数据库原理及应用

1．注意学科体系完整，兼顾考研学生需要

2．采用“任务驱动”编写方式，引入案例和启发式教学方法

3．强调理论与实践相结合，注意培养专业技能。

数据库技术是当前计算机领域中应用最广泛、发展最快的技术之一，自20世纪60年代末发展到今天已经成为计算机信息系统与应用系统的核心技术和重要基础。由于数据库系统在社会各行各业的广泛应用，数据库课程已成为计算机及其相关专业的必修课程。

随着计算机技术的飞速发展及其应用领域的不断扩大，特别是计算机网络和国际互联网的发展，数据库技术也在飞速发展，目前已经形成以数据建模和DBMS核心技术为主，具有相当规模理论体系和实用技术的一门学科，成为计算机软件领域的一个重要分支。数据库系统从早期的层次数据库系统和网状数据库系统，发展到现在应用最为广泛的关系数据库系统。目前进一步发展的热点问题是新型数据库系统及相应的新原理、新技术和新方法。

本书详细介绍数据库系统的基本概念、原理、方法和应用技术，它是作者在多年数据库课程教学和科研实践的基础上完成的。作者长期在教学第一线工作，教学经验丰富，对数据库的内容把握准确，多年来一直从事数据库的设计、开发和研究工作，具有丰富的项目开发和数据库应用的实践经验。本书在编写过程中，把作者多年来从事有关数据库的教学体会和在科研实践中总结出来的数据库实用技术以案例驱动的形式介绍给读者，以实例“图书管理系统”贯穿始终，除在书中给出系统的主要代码外，在中国水利水电出版社的网站上还给出了系统实现的完整代码，供读者下载参考，目的是让读者真正掌握数据库系统的基本理论和基本技术，提高数据库系统的开发能力和应用水平。本书还介绍了数据库的最新研究发展和最新技术，以了解其飞速发展的状况。

全书共分11章。第1章主要介绍数据库系统的重要概念，数据库系统体系结构和数据模型；第2、3、4章介绍关系数据库，包括关系模型的基本概念，即关系模型的数据结构、数据操作和关系的完整性，关系数据库标准语言SQL，关系数据库的规范化理论等；第5章介绍数据库应用系统设计的方法和技术；第6、7章介绍数据库的安全与保护，包括数据库的安全性、完整性、并发控制和数据库恢复；第8章介绍数据库技术的最新发展动态；第9、10章介绍SQL Server 2005数据库管理系统的结构和应用；第11章通过数据库应用系统开发的综合实例介绍了数据库应用技术。每章后面均配有习题，以加强对数据库系统概念、方法的理解和掌握。

本书力图全面、系统、深入地介绍数据库及其应用的相关知识，主要体现在以下几个方面：

（1）体系完整，内容全面。本书内容全面，突出知识体系的完整性，并用通俗易懂的语言讲述抽象的理论，精心选取常见示例帮助读者理解相关理论概念。

（2）图文并茂，示例丰富。本书图文并茂，各个操作讲解详尽，并用一个真实项目示例贯穿全书。另外，全部数据库访问方法都有可执行的程序示例。

（3）循序渐进、深入浅出。本书内容讲解循序渐进，深入浅出，概念清晰，条理性强，符合读者学习数据库课程的认识规律。

（4）理论与技术联系密切。全书围绕数据库系统的基本原理与应用技术两个核心点展开。叙述基础理论时深入浅出、易懂易学；介绍应用技术时详尽周密、图文并茂。理论与技术的密切结合是本书的一大特色。

数据库课程是一门实践性很强的课程，必须配合一定数量的上机实验。与本书配套的多媒体教学课件、实验指导、综合应用源代码以及实例数据库均可从中国水利水电出版网站和万水书苑下载，网址为http://www.waterpub.com.cn/softdown/和http://www.wsbookshow.com。所有源代码都经过精心调试且全部测试通过，能够正常运行。

本书可作为计算机及其相关专业的数据库课程教材，同时也可供参加自学考试人员、数据库应用系统开发设计人员、工程技术人员及其他相关人员学习和参考。

本书由石玉强、闫大顺任主编，负责全书内容的取材和组织，赵爱芹、罗慧慧任副主编。具体分工为：石玉强编写第1、8章，闫大顺编写第9、11章，赵爱芹编写第2、3、7章，罗慧慧编写第4、5、6章，冯大春编写第10章。另外，参加本书编写工作的还有吴家培、刘磊安、曾宪贵、贺超波、李晟、黄洪波、郑建华、王潇、王杰、高杨等。

由于时间仓促，书中难免存在错误和不足之处，欢迎广大读者和同行批评指正。作者联系方式：yuqiangshi@163.com。

编 者

2009年5月

序
前言

第1章 绪论 1
1.1 数据库系统概述 1
1.1.1 数据与信息 1
1.1.2 数据管理技术的产生与发展 2
1.1.3 数据库 5
1.1.4 数据库管理系统 5
1.1.5 数据库系统 8
1.1.6 数据库系统的特点 9
1.1.7 数据库应用系统 11
1.2 数据模型 11
1.2.1 数据模型概述 11
1.2.2 数据模型基本要素 12
1.2.3 概念模型 12
1.2.4 常用数据模型 18
1.3 数据库系统体系结构 25
1.3.1 数据库系统的三级模式结构 26
1.3.2 数据库的两级映像与数据独立性 27
1.3.3 用户通过DBMS访问数据库的过程 29
1.4 数据库技术的新发展 30
本章小结 32
习题一 32
第2章 关系数据库 34
2.1 关系 34
2.1.1 关系定义 34
2.1.2 码的定义 37
2.1.3 关系数据库 38
2.1.4 关系操作 39
2.1.5 关系完整性约束 40
2.2 关系代数 41
2.2.1 传统的集合运算 42
2.2.2 专门的关系运算 44
2.2.3 关系代数综合举例 50
2.3 查询优化 50
2.3.1 查询优化的组织 51
2.3.2 查询优化的策略和算法 52
*2.4 关系演算 55
2.4.1 元组关系演算 56
2.4.2 域关系演算语言 57
2.4.3 关系运算的等价性 58
本章小结 58
习题二 59
第3章 关系数据库标准语言SQL 63
3.1 SQL概述 63
3.1.1 SQL的发展 63
3.1.2 SQL的特点 64
3.1.3 SQL体系结构 65
3.2 数据定义 65
3.2.1 创建、修改和删除基本表 66
3.2.2 创建和删除索引 69
3.3 数据查询 70
3.3.1 单表查询 72
3.3.2 连接查询 78
3.3.3 嵌套查询 83
3.4 数据更新 89
3.4.1 插入数据 89
3.4.2 修改数据 91
3.4.3 删除数据 91
3.5 视图 92
3.5.1 定义视图 93
3.5.2 查询视图 93
3.5.3 更新视图 94
3.5.4 撤消视图 95
3.5.5 视图的作用 95
3.6 数据控制 96
3.6.1 授予权限 96
3.6.2 回收权限 96
3.7 不完善的SQL 96
本章小结 97
习题三 98
第4章 关系规范化理论 101
4.1 问题的提出 101
4.2 规范化理论 103
4.2.1 函数依赖 103
4.2.2 码的形式化定义 105
4.2.3 范式 106
4.2.4 数据依赖的公理系统 112
4.3 关系模式的分解 116
4.3.1 模式分解等价性的三个判定准则 116
4.3.2 分解的无损连接性和函数依赖
保持性 117
4.3.3 模式分解的算法 120
本章小结 122
习题四 122
第5章 数据库设计 124
5.1 数据库设计概述 124
5.1.1 数据库设计的内容 124
5.1.2 数据库设计的目标 125
5.1.3 数据库设计的基本步骤 126
5.2 需求分析 127
5.2.1 需求分析的任务 127
5.2.2 需求分析的方法和步骤 128
5.2.3 数据流图 128
5.2.4 数据字典 133
5.3 概念结构设计 134
5.3.1 概念结构的特点和设计方法 134
5.3.2 数据抽象和局部视图设计 135
5.3.3 全局视图设计 138
5.4 逻辑结构设计 140
5.4.1 逻辑结构设计的步骤 140
5.4.2 E-R图向关系模型的转换 140
5.4.3 逻辑结构的优化 141
5.4.4 设计用户子模式 141
5.5 物理结构设计 142
5.5.1 存取方式的选择 142
5.5.2 存储结构的确定 143
5.6 数据库实施、运行和维护 143
本章小结 145
习题五 145
第6章 数据库安全和完整性 147
6.1 概述 147
6.2 数据库的安全 147
6.2.1 用户标识与鉴别 148
6.2.2 存取控制 148
6.2.3 视图 152
6.2.4 数据加密 152
6.2.5 跟踪审计 152
6.2.6 统计数据库的安全 153
6.3 数据库的完整性约束 153
6.3.1 完整性语义约束 154
6.3.2 完整性语义检查 155
6.4 SQL的完整性控制 156
6.4.1 域完整性 156
6.4.2 实体完整性 160
6.4.3 参照完整性 160
本章小结 163
习题六 163
第7章 数据库系统的恢复和并发控制技术 165
7.1 事务的基本概念和特性 165
7.1.1 事务的基本概念 165
7.1.2 事务的ACID特性 166
7.2 数据库恢复 166
7.2.1 故障的种类 167
7.2.2 数据库恢复技术 168
7.2.3 恢复策略 170
7.3 并发控制 172
7.3.1 并发操作引发的问题 172
7.3.2 调度的可串行性 174
7.4 基于封锁的并发控制技术 174
7.4.1 封锁 175
7.4.2 封锁协议 176
7.4.3 两段锁协议 178
7.5 死锁 180
7.5.1 死锁预防 180
7.5.2 死锁的检测和处理 181
7.5.3 饥饿 181
本章小结 182
习题七 182
第8章 数据库技术发展动态 184
8.1 面向对象数据库系统 184
8.1.1 面向对象数据库系统的基本概念 184
8.1.2 面向对象数据库系统的特征 185
8.1.3 面向对象数据库系统的查询 185
8.1.4 面向对象数据库系统的并发控制 186
8.1.5 面向对象数据库管理系统
OODBMS 187
8.2 分布式数据库系统 187
8.2.1 分布式数据库及其分类 188
8.2.2 分布式数据库的分级结构 188
8.2.3 数据分布 190
8.3 并行数据库系统 191
8.3.1 并行结构模型 191
8.3.2 数据分置与数据偏斜 192
8.4 其他数据库 193
8.4.1 模糊数据库 193
8.4.2 模糊演绎数据库 194
8.4.3 空间数据库 194
8.4.4 统计与科学数据库 194
8.4.5 时态和历史数据库 195
8.4.6 实时数据库 195
8.4.7 主存数据库 195
8.4.8 移动数据库 196
8.4.9 多媒体数据库 196
8.4.10 主动数据库 197
8.4.11 工程数据库 198
8.5 数据仓库 198
8.5.1 什么是数据仓库 198
8.5.2 数据仓库的体系结构 199
8.5.3 数据仓库系统的三个工具层 200
8.5.4 数据仓库的关键技术 200
本章小结 201
习题八 202
第9章 SQL Server 2005概述 203
9.1 SQL Server 2005简介 203
9.1.1 SQL Server 2005的发展历程 203
9.1.2 SQL Server 2005的架构 204
9.1.3 SQL Server 2005的版本 206
9.1.4 SQL Server 2005的特性 207
9.2 SQL Server 2005安装 209
9.2.1 SQL Server 2005的软硬件环境 210
9.2.2 安装SQL Server 2005的安全注
意事项 213
9.2.3 安装 SQL Server 2005的方式 214
9.2.4 以安装向导方式安装 SQL Server
2005 214
9.2.5 以命令行方式安装SQL Server
2005 220
9.2.6 以升级方式安装SQL Server 2005 220
9.2.7 确定是否已经安装了SQL Server
2005 223
9.3 SQL Server 2005管理工具 223
9.3.1 SQL Server Management Studio 224
9.3.2 配置 SQL Server 2005 227
9.3.3 报表服务配置 231
9.3.4 SQL Server Profiler 232
9.3.5 数据库引擎优化顾问 233
9.3.6 命令提示实用工具 233
9.3.7 商业智能开发工具 234
9.4 SQL Server 2005对象 235
9.4.1 数据库对象 235
9.4.2 数据表类对象 237
9.4.3 数据库关系图对象 238
9.4.4 视图类对象 238
9.4.5 同义词对象 239
9.4.6 可编程性类对象 239
9.4.7 存储类对象 240
9.4.8 安全类对象 240
本章小结 241
习题九 242
第10章 SQL Server 2005数据库系统开发 243
10.1 数据库系统开发模式 243
10.1.1 数据库系统结构 243
10.1.2 客户机/服务器模式 245
10.1.3 浏览器/服务器模式 247
10.2 ASP.NET基础 252
10.2.1 ASP.NET 252
10.2.2 .NET框架 254
10.2.3 ASP.NET应用程序的组成 256
10.2.4 ADO.NET模型 258
10.2.5 数据Web控件 263
10.2.6 常用控件 264
10.3 配置ASP.NET开发环境 265
10.3.1 安装IIS 266
10.3.2 配置IIS 266
10.3.3 安装Visual Studio 2005 267
本章小结 271
习题十 271
第11章 基于ASP.NET的图书管理系统 272
11.1 创建SQL Server 2005数据库 272
11.1.1 创建数据库 272
11.1.2 创建数据表 275
11.1.3 创建存储过程 279
11.2 创建图书管理系统网站 281
11.2.1 IIS服务器创建网站 281
11.2.2 用Visual Studio 2005来创建
一个网站 283
11.3 公用模块编写 284
11.3.1 数据库连接编写 284
11.3.2 数据库操作DataBase类 284
11.3.3 图书信息Book类 285
11.3.4 借还Borrow类 286
11.3.5 用户信息Users类 287
11.4 登录模块 287
11.4.1 登录模块界面 287
11.4.2 登录模块设计 288
11.4.3 页面框架设计 289
11.5 系统管理员管理 289
11.5.1 系统管理员管理平台界面 289
11.5.2 用户管理 290
11.5.3 图书管理 294
11.5.4 图书类别管理 298
11.5.5 出版社管理 299
11.6 图书管理员管理 299
11.6.1 图书管理员管理平台界面 299
11.6.2 管理员信息 300
11.6.3 借还图书管理 301
11.7 读者管理 305
11.7.1 读者管理平台界面 305
11.7.2 读者信息 306
11.7.3 借阅信息管理 307
本章小结 311
习题十一 311
参考文献 312

1. MySQL数据库项目式教程 [陈亚峰]
2. 数据库技术与应用实践教程（SQL Server 2019） [主 编 严晖 周肆清]
3. 数据库技术与应用（SQL Server 2019） [主编 严晖 刘卫国]
4. 数据库原理及应用SQL Server 2014（微课版） [主 编 赵德福]
5. MySQL数据库项目化教程（第二版） [主编　郑小蓉]
6. 数据库原理及应用（MySQL版） [瞿英　裴祥喜　王玉恒]
7. 数据库技术与应用（SQL Server 2019） [主 编 沙有闯]
8. 数据库系统工程师真题精析与命题密卷 [钟志宏]
9. 数据库原理与应用——基于SQL Server 2016 [主编 彭浩 黄胜 邹竞]
10. 数据库系统工程师5天修炼 [钟志宏]
11. Access数据库基础教程实验指导与习题集 [主 编 饶拱维 杨贵茂 吴华光]
12. Access 数据库基础教程 [主编 饶拱维 杨贵茂 郭其标]
13. MySQL数据库项目化教程 [主编　郑小蓉　段萍]
14. C#数据库编程技术 [主编　顾家铭]
15. 数据库原理及应用（MySQL版） [主编 高亮 韩玉民]
16. 数据库原理 [主编 杨俊杰 张玮]
17. 数据库原理与技术（第三版）实验指导 [程传庆]
18. 数据库技术与应用（SQL Server 2008版）（第二版） [主编 严晖 王小玲]
19. 数据库技术与应用实践教程（SQL Server 2008）（第二版） [主编 严晖 周肆清]
20. 数据库原理与SQL语言 [主编　余恒芳　汪晓青]
21. 数据库原理与技术（第三版） [程传慧]
22. MySQL数据库开发实战 [肖睿　訾永所　侯小毛]
23. Access 2010数据库应用教程（第二版） [主编 李亚]
24. Access 2010数据库实用教程 [主编 张明 宣继涛]
25. 数据库应用 [主编　肖睿　于继武]
26. 数据库原理及应用——SQL Server 2012 [主编 赖玲 李祥琴 胡秀]
27. 数据库原理及应用上机指导与习题解答——SQL Server 2012 [主编 王娅纷 赖玲 李祥琴 胡]
28. 跟韩老师学SQL Server数据库设计与开发 [韩立刚]
29. Visual FoxPro数据库程序设计教程（第四版） [主编 王凤领]
30. 数据库系统原理与应用上机实验指导与课程设计 [主编 司冠南 曹梅红]