数据库基础与应用(微课版 第3版)

中国人民大学教授、国家级名师王珊老师带您走进数据库的学习世界
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王珊 李盛恩 (编著)

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1.本书是中国人民大学王珊教授的数据库经典教材。
2.专门为普通高等院校量身定做的数据库权威教材。
3.此版为修订版,前2版均受到读者高度评价。
4.本书配有微课,传承经典。
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内容摘要

本书是中国人民大学王珊教授和山东建筑大学李盛恩教授联合编著并修订的。本书侧重于数据库系统的应用,重点介绍了开发关系数据库系统必备的基本知识和基本方法,包括数据库系统的基本概念、基本技术及数据库应用开发技术,数据仓库和联机分析处理等数据库的新技术及新应用等。全书内容丰富,系统性强,知识体系新颖,理论与实践相结合,具有先进性和实用性。

本书可作为高等院校理工科计算机专业数据库课程的教材,也可供相关工程技术人员参考使用。

前言

目录

第1章 概述 1
1.1 数据库系统的基本概念 1
1.1.1 数据 1
1.1.2 数据库 1
1.1.3 数据库管理系统 3
1.1.4 数据库系统 5
1.2 数据模型 6
1.2.1 数据模型的三要素 6
1.2.2 3种数据模型 7
1.3 数据库系统的三级模式结构 8
1.4 数据库系统的特点 9
1.5 数据库系统的分类 11
1.6 数据库管理系统的演变 12
小结 12
习题 13

第2章 关系模型 14
2.1 关系模型概述 14
2.1.1 关系模型的数据结构 14
2.1.2 关系模型的数据操作 17
2.1.3 关系模型的完整性 18
2.2 关系代数 19
2.2.1 集合运算 20
2.2.2 关系运算 22
2.3 示例数据库 24
小结 27
习题 27

第3章 关系数据库标准语言SQL 30
3.1 SQL概述 30
3.1.1 SQL的产生和发展 30
3.1.2 SQL的组成 30
3.1.3 SQL的特点 31
3.2 数据类型和表的定义 32
3.2.1 数据类型 32
3.2.2 表的定义 34
3.3 数据查询 38
3.3.1 单表查询 39
3.3.2 多表查询 50
3.3.3 集合运算 53
3.3.4 子查询 55
3.4 数据更新 71
3.5 视图 73
3.6 索引 79
3.7 存取控制 81
3.8 空值的处理 85
小结 87
习题 87

第4章 查询处理及优化 89
4.1 查询处理的步骤 89
4.2 实现关系运算的算法 89
4.2.1 外部排序 90
4.2.2 集合运算算法 91
4.2.3 选择运算算法 93
4.2.4 连接运算算法 94
4.3 查询优化 95
4.3.1 查询优化概述 95
4.3.2 查询优化实例 96
4.3.3 查询优化的一般策略 98
4.3.4 关系代数等价变换规则 98
4.3.5 关系代数表达式的优化算法 100
4.3.6 查询优化的一般步骤 100
小结 101
习题 102

第5章 事务及事务管理 103
5.1 事务 103
5.1.1 事务的特性 103
5.1.2 定义事务的SQL语句 104
5.2 日志、备份和恢复技术 106
5.2.1 故障种类 106
5.2.2 应对措施 107
5.2.3 恢复过程 109
5.3 并发控制技术 110
5.3.1 并发引发的异常 111
5.3.2 封锁技术 112
5.3.3 隔离级别 115
小结 116
习题 117

第6章 客户机/服务器环境 119
6.1 客户机/服务器的一般概念 119
6.2 两层与多层客户机/服务器架构 120
小结 123
习题 123

第7章 SQL程序设计 124
7.1 嵌入式SQL 124
7.1.1 嵌入式SQL的一般形式 124
7.1.2 嵌入式SQL语句与宿主语言之间的通信 125
7.1.3 查询结果为一条记录的SELECT语句 125
7.1.4 游标 126
7.1.5 动态SQL简介 129
7.1.6 实例 131
7.2 存储过程和SQL/PSM 133
7.3 触发器 137
7.3.1 基本概念 137
7.3.2 SQL:1999标准的触发器 139
7.3.3 SQL Server 2000的触发器 139
7.4 JDBC简介 142
7.4.1 JDBC原理概述 142
7.4.2 JDBC的工作流程 143
7.4.3 实例 147
小结 150
习题 151

第8章 实体-联系模型 152
8.1 基本的实体-联系模型 152
8.1.1 基本概念 153
8.1.2 常见问题及解决方法 157
8.2 扩充的实体-联系模型 160
8.2.1 IsA联系 160
8.2.2 Part-Of联系 161
8.3 从实体-联系模型到关系模型的转换 162
8.3.1 实体型转换为关系 162
8.3.2 联系型转换为关系 163
8.3.3 IsA联系转换为关系 164
小结 165
习题 166

第9章 关系规范化理论 167
9.1 数据依赖对关系模式的影响 167
9.2 函数依赖 168
9.2.1 函数依赖的基本概念 168
9.2.2 码 169
9.3 范式 169
9.3.1 第1范式(1NF) 170
9.3.2 第2范式(2NF) 171
9.3.3 第3范式(3NF) 172
9.3.4 BC范式(BCNF) 172
9.4 多值依赖与第4范式(4NF) 173
9.4.1 多值依赖 174
9.4.2 第4范式(4NF) 175
9.5 关系模式的规范化 175
9.6 数据依赖的公理系统 176
9.7 模式分解 179
9.7.1 模式分解的3个定义 179
9.7.2 分解的无损连接性和保持函数依赖性 181
9.7.3 模式分解的算法 182
小结 185
习题 185

第10章 对象关系数据库 187
10.1 关系模型的限制 187
10.2 面向对象模型 189
10.2.1 面向对象的基本概念 189
10.2.2 面向对象模型 191
10.3 对象关系模型 195
10.3.1 类型系统 195
10.3.2 对象关系 198
10.3.3 子表和超表 199
10.3.4 查询和更新 200
小结 202
习题 202

第11章 XML数据库 203
11.1 XML简介 203
11.1.1 XML的特点 203
11.1.2 XML的应用 204
11.1.3 XML的相关标准 204
11.1.4 XML数据库 205
11.2 XML文档 206
11.3 DTD-XML模式定义语言 208
11.4 XML Schema-XML模式定义语言 209
11.5 XPath查询语言 211
11.5.1 数据模型 212
11.5.2 路径表达式 213
11.5.3 XPath函数 215
11.6 XQuery查询语言 216
11.6.1 FLWOR表达式 216
11.6.2 连接 217
11.6.3 嵌套查询 219
11.6.4 排序 219
11.7 SQL/XML标准 220
11.7.1 发布XML文档 220
11.7.2 存储和查询XML文档 227
小结 232
习题 232

第12章 数据仓库和联机分析处理 234
12.1 从数据库到数据仓库 234
12.2 数据仓库的基本概念 236
12.2.1 什么是数据仓库 236
12.2.2 主题与面向主题 236
12.2.3 数据仓库的数据是集成的 238
12.2.4 数据仓库的数据是不可更新的 239
12.2.5 数据仓库的数据是随时间不断变化的 239
12.3 数据仓库的数据组织 239
12.4 数据仓库系统的体系结构 240
12.4.1 数据仓库的后台工具 241
12.4.2 数据仓库服务器和联机分析处理服务器 242
12.4.3 前台工具 242
12.5 企业的体系化数据环境 243
12.5.1 数据环境的层次 243
12.5.2 数据集市 243
12.6 创建数据仓库 244
12.7 联机分析处理和多维数据模型 244
12.7.1 多维数据模型的基本概念 245
12.7.2 多维分析的基本操作 247
12.8 联机分析处理服务器的实现 249
12.8.1 MOLAP结构 249
12.8.2 ROLAP结构 251
小结 251
习题 252

第13章 新型数据库系统 253
13.1 SQL和NoSQL数据库系统的区别 253
13.2 列簇数据库系统HBase 255
13.2.1 数据模型 255
13.2.2 基本使用方法 257
13.2.3 存储模型 257
13.2.4 集群 260
13.3 列簇数据库系统Cassandra 262
13.3.1 数据模型 262
13.3.2 存储模型 262
13.3.3 集群 262
13.3.4 基本使用方法 264
13.4 键-值对数据库系统Redis 265
13.4.1 数据模型 265
13.4.2 基本使用方法 265
13.4.3 事务及持久化 269
13.4.4 集群 271
13.5 文档数据库系统MongoDB 271
13.5.1 数据模型 271
13.5.2 集群 273
13.5.3 基本使用方法 275
13.6 图数据库系统Neo4j 276
13.6.1 数据模型 276
13.6.2 基本使用方法 277
小结 279
习题 279

参考文献 280

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作者介绍

王珊教授, 女, 博士生导师
1962年考入北京大学物理系本科,1968年毕业。1981年获中国人民大学信息系计算机应用与技术工学硕士学位。1984至1986年应姚诗斌教授邀请赴美国马里兰大学合作研究,开发关系数据库管理系统XDB。
自1981年毕业后留校工作以来,一直从事计算机数据库和知识库系统方向的教学、科研和系统开发工作。培养和正在培养博士、硕士研究生100余名。主持承担了国家科技攻关项目、863高科技项目、国家自然科学基金重大和重点项目、北京市科技计划重点项目等30多项;在国内外杂志、学术会议上发表论文200余篇。出版数据库方向著作20余本,如:《数据库系统系统概论》(获国家级优秀教材奖),《数据仓库技术和联机分析处理》等。
20多年来 她主持研制和开发了从高性能并行数据库到嵌入式移动数据库等多个具有自主版权的数据库管理系统。她的科研和教学成果曾获得国家科技进步二等奖、电子部科技进步特等奖、北京市科技进步二等奖(2次)、教育部科技进步二等奖、国家级优秀教材奖(2次)等多项奖励。
曾获得国家人事部授于的有突出贡献的中青年专家、全国优秀教师、全国五一劳动奖章等荣誉称号。

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