數據庫系統原理與設計(第3版)（簡體書）

本書是國家精品資源共享課“數據庫系統及應用”的配套教材、*批“‘十二五’普通高等教育本科*規劃教材”。本次修訂仍然堅持圍繞“培養學生會‘用’數據庫”的目標，進一步提升學生的概念建模能力，培養學生會“設計”數據庫。第3版對章節進行了適當的調整，使得結構更加合理、可用性更強；重新梳理和調整了數據庫設計流程，以便更好地指導學生開展數據庫設計大作業的實踐活動；將原書第12章Web數據庫更新為數據管理技術前沿，介紹大數據處理平臺和框架、NoSQL和NewSQL數據庫等前沿技術。全書共分12章。第1章是數據庫系統基本概念；第2、3、7章是關系數據庫基礎(含數據庫編程)；第4～6章是關系數據庫設計；第8～10章是關系數據庫管理系統；第11、12章是數據庫應用開發和數據管理技術前沿。本書強調數據庫應用與設計能力的培養，將數據庫設計的內容分散在第4～6章以及第8.5節、第9.3節等章節逐層推進。本書可作為計算機及相關專業本科生“數據庫系統原理”課程的教材，也可供數據庫愛好者自學和參考。

作者簡介：萬常選：工學博士，教授，博士生導師，國務院特殊津貼專家，江西省首批“贛鄱英才555工程”領軍人才培養計劃人選，江西省高校中青年學科帶頭人，江西省普通高等學校計算機類本科專業教學指導委員會主任委員，江西省計算機學會副理事長，江西省“十二五”重點學科“計算機科學與技術”學科帶頭人，江西省首批優勢科技創新團隊“數據工程與數字媒體創新團隊”領軍人才，江西省高校數據與知識工程重點實驗室主任，江西財經大學計算機科學與技術學科首席教授。國家精品資源共享課、國家精品課程《數據庫系統及應用》課程負責人，2013-2017年教育部高等學校管理科學與工程類專業教學指導委員會委員；獲江西省高等學校教學名師獎、江西省“十五”研究生指導教師、“全省模范教師”稱號等；獲第六屆高等教育教學成果獎二等獎1項，江西省教學成果一等獎2項、二等獎3項，江西省高校教材一等獎2部。中國計算機學會高級會員、數據庫專委會委員，主持國家自然科學基金、國家社會科學基金項目多項，出版專著教材多部，在IEEE TKDE、Information Sciences、JCST、計算機學報、軟件學報、計算機研究與發展、ACM CIKM等重要期刊或國際會議發表學術論文50余篇，獲江西省高校科技成果獎一等獎3項、二等獎2項，江西省自然科學獎三等獎1項。

本書已在清華大學出版社數字化教學平臺智學苑(.izhixue../)上線。本書已被多所高校選作教材，累計已發行35000余冊。

····························································1.1數據庫系統的作用11.1.1數據與數據管理21.1.2數據管理技術的產生與發展31.1.3數據庫應用81.2數據模型91.2.1數據模型的分層101.2.2數據模型的組成要素111.2.3層次模型121.2.4網狀模型141.2.5關系模型151.3數據抽象與數據庫三級模式171.3.1數據抽象171.3.2數據庫三級模式結構及兩層映像181.3.3數據庫三級模式與三層模型的聯系和區別201.4數據庫系統221.4.1數據庫系統組成221.4.2數據庫管理系統231.4.3數據庫系統的相關人員27本章小結29習題133第2章關系模型與關系代數352.1關系模型362.1.1關系數據結構362.1.3關系操作462.2關系代數472.2.1傳統的集合運算482.2.2專門的關系運算492.2.3關系代數查詢綜合舉例56本章小結60習題261第3章SQL查詢語言633.1SQL概述633.1.1SQL發展643.1.2SQL特點653.1.3SQL查詢基本概念663.2單表查詢673.2.1投影運算703.2.2選擇運算733.2.3排序運算783.2.4查詢表793.2.5聚合查詢793.3連接查詢813.3.1等值與非等值連接813.3.2自表連接853.3.3外連接863.4嵌套子查詢873.4.1使用IN的子查詢883.4.2使用比較運算符的子查詢913.4.3使用存在量詞EXISTS的子查詢923.4.4復雜子查詢實例963.5集合運算993.6SQL查詢一般格式101本章小結103習題3103第4章數據庫建模1074.1數據庫設計過程1084.2ER模型基本概念及表示1094.2.1實體與實體集1094.2.2屬性1104.2.3聯系與聯系集1124.3約束1144.3.1映射約束1144.3.2碼約束與聯系集的屬性安置1164.3.3依賴約束1184.3.4參與約束1194.3.5多值聯系1194.4弱實體集1204.5擴展ER特征1214.6ER建模問題1234.6.1ER建模的基本原則1234.6.2依賴約束的建模1284.6.3多值聯系的建模1304.7數據庫概念設計實例——大學選課系統1334.7.1概念設計任務1334.7.2系統需求分析1334.7.3數據庫概念設計1384.8邏輯設計——ER模型轉化為關系模型1444.8.1ER模型轉化方法1444.8.2大學選課系統ER模型轉化實例149本章小結153習題4154第5章關系數據理論與模式求精1575.1問題提出1585.2函數依賴定義1605.3范式1635.3.1范式（1NF）——碼1635.3.2第二范式（2NF）——全部是碼1645.3.3第三范式（3NF）——僅僅是碼1645.3.4BoyceCodd范式(BF)1655.4函數依賴理論1675.4.1函數依賴集閉包1675.4.2屬性集閉包1685.4.3正則覆蓋1705.4.4無損連接分解1725.4.5保持依賴分解1735.5模式分解算法1735.5.1BF分解算法1735.5.23NF分解算法1755.6數據庫模式求精176本章小結178習題5179第6章關系數據庫設計實例——網上書店1826.1系統需求分析1836.1.1需求概述和系統邊界1836.1.2主要業務處理流程1836.1.3功能需求分析1836.1.4數據需求分析1856.1.5業務規則及完整性約束分析1866.2數據庫概念設計1886.2.1確定基本實體集及屬性1886.2.2主要業務局部概念建模1906.2.3定義聯系集及屬性1966.2.4完整E\\|R模型1986.2.5檢查是否滿足需求1986.3數據庫邏輯設計2006.4模式求精207本章小結207習題6208第7章SQL數據定義、更新及數據庫編程2107.1SQL數據定義語言2117.1.1數據庫的定義2117.1.2基本表的定義2167.1.3索引的定義2197.2SQL數據更新語言2217.2.1插入數據2217.2.2刪除數據2237.2.3修改數據2247.3視圖2257.3.1定義視圖2257.3.2查詢視圖2287.3.3視圖更新2297.3.4刪除視圖2307.4T\\|SQL語言簡介2317.4.1表達式2317.4.2函數2327.4.3流程控制語句2367.5游標2377.5.1游標的定義與使用2387.5.2當前游標集的修改與刪除2417.6存儲過程2427.6.1創建存儲過程2427.6.2執行存儲過程2467.6.3修改和刪除存儲過程2477.7觸發器2487.7.1創建觸發器2497.7.2修改和刪除觸發器254本章小結256習題7257第8章數據庫存儲結構與查詢處理2628.1文件組織與記錄組織2638.1.1存儲介質2638.1.2存儲訪問2648.1.3文件組織與文件中記錄的組織2658.2索引與散列2708.2.1索引基本概念2708.2.2順序索引2718.2.3B 樹索引2738.2.4散列2778.3查詢處理2818.3.1查詢處理過程2818.3.2查詢代價度量2838.3.3選擇運算2848.3.4連接運算2868.3.5其他運算2938.3.6表達式計算2958.4查詢優化2968.4.1查詢優化實例2968.4.2關系表達式轉換2978.4.3查詢優化策略2988.5物理數據庫設計299本章小結302習題8306第9章數據庫安全性與完整性3089.1數據庫安全性3089.1.1數據庫安全概述3099.1.2SQL Server 安全機制3129.1.3觸發器實現安全性3209.2數據庫完整性3209.2.1數據庫完整性概述3209.2.2SQL Server完整性3219.2.3使用規則和觸發器實現完整性3289.3數據庫應用與安全設計3299.3.1數據庫安全性控制3299.3.2數據庫完整性控制3329.3.3存儲過程設計335本章小結338習題9339第10章事務管理與恢復34010.1事務34110.1.1問題背景34110.1.2事務概念34210.1.3事務特性34310.1.4事務并發執行與調度34410.1.5事務調度及正確性準則34610.2并發控制34910.2.1基于封鎖的協議34910.2.2兩階段封鎖協議35210.3恢復與備份35410.3.1故障分類及恢復策略35410.3.2事務訪問數據方式35510.3.3基于日志的故障恢復策略35710.3.4檢查點36010.3.5備份與介質故障恢復363本章小結364習題10366第11章數據庫應用開發36811.1數據庫系統的體系結構36911.1.1軟件開發體系結構概述36911.1.2C/S體系結構37011.1.3B/S體系結構37211.1.4C/S與B/S結構的結合37511.1.5常用開發體系結構37711.2數據庫訪問技術37911.2.1ODBC API和ODBC庫38011.2.2MFC DAO38111.2.3RDO38211.2.4OLE DB38311.2.5ADO38511.2.6ADO.NET38611.2.7BC38911.2.8數據庫訪問技術小結39211.3對象關系映射框架394本章小結397習題11399第12章數據管理技術前沿40012.1大數據的興起40112.1.1大數據的概念40112.1.2從數據庫到大數據40312.1.3大數據處理模式40412.2大數據處理平臺和框架40512.2.1Apache Hadoop40612.2.2Spark40912.2.3Storm41012.3數據庫面臨的挑戰41212.3.1MySpace數據庫架構變化41212.3.2數據庫可擴展性問題的解決方法41412.3.3數據庫的發展41612.4NoSQL數據庫41712.4.1鍵值數據庫Redis41712.4.2文檔數據庫MongoDB42112.4.3列數據庫HBase42612.4.4圖數據庫Neo4j42912.5NewSQL數據庫43312.5.1VoltDB43412.5.2NuoDB437本章小結440習題12440參考文獻441