數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用（第2版）

第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述……………………………………………………………… 1
1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡介…………………………………………………………… 1
1.1.1 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理…………………………………………………… 1
1.1.2 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)管理………………………………………………… 3
1.1.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)…………………………………………………… 3
1.1.4 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)…………………………………………………… 5
1.1.5 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)………………………………………………………… 6
1.1.6 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用………………………………………………… 7
1.2 數(shù)據(jù)模型與E R方法…………………………………………………… 9
1.2.1 概念模型的相關(guān)概念……………………………………………… 10
1.2.2 實體型之間的聯(lián)系………………………………………………… 12
1.2.3 概念模型的表示方法……………………………………………… 13
1.2.4 數(shù)據(jù)模型的組成要素……………………………………………… 16
1.2.5 層次模型…………………………………………………………… 17
1.2.6 網(wǎng)狀模型…………………………………………………………… 19
1.2.7 關(guān)系模型…………………………………………………………… 21
1.3 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展……………………………………………… 23
1.3.1 人工管理階段……………………………………………………… 23
1.3.2 文件系統(tǒng)階段……………………………………………………… 24
1.3.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段…………………………………………………… 27
1.3.4 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)……………………………………………… 30
1.3.5 面向應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫技術(shù)……………………………………… 31
1.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 31
1.4.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)…………………………………………… 31
1.4.2 面向用戶的數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)……………………………………… 34
小 結(jié)…………………………………………………………………………… 37
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 38
第2章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫………………………………………………………………… 40
2.1 關(guān)系模型概述……………………………………………………………… 40
2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其形式化定義…………………………………………… 41
2.2.1 關(guān) 系……………………………………………………………… 42
2.2.2 關(guān)系模式…………………………………………………………… 45
2.2.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫………………………………………………………… 46
2.3 關(guān)系的完整性……………………………………………………………… 46
2.3.1 實體完整性………………………………………………………… 47
2.3.2 參照完整性………………………………………………………… 47
2.3.3 用戶定義的完整性………………………………………………… 48
2.4 關(guān)系代數(shù)…………………………………………………………………… 48
2.4.1 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算…………………………………………………… 49
2.4.2 專門的關(guān)系運(yùn)算…………………………………………………… 51
2.4.3 關(guān)系代數(shù)查詢實例………………………………………………… 54
2.5 關(guān)系演算…………………………………………………………………… 55
2.5.1 元組關(guān)系演算語言ALPHA …………………………………… 55
2.5.2 域關(guān)系演算語言QBE …………………………………………… 60
小 結(jié)…………………………………………………………………………… 66
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 66
第3章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL ………………………………………………… 69
3.1 SQL概述………………………………………………………………… 69
3.1.1 SQL的特點……………………………………………………… 69
3.1.2 SQL語言的基本概念…………………………………………… 70
3.2 數(shù)據(jù)定義…………………………………………………………………… 71
3.2.1 定義、刪除與修改基本表………………………………………… 72
3.2.2 建立和刪除索引…………………………………………………… 74
3.3 數(shù)據(jù)查詢…………………………………………………………………… 76
3.3.1 SELECT語句的一般格式……………………………………… 76
3.3.2 單表查詢…………………………………………………………… 77
3.3.3 連接查詢…………………………………………………………… 82
3.3.4 嵌套查詢…………………………………………………………… 84
3.4 數(shù)據(jù)更新…………………………………………………………………… 90
3.4.1 插入數(shù)據(jù)…………………………………………………………… 90
3.4.2 修改數(shù)據(jù)…………………………………………………………… 90
3.4.3 刪除數(shù)據(jù)…………………………………………………………… 92
小 結(jié)…………………………………………………………………………… 93
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 93
第4章 數(shù)據(jù)庫的安全性…………………………………………………………… 95
4.1 安全性概述………………………………………………………………… 95
4.1.1 計算機(jī)系統(tǒng)的安全性……………………………………………… 95
4.1.2 可信計算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)………………………………………… 96
4.1.3 數(shù)據(jù)庫安全性控制………………………………………………… 98
4.2 視 圖……………………………………………………………………… 98
4.2.1 視圖的定義………………………………………………………… 99
4.2.2 刪除視圖………………………………………………………… 102
4.2.3 視圖的查詢……………………………………………………… 102
4.2.4 更新視圖………………………………………………………… 103
4.2.5 視圖的作用……………………………………………………… 104
4.3 存取控制………………………………………………………………… 105
4.3.1 自主存取控制方法……………………………………………… 106
4.3.2 強(qiáng)制存取控制方法……………………………………………… 106
4.3.3 SQL存取控制機(jī)制……………………………………………… 107
4.4 其他方法………………………………………………………………… 111
4.4.1 數(shù)據(jù)加密………………………………………………………… 111
4.4.2 數(shù)據(jù)庫審計……………………………………………………… 112
小 結(jié)…………………………………………………………………………… 113
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 113
第5章 數(shù)據(jù)庫的完整性…………………………………………………………… 115
5.1 數(shù)據(jù)庫完整性定義及分類……………………………………………… 115
5.1.1 數(shù)據(jù)庫完整性的定義…………………………………………… 115
5.1.2 數(shù)據(jù)庫完整性分類……………………………………………… 116
5.2 完整性約束條件………………………………………………………… 118
5.2.1 靜態(tài)約束條件…………………………………………………… 119
5.2.2 動態(tài)約束條件…………………………………………………… 122
5.2.3 完整性約束命名子句…………………………………………… 122
5.3 DBMS的完整性控制…………………………………………………… 123
5.3.1 實體完整性控制………………………………………………… 124
5.3.2 參照完整性控制………………………………………………… 125
5.3.3 用戶定義的完整性控制………………………………………… 126
5.4 SQLServer的數(shù)據(jù)完整性……………………………………………… 127
5.4.1 SQLServer數(shù)據(jù)完整性的種類與實現(xiàn)方式…………………… 127
5.4.2 SQLServer實現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性的具體方法……………………… 128
5.5 存儲過程………………………………………………………………… 132
5.5.1 存儲過程的優(yōu)點………………………………………………… 133
5.5.2 存儲過程的種類………………………………………………… 133
5.5.3 存儲過程的書寫格式…………………………………………… 134
5.5.4 存儲過程的執(zhí)行………………………………………………… 135
小 結(jié)…………………………………………………………………………… 136
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 136
第6章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論…………………………………………………………… 137
6.1 規(guī)范化問題的提出……………………………………………………… 137
6.1.1 規(guī)范化理論的主要內(nèi)容………………………………………… 137
6.1.2 關(guān)系模式的存儲異常問題……………………………………… 137
6.2 函數(shù)依賴………………………………………………………………… 140
6.2.1 函數(shù)依賴的定義及性質(zhì)………………………………………… 140
6.2.2 完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴………………………………… 143
6.2.3 傳遞函數(shù)依賴…………………………………………………… 143
6.3 范 式…………………………………………………………………… 143
6.3.1 第一范式………………………………………………………… 144
6.3.2 第二范式………………………………………………………… 145
6.3.3 第三范式………………………………………………………… 148
6.3.4 BC范式………………………………………………………… 150
6.4 關(guān)系模式的規(guī)范化……………………………………………………… 153
6.4.1 關(guān)系模式規(guī)范化的目的和原則………………………………… 153
6.4.2 關(guān)系模式規(guī)范化的步驟………………………………………… 153
6.4.3 關(guān)系模式規(guī)范化的要求………………………………………… 154
小 結(jié)…………………………………………………………………………… 157
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 157
第7章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計………………………………………………………………… 160
7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概論………………………………………………………… 160
7.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點……………………………………………… 160
7.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法………………………………………………… 162
7.1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟………………………………………………… 164
7.2 需求分析………………………………………………………………… 165
7.2.1 需求分析的任務(wù)和過程………………………………………… 165
7.2.2 數(shù)據(jù)流圖………………………………………………………… 167
7.2.3 數(shù)據(jù)字典………………………………………………………… 169
7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………… 171
7.3.1 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和步驟…………………………………… 171
7.3.2 局部E R圖設(shè)計……………………………………………… 173
7.3.3 E R圖的集成………………………………………………… 176
7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………… 179
7.4.1 概念結(jié)構(gòu)模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換……………………………… 179
7.4.2 關(guān)系模式的優(yōu)化………………………………………………… 182
7.4.3 設(shè)計用戶模式…………………………………………………… 182
7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計……………………………………………………… 183
7.5.1 物理設(shè)計的內(nèi)容和特點………………………………………… 184
7.5.2 索引設(shè)計………………………………………………………… 186
7.6 數(shù)據(jù)庫的實施和維護(hù)…………………………………………………… 188
7.6.1 數(shù)據(jù)庫實施……………………………………………………… 188
7.6.2 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)……………………………………………… 189
小 結(jié)…………………………………………………………………………… 190
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 190
第8章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)…………………………………………………………… 192
8.1 事務(wù)的概念和特性……………………………………………………… 192
8.1.1 事務(wù)的概念……………………………………………………… 192
8.1.2 事務(wù)的特性……………………………………………………… 192
8.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)故障的種類………………………………………………… 194
8.2.1 事務(wù)內(nèi)部故障…………………………………………………… 194
8.2.2 系統(tǒng)故障………………………………………………………… 195
8.2.3 介質(zhì)故障………………………………………………………… 195
8.2.4 計算機(jī)病毒故障………………………………………………… 196
8.3 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本原理………………………………………………… 196
8.3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲………………………………………………………… 197
8.3.2 登記日志文件…………………………………………………… 198
8.4 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的實現(xiàn)方法………………………………………………… 199
8.4.1 事務(wù)故障的恢復(fù)………………………………………………… 200
8.4.2 系統(tǒng)故障的恢復(fù)………………………………………………… 200
8.4.3 介質(zhì)故障的恢復(fù)………………………………………………… 200
8.4.4 具有檢查點的恢復(fù)技術(shù)………………………………………… 201
8.4.5 數(shù)據(jù)庫鏡像……………………………………………………… 203
小 結(jié)…………………………………………………………………………… 203
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 204
第9章 并發(fā)控制…………………………………………………………………… 205
9.1 并發(fā)控制概述…………………………………………………………… 205
9.1.1 丟失修改………………………………………………………… 206
9.1.2 不可重復(fù)讀……………………………………………………… 206
9.1.3 讀“臟”數(shù)據(jù)……………………………………………………… 206
9.2 封 鎖…………………………………………………………………… 207
9.3 活鎖與死鎖……………………………………………………………… 208
9.3.1 活 鎖…………………………………………………………… 208
9.3.2 死 鎖…………………………………………………………… 208
9.4 封鎖協(xié)議………………………………………………………………… 210
9.4.1 三級封鎖協(xié)議…………………………………………………… 210
9.4.2 兩段封鎖協(xié)議…………………………………………………… 213
小 結(jié)…………………………………………………………………………… 214
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 215
第10章 關(guān)系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化………………………………………………… 216
10.1 關(guān)系系統(tǒng)………………………………………………………………… 216
10.1.1 關(guān)系系統(tǒng)的定義………………………………………………… 216
10.1.2 關(guān)系系統(tǒng)的分類………………………………………………… 217
10.1.3 全關(guān)系系統(tǒng)的12條基本準(zhǔn)則………………………………… 217
10.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的查詢優(yōu)化…………………………………………… 219
10.2.1 查詢處理與查詢優(yōu)化…………………………………………… 219
10.2.2 查詢優(yōu)化的一般準(zhǔn)則…………………………………………… 222
10.2.3 關(guān)系代數(shù)等價變換規(guī)則………………………………………… 223
10.2.4 關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化算法…………………………………… 224
10.2.5 優(yōu)化的一般步驟………………………………………………… 225
小 結(jié)…………………………………………………………………………… 228
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 228
第11章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實例……………………………………………… 229