是在第3版的基礎上，經過新知識體繫結構、新內容、新技術、新方法、新應用和立體化豐富資源等方面的優化、整合、修改和完善後的新教材，特別注重實用性、實踐性特色和新技術、新應用、新案例、新成果，同時吸收借鋻了國內外的一些新經驗和標準規範。
本書共11章，重點結合的SQL Server 2019，介紹數據庫的基本原理、新技術、新方法和新應用。主要內容包括數據庫繫統基礎，關繫數據庫基礎，SQL Server 2019基礎，新功能特點、常用的數據庫、表和數據操作，索引及視圖，存儲過程及觸發器，TSQL編程，數據庫繫統安全、關繫數據庫的規範化、數據庫繫統設計、數據庫新技術、同步實驗和典型案例等。書中帶*部分為選學內容。
本書的主要特點體現在4方面。
（1） 精品教材，突出新技術和新應用。本書由“十三五”國家重點出版物出版規劃項目暨上海市普通高校優秀教材獎獲得者主編、上海市普通高校精品課程特色教材，主要體現“教、學、練、做、用”一體化，突出實用、新穎等操作，實用性強。旨在重點介紹數據庫的新成果、新知識、新技術、新方法和新應用。
（2） 內容先進，結構新穎。吸收了國內外大量的新知識、新技術和新方法。注重科學性、先進性、操作性。圖文並茂、學以致用。每章配有教學目標、典型案例、特別理解、知識拓展、討論思考（各節要點小結）、同步實驗、本章小結和練習與實踐等。
（3） 注重實用、特色和規範。堅持實用、特色、規範的原則，突出實用及素質能力培養,增加大量案例和同步實驗，內容安排上將理論知識與實際應用和操作實驗有機結合。
（4） 資源配套，便於教學。通過清華大學出版社網站提供上海市高校精品課程“數據庫原理及應用”豐富資源，包括教學大綱、課件、教案、實驗指導、示例數據庫、程序代碼、復習和試卷資料等，並配有輔助教材《數據庫原理及應用學習與實踐指導》（上海市高校精品課程配套教材），學習要點、詳盡實驗及課程設計指導、習題與實踐練習、自測試卷和答案等豐富資源。
本書由 “十三五”國家重點出版物出版規劃項目暨上海市普通高校優秀教材獎獲得者、上海市普通高校精品課程“數據庫原理及應用” 負責人賈鐵軍任主編、統稿並編寫第1、2、8、10章，曹銳副教授（太原理工大學）任主編並編寫第7章，劉建準教授（天津工業大學）任副主編並編寫第9章，鄧紅霞副教授（太原理工大學）任副主編並編寫第11章，降愛蓮副教授（太原理工大學）任副主編並編寫第5章，宋曉濤（太原理工大學）任副主編並編寫第4章，嶽付強（西昌學院）任副主編並編寫第3、6章，王堅副教授（遼寧對外經貿學院）參加了編寫方案的討論、審校和課件等工作，並對全書的文字、圖表進行校對編排及資料查閱等。
非常感謝清華大學出版社計算機與信息分社為本書的出版提供了很多重要幫助和指導意見,並提出重要修改意見和建議。同時也非常感謝在本書編寫過程中給予大力支持和幫助的院校及各界同仁。對編寫過程中參閱的大量重要文獻資料難以完全準確注明，在此深表謝意！
由於數據庫內容龐雜，技術更新迅速，時間倉促，書中難免存在疏漏之處，歡迎各位專家和讀者提出寶貴意見和建議。

編者2021年5月