数据库系统原理

定　　价：72 元

丛书名：

• 作者：王勋
• 出版时间：2024/9/1
• ISBN：9787121489310
• 出 版 社：电子工业出版社

适用读者:本书可以作为高等院校计算机类、信息技术类、大数据类等相关专业教学用书，也可以作为培养数据库系统工程师的培训教材，还可以作为数据库应用开发人员的参考用书。

• 中图法分类：TP311.13 
• 页码：356
• 版次：01
• 开本：16开
• 字数：598(单位：千字)

内容简介

本书作为数据科学的入门教材，以实例分析为主线，结合MySQL，系统地阐述了数据库系统的基本原理、基本技术、基本方法及应用。全书共13 章，主要内容包括概述、关系运算、数据完整性、关系数据库标准语言SQL、概念模型和逻辑模型、关系规范化、数据安全、并发控制、数据恢复、数据库设计、openGauss数据库、数据库管理系统设计、在虚拟机上安装CentOS，前11 章结尾均提供了基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展环节。本书以MySQL 为数据库管理系统介绍数据库的实现技术，以Python 和Java 等为主语言介绍数据库系统的设计与实现技术，并提供详细操作和完整程序系统。全书以两个实例数据库系统贯穿始终，内容丰富、结构严谨，讲解深入浅出、通俗易懂，且十分注重实用性。同时，书中提供的例题和习题取材新颖、实用，方便读者巩固所学知识。本书适用于高等院校计算机科学与技术、数据科学与大数据技术、智能科学与技术、信息安全和软件工程等相关本科专业的“数据库原理”课程教材，也可作为从事数据库系统研究与应用开发的工程技术人员的参考书。

作者介绍

王勋，男，教授，博士研究生学历，现于浙江工商大学计算机科学与技术学院担任院长一职，兼任中国图象图形学会理事兼智能图形专委会副主任、The IEEE Intelligent Informatics Bulletin编委、全国行业职业教育教学指导委员会电子信息分委员会委员、浙江省高等学校大数据与人工智能类专业教指委副主任，共出版《数据库系统原理》《数据库系统原理》《数据可视分析》《数据库系统原理学习指导》等12部教材、专著。

目 录

第1 章 概述 ....................................................................................................................... 1
1.1 数据库实例 ........................................................................................................................ 1
1.1.1 学生选课数据库 ..................................................................................................... 1
1.1.2 网上书店数据库 ..................................................................................................... 2
1.2 基本知识 ............................................................................................................................ 4
1.2.1 数据 ......................................................................................................................... 4
1.2.2 数据库 ..................................................................................................................... 5
1.2.3 数据库管理系统 ..................................................................................................... 5
1.2.4 数据库系统 ............................................................................................................. 6
1.2.5 数据库管理员 ......................................................................................................... 7
1.3 数据模型 ............................................................................................................................ 8
1.3.1 数据模型的概念 ..................................................................................................... 8
1.3.2 数据模型的组成要素 ............................................................................................. 8
1.3.3 数据模型的分类 ..................................................................................................... 9
1.4 数据库系统的结构 .......................................................................................................... 15
1.4.1 数据库系统的模式结构 ....................................................................................... 16
1.4.2 数据库系统的体系结构 ....................................................................................... 18
1.5 数据库发展历史 .............................................................................................................. 22
1.5.1 中国数据库发展 ................................................................................................... 22
1.5.2 国外数据库发展 ................................................................................................... 24
1.6 小结 .................................................................................................................................. 25
基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展........................................................ 26
习题1 ........................................................................................................................................ 34
第2 章 关系运算 ............................................................................................................. 35
2.1 关系形式化定义 .............................................................................................................. 35
2.2 关系数据语言 .................................................................................................................. 38
2.3 基本集合运算 .................................................................................................................. 39
2.3.1 笛卡儿积 ............................................................................................................... 40
2.3.2 并集 ....................................................................................................................... 40
2.3.3 差集 ....................................................................................................................... 41
2.3.4 交集 ....................................................................................................................... 41
2.4 专用关系运算 .................................................................................................................. 42
2.4.1 选择 ....................................................................................................................... 42
2.4.2 投影 ....................................................................................................................... 43
2.4.3 连接 ....................................................................................................................... 45
2.4.4 除 ........................................................................................................................... 49
2.5 更新运算 .......................................................................................................................... 52
2.6 综合实例 .......................................................................................................................... 54
2.7 小结 .................................................................................................................................. 57
基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展........................................................ 57
习题2 ........................................................................................................................................ 62
第3 章 数据完整性 .......................................................................................................... 64
3.1 数据完整性概览 .............................................................................................................. 64
3.2 数据完整性内涵 .............................................................................................................. 65
3.2.1 实体完整性 ........................................................................................................... 65
3.2.2 参照完整性 ........................................................................................................... 66
3.2.3 用户定义完整性 ................................................................................................... 67
3.3 完整性控制机制 .............................................................................................................. 68
3.4 数据完整性实现 .............................................................................................................. 70
3.4.1 实体完整性的实现 ............................................................................................... 71
3.4.2 参照完整性的实现 ............................................................................................... 72
3.4.3 用户定义完整性的实现 ....................................................................................... 74
3.4.4 触发器 ................................................................................................................... 76
3.5 小结 .................................................................................................................................. 77
基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展........................................................ 78
数据库建立实验 ....................................................................................................................... 81
习题3 ........................................................................................................................................ 82
第4 章 关系数据库标准语言SQL .................................................................................... 84
4.1 SQL ................................................................................................................................... 84
4.1.1 ANSI SQL ............................................................................................................. 84
4.1.2 SQL 特点 ............................................................................................................... 85
4.1.3 MySQL .................................................................................................................. 85
4.2 创建数据库及表 .............................................................................................................. 86
4.2.1 创建数据库 ........................................................................................................... 86
4.2.2 创建表 ................................................................................................................... 87
4.3 数据查询 .......................................................................................................................... 92
4.3.1 集合查询 ............................................................................................................... 93
4.3.2 单表查询 ............................................................................................................... 95
4.3.3 多表查询 ............................................................................................................. 102
4.4 视图 ................................................................................................................................ 109
4.5 小结 ................................................................................................................................ 114
基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展...................................................... 114
查询实验 ................................................................................................................................. 119
习题4 ...................................................................................................................................... 121
第5 章 概念模型和逻辑模型 .......................................................................................... 123
5.1 概念模型 ........................................................................................................................ 123
5.1.1 概念模型的表示方法 ......................................................................................... 123
5.1.2 概念模型的实例分析 ......................................................................................... 125
5.2 逻辑模型 ........................................................................................................................ 129
5.2.1 实体转换 ............................................................................................................. 129
5.2.2 联系转换 ............................................................................................................. 130
5.3 小结 ................................................................................................................................ 135
基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展...................................................... 136
习题5 ...................................................................................................................................... 138
第6 章 关系规范化 ........................................................................................................ 141
6.1 函数依赖 ........................................................................................................................ 142
6.1.1 完全函数依赖和部分函数依赖 ......................................................................... 143
6.1.2 传递函数依赖 ..................................................................................................... 143
6.2 数据依赖公理系统 ........................................................................................................ 143
6.2.1 Armstrong 公理 ................................................................................................... 143
6.2.2 函数依赖集闭包 ................................................................................................. 144
6.2.3 属性集闭包 ......................................................................................................... 145
6.2.4 最小函数依赖集 ................................................................................................. 146
6.3 范式 ................................................................................................................................ 148
6.3.1 第一范式 ............................................................................................................. 149
6.3.2 第二范式 ............................................................................................................. 149
6.3.3 第三范式 ............................................................................................................. 152
6.3.4 BC 范式 ............................................................................................................... 157
6.3.5 更高范式 ............................................................................................................. 158
6.4 关系模式分解 ................................................................................................................ 159
6.4.1 关系模式分解理论 ............................................................................................. 159
6.4.2 关系模式的分解算法 ......................................................................................... 162
6.5 小结 ................................................................................................................................ 166
基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展...................................................... 167
习题6 ...................................................................................................................................... 174
第7 章 数据安全 ........................................................................................................... 176
7.1 数据安全标准和数据安全模型 .................................................................................... 176
7.1.1 数据安全标准 ..................................................................................................... 176
7.1.2 数据安全模型 ..................................................................................................... 177
7.2 数据安全控制 ................................................................................................................ 177
7.2.1 用户鉴别 ............................................................................................................. 177
7.2.2 数据存取控制 ..................................................................................................... 179
7.2.3 视图 ..................................................................................................................... 182
7.2.4 审计与数据加密 ................................................................................................. 184
7.3 SQL 注入攻击 ................................................................................................................ 187
7.3.1 Web 应用程序与数据库交互模型 ..................................................................... 188
7.3.2 SQL 注入攻击原理 ............................................................................................. 189
7.3.3 SQL 注入攻击防御措施 ..................................................................................... 190
7.4 小结 ................................................................................................................................ 190
基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展...................................................... 191
安全实验 ................................................................................................................................. 194
习题7 ...................................................................................................................................... 195
第8 章 并发控制 ........................................................................................................... 196
8.1 事务管理 ........................................................................................................................ 196
8.1.1 事务的概念 ......................................................................................................... 196
8.1.2 事务的特性 ......................................................................................................... 199
8.2 并发控制概述 ................................................................................................................ 201
8.3 封锁和封锁粒度 ............................................................................................................ 203
8.3.1 封锁 ..................................................................................................................... 203
8.3.2 封锁粒度 ............................................................................................................. 205
8.4 封锁协议 ........................................................................................................................ 206
8.4.1 一级封锁协议 ..................................................................................................... 207
8.4.2 二级封锁协议 ..................................................................................................... 207
8.4.3 三级封锁协议 ..................................................................................................... 208
8.4.4 两段锁协议 ......................................................................................................... 209
8.5 并发事务的可串行化 .................................................................................................... 209
8.5.1 并发事务调度 ..................................................................................................... 209
8.5.2 并行调度与串行调度的执行结果一致性 ......................................................... 210
8.6 活锁和死锁 .................................................................................................................... 211
8.6.1 活锁 ..................................................................................................................... 212
8.6.2 死锁 ..................................................................................................................... 212
8.7 小结 ................................................................................................................................ 214
基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展...................................................... 214
并发控制实验 ......................................................................................................................... 216
习题8 ...................................................................................................................................... 219
第9 章 数据恢复 ........................................................................................................... 221
9.1 故障管理 ........................................................................................................................ 221
9.2 建立冗余数据 ................................................................................................................ 222
9.2.1 数据转储 ............................................................................................................. 222
9.2.2 日志文件 ............................................................................................................. 223
9.3 恢复技术 ........................................................................................................................ 225
9.4 检查点机制 .................................................................................................................... 227
9.5 小结 ................................................................................................................................ 229
基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展...................................................... 229
数据恢复实验 ......................................................................................................................... 231
习题9 ...................................................................................................................................... 231
第10 章 数据库设计 ...................................................................................................... 233
10.1 数据库设计的方法与步骤 .......................................................................................... 233
10.1.1 数据库设计方法 ............................................................................................... 233
10.1.2 数据库设计步骤 ............................................................................................... 234
10.2 需求分析 ...................................................................................................................... 235
10.2.1 需求分析任务 ................................................................................................... 235
10.2.2 需求分析的方法和步骤 ................................................................................... 236
10.2.3 数据字典 ........................................................................................................... 236
10.3 概念结构设计 .............................................................................................................. 238
10.3.1 概念结构设计方法 ........................................................................................... 238
10.3.2 概念结构设计步骤 ........................................................................................... 239
10.4 逻辑结构设计 .............................................................................................................. 242
10.4.1 逻辑结构设计的内容 ....................................................................................... 242
10.4.2 外模式设计 ....................................................................................................... 242
10.5 物理结构设计 .............................................................................................................. 243
10.5.1 物理结构设计的内容 ....................................................................................... 244
10.5.2 存取方法 ........................................................................................................... 244
10.5.3 存储结构 ........................................................................................................... 246
10.5.4 评价物理结构 ................................................................................................... 246
10.6 数据库实施 .................................................................................................................. 246
10.6.1 数据库引擎和数据源配置 ............................................................................... 246
10.6.2 存储过程和函数 ............................................................................................... 247
10.6.3 流程控制 ........................................................................................................... 249
10.6.4 游标 ................................................................................................................... 253
10.6.5 设计应用程序 ................................................................................................... 254
10.6.6 数据库测试与试运行 ....................................................................................... 258
10.7 系统运行与维护 .......................................................................................................... 258
10.8 小结 .............................................................................................................................. 259
基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展...................................................... 260
数据库设计实验 ..................................................................................................................... 262
习题10 .................................................................................................................................... 263
第11 章 openGauss 数据库 .......................................................................................... 265
11.1 系统架构 ...................................................................................................................... 265
11.2 优势特点 ...................................................................................................................... 266
11.3 运行环境和技术指标 .................................................................................................. 267
11.4 基本功能 ...................................................................................................................... 268
11.5 安装部署 ...................................................................................................................... 269
11.5.1 获取安装包 ....................................................................................................... 269
11.5.2 配置安装环境 ................................................................................................... 270
11.5.3 安装数据库 ....................................................................................................... 272
11.6 数据库连接 .................................................................................................................. 275
11.6.1 gsql 客户端连接 ................................................................................................ 275
11.6.2 应用程序接口 ................................................................................................... 276
11.7 创建和管理数据库 ...................................................................................................... 278
11.8 数据库迁移 .................................................................................................................. 280
11.9 小结 .............................................................................................................................. 280
基于生成式人工智能的课堂知识巩固与课后知识拓展...................................................... 280
数据库迁移实验 ..................................................................................................................... 282
习题11 .................................................................................................................................... 282
第12 章 数据库管理系统设计 ........................................................................................ 283
12.1 DBMS ........................................................................................................................... 283
12.1.1 DBMS 的功能 ................................................................................................... 283
12.1.2 DBMS 的系统结构 ........................................................................................... 284
12.1.3 DBMS 的工作过程 ........................................................................................... 288
12.1.4 DBMS 的设计 ................................................................................................... 290
12.2 DBVAS 的设计与实现 ................................................................................................ 293
12.2.1 DBVAS 的系统结构 ......................................................................................... 294
12.2.2 DBVAS 的文件系统 ......................................................................................... 297
12.2.3 DBVAS 的DDL 设计 ....................................................................................... 304
12.2.4 DBVAS 的DML 设计 ...................................................................................... 310
12.2.5 DBVAS 的DCL 设计 ....................................................................................... 314
12.2.6 DBVAS 的GUI 设计 ........................................................................................ 315
12.2.7 DBVAS 的实现 ................................................................................................. 322
12.3 小结 .............................................................................................................................. 324
DBMS 设计实验 ..................................................................................................................... 324
习题12 .................................................................................................................................... 324
第13 章 在虚拟机上安装CentOS ................................................................................. 326
13.1 虚拟机VirtualBox 下载及安装 ................................................................................... 326
13.2 CentOS 镜像文件下载 ................................................................................................. 327
13.3 在VirtualBox 下安装CentOS 操作系统 .................................................................... 327