数据库原理及应用

内容翔实

遵循认知规律与技术逻辑，由浅入深呈现数据库知识体系。

理实一体

具有智能终端设备管理实例，配套习题强化实操应用能力。

学以致用

对接产业需求与岗位标准，兼顾入门学习与工程实践参考。

案例丰富

案例围绕行业应用场景展开，实现知识与实践的有机衔接。

“数据库原理及应用”是计算机科学与技术、软件工程、数据科学与大数据技术等计算机类专业的核心基础课，亦是电子信息、自动化、信息管理与信息系统等相关专业的重要选修课程。本课程的核心任务是，系统讲授数据库系统的基本概念、数据模型与数据库系统结构，深入解析关系数据库的理论基础与规范化方法，全面覆盖数据库设计的完整流程、SQL语言的核心操作，以及视图、存储过程、触发器等高级数据库对象的应用，同时介绍数据库恢复、并发控制等数据安全与可靠性保障技术，结合工程实践案例培养学生设计与实现数据库应用系统的能力，为后续专业课程的学习和工程实践奠定坚实基础。

数据库技术作为现代信息技术的核心支撑，已深度渗透政务、金融、能源、通信、互联网等各个行业领域。在软件工程、软件开发、大数据处理、人工智能、云计算等后续课程和技术的应用中，数据库技术均是数据存储、管理与分析的核心手段。学好本课程，不仅能帮助学生理解数据管理的本质规律，更是掌握复杂信息系统开发、数据分析与处理等核心技能的关键，为其今后从事计算机相关领域的工程开发、技术研发或科学研究工作提供重要支撑。

本书的核心优势在于聚焦实用性与连贯性，内容深度对接智能终端设备管理领域的产业实际需求、岗位技能标准与行业应用场景，所有案例均围绕该核心场景展开，助力读者快速实现知识与职场实践的无缝衔接。对初学者而言，本书的基础概念讲解细致入微，理论推导循序渐进，习题梯度合理，是优质的入门学习资料；对行业从业者来说，书中包含大量可直接落地的实操内容（如数据表约束设计、存储过程编写等），可作为日常工作的实用参考。同时，本书内容涵盖设计、开发、运维、优化全流程，不仅教会读者“如何使用数据库”，更能指导“如何高效运用数据库”，全面满足从初学者到初级数据库管理员（Database Administrator，DBA）的能力成长需求。

本书共11章，逻辑层层递进，全书贯穿智能终端设备管理相关实例，每章配套习题，理论与实践紧密结合：第1章绪论奠定基础，讲解数据库系统的基本概念、发展历程、数据模型及系统结构等核心定义；第2章聚焦关系数据库，深入阐述关系模型、完整性规则、关系代数及规范化理论，为数据库设计提供理论支撑；第3、4章侧重实践设计，分别介绍数据库设计的全流程（逻辑结构设计、概念结构设计、需求分析等）和数据表设计的关键要素（数据类型、表的约束、自动增长等）；第5～7章聚焦实操技能，详细讲解SQL的基本操作（数据库、表、数据的增删改查）、视图的定义与应用，以及数据库编程基础（游标、存储过程、动态SQL等）；第 8 章围绕用户与权限展开，保障数据库安全访问；第9、10章探讨数据库高级技术，包括恢复技术与并发控制，解决数据可靠性和多用户访问冲突问题；第11章介绍非关系型数据库、云原生数据库等最新技术趋势，拓展知识边界。

本书建议理论讲授32～48个学时，实践教学24～32个学时（含SQL编程、数据库设计实训等）。在实际教学过程中，授课教师可根据学生的专业特点、知识基础和教学目标，对章节内容进行适当的增删与调整。

本书由解启娜、曾安平、张航旗任主编，曹莉兰、薛一兰、李明勇任副主编，张瀚月、陈波杰、贺凌参与编写。各章节编写分工如下：李明勇负责整体策划及章节设计，并撰写第5章；曾安平负责编写第8章和第10章；薛一兰负责编写第1章和第11章；解启娜负责编写第1章和第3章；张航旗执笔撰写第4章；曹莉兰负责编写第7章；张瀚月负责编写第9章；陈波杰负责编写第6章的内容；贺凌提供了书中智能终端相关的案例。

尽管编写团队在教材撰写过程中反复推敲、严谨校核，但书中难免存在不妥或疏漏之处，恳请广大读者、同行教师批评指正，以便我们后续进一步修订完善。

编 者

2026年2月

前言
第1章 绪论 1
1.1 数据库系统概论 1
1.1.1 基本概念 1
1.1.2 数据库管理技术的产生和发展 3
1.1.3 数据库系统的优点 6
1.2 数据模型 9
1.2.1 两类数据模型 9
1.2.2 数据模型的组成要素 10
1.2.3 概念模型 11
1.2.4 关系模型 15
1.3 数据库系统结构 17
1.3.1 数据库系统模式的概念 17
1.3.2 数据库系统的三级模式结构 18
1.3.3 数据库的二级映像功能与数据
独立性 19
1.4 数据库系统的组成 20
1.4.1 硬件平台及数据库 20
1.4.2 软件 20
1.4.3 人员 20
1.5 常见的数据库产品 22
1.5.1 国内常见的数据库产品 22
1.5.2 国外常见的数据库产品 25
1.6 本章小结 27
习题1 28
第2章 关系数据库 30
2.1 关系数据库的基本概念 30
2.1.1 关系形式化定义 30
2.1.2 关系的一阶谓词表示 32
2.2 关系模式和关系子模式的存储模式 32
2.2.1 关系模式 32
2.2.2 关系子模式 34
2.2.3 存储模式 34
2.3 关系模型的完整性规则 34
2.3.1 实体完整性规则 34
2.3.2 参照完整性规则 35
2.3.3 用户定义的完整性规则 36
2.4 关系数据库模式 36
2.5 关系代数 36
2.5.1 关系代数的五种基本操作 37
2.5.2 关系代数的组合操作 40
2.6 规范化 46
2.6.1 函数依赖 47
2.6.2 第一范式 50
2.6.3 第二范式 51
2.6.4 第三范式 53
2.6.5 BC范式 53
2.6.6 多值依赖 55
2.6.7 第四范式 57
2.6.8 规范化小结 57
2.7 数据依赖的公理系统 58
2.8 本章小结 63
习题2 63
第3章 数据库设计 66
3.1 数据库设计概述 66
3.1.1 数据库设计的特点 66
3.1.2 数据库设计的方法 67
3.1.3 数据库设计的基本步骤 68
3.1.4 数据库设计过程中的各级模式 70
3.2 需求分析 71
3.2.1 需求分析的任务 71
3.2.2 需求分析的方法 71
3.2.3 数据字典 73
3.3 概念结构设计 74
3.3.1 概念结构 74
3.3.2 概念结构设计的方法和步骤 75
3.3.3 数据抽象与局部视图设计 77
3.3.4 视图的集成 83
3.4 逻辑结构设计 87
3.4.1 E-R图向关系模型的转换 88
3.4.2 数据模型的优化 89
3.4.3 设计子模式 90
3.5 本章小结 91
习题3 91
第4章 数据表设计 94
4.1 数据类型 94
4.1.1 字符串类型 94
4.1.2 数值类型 95
4.1.3 日期和时间类型 96
4.2 表的约束 96
4.2.1 常见的数据约束 97
4.2.2 约束的作用与注意事项 97
4.3 自动增长 98
4.4 字符集与校对集 99
4.4.1 字符集概述 99
4.4.2 校对集概述 99
4.4.3 字符集与校对集的设置 100
4.5 本章小结 101
习题4 101
第5章 SQL的基本操作 103
5.1 智能终端设备管理数据库 103
5.2 运算符 106
5.2.1 算术运算符 106
5.2.2 比较运算符 106
5.2.3 逻辑运算符 107
5.2.4 赋值运算符 107
5.2.5 位运算符 107
5.3 数据库操作 108
5.3.1 创建数据库 108
5.3.2 查看数据库 109
5.3.3 修改数据库 109
5.3.4 选择数据库 109
5.3.5 删除数据库 110
5.4 数据表操作 110
5.4.1 创建数据表 110
5.4.2 查看数据表结构 112
5.4.3 修改数据表 112
5.4.4 删除数据表 114
5.5 数据操作 114
5.5.1 查询数据 114
5.5.2 插入数据 137
5.5.3 修改数据 139
5.5.4 删除数据 140
5.6 索引操作 141
5.6.1 建立索引 141
5.6.2 查看索引 143
5.6.3 删除索引 143
5.7 本章小结 144
习题5 144
第6章 视图 147
6.1 视图的分类 147
6.1.1 行列子集视图 147
6.1.2 带表达式的视图 147
6.1.3 带聚合函数的视图 148
6.1.4 嵌套视图 148
6.2 视图的管理 148
6.2.1 创建视图 148
6.2.2 查看视图 151
6.2.3 更新视图 152
6.2.4 删除视图 152
6.3 视图的作用 153
6.4 视图的维护与最佳实践 153
6.4.1 视图的有效性维护 153
6.4.2 最佳实践建议 154
6.5 本章小结 154
习题6 154
第7章 数据库编程基础 157
7.1 游标与SQL的宿主使用 157
7.1.1 SQL嵌入宿主语言面临的问题 157
7.1.2 嵌入识别与预编译 157
7.1.3 数据通信区与主变量 158
7.1.4 游标 159
7.1.5 游标应用举例 159
7.1.6 利用游标进行删除和更新操作 163
7.2 存储过程 164
7.2.1 基本概念 164
7.2.2 创建和执行存储过程 164
7.2.3 修改和删除存储过程 165
7.2.4 存储过程应用举例 166
7.2.5 在数据库设计阶段设计存储
过程 169
7.2.6 用户定义函数 170
7.3 动态SQL 173
7.3.1 动态SQL的典型应用场景 173
7.3.2 动态SQL的实现 173
7.3.3 动态SQL的优缺点 175
7.4 本章小结 176
习题7 176
第8章 用户与权限 179
8.1 用户管理 179
8.1.1 创建用户 179
8.1.2 查看用户 181
8.1.3 登录用户 183
8.1.4 删除用户 183
8.1.5 数据库用户的分类 183
8.2 权限管理 184
8.2.1 权限概述 184
8.2.2 授予权限 185
8.2.3 查看权限 186
8.2.4 回收权限 186
8.3 角色管理 186
8.3.1 角色的创建和授权 186
8.3.2 角色与存取控制 187
8.4 触发器 187
8.4.1 基本概念 188
8.4.2 建立触发器 188
8.4.3 NEW表和OLD表 190
8.4.4 查看导致触发器触发的事件 192
8.4.5 在数据库设计阶段设计触发器 195
8.5 本章小结 195
习题8 195
第9章 数据库恢复技术 198
9.1 事务的基本概念 198
9.2 数据库恢复概述 199
9.3 故障种类 199
9.4 恢复的实现技术 201
9.4.1 数据转储 201
9.4.2 登记日志文件 202
9.5 恢复策略 204
9.5.1 事务故障的恢复 204
9.5.2 系统故障的恢复 204
9.5.3 介质故障的恢复 205
9.6 具有检查点的恢复技术 205
9.7 数据库镜像 207
9.8 本章小结 208
习题9 208
第10章 并发控制 211
10.1 并发控制概述 212
10.2 封锁 213
10.3 活锁与死锁 215
10.3.1 活锁 215
10.3.2 死锁 215
10.4 并发调度的可串行性 217
10.4.1 可串行化调度 217
10.4.2 冲突可串行化调度 217
10.5 两段锁协议 219
10.6 封锁的粒度 220
10.6.1 多粒度封锁 221
10.6.2 意向锁 222
10.7 本章小结 223
习题10 224
第11章 数据库最新技术 227
11.1 非关系型数据库 227
11.1.1 键值数据库 227
11.1.2 文档数据库 229
11.1.3 列族数据库 229
11.1.4 图数据库 230
11.2 云原生数据库 230
11.2.1 基本原理 231
11.2.2 典型代表 231
11.3 分布式数据库 231
11.3.1 基本原理 231
11.3.2 典型代表 232
11.4 多模型数据库 232
11.4.1 基本原理 232
11.4.2 典型代表 232
11.5 本章小结 233
习题11 233
参考文献 235

1. 推荐算法 [顾爽 著]
2. 机电设备装配与维修 [主编　周锡]
3. 人工智能赋能教师发展研究与实践 [吴涛 余光华 闵笛 著]
4. 普通机床的零件加工 [主编　周锡　龙育才]
5. 影响你一生的英语背诵范文大全·栀子花开（2000 词汇量版）（第2版） [主编 张元婧　宋歌　成晔]
6. AIGC基础与应用 [主编 彭波 谢崇波]
7. 人工智能技术应用项目式教程 [主编 孙丰伟]
8. 网络安全运维实践教程 [主编 谷胜伟]
9. C语言程序设计（第二版） [主编 姜雪]
10. 商业摄影 [彭湘]
11. 工智能图形化编程 [吴涛　曾绍庚]
12. 机电一体化技术实训教程 [李旭仕 欧阳雅坚]
13. OPC：多智能体协同与自动化 [何伟　孟伟坡　著]
14. 计算机网络技术项目教程 [主编 高良诚 许鹏]
15. 电工技术（第三版） [主编 姜燕 江亚群]
16. 单词密码：用美国人的方法背单词 [朱子熹 编著]
17. AI领导力突围：从校园到职场 [刘言午　著]
18. 影响你一生的英语背诵范文大全•生如夏花（3000词汇量版）（第2版） [成琳　陈丽霞　成应翠]
19. 动态影像技术（活页式） [吕米佳　邱一恒]
20. 超高清HDR视频制作项目式教程（微课版） [孙晔]
21. 人工智能应用项目化教程 [主编　金忠伟　太淑玲]
22. OpenFOAM理论与复杂物理场仿真计算 [黄先北 曹九发]
23. 基于深度学习的温室智能除草机器人目标检测研究 [颜辉 郭煌彬 龙多]
24. 电厂辅机设备及工程实践（微课版） [张晓燕 班淑珍 王玮]
25. 电池状态估计与安全检测技术 [武明虎 张凡 杜万银]
26. Python+MySQL全栈开发实战（微课版） [梁竞敏 宋广科 王伟城 许义海]
27. 单片机应用实践研究 [谢元成]
28. 文件鉴定技术 [何海洋 柯昌林]
29. 平面设计项目教程 [刘永华　陈瑶　左悦]
30. 人工智能编程理论与实践 [卢利琼 彭增焰]