數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用

前言

近年來，數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展迅速，已泛地應(yīng)用于我們生產(chǎn)與生活的各個領(lǐng)域，成為計算機(jī)科學(xué)的重要分支?？梢哉f，計算機(jī)應(yīng)用幾乎都與數(shù)據(jù)庫有關(guān)。本書全面介紹了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理、技術(shù)實現(xiàn)和基本應(yīng)用，編寫中力求內(nèi)容全面、概念清晰、語言流暢、圖文并茂、理論與實際相結(jié)合，相關(guān)章節(jié)還結(jié)合SOL Server2000數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行介紹，并盡力反映數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的最新研究成果，比如ADO、ADO.NET、Visual Studio.NET等技術(shù)。本教材的教學(xué)大約需要5l～68學(xué)時，其中理論講授安排39～57學(xué)時，實驗安排12～18學(xué)時。第1～5章及第7～9章為必修內(nèi)容；第6章、第12章為選修內(nèi)容。本書可作為普通高等院校、高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、成人高等院校計算機(jī)類及相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的選修課或輔修課教材，還可供計算機(jī)應(yīng)用人員及工程技術(shù)人員參考。本書第1及第5～7章由陸慧娟編寫，第2章由張建美老師編寫，第3、4章由劉建平老師編寫，第8章由李慧老師和黃長城老師合寫，第9章和第ll章由吳達(dá)勝老師編寫，第10章由黃長城老師編寫，第12章由關(guān)偉老師編寫。全書由陸慧娟統(tǒng)稿。在本書的編寫過程中，幾位編者得到了所在學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)和同事的支持，特別是得到了中國計量學(xué)院計算機(jī)系師生的幫助，在此對他們表示衷心的感謝。另外，編者參考了國內(nèi)外同行的研究成果和相關(guān)資料。在此，謹(jǐn)向本書參考文獻(xiàn)中列出的作者表示感謝！由于時間倉促，書中如有不當(dāng)之處，懇請讀者批評指正，并歡迎讀者將意見發(fā)至電子郵件地址hjlu8@cilu.edu.cn反饋給編者。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》以關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為核心，全面介紹了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理、技術(shù)實現(xiàn)及其應(yīng)用。全書共12章，內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論、關(guān)系模型、結(jié)構(gòu)化查詢語言、關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論、索引和哈希技術(shù)、數(shù)據(jù)庫文件存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)庫安全性與完整性、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的典型案例、SQL Sener數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，最后介紹了幾種新型的數(shù)據(jù)庫技術(shù)。《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》每章后均附有習(xí)題。書中所涉及的例子均以學(xué)生學(xué)習(xí)過程為主線，具有系統(tǒng)性和一致性，其程序代碼已經(jīng)過嚴(yán)格調(diào)試?！　　稊?shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》可作為普通高等院校計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的數(shù)據(jù)庫課程教材，也可作為自學(xué)計算機(jī)技術(shù)的參考書。

書籍目錄

第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.1 引言1.1.1 信息與數(shù)據(jù)1.1.2 數(shù)據(jù)處理1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的演變1.2.1 人工管理階段1.2.2 文件系統(tǒng)階段1.2.3 數(shù)據(jù)庫階段1.2.4 高級數(shù)據(jù)庫階段1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)1.3.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.3.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1 DBMS的主要功能1.4.2 DBMS的組成1.4.3 DBMS的數(shù)據(jù)存取過程1.5 數(shù)據(jù)模型1.5.1 數(shù)據(jù)模型的組成要素1.5.2 數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系1.5.3 數(shù)據(jù)模型的分類1.6 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展小結(jié)習(xí)題第2章 關(guān)系模型2.1 關(guān)系模型2.1.1 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.1.2 關(guān)系操作集合2.1.3 關(guān)系的三類完整性約束2.2 關(guān)系的形式化定義2.2.1 域2.2.2 笛卡兒積2.2.3 關(guān)系2.3 關(guān)系的性質(zhì)2.4 關(guān)系的碼2.4.1 候選碼與主碼2.4.2 主屬性與非碼屬性2.4.3 外部關(guān)鍵碼2.4.4 關(guān)系模型的完整性2.5 關(guān)系模式與關(guān)系數(shù)據(jù)庫2.5.1 關(guān)系模式2.5.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫2.6 關(guān)系代數(shù)2.6.1 關(guān)系代數(shù)的分類及其運算符2.6.2 傳統(tǒng)的集合運算2.6.3 專門的關(guān)系運算2.7 關(guān)系演算2.7.1 元組關(guān)系演算語言2.7.2 域關(guān)系演算語言2.8 關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化2.8.1 關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的等價變換規(guī)則2.8.2 關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化算法2.8.3 關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化策略小結(jié)習(xí)題第3章 結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL3.1 SQL的基本概念3.1.1 基本操作模式.數(shù)據(jù)類型和空值3.1.2 表達(dá)式與函數(shù)3.1.3 SQL命令和保留字3.2 SQL的數(shù)據(jù)定義功能3.2.1 基本表的定義.修改和刪除3.2.2 視圖3.2.3 索引3.3 SQL的數(shù)據(jù)操縱功能3.3.1 SQL查詢語句3.3.2 SQL更新語句3.3.3 視圖的查詢.更新3.3.4 關(guān)系操作符3.4 SQL的數(shù)據(jù)控制功能小結(jié)習(xí)題第4章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論4.1 問題的提出4.1.1 冗余量大4.1.2 插入異常4.1.3 刪除異常4.1.4 潛在的不一致性4.2 函數(shù)依賴性4.2.1 函數(shù)依賴4.2.2 函數(shù)依賴的蘊(yùn)涵性4.2.3 關(guān)鍵字4.3 關(guān)于函數(shù)依賴性的公理系統(tǒng)4.3.1 阿姆斯特朗公理4.3.2 阿姆斯特朗公理的完備性4.3.3 閉包的計算4.3.4 函數(shù)依賴集的等價.覆蓋和最小集4.4 關(guān)系模式的分解4.4.1 無損連接分解4.4.2 保持依賴的分解4.5 關(guān)系模式的規(guī)范化4.5.1 第一范式和第二范式4.5.2 第三范式4.5.3 BCNF范式4.5.4 BCNF范式的無損連接分解4.5.5 第三范式的保持依賴分解4.5.6 第三范式的無損連接且保持依賴的分解4.5.7 多值依賴和4NF小結(jié)習(xí)題第5章 數(shù)據(jù)庫文件存儲技術(shù)5.1 文件組織5.1.1 文件組織方式5.1.2 順序文件組織5.1.3 聚集文件組織5.2 索引技術(shù)5.2.1 基本概念5.2.2 線性索引5.2.3 B樹索引文件5.2.4 B+樹索引文件5.3 哈希技術(shù)5.3.1 基本概念5.3.2 哈希索引小結(jié)習(xí)題第6章 安全性與完整性6.1 數(shù)據(jù)庫的安全性6.1.1 數(shù)據(jù)庫安全性的含義6.1.2 安全性控制的一般方法6.2 完整性控制6.2.1 數(shù)據(jù)庫完整性的含義6.2.2 完整性規(guī)則的組成6.2.3 完整性約束條件的分類6.3 并發(fā)控制與封鎖6.3.1 數(shù)據(jù)庫并發(fā)性的含義6.3.2 事務(wù)6.3.3 并發(fā)控制的數(shù)據(jù)不一致性與加鎖6.4 數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)6.4.1 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的含義6.4.2 恢復(fù)的原理及其實現(xiàn)技術(shù)6.4.3 數(shù)據(jù)庫的故障和恢復(fù)策略小結(jié)習(xí)題第7章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的任務(wù).內(nèi)容和特點7.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法簡述7.1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟7.2 系統(tǒng)需求分析7.2.1 系統(tǒng)需求分析的任務(wù)7.2.2 系統(tǒng)需求分析的方法7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.3.1 概念模型的特點7.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟7.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部E-R模型設(shè)計7.3.4 視圖的集成7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4.1 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)和步驟7.4.2 E-R圖向數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換7.4.3 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化7.4.4 設(shè)計用戶子模式7.5 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計7.5.1 選擇存取方法7.5.2 確定數(shù)據(jù)庫的仔儲結(jié)構(gòu)7.5.3 評價物理結(jié)構(gòu)7.6 數(shù)據(jù)庫實施7.6.1 建立實際數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)7.6.2 裝入數(shù)據(jù)7.6.3 應(yīng)用程序編碼與調(diào)試7.6.4 數(shù)據(jù)庫試運行7.6.5 整理文檔7.7 數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù)7.7.1 維護(hù)數(shù)據(jù)庫的安全性與完整性7.7.2 監(jiān)測并改善數(shù)據(jù)庫性能7.7.3 重新組織和構(gòu)造數(shù)據(jù)庫小結(jié)習(xí)題第8章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的典型案例8.1 案例的系統(tǒng)需求簡介8.1.1 總體需求描述8.1.2 用戶總體業(yè)務(wù)構(gòu)造8.1.3 其他要求8.1.4 系統(tǒng)功能設(shè)想8.1.5 業(yè)務(wù)流程分析8.2 需求描述8.2.1 數(shù)據(jù)流圖8.2.2 數(shù)據(jù)字典8.3 概念設(shè)計8.3.1 實體8.3.2 系統(tǒng)局部E-R圖8.3.3 系統(tǒng)全局E-R圖8.4 邏輯設(shè)計8.4.1 E-R圖到關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換8.4.2 關(guān)系模式的規(guī)范及調(diào)整8.4.3 各個數(shù)據(jù)表的表結(jié)構(gòu)設(shè)計8.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計8.5.1 存儲介質(zhì)的選擇8.5.2 數(shù)據(jù)庫“學(xué)生選課”的存儲結(jié)構(gòu)設(shè)計8.5.3 各個數(shù)據(jù)表(視圖)的建立8.5.4 選擇存取方法8.5.5 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器性能優(yōu)化小結(jié)習(xí)題第9章 SQLServer數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)9.1 客戶朋艮務(wù)器體系結(jié)構(gòu)9.2 SQLServer2000應(yīng)用環(huán)境概述9.2.1 SQLServer2000軟件架構(gòu)9.2.2 SQLServer數(shù)據(jù)庫組成9.2.3 SQLServer工具9.3 Transact-SQL程序設(shè)計9.3.1 Transact-SQL的數(shù)據(jù)定義功能及實例9.3.2 Transact-SQL的數(shù)據(jù)操縱功能及實例9.3.3 注釋符與運算符9.3.4 變量9.3.5 流程控制語句9.3.6 常用命令9.3.7 函數(shù)9.4 存儲過程9.4.1 存儲過程的類型9.4.2 創(chuàng)建存儲過程9.4.3 執(zhí)行存儲過程9.4.4 存儲過程實例9.5 觸發(fā)器9.5.1 觸發(fā)器結(jié)構(gòu)9.5.2 創(chuàng)建觸發(fā)器9.5.3 觸發(fā)器實例小結(jié)習(xí)題第10章 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)10.1 概述10.2 C/S體系結(jié)構(gòu)10.2.1 傳統(tǒng)的二層C/S結(jié)構(gòu)10.2.2 二層C/S結(jié)構(gòu)的問題10.2.3 “瘦客戶機(jī)/胖服務(wù)器”模式10.2.4 三層及多層的C/S結(jié)構(gòu)10.2.5 N層體系結(jié)構(gòu)10.3 B/S結(jié)構(gòu)10.4 開放式數(shù)據(jù)庫開發(fā)10.4.1 ODBC10.4.2 基于ODBC接口的編程10.4.3 數(shù)據(jù)庫操作對象ADO10.5 ADO.NET技術(shù)10.5.1 ADO.NET的設(shè)計目標(biāo)10.5.2 ADO.NET模型構(gòu)造10.5.3.NETFramework數(shù)據(jù)提供程序10.5.4 DataSet10.5.5 基于VisualStudio.NET環(huán)境應(yīng)用程序示例小結(jié)習(xí)題第11章 Web數(shù)據(jù)庫及其開發(fā)技術(shù)11.1 Web數(shù)據(jù)庫概述11.2 ASP.NET概述11.2.1 ASP.NET初識11.2.2 ASP.NET的編程模型11.2.3 安裝和配置lis5.011.2.4 安裝.NETFramework11.2.5 選擇開發(fā)環(huán)境11.3 Web數(shù)據(jù)庫應(yīng)用實例11.3.1 DataGrid控件介紹11.3.2 DataGrid控件實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫記錄的分頁顯示11.3.3 DataGrid控件對記錄排序11.3.4 DataGrid控件定制列元素小結(jié)習(xí)題第12章 數(shù)據(jù)庫新技術(shù)12.1 概述12.2 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫技術(shù)12.2.1 面向?qū)ο蟮哪Ｐ偷暮诵母拍?2.2.2 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點12.2.3 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫語言12.2.4 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫研究內(nèi)容12.3 分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)12.3.1 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念12.3.2 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)12.3.3 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計12.3.4 分布式查詢12.3.5 分布式并發(fā)控制12.4 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)12.4.1 數(shù)據(jù)倉庫的概念12.4.2 數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)12.4.3 數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)12.4.4 數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)模型12.4.5 數(shù)據(jù)倉庫的設(shè)計和開發(fā)12.4.6 數(shù)據(jù)倉庫的解決方案及工具介紹12.4.7 數(shù)據(jù)倉庫的主要技術(shù)12.5 其他新型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)12.5.1 知識庫12.5.2 模糊數(shù)據(jù)庫與演繹數(shù)據(jù)庫12.5.3 主動數(shù)據(jù)庫12.5.4 移動數(shù)據(jù)庫12.5.5 統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫小結(jié)習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（distributed database system，DDBS）是在集中式數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點如下。1）數(shù)據(jù)是分布的。2）數(shù)據(jù)是邏輯相關(guān)的。3）結(jié)點具有自治性。2.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（object-oriented dataBase system，OODBS）是將面向?qū)ο蟮哪Ｐ汀⒎椒ê蜋C(jī)制，與先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)有機(jī)地結(jié)合而形成的新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。它從關(guān)系模型中脫離出來，強(qiáng)調(diào)在數(shù)據(jù)庫框架中的發(fā)展類型、數(shù)據(jù)抽象、繼承和持久性；它的基本設(shè)計思想是，一方面把面向?qū)ο笳Z言向數(shù)據(jù)庫方向擴(kuò)展，使應(yīng)用程序能夠存取并處理對象；另一方面擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，使其具有面向?qū)ο蟮奶卣?，提供一種綜合的語義數(shù)據(jù)建模概念集，以便對復(fù)雜應(yīng)用中的實體和聯(lián)系建模。3.多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（multi－media dataBase system，MDBS）是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。其主要特點是：1）數(shù)據(jù)量大。2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜。3）時序性。4）數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性。從實際應(yīng)用的角度考慮，多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（MDBMS）應(yīng)具有如下基本功能：1）能夠有效地表示多媒體數(shù)據(jù)，對不同媒體類型的數(shù)據(jù)，如文本、圖形、圖像、聲音等能夠按應(yīng)用的不同，采用不同的表示方法。2）能夠處理各種媒體數(shù)據(jù)，正確識別和表現(xiàn)各種媒體數(shù)據(jù)的特征、各種媒體間的空間或時間的關(guān)聯(lián)。3）能夠像對其他格式化數(shù)據(jù)一樣對多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。4）具有開放功能，提供多媒體數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序接口。4.數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫可以提供對企業(yè)數(shù)據(jù)方便訪問和具有強(qiáng)大分析能力的工具，從企業(yè)數(shù)據(jù)中獲得有價值的信息，發(fā)掘企業(yè)的競爭優(yōu)勢，提高企業(yè)的運營效率和指導(dǎo)企業(yè)決策。數(shù)據(jù)倉庫作為決策支持系統(tǒng)（decision support system，DSS）的有效解決方案，涉及三方面的技術(shù)內(nèi)容：數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、聯(lián)機(jī)分析處理（on-line analysis processing，OLAP）技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘（data mining，DM）技術(shù)。人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的比較如表1.1所示。

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《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》可作為普通高等院校、高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、成人高等院校計算機(jī)類及相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的選修課或輔修課教材，還可供計算機(jī)應(yīng)用人員及工程技術(shù)人員參考。

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