数据库原理及应用

本书使用深入浅出、通俗易懂的语言介绍数据库系统的基本原理、技术和方法，并结合典型案例，将理论知识融入实践内容，通过实践验证理论，帮助读者掌握数据库相关知识与技术。
全书共9章，全面系统地阐述数据库原理与应用，主要内容包括数据库系统概述、关系数据库、关系数据库标准语言、关系数据库规范化理论、数据库设计、数据库的安全性控制与完整性控制、并发控制、数据库备份与恢复和SQL Server 2019高级应用。本书以SQL Server 2019为平台介绍数据库技术的实现，主要包括数据库创建与维护、数据表创建与维护、查询与统计操作、视图创建与维护、存储过程和触发器的创建、用户管理与权限分配、数据库备份与恢复等内容，使读者能够通过SQL Server 2019实现教学案例，理论与实践紧密结合，进一步加深对数据库系统基本原理、技术和方法的理解。

赵军民，博士，副教授，先后担任河南城建学院数字媒体教研室主任、副院长，教务处副处长等职务。2004年从事教学工作以来，教学态度严谨，积极开拓教学思路，注重理论联系实际，及时更新学科发展的新兴技术，灵活运用教材，不断尝试教学改革。参与《应用型本科高校线上线下混合式金课教学模式、质量标准与规范评价体系研究与实践—以河南城建学院为例》《城建类应用型本科专业计算机基础课程体系建设研究》教改项目；2019年立项建设省级在线开放课程《数据库原理及应用》已在中国慕课（MOOC）上线。参编《计算思维》《计算机基础应用》《Internet技术与应用》《大学计算机基础》等教材；先后承担《数据库原理及应用》《C语言程序设计》《数据结构》《计算思维》等课程授课任务，教学效果优秀，受到学生和同行的一致好评，多次获得学校“教学质量考评优秀”“优秀教师”等荣誉。 近年来，发表学术论文20余篇，其中SCI收录2篇、EI收录6篇、中文核心2篇。论文An Edge-based Protein Complex Identification Algorithm With Gene Co-expression Data(PCIA-GeCo)获得河南省第三届自然科学学术论文奖二等奖。参与省部级以上项目6项，其中主持2项：国家语委“十二五”科研规划项目“面向中文信息处理的情感词语识别研究”、国家语委“十三五”科研规划项目“情感词语知识库、语料库建设及应用”；出版《基于生物网络的数据挖掘方法》学术专著1部；申请发明专利1项。

第 1章 数据库系统概述1
1.1 数据库系统的基本概念1
1.1.1 数据和信息1
1.1.2 数据库2
1.1.3 数据库管理系统2
1.1.4 数据库系统2
1.2 数据管理技术的产生和发展4
1.2.1 数据管理中的术语和基本概念4
1.2.2 人工管理阶段5
1.2.3 文件系统管理阶段5
1.2.4 数据库系统管理阶段8
1.3 数据模型10
1.3.1 两类数据模型11
1.3.2 三个世界的划分及其相关概念11
1.3.3 数据模型的组成要素14
1.3.4 常用的逻辑数据模型15
1.4 数据库系统的结构20
1.4.1 数据库系统模式的概念21
1.4.2 数据库系统的三级模式结构21
1.4.3 数据库系统的二级映像和数据独立性23
1.5 数据库领域的新技术24
1.5.1 数据仓库和数据挖掘技术24
1.5.2 大数据技术27
1.5.3 区块链技术30
本章小结33
习题33
第 2章 关系数据库35
2.1 关系数据模型35
2.1.1关系数据结构35
2.1.2关系模型的形式化定义37
2.1.3关系的性质39
2.1.4关系模式40
2.2 关系的码40
2.2.1候选码40
2.2.2主码41
2.2.3全码41
2.2.4外码42
2.3 关系的完整性42
2.3.1实体完整性42
2.3.2参照完整性44
2.3.3 用户自定义完整性45
2.4 关系代数45
2.4.1关系代数的运算符45
2.4.2传统的集合运算45
2.4.3专门的关系运算46
本章小结49
习题49
第3章 关系数据库标准语言SQL55
3.1 SQL概述55
3.1.1 SQL的发展55
3.1.2 SQL的特点55
3.1.3 SQL的组成56
3.2 数据库的创建与管理56
3.2.1 数据库的结构56
3.2.2 系统数据库58
3.2.3 创建用户数据库59
3.2.4 修改用户数据库62
3.2.5 删除用户数据库65
3.2.6 查看数据库信息66
3.2.7 分离和附加用户数据库67
3.3 数据表及其操作69
3.3.1 数据类型70
3.3.2 创建数据表72
3.3.3 修改表结构77
3.3.4 查看数据表79
3.3.5 删除数据表79
3.3.6 更新数据表80
3.4 数据查询82
3.4.1 投影查询82
3.4.2 选择查询85
3.4.3 排序查询89
3.4.4 使用聚合函数91
3.4.5 分组查询91
3.4.6 连接查询93
3.4.7 子查询98
3.4.8 集合查询101
3.5 视图102
3.5.1 创建视图102
3.5.2 修改视图105
3.5.3 查看视图106
3.5.4 删除视图107
3.5.5 查询视图108
3.5.6 更新视图108
3.6 索引110
3.6.1 索引的概念110
3.6.2 索引的类型111
3.6.3 创建索引112
3.6.4 修改索引114
3.6.5 查看索引116
3.6.6 删除索引116
本章小结117
习题117
第4章 关系数据库规范化理论120
4.1关系规范化的引入120
4.1.1 规范化问题的提出120
4.1.2 问题解决的方法121
4.1.3 关系模式规范化的概念123
4.2 函数依赖124
4.2.1 函数依赖的定义124
4.2.2 函数依赖分类与符号表示125
4.2.3 码的函数依赖表示126
4.3 函数依赖的公理系统126
4.3.1 函数依赖集的完备性127
4.3.2 函数依赖的推理规则127
4.3.3 属性的闭包与F逻辑蕴含的充要条件130
4.3.4 最小函数依赖集Fmin131
4.4 关系模式的规范化133
4.4.1 第 一范式133
4.4.2 第二范式135
4.4.3 第三范式136
4.4.4 BCNF范式137
4.5 多值依赖与4NF*138
4.5.1 问题的引入138
4.5.2 多值依赖基本概念139
4.5.3 第四范式140
4.6 关系模式分解140
4.6.1无损分解141
4.6.2 保持函数依赖145
4.7 关系模式规范化步骤147
本章小结148
习题149
第5章 数据库系统设计154
5.1 数据库系统设计概述154
5.1.1 数据库系统设计的内容154
5.1.2 数据库系统设计的特点155
5.1.3 数据库系统设计的方法155
5.1.4 数据库系统设计的基本过程和步骤157
5.2 需求分析160
5.2.1 需求的类型160
5.2.2 需求分析的步骤161
5.2.3 获取需求的常用方法162
5.2.4 需求分析创建模型的方法163
5.2.5 数据流图164
5.2.6 数据字典169
5.3 概念结构设计171
5.3.1 概念结构设计的特点171
5.3.2 概念结构设计使用的方法172
5.3.3 概念结构设计的步骤172
5.3.4 局部E-R图设计173
5.3.5 总体E-R图设计178
5.4 逻辑结构设计185
5.4.1 概念模型转换为逻辑模型的步骤185
5.4.2 概念模型向关系模型转换的原则185
5.4.3 逻辑模型优化及外模式设计189
5.5 物理结构设计190
5.5.1 物理结构设计的步骤190
5.5.2 确定数据存取方法191
5.5.3 确定数据的物理存储结构193
5.5.4 评价物理结构193
5.6 数据库实施、运行和维护194
5.6.1 创建数据库结构194
5.6.2 数据入库194
5.6.3 数据库试运行195
5.6.4 数据库运行和维护195
本章小结196
习题197
第6章 数据库的安全性控制和完整性控制200
6.1 数据库的安全性控制200
6.1.1 数据库安全性的含义200
6.1.2 数据库安全性控制的方法200
6.1.3 SQL Server的安全机制202
6.1.4 SQL Server 的身份验证模式202
6.1.5 SQL Server 登录账号和服务器角色204
6.1.6 SQL Server 数据库用户账号和数据库角色206
6.2 数据库的完整性控制207
6.2.1 数据库完整性概述207
6.2.2 规则207
6.2.3 默认值209
6.2.4 使用约束实施数据库完整性210
本章小结212
习题212
第7章 并发控制214
7.1 事务214
7.1.1事务的概念214
7.1.2 事务的特性215
7.2 并发控制216
7.2.1 并发控制的含义216
7.2.2 并发操作带来的问题216
7.3 封锁与封锁协议217
7.3.1 封锁类型217
7.3.2 封锁协议217
7.4 活锁与死锁219
7.4.1 活锁219
7.4.2 死锁220
7.5 并发调度的可串行性与两段锁协议221
7.5.1 并发调度的可串行性221
7.5.2 两段锁协议222
7.6 封锁粒度与多粒度封锁223
7.6.1 封锁粒度223
7.6.2 多粒度封锁224
7.7 SQL SERVER的并发控制机制224
7.7.1 SQL Server的事务224
7.7.2 SQL Server的封锁方式224
本章小结225
习题225
第8章 数据库备份与恢复227
8.1 数据库故障及恢复策略227
8.1.1事务故障及其恢复227
8.1.2系统故障及其恢复228
8.1.3介质故障及其恢复228
8.2 数据库恢复的原理及方法229
8.2.1数据备份229
8.2.2登记日志文件229
8.2.3数据库镜像技术231
8.3 数据库备份操作231
8.3.1备份类型231
8.3.2备份设备232
8.3.3实现备份233
8.4 数据库恢复操作236
8.4.1还原模式237
8.4.2恢复的顺序237
8.4.3实现恢复237
本章小结240
习题240
第9章 SQL SERVER 2019 高级应用243
9.1 T-SQL编程基础243
9.1.1T-SQL语法元素243
9.1.2常量244
9.1.3变量245
9.1.4运算符246
9.1.5流程控制语句248
9.1.6常用函数251
9.2 游标256
9.2.1游标的概念256
9.2.2游标的语法格式257
9.2.3游标的局限258
9.3 存储过程258
9.3.1存储过程的概念及特点258
9.3.2创建存储过程260
9.3.3查看、删除、修改和重命名存储过程262
9.4触发器263
9.4.1触发器的概念和工作原理264
9.4.2创建触发器265
9.4.3查看、删除、修改触发器267
9.4.4禁用和启用触发器269
本章小结269
习题270
参考文献271

结合新工科建设需要，既能满足计算机专业教学需求，也能够满足非计算机专业教学需要。
1.融入课程思政：充分体现习近平新时代中国特色社会主义思想、社会主义核心价值观、家国情怀、法制意识、社会责任、文化自信、人文情怀、工匠精神等相关思想政治教育元素。
2.采用项目驱动教学：将真实案例贯穿于整本教材知识点的编写。
3.融入信息化技术：对重要知识点配套微视频讲解，同时，教材编写组立项建设的在线开放课程将上线，可配套教材进行在线学习。
4.与行业需求对接：教材编写组邀请企业数据库开发技术人员作为技术顾问，根据市场技术需求对教材内容进行规划，使新编教材更具实践性，能够更好满足技术需求，更符合应用型人才培养要求。
5.立体化教学资源：提供配套的教学资料，包括重点知识微视频、教学课件、教学执行大纲、实验操作指导、综合实践项目案例、SQL Sever的操作视频、相关配套的My SQL资料、丰富的练习题、商业案例分析等，能够满足线上线下混合式教学所需的教学资源。