内？ 容？ 简？ 介
本书是根据教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会发布的《大学计算机基础课程教学基本要求》（橙皮书）和全国高等院校计算机基础教育研究会发布的《CFC2014》（蓝皮书）的教学目标和要求而编写的一本基于“互联网 + 教育”的新形态一体化教材，是浙江省普通高校“十三五”新形态教材项目成果。
本书把数据库理论与当前流行的数据库 MySQL 相结合，通过具体应用案例来剖析数据库的理论与实践知识。全书共分 10 章，内容包括数据库系统概述、关系数据库、数据库设计、MySQL 数据库系统概述及安装配置、SQL 基础、数据库的安全管理、并发控制、数据库技术的发展、数据库接口技术及应用和数据库应用案例分析。另外，每章还配有相关内容的视频、小结、思考与练习，便于学生在理论与实践相结合的情况下将所学知识融会贯通。
本书适合作为普通高等院校计算机类、信息类、管理类相关专业的教材，也可作为相关领域技术人员的培训教材及参考用书。
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随着计算机技术与网络通信技术的发展，数据库技术已成为信息社会中不可缺少的技术之一。这是因为数据库技术应用的范围极其广阔，诸如金融、保险、超市、企业，以及各类办公系统都离不开数据库的支持。数据库技术已应用于社会各个领域，而且随着硬件技术与软件技术的发展而不断更新和完善，已经成为信息系统的基础和核心。为了适应当今信息社会的需求，各高等院校计算机类、信息类等相关专业都已将数据库技术及应用纳入自己的课程体系之中。
本书编写的主要目的是适应应用型人才培养的需要，同时也是为生产实践服务。本书的显著特点就是以案例为基础，在书中各章节都加入了一些应用型的案例，使学生在学习数据库理论的同时，能依据书中提供的案例动手参与项目实践，充分将所学的书本知识融会贯通。本书是浙江省普通高校“十三五”新形态教材项目成果。
为了方便学生实践，本书在第二版的基础上，将案例数据库 Oracle 改为目前市场上比较流行的开源数据库 MySQL，详细介绍了 MySQL 的安装过程、配置，以及一些内部命令，同时引入第三方编辑软件 Navicat 作为 MySQL 后台管理工具以及 SQL 的练习环境。为了更好地实现应用型人才的培养效果，本书引入完整的实用型教学案例，如学生信息管理系统、企业网站系统等，使学生在学习完本书后，也完成了一个应用软件系统的制作。这样既让学生学习到了数据库技术的知识，也掌握了数据库应用软件的编程方法，为将来的就业打下基础。
本书共分 10 章。第 1 章主要介绍数据库系统的基本概念、数据库系统的体系结构及数据模型；第 2 章主要介绍关系数据库理论，包括关系数据结构、关系演算理论、函数依赖及范式定理；第 3 章主要介绍数据库的设计步骤与方法，共分为六大步骤；第 4章主要介绍了开源数据库 MySQL 的安装、配置、常用内部命令及管理使用；第 5 章主要介绍 SQL 对数据库的定义、查询、更新和删除的方法；第 6 章以 MySQL 为例，主要介绍数据库的安全管理技术和方法；第 7 章主要介绍数据库的并发技术及解决办法；第 8 章介绍新一代数据库的发展及未来数据库所涉及的相关技术；第 9 章主要介绍数据库接口技术，包括 ADO、ODBC 以及 Web 数据库的接口方法；第 10 章介绍应用类软件如超市管理、医院门诊管理等系统的数据库设计分析，为应用类软件的开发提供了指导。本书为帮助学生对数据库理论的理解和应用，每章后都配有适量的思考与练习供学生巩固所学知识。此外，随书附带了编者自主开发的教学课件、SQL 测试软件，以及正文涉及的源代码文件，用于学生学习使用，具体内容可到中国铁道出版社有限公司网站（http://www.tdpress.com/51eds/）下载。
全书在各章节均有相关内容的视频及练习题的二维码链接，并给出相应问题的参考解答，供学生自学时使用，同时本书编写组为配合本书的内容自主开发了一套网上训练系统，主要用于 SQL 的测评（详见附录 A），有兴趣的学校可以与本书编写组联系（邮箱 77691539@qq.com），个人用户可以直接注册使用。
正文中带“*”的小节为选修内容。
本书由杨爱民任主编，胡浩亮、王涛伟任副主编，张文祥、肖启莉参与编写。具体编写分工：第 3~7 章、第 9 章的 9.1~9.4 节由杨爱民编写，第 1、2 章由王涛伟编写，第 9 章的 9.5 节由胡浩亮编写，第 8 章由张文祥编写，第 10 章由肖启莉编写，全书由吴俊萍进行统稿整理。
限于编者水平，书中难免有疏漏与不妥之处，敬请广大读者与专家批评指教。
编？者
2021 年 4 月
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第 1 章  数据库系统概述................................................................................................................ 1
1.1 数据库系统................................................................................................................ 1
1.1.1 数据库系统的组成 ....................................................................................................1
1.1.2 数据库系统的效益 ....................................................................................................3
1.2 数据库管理系统......................................................................................................... 3
1.2.1 DBMS 的主要功能 ....................................................................................................3
1.2.2 DBMS 的组成 ............................................................................................................5
1.2.3 DBMS 的工作过程 ....................................................................................................6
1.3 数据模型 ................................................................................................................... 7
1.3.1 信息和数据 ................................................................................................................7
1.3.2 数据模型的三个层次 ................................................................................................7
1.3.3 信息世界中的基本概念 ............................................................................................8
1.3.4 概念模型的 E-R 模型表示方法 ..............................................................................10
1.3.5 数据库层次的数据模型 ..........................................................................................12
1.3.6 物理模型 ..................................................................................................................16
1.4 数据库系统的模式结构............................................................................................ 16
1.4.1 数据库系统的三级模式结构 ..................................................................................17
1.4.2 数据库的二级映像功能与数据独立性 ..................................................................18
1.5 数据库技术的产生与发展........................................................................................ 19
1.5.1 人工管理阶段（20 世纪 50 年代中期以前） .......................................................19
1.5.2 文件系统管理阶段（20 世纪 50 年代后期至 60 年代中后期） .........................19
1.5.3 数据库管理阶段（20 世纪 60 年代末开始） .......................................................20
1.6 数据库系统的体系结构............................................................................................ 23
1.6.1 单用户数据库系统 ..................................................................................................23
1.6.2 主从式结构的数据库系统 ......................................................................................23
1.6.3 分布式结构的数据库系统 ......................................................................................23
1.6.4 客户机 / 服务器结构的数据库系统 .......................................................................24
小结 ................................................................................................................................. 25
思考与练习 ...................................................................................................................... 26
第 2 章  关系数据库 ...................................................................................................................27
2.1 关系数据库概述....................................................................................................... 27
2.2 关系数据结构 .......................................................................................................... 28
2.2.1 关系的定义及性质 ..................................................................................................28
2.2.2 关系模式与关系数据库 ..........................................................................................30
2.2.3 关系的完整性规则 .................................................................................................30
2.3 关系代数 ................................................................................................................. 31
2.3.1 传统的集合运算 ......................................................................................................32
2.3.2 专门的关系运算 ......................................................................................................34
2.3.3 关系代数表达式及其应用实例 ..............................................................................36
*2.4 关系演算................................................................................................................ 38
2.4.1 元组关系演算 ..........................................................................................................39
2.4.2 域关系演算 ..............................................................................................................40
2.4.3 关系运算的安全性和等价性 ..................................................................................40
2.5 查询优化 ................................................................................................................. 41
2.5.1 关系代数表达式的优化问题 ..................................................................................41
2.5.2 关系代数表达式的等价变换规则 ..........................................................................42
2.5.3 优化的一般策略 ......................................................................................................44
2.5.4 优化算法 ..................................................................................................................45
2.6 函数依赖 ................................................................................................................. 47
2.6.1 问题的提出 ..............................................................................................................47
2.6.2 函数依赖的定义 ......................................................................................................49
2.6.3 码 ..............................................................................................................................49
2.7 关系的规范化 .......................................................................................................... 50
2.7.1 第一范式 ..................................................................................................................50
2.7.2 第二范式 ..................................................................................................................51
2.7.3 第三范式 ..................................................................................................................52
2.7.4 BCNF 范式 ...............................................................................................................52
2.7.5 模式分解 ..................................................................................................................52
小结 ................................................................................................................................. 54
思考与练习 ...................................................................................................................... 54
第 3 章  数据库设.....................................................................................................................56
3.1 数据库设计的基本步骤............................................................................................ 57
3.2 需求分析 ................................................................................................................. 59
3.2.1 需求描述与分析 ......................................................................................................59
3.2.2 需求分析分类 ..........................................................................................................59
3.2.3 需求分析的内容与方法 ..........................................................................................60
3.2.4 需求分析的步骤 ......................................................................................................60
3.2.5 数据字典 ..................................................................................................................62
3.3 概念设计 ................................................................................................................. 64
3.3.1 概念设计的必要性及要求 ......................................................................................64
3.3.2 概念设计的方法与步骤 ..........................................................................................65
3.3.3 E-R 模型的操作 .......................................................................................................66
3.3.4 采用 E-R 方法的数据库概念设计 ..........................................................................68
3.4 逻辑设计 ................................................................................................................. 74
3.4.1 逻辑设计环境 ..........................................................................................................74
3.4.2 逻辑设计的步骤 ......................................................................................................74
3.4.3 从 E-R 图向关系模型转换 ......................................................................................75
3.4.4 设计用户子模式 ......................................................................................................76
3.4.5 对数据模型进行优化 ..............................................................................................77
3.5 物理设计 ................................................................................................................. 78
3.5.1 数据库设计人员需要掌握的物理设计知识 ..........................................................78
3.5.2 数据库物理设计的主要内容 ..................................................................................79
3.5.3 物理设计的性能评价 ..............................................................................................81
3.5.4 系统数据库的部分数据表物理设计 ......................................................................82
3.5.5 数据表结构 ..............................................................................................................82
3.6 数据库的实施 .......................................................................................................... 84
3.7 数据库的运行和维护 ............................................................................................... 85
小结 ................................................................................................................................. 86
思考与练习 ...................................................................................................................... 86
第 4 章  MySQL 数据库系统概述及安装配置 ...................................................................88
4.1 MySQL 系统概述 .................................................................................................... 88
4.1.1 MySQL 简介 ............................................................................................................88
4.1.2 MySQL 数据类型 ....................................................................................................89
4.2 MySQL 数据库系统的安装与配置 ........................................................................... 90
4.2.1 MySQL 8.0 安装与配置 ..........................................................................................91
4.2.2 MySQL 5.7 的安装与配置 ......................................................................................98
4.3 MySQL 数据库的常用命令.................................................................................... 102
4.3.1 登录与退出 MySQL 数据库 .................................................................................102
4.3.2 MySQL 内部常用命令 .........................................................................................103
4.4 Navicat for MySQL 管理工具的使用 ..................................................................... 109
小结 ............................................................................................................................... 115
思考与练习 .................................................................................................................... 115
第 5 章 SQL 基础...................................................................................................117
5.1 SQL 概述 .............................................................................................................. 117
5.2 SQL 数据定义 ....................................................................................................... 118
5.2.1 基本表的创建、修改、删除及重命名 ................................................................118
5.2.2 索引的定义和删除 ................................................................................................121
5.2.3 视图的定义和删除 ................................................................................................122
5.3 SQL 数据查询 ....................................................................................................... 124
5.3.1 查询命令（SELECT） ..........................................................................................124
5.3.2 简单查询 ................................................................................................................125
5.3.3 表连接操作 ............................................................................................................128
*5.3.4 集合运算 .................................................................................................................129
5.3.5 聚合和分组查询 ....................................................................................................131
5.3.6 子查询 ....................................................................................................................132
5.4 SQL 数据操纵 ....................................................................................................... 134
5.4.1 向表中插入新行（记录） ....................................................................................134
5.4.2 表中记录更新（UPDATE） .................................................................................135
5.4.3 删除表记录（DELETE） .....................................................................................136
5.5 SQL 数据控制 ....................................................................................................... 136
小结 ............................................................................................................................... 137
思考与练习 .................................................................................................................... 138
第 6 章 数据库的安全管理......................................................................................................139
6.1 数据库的安全性..................................................................................................... 139
6.1.1 用户管理 ................................................................................................................139
6.1.2 权限管理 ................................................................................................................142
6.1.3 数据库的备份和恢复 ............................................................................................145
6.1.4 数据库审计 ............................................................................................................147
6.1.5 数据加密 ................................................................................................................151
6.2 数据完整性............................................................................................................ 153
6.2.1 完整性约束 ............................................................................................................153
6.2.2 完整性约束分类 ....................................................................................................154
小结 ............................................................................................................................... 156
思考与练习 .................................................................................................................... 156
第 7 章 并发控制.................................................................................................158
7.1 事务的基本概念..................................................................................................... 158
7.1.1 事务的定义 ............................................................................................................158
7.1.2 事务的特性 ............................................................................................................159
7.2 并发控制 ............................................................................................................... 159
7.2.1 丢失修改 ................................................................................................................160
7.2.2 不可重复读 ............................................................................................................160
7.2.3 读“脏”数据 ........................................................................................................160
7.3 封锁及封锁协议..................................................................................................... 161
7.3.1 封锁 ........................................................................................................................161
7.3.2 封锁协议 ................................................................................................................161
7.3.3 活锁和死锁 ............................................................................................................163
7.4 并发调度的可串行性 ............................................................................................. 165
7.4.1 可串行化的调度 ....................................................................................................165
7.4.2 两段锁协议 ............................................................................................................166
7.5 封锁的粒度............................................................................................................ 167
7.5.1 多粒度锁协议 ........................................................................................................168
*7.5.2 意向锁 .....................................................................................................................168
小结 ............................................................................................................................... 169
思考与练习 .................................................................................................................... 169
第 8 章 数据库技术的发展.......................................................................................................171
8.1 新一代数据库系统................................................................................................. 171
8.1.1 面向对象数据库系统宣言 ....................................................................................171
8.1.2 第三代数据库系统宣言 ........................................................................................172
8.1.3 数据库技术与相关技术相结合形成新型的数据库系统 ....................................173
8.2 大数据管理技术..................................................................................................... 174
8.2.1 大数据的概念 ........................................................................................................174
8.2.2 大数据的特点 ........................................................................................................174
8.2.3 传统关系型数据库面临的问题 ............................................................................175
8.2.4 NoSQL 数据库 .......................................................................................................175
8.3 数据仓库 ............................................................................................................... 178
8.3.1 数据仓库的概念 ....................................................................................................178
8.3.2 数据仓库的体系结构 ............................................................................................179
8.3.3 数据仓库的运用 ....................................................................................................180
8.3.4 数据仓库的作用 ....................................................................................................181
小结 ............................................................................................................................... 181
思考与练习 .................................................................................................................... 181
第 9 章 数据库接口技术及应用............................................................................................. 182
9.1 常用的数据库接口技术.......................................................................................... 182
9.1.1 ADO 的数据库接口技术简介 ...............................................................................182
9.1.2 ODBC 的数据库接口技术简介 ............................................................................183
9.2 基于 C++ Builder 6.0 数据库接口技术应用 ........................................................... 186
9.2.1 C++ Builder 6.0 环境简介 .....................................................................................186
9.2.2 C++ Builder 6.0 的基本功能使用 .........................................................................187
9.2.3 基于 C++ Builder 6.0 仓库管理系统登录窗口及主菜单设计 ............................191
9.3 基于 ASP.NET 的数据库接口技术及应用.............................................................. 197
9.3.1 ASP.NET 简介 ........................................................................................................197
9.3.2 用户管理数据库的设计 ........................................................................................199
9.3.3 建立 ODBC 数据源 ...............................................................................................199
9.3.4 ASP.NET 系统开发及运行环境 ............................................................................199
9.3.5 基于 ASP.NET 的企业网站用户管理系统的设计 ...............................................204
9.4 基于 PHP 的数据库接口技术及应用...................................................................... 212
9.4.1 PHP 技术简介 ........................................................................................................213
9.4.2 PHP 技术特点 ........................................................................................................213
9.4.3 PHP 系统开发工具及运行环境 ............................................................................213
9.4.4 基于 PHP7 技术的学生信息系统的设计 .............................................................217
9.5 基于 Java 的数据库接口技术及应用 ..................................................................... 227
9.5.1 JDBC 简介 ..............................................................................................................227
9.5.2 JDBC 常用的 API ..................................................................................................228
9.5.3 基于 Java 的客户管理系统的设计 .......................................................................228
小结 ............................................................................................................................... 259
思考与练习 .................................................................................................................... 260
第 10 章 数据库应用案例分析...............................................................................................261
10.1 学生信息管理系统的数据库设计 ......................................................................... 261
10.1.1 学生信息管理系统 E-R 模型分析 ......................................................................261
10.1.2 学生信息管理系统数据库的设计 ......................................................................262
10.2 图书信息管理系统的数据库设计 ......................................................................... 263
10.2.1 图书信息管理系统 E-R 模型分析 ......................................................................263
10.2.2 图书信息管理系统数据库的设计 ......................................................................264
10.3 医院门诊管理系统的数据库设计 ......................................................................... 266
10.3.1 医院门诊管理系统 E-R 模型分析 ......................................................................266
10.3.2 医院门诊管理系统数据库的设计 ......................................................................267
10.4 小超市管理系统的数据库设计............................................................................. 269
10.4.1 小超市管理系统 E-R 模型分析 ..........................................................................269
10.4.2 小超市管理系统数据库的设计 ..........................................................................270
小结 ............................................................................................................................... 272
思考与练习 .................................................................................................................... 272
附录 A  SQL 进阶训练系统...................................................................................................273
参考文献 .................................................................................................................276
 

杨爱民，浙江万里学院教授，学历博士，物流工程专业硕士生导师， 研究方向为计算机应用、数据库技术。近年来承担的项目有：主持省级科技攻关项目1项，参与国家自然科学基金项目2项，主持省厅级项目3项，参与省、市厅级项目5项，发表论文近两年10余篇，获得省科技进步二等奖1项，市科技进步三等奖1项，国家、省、市各类教学成果奖项5项，获得发明专利1项，获得其他专利技术10余项，著有专著1部，编写教材4部。？

（1）数据库软件是现阶段主流数据库软件MySQL。
（2）融入新形态教材的元素，增加了视频、练习、问答等立体化资源，以及实践教学应用案例，还配有智能化网上实践系统。
（3）配有中国MOOC网的SPOC课程。
（4）获得浙江省十一五重点教材建设。
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