数据库原理教程 第2版PDF电子书下载

第1章 数据库系统概述 1

1.1 基本概念 1

1.1.1 数据 1

1.1.2 什么是数据库 2

1.1.3 数据库管理系统 4

1.1.4 数据库系统 4

1.2 数据模型 5

1.2.1 概念模型 6

1.2.2 数据模型的三要素 6

1.2.3 关系模型 7

1.2.4 其他数据模型 8

1.3 数据库系统的结构 9

1.3.1 数据库系统的外部结构 9

1.3.2 数据库系统的三级模式结构 10

1.3.3 二级映像与数据独立性 11

1.4 数据库语言 12

1.4.1 数据定义语言 12

1.4.2 数据操纵语言 13

1.4.3 数据控制语言 13

1.5 数据库管理员与数据库用户 13

1.5.1 数据库管理员 13

1.5.2 数据库用户 14

1.6 数据库技术的发展 15

1.7 小结 15

习题 16

第2章 实体-联系模型 17

2.1 基本概念 17

2.1.1 实体 17

2.1.2 联系 19

2.2 实体-联系图 22

2.3 一个例子 24

2.4 弱实体集 25

2.5 扩展的E-R图 28

2.5.1 特殊化和一般化 28

2.5.2 属性继承 29

2.5.3 一般化约束 30

2.5.4 聚集 31

2.6 小结 32

习题 33

第3章 关系数据模型 35

3.1 关系数据库的结构 35

3.1.1 关系的相关概念 35

3.1.2 关系的码 37

3.1.3 关系模式 38

3.1.4 关系数据库 38

3.2 从E-R模型到关系模型 39

3.2.1 基本E-R图的转换 39

3.2.2 扩展E-R图到关系模型的转换 42

3.3 关系操作 44

3.3.1 关系语言的分类 44

3.3.2 关系操作的特点 44

3.4 关系的完整性约束 44

3.4.1 空值 45

3.4.2 实体完整性 45

3.4.3 参照完整性 45

3.4.4 用户定义的完整性 47

3.5 关系代数 47

3.5.1 基本运算 47

3.5.2 附加的关系运算 49

3.5.3 用关系代数表达式表示查询 51

3.5.4 扩展的关系运算 56

3.6 关系演算 58

3.6.1 元组关系演算 59

3.6.2 域关系演算 62

3.6.3 关系语言的表达能力 63

3.7 关系数据库的更新 63

3.7.1 插入 63

3.7.2 删除 64

3.7.3 修改 64

3.8 小结 65

习题 65

实验一：认识数据库管理系统 67

第4章 关系数据库标准语言SQL 68

4.1 SQL概述 68

4.1.1 发展历程 68

4.1.2 SQL功能 69

4.1.3 SQL的特点 69

4.2 学生选课数据库 70

4.3 数据定义 72

4.3.1 SQL的数据类型 72

4.3.2 模式的定义和删除 73

4.3.3 定义、修改和删除基本表 74

4.3.4 建立和删除索引 78

4.4 数据查询 79

4.4.1 SELECT语句的一般形式 79

4.4.2 不带WHERE的简单查询 80

4.4.3 带WHERE子句的查询 81

4.4.4 排序和分组 83

4.4.5 连接查询 85

4.4.6 嵌套查询 88

4.4.7 子查询导出的表 92

4.4.8 集合运算 92

4.5 数据更新 94

4.5.1 插入 94

4.5.2 删除 95

4.5.3 修改 96

4.6 视图 96

4.6.1 定义视图和删除视图 97

4.6.2 基于视图的查询 99

4.6.3 基于视图的更新 99

4.6.4 视图的作用 100

4.7 嵌入式SQL 101

4.7.1 概述 101

4.7.2 不使用游标的SQL语句 104

4.7.3 使用游标的SQL语句 105

4.7.4 动态SQL 110

4.8 小结 111

习题 112

实验二：交互式SQL语句 113

实验三：嵌入式SQL语句 113

第5章 数据库的完整性 114

5.1 完整性概述 114

5.2 实体完整性 115

5.3 参照完整性 115

5.3.1 参照完整性与E-R模型 116

5.3.2 违反参照完整性的更新 116

5.3.3 SQL中的参照完整性 117

5.4 用户定义的完整性 117

5.4.1 域约束 117

5.4.2 属性约束 120

5.4.3 关系约束 120

5.4.4 断言与数据库约束 121

5.5 触发器 122

5.5.1 为什么需要触发器 122

5.5.2 SQL中的触发器 122

5.6 小结 124

习题 125

实验四：完整性控制 125

第6章 数据库的安全性 126

6.1 安全性概述 126

6.2 用户标识与鉴别 127

6.3 存取控制 128

6.4 自主存取控制 129

6.4.1 数据对象和存取权限 129

6.4.2 存取控制的任务 129

6.4.3 权限的授予和回收 129

6.4.4 角色 131

6.4.5 其他特性 133

6.4.6 SQL授权的局限 133

6.5 强制存取控制 134

6.6 视图机制 135

6.7 其他安全措施 136

6.7.1 审计技术 136

6.7.2 数据加密 136

6.8 小结 137

习题 137

实验五：安全性控制 138

第7章 关系数据库的设计理论 139

7.1 问题提出 139

7.1.1 不好的设计可能导致的问题 139

7.1.2 数据依赖与冗余 141

7.2 函数依赖 141

7.2.1 函数依赖的定义 141

7.2.2 函数依赖的意义 142

7.2.3 逻辑蕴涵和依赖集的闭包 143

7.3 函数依赖的推导 144

7.3.1 Armstrong公理 144

7.3.2 属性集的闭包 145

7.3.3 函数依赖集的等价和极小覆盖 147

7.4 关系模式的范式 148

7.4.1 范式与规范化概述 149

7.4.2 2NF、3NF和BCNF 149

7.4.3 函数依赖与范式 151

7.5 关系模式的分解 151

7.5.1 无损连接分解 151

7.5.2 保持函数依赖的分解 153

7.6 将关系模式分解成高级范式 156

7.6.1 具有无损连接性的BCNF分解 156

7.6.2 具有无损连接性和保持函数依赖3NF分解 157

7.7 多值依赖与4NF 158

7.7.1 多值依赖 159

7.7.2 函数依赖和多值依赖的公理 160

7.7.3 函数依赖和多值依赖的闭包 161

7.7.4 4NF 162

7.7.5 具有无损连接性的4NF分解 162

7.7.6 嵌入型多值依赖 163

7.8 在设计中使用规范化理论 164

7.8.1 关于规范化的附注 164

7.8.2 E-R模型与规范化 165

7.8.3 泛关系设计方法 166

7.8.4 逆规范化 167

7.9 小结 167

习题 168

附录：本章引理和定理证明 169

第8章 数据库设计 175

8.1 数据库设计概述 175

8.1.1 什么是数据库设计 175

8.1.2 数据库设计的特点 176

8.1.3 数据库设计的步骤 177

8.2 需求分析 178

8.2.1 需求分析的步骤 178

8.2.2 数据字典 180

8.3 数据库概念设计 182

8.3.1 什么是概念结构设计 182

8.3.2 概念结构设计的方法 182

8.3.3 数据抽象 183

8.3.4 分E-R图设计 184

8.3.5 分E-R图集成 185

8.4 逻辑结构设计 187

8.4.1 关系模式的规范化和优化 188

8.4.2 外模式的设计 189

8.5 数据库物理设计 189

8.5.1 概述 189

8.5.2 存取方法的选择 190

8.5.3 存储结构 192

8.6 数据库的实施和维护 192

8.6.1 数据库建立与试运行 192

8.6.2 数据库的运行与维护 193

8.7 小结 194

习题 195

实验六：数据库设计 196

第9章 查询处理与优化 197

9.1 查询处理概述 197

9.2 选择运算的实现 199

9.2.1 基本算法 199

9.2.2 使用索引的选择 200

9.2.3 复杂选择的实现 201

9.3 连接运算的实现 202

9.3.1 基本算法 202

9.3.2 索引嵌套循环连接 203

9.3.3 排序-归并连接 203

9.3.4 散列连接 204

9.3.5 复杂的连接 205

9.4 查询优化概述 205

9.5 代数优化 207

9.5.1 关系代数表达式的等价变换规则 207

9.5.2 代数优化的启发式方法 210

9.6 物理优化 214

9.6.1 基于代价的优化 214

9.6.2 物理优化的启发式方法 216

9.6.3 一个物理优化的例子 217

9.7 小结 219

习题 219

实验七：查询优化 220

第10章 事务与并发控制 221

10.1 事务的概念 221

10.1.1 事务的特性 221

10.1.2 事务状态 222

10.1.3 SQL对事务的支持 223

10.2 并发控制概述 224

10.2.1 事务的并发执行 224

10.2.2 并发执行可能导致的问题 225

10.3 封锁 226

10.3.1 共享锁与排它锁 227

10.3.2 封锁协议 227

10.3.3 活锁与死锁 228

10.3.4 死锁的预防 229

10.3.5 死锁的检测与解除 230

10.4 并发调度的可串行化 231

10.4.1 串行调度与并发调度 231

10.4.2 冲突可串行化 233

10.4.3 视图可串行化 234

10.5 两阶段锁协议 235

10.6 多粒度封锁 237

10.6.1 粒度的层次结构 237

10.6.2 意向锁 238

10.7 小结 239

习题 239

实验八：事务与并发控制 240

第11章 数据库的恢复技术 241

11.1 数据库恢复概述 241

11.2 存储器结构 242

11.2.1 存储器类型 242

11.2.2 稳定存储器的实现 243

11.2.3 数据访问 243

11.3 基于日志的恢复技术 244

11.3.1 日志 245

11.3.2 延迟更新技术 245

11.3.3 即时更新技术 247

11.4 基于检查点的恢复技术 248

11.5 缓冲技术 250

11.5.1 日志缓冲 250

11.5.2 数据库缓冲 250

11.6 介质故障恢复技术 251

11.6.1 转储 251

11.6.2 介质故障恢复 252

11.7 其他恢复技术 252

11.7.1 影子分页技术 252

11.7.2 数据库镜像 253

11.8 小结 254

习题 254

实验九：数据库的备份与恢复 255

第12章 数据仓库 256

12.1 数据仓库概述 256

12.1.1 什么是数据仓库 256

12.1.2 数据仓库的构建 257

12.1.3 数据仓库的多维数据模型 257

12.1.4 联机分析处理技术 259

12.2 数据挖掘 260

12.2.1 什么是数据挖掘 261

12.2.2 数据挖掘的主要任务 262

12.3 大数据下的新型数据仓库 264

12.3.1 大数据环境下企业面临的挑战 264

12.3.2 大数据环境下的新型数据仓库 265

12.4 小结 266

习题 266

第13章 大数据管理 267

13.1 大数据概述 267

13.1.1 什么是大数据 267

13.1.2 大数据的特征 267

13.2 大数据关键技术 269

13.2.1 大数据采集 269

13.2.2 大数据预处理 269

13.2.3 大数据存储及管理 269

13.2.4 大数据分析与处理 270

13.2.5 大数据展现与应用 271

13.3 大数据的典型应用 273

13.4 大数据处理系统 274

13.4.1 Hadoop 274

13.4.2 NoSQL 277

13.4.3 NewSQL 278

13.5 小结 278

习题 279

参考文献 280