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第1部分　基础篇 2

第1章　数据库发展史 2

1.1　数据管理技术的发展 2

1.1.1　人工管理阶段 2

1.1.2　文件系统阶段 3

1.1.3　文件系统的缺陷 3

1.1.4　倒排文件系统阶段 4

1.2　数据库技术的产生和发展 5

1.2.1　数据库技术的产生 5

1.2.2　数据库阶段的特点 6

1.2.3　数据库技术的术语 8

1.2.4　数据库技术的发展 8

小结 10

习题1 10

第2章　数据库系统结构 11

2.1　数据描述 11

2.1.1　概念设计中的数据描述 11

2.1.2　逻辑设计中的数据描述 11

2.1.3　存储介质层次及数据描述 12

2.1.4　数据联系的描述 13

2.2　数据模型 15

2.2.1　数据模型的定义 15

2.2.2　实体联系模型 15

2.2.3　层次模型 17

2.2.4　网状模型 18

2.2.5　关系模型 19

2.2.6　面向对象模型 20

2.3　数据库的体系结构 21

2.3.1　三级模式结构 21

2.3.2　三级结构和两级映像 23

2.3.3　两级数据独立性 24

2.3.4　用户及用户界面 24

2.4　数据库管理系统 24

2.4.1　DBMS的工作模式 24

2.4.2　DBMS的主要功能 25

2.4.3　DBMS的模块组成 27

2.5　数据库系统 27

2.5.1　DBS的组成 27

2.5.2　DBS的全局结构 28

2.5.3　DBS结构的分类 30

2.5.4　DBS的效益 32

小结 32

习题2 33

第2部分　运算篇 36

第3章　关系运算 36

3.1　关系数据模型 36

3.1.1 关系数据模型的定义 36

3.1.2　关键码和表之间的联系 37

3.1.3　关系模式、关系子模式和存储模式 38

3.1.4　关系模型的完整性规则 40

3.1.5　关系模型的形式定义 41

3.2　关系代数 42

3.2.1 关系查询语言和关系运算 42

3.2.2　关系代数的五个基本操作 42

3.2.3　关系代数的组合操作 45

3.2.4　关系代数表达式及其应用实例 48

3.2.5　扩充的关系代数操作 50

3.3　关系演算 51

3.3.1　元组关系演算 51

3.3.2　域关系演算 54

3.3.3 关系运算的安全性和等价性 56

3.4　查询优化 57

3.4.1　关系代数表达式的优化问题 57

3.4.2　关系代数表达式的等价变换规则 58

3.4.3　优化的一般策略 60

3.4.4　优化算法 61

小结 64

习题3 65

第4章　结构化查询语言 67

4.1 SQL概述 67

4.1.1　SQL的发展历程 67

4.1.2　SQL数据库的体系结构 67

4.1.3　SQL的组成 68

4.2　SQL的数据定义 68

4.2.1　SQL模式的创建和撤销 69

4.2.2　SQL提供的基本数据类型 69

4.2.3　基本表的创建、修改和撤销 70

4.2.4　视图的创建和撤销 72

4.2.5　索引的创建和撤销 73

4.3　SQL的数据查询 74

4.3.1 SELECT语句格式 74

4.3.2　单表查询 76

4.3.3 多表查询 79

4.3.4　联接操作 82

4.3.5　聚合函数 84

4.3.6　数据分组 85

4.3.7　集合操作 86

4.4　SQL的数据更新 89

4.4.1 数据插入 89

4.4.2　数据删除 90

4.4.3　数据修改 91

4.4.4　对视图的更新操作 91

4.5　嵌入式SQL 93

4.5.1　SQL语言的运行环境 93

4.5.2　嵌入式SQL的使用规定 94

4.5.3　嵌入式SQL的使用技术 95

4.5.4　动态SQL语句 98

小结 99

习题4 100

第3部分　设计篇 104

第5章　规范化设计 104

5.1 关系模式的设计问题 104

5.1.1 关系模型的外延和内涵 104

5.1.2　泛关系模式与数据库模式 104

5.1.3　关系模式的冗余和异常问题 105

5.1.4　本章的符号规定 106

5.2　函数依赖 106

5.2.1 函数依赖的定义 107

5.2.2　FD的逻辑蕴涵 107

5.2.3　FD的推理规则 108

5.2.4　FD和关键码的联系 109

5.2.5　属性集的闭包 109

5.2.6　FD集的最小依赖集 110

5.3　关系模式的分解特性 110

5.3.1　模式分解问题 110

5.3.2　无损分解 111

5.3.3　无损分解的测试方法 113

5.3.4　保持函数依赖的分解 114

5.3.5　本节小结 115

5.4　关系模式的范式 116

5.4.1　第一范式 116

5.4.2　第二范式 116

5.4.3 第三范式 117

5.4.4　BCNF 118

5.4.5 分解成BCNF模式集的方法 118

5.4.6　分解成3NF模式集的方法 119

5.4.7　模式设计方法的原则 119

5.5　模式的进一步规范化 120

5.5.1 多值依赖的定义 120

5.5.2　关于FD和MVD的推理规则集 121

5.5.3　第四范式 122

5.5.4　联接依赖 122

5.5.5　第五范式 123

小结 123

习题5 124

第6章　实体联系模型 126

6.1　ER模型的基本元素 126

6.2　属性的分类 127

6.2.1　基本属性和复合属性 127

6.2.2　单值属性和多值属性 128

6.2.3　导出属性 129

6.2.4　空值 129

6.3　联系的设计 130

6.3.1　联系的元数 130

6.3.2　联系的连通词 130

6.3.3　联系的基数 132

6.4　ER模型的扩充 133

6.4.1　依赖联系与弱实体 133

6.4.2　子类和超类 134

6.5　ER模型实例分析 134

小结 137

习题6 138

第7章　数据库设计 140

7.1　数据库设计概述 140

7.1.1　软件生存期 140

7.1.2　数据库系统生存期 141

7.1.3　数据库设计的具体步骤 142

7.2　规划 143

7.3　需求分析 144

7.3.1　需求描述与分析 144

7.3.2　需求分析阶段的输入和输出 145

7.3.3　需求分析的步骤 145

7.4　概念设计 149

7.4.1　概念设计的必要性 149

7.4.2　概念模型 149

7.4.3　概念设计的主要步骤 150

7.4.4　数据抽象 151

7.4.5　ER模型的操作 153

7.4.6　采用ER方法的数据库概念设计 155

7.5 逻辑设计 161

7.5.1　逻辑设计环境 161

7.5.2　逻辑设计的步骤 162

7.5.3　ER模型向关系模型的转换 163

7.5.4　关系数据库的逻辑设计 165

7.6　物理设计 168

7.7　数据库的实现 169

7.8　数据库的运行和维护 169

小结 170

习题7 170

第8章　数据库的管理 172

8.1　事务的概念 172

8.1.1　事务的定义 172

8.1.2　事务的ACID性质 173

8.2　数据库的恢复 174

8.2.1　恢复的定义原则和方法 174

8.2.2　故障类型和恢复方法 175

8.2.3　检查点机制 175

8.2.4　运行记录优先原则 176

8.2.5　SQL对事务的支持 177

8.3　数据库的并发控制 177

8.3.1　并发操作带来的三个问题 177

8.3.2　封锁机制 179

8.3.3　活锁、饿死和死锁 182

8.3.4　并发调度的可串行化 183

8.3.5　SQL中事务的存取模式和隔离级别 184

8.4　数据库的完整性 185

8.4.1　完整性子系统和完整性规则 185

8.4.2　SQL中的完整性约束 186

8.4.3 SQL 3的触发器 189

8.5　数据库的安全性 191

8.5.1　安全性级别 191

8.5.2　权限 192

8.5.3　SQL中的安全性机制 192

8.5.4　数据加密 194

8.5.5 自然环境的安全性 194

小结 195

习题8 195

第4部分　发展篇 198

第9章　分布式数据库系统 198

9.1　DDBS概述 198

9.1.1 集中式系统与分布式系统 198

9.1.2　DDBS的定义 198

9.1.3　DDBS的特点 200

9.1.4　DDBS的优缺点 201

9.1.5　DDBS的分类 202

9.2　分布式数据存储 202

9.2.1　数据分片 203

9.2.2　数据分配 204

9.3　DDB的模式结构 205

9.3.1　六层模式结构 205

9.3.2　六层结构的特征 207

9.3.3　分布透明性 207

9.4　DDBMS的功能及组成 209

9.4.1 DDBS的组成 209

9.4.2　DDBMS的功能 209

9.4.3　DDBMS的组成 210

9.5　分布式查询处理 211

9.5.1　查询代价的估算方法 211

9.5.2　基于半联接的优化策略 211

9.5.3　基于联接的优化策略 213

小结 214

习题9 215

第10章　对象关系数据库 216

10.1　对象联系图 216

10.1.1　从关系到嵌套关系、复合对象 216

10.1.2　引用类型 218

10.1.3　对象联系图的成分 218

10.1.4　数据的泛化／细化 220

10.2　面向对象的类型系统 220

10.3　ORDB的定义语言 222

10.3.1　ORDB的定义 222

10.3.2　数据类型的定义 222

10.3.3　继承性的定义 223

10.3.4　引用类型的定义 224

10.3.5　SQL 3中的定义语言 225

10.4　ORDB的查询语言 226

10.4.1　SELECT语句的使用规定 226

10.4.2　嵌套与解除嵌套 228

10.4.3 函数的定义和使用 229

10.4.4　复合值的创建和查询 229

小结 230

习题10 230

第11章　面向对象数据库 232

11.1　面向对象数据库系统概述 232

11.1.1　ODMG组织和标准 232

11.1.2　OODBS的概念 233

11.2　面向对象数据模型的基本概念 233

11.2.1　对象 233

11.2.2　类 234

11.2.3　继承性 235

11.2.4　对象标识 236

11.2.5　对象包含 236

11.3　ODMG 93和持久化C＋＋系统 237

11.3.1　持久化程序设计语言 237

11.3.2　ODMG C＋＋对象定义语言 239

11.3.3 ODMG C＋＋对象操纵语言 240

11.4　ODMG 97和对象语言 241

11.4.1　ODMG数据模型 241

11.4.2　ODMG ODL 242

11.4.3　ODMG OQL 243

11.5　OODB与ORDB的比较 248

11.6　使用UML类图来概念对象建模 249

11.6.1　统一建模语言概述 249

11.6.2　用类图表达类和关联 249

11.6.3　用类图表达关联类 252

11.6.4　用类图表达泛化／细化 253

11.6.5　用类图表达聚合 255

小结 255

习题11 256

第5部分　应用篇 260

第12章　SQL Server关系数据库系统 260

12.1 SQL Server概述 260

12.1.1　SQL Server的发展 260

12.1.2　SQL Server 2000的特性 261

12.1.3　安装SQL Server 2000的软硬件需求 261

12.1.4　SQL Server 2000的安装 262

12.1.5　SQL Server 2000的环境介绍 262

12.1.6　SQL Server 2000的工具介绍 264

12.2　数据库的创建、修改和删除 268

12.2.1 创建SQL Server数据库 268

12.2.2　修改数据库 270

12.2.3　删除数据库 271

12.3　表的建立 271

12.3.1　学生表S的建立 272

12.3.2　创建学生表S的主键 274

12.3.3 用SQL语句命令方式创建课程表C 274

12.3.4　用数据库关系图方式创建学习表SC 275

12.4　数据的增加、修改、删除和查询 280

12.4.1　数据的增加 280

12.4.2　数据的修改 282

12.4.3　数据的删除 282

12.4.4　数据的查询 282

12.5　数据库的备份和恢复 283

12.5.1　数据库的备份 283

12.5.2　数据库的恢复 283

12.6　Transact-SQL介绍 285

12.6.1 Transact-SQL语法要素 285

12.6.2　运算符 286

12.6.3 函数 287

12.6.4　流程控制语句 288

12.7　高级应用技术 291

12.7.1　存储过程 291

12.7.2　触发器 295

小结 300

实验题 300

实验一　SQL Server 2000系统了解和创建数据库 300

实验二 SQL Server 2000操纵数据和使用视图 302

实验三　SQL Server 2000高级技术的使用 303

第13章　PowerBuilder 10.0数据库应用开发简介 305

13.1　PowerBuilder概述 305

13.1.1　PowerBuilder的特点 305

13.1.2　PowerBuilder 10.0的新特性 306

13.2　PowerBuilder 10.0集成开发环境 306

13.2.1　工作空间、目标和库文件 306

13.2.2　PowerBuilder 10.0主窗口 307

13.2.3 系统树、剪贴和输出窗口 307

13.2.4　工具栏 309

13.2.5　画板 310

13.3　“学生选课成绩管理系统”的开发过程 311

13.3.1　规划 312

13.3.2　创建数据库 315

13.3.3　创建表和数据操作 316

13.3.4　建立工作空间 320

13.3.5　建立目标和应用对象 321

13.3.6　建立数据窗口 323

13.3.7　创建“学生选课”主窗口 336

13.3.8　编写事件驱动程序 339

13.3.9　运行应用程序 343

13.3.10　创建另外几个窗口 344

13.3.11　创建“成绩管理”主窗口 347

13.3.12　创建系统登录窗口 349

13.3.13　添加菜单 351

13.3.14　生成可执行程序 356

13.4　PowerBuilder 10.0连接SQL数据库实例 357

13.4.1　创建数据源 358

13.4.2　定义数据库描述文件 361

13.4.3　连接数据源 363

13.5　PowerScript编程语言 363

13.5.1　基本语法规则 363

13.5.2　运算符和数据类型 364

13.5.3　变量及其作用域 365

13.5.4　实例变量的访问权限 365

13.5.5　常量 366

13.5.6　数组 366

13.5.7 函数 367

13.5.8　代词 367

13.5.9　语句 368

小结 370

实验题 371

实验四　熟悉PowerBuilder开发环境 371

实验五　“学生选课成绩管理系统”示例程序验证 372

实验六　编程实施学分制教务管理信息系统 373

参考文献 374