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于啸　主编 编

图书标签:

• 数据库
• 原理
• 应用
• SQL
• 数据建模
• 关系数据库
• 数据库设计
• 数据管理
• MySQL
• Oracle
• PostgreSQL

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121314650

版次：1

商品编码：12162665

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：280

字数：482000

正文语种：中文

内容简介

本书系统地介绍了数据库原理、SQL Server 2008数据库管理系统及应用实例，概述了数据库前沿技术。全书共分9章，主要内容包括：绪论；关系数据库；SQL语言；关系数据理论；数据库设计；数据库保护；数据库系统的访问；数据库技术的发展；SQL Server 2008及应用实例，包括SQL Server 2008概述、SQL Server 2008管理工具简介、Transact-SQL语言基础、数据库管理、表的管理、视图的管理、存储过程、用户和安全性管理、数据转换服务、数据库应用开发实例等。本书内容丰富、全面、系统，深度和广度兼顾，可作为高等院校和科研院所计算机专业和相关专业数据库课程的教材，也可作为有关人员学习和研究数据库原理与应用或开发数据库应用系统的技术参考书。

作者简介

于啸，博士，副教授，东北农业大学电气与信息学院系主任，中国计算机学会会员。编写过多部教材，包括：《数据库原理与应用》（2011年获校级优秀教材一等奖）、《数字农业基础》、（2008年获校级优秀教材一等奖）、《智能化农业技术概论》、 《数据库系统概论与实例及习题指导》、《微机原理与接口技术实验指导》、《PowerBuilder程序设计实验指导》（2011年获校级优秀教材三等奖）。参与课题包括：面向精确农业的无线传感器网络节点定位机制与算法研究，黑龙江省科技厅青年科学基金项目（QC2009C18）；农业信息资源搜索技术研究与应用，国家星火计划子课题项目（2010GA670006-2）；畜牧业公共数字化服务平台构建技术研究，黑龙江省科技攻关项目子题；基于无线传感器网络的温室控制系统，黑龙江省重点实验室基金项目（GS2009010）等。

目录

第1章 绪论 1
1．1 数据库系统概述 1
1．1．1 数据库的几个基本概念 1
1．1．2 数据管理技术的发展历史 2
1．2 数据模型 3
1．2．1 信息的三个领域 3
1．2．2 概念模型 4
1．2．3 概念模型的表示方法 5
1．3 数据模型 6
1．3．1 数据模型的组成要素 6
1．3．2 最常用的数据模型 7
1．4 数据库的体系结构 12
1．4．1 数据库的分级结构 12
1．4．2 模式及映像 13
1．5 数据库管理系统 14
1．5．1 DBMS的功能 14
1．5．2 DBMS的程序组成 15
1．5．3 数据语言 16
1．5．4 数据字典 17
第2章 关系数据库 18
2．1 从格式化模型到关系模型 18
2．2 关系的数学定义 18
2．2．1 域 18
2．2．2 笛卡儿积 18
2．2．3 关系的数学定义 19
2．3 关系的性质 20
2．4 码的概念 20
2．4．1 码的定义 20
2．4．2 候选码和主码 21
2．4．3 外部关系码 21
2．4．4 关系模型的完整性 21
2．5 关系数据库模式 23
2．5．1 关系模式 23
2．5．2 关系数据库 23
2．6 关系运算 23
2．6．1 关系代数 23
2．6．2 关系演算 28
第3章 SQL语言 29
3．1 SQL语言概述 29
3．1．1 SQL语言的发展 29
3．1．2 SQL的基本概念 29
3．1．3 SQL语言的主要特点 30
3．2 数据定义 30
3．2．1 基本表的定义、删除与修改 31
3．2．2 索引的建立与删除 32
3．3 数据查询 33
3．3．1 单表查询 34
3．3．2 连接查询 40
3．3．3 嵌套查询 41
3．3．4 集合查询 45
3．4 数据操作 46
3．4．1 数据插入 46
3．4．2 数据修改 47
3．4．3 数据删除 48
3．5 视图 49
3．5．1 定义视图 49
3．5．2 查询视图 50
3．5．3 更新视图 51
3．6 数据控制 52
3．6．1 授权 52
3．6．2 收回权限 53
第4章 关系数据理论 55
4．1 关系规范化的作用 55
4．1．1 规范化理论概述 55
4．1．2 不合理的关系模式存在的问题 55
4．2 函数依赖 57
4．2．1 关系模式的简化表示 57
4．2．2 函数依赖的基本概念 58
4．2．3 码的函数依赖表示 59
4．2．4 函数依赖和码的唯一性 60
4．3 规范化 60
4．3．1 规范化的含义 61
4．3．2 第一范式 61
4．3．3 第二范式 62
4．3．4 第三范式 63
4．3．5 BCNF范式 64
4．4 多值依赖与4NF 65
4．4．1 问题的引入 65
4．4．2 多值依赖基本概念 66
4．4．3 第四范式 67
4．5 函数依赖的公理系统 68
4．5．1 函数依赖集的完备性 68
4．5．2 函数依赖的推理规则 69
4．5．3 属性的闭包与F逻辑蕴涵的充要条件 70
4．5．4 最小函数依赖集Fmin 71
4．6 关系模式分解 73
4．6．1 无损分解 73
4．6．2 保持函数依赖 76
4．7 连接依赖与5NF 77
4．7．1 连接依赖 77
4．7．2 第五范式 79
4．8 关系模式规范化步骤 79
4．9 小结 80
第5章 数据库设计 82
5．1 数据库设计概述 82
5．1．1 数据库设计的任务 82
5．1．2 数据库设计的特点 83
5．1．3 数据库设计的方法 83
5．1．4 数据库设计的工具 84
5．1．5 数据库设计的步骤 85
5．2 需求分析 86
5．2．1 需求分析的任务 86
5．2．2 需求收集 87
5．2．3 需求分析过程 88
5．2．4 需求分析的结果 90
5．3 概念结构设计 90
5．3．1 概念结构设计概述 90
5．3．2 概念结构设计的方法 91
5．3．3 局部ER图设计 91
5．3．4 全局ER图设计 93
5．4 逻辑结构设计 95
5．4．1 概念模型转换为关系数据模型 95
5．4．2 关系模型的优化 96
5．4．3 设计用户子模式 97
5．5 物理结构设计 97
5．5．1 物理结构设计概述 97
5．5．2 存取方法选择 98
5．5．3 存储结构的确定 99
5．6 数据库的实施和维护 99
5．6．1 数据库的实施 99
5．6．2 数据库的运行和维护 100
5．7 小结 101
第6章 数据库保护 102
6．1 数据库事务处理 102
6．1．1 事务的定义 102
6．1．2 事务的ACID性质 103
6．1．3 事务处理模型 103
6．1．4 事务的状态 104
6．2 数据库故障及恢复 105
6．2．1 数据库故障分类 105
6．2．2 数据库恢复技术 106
6．2．3 数据库恢复策略 109
6．3 并发控制 110
6．3．1 并发操作带来的数据不一致性 111
6．3．2 封锁技术 112
6．3．3 封锁带来的问题 114
6．3．4 并发操作的调度 116
6．4 数据库的完整性 117
6．4．1 数据的完整性 118
6．4．2 SQL中的完整性约束 118
6．4．3 SQL中的触发器 121
6．5 数据库的安全性 123
6．5．1 数据库安全性概述 123
6．5．2 SQL中的安全性机制 124
6．5．3 常用的安全性措施 126
6．6 小结 127
第7章 数据库系统的访问 129
7．1 数据库的访问接口 129
7．1．1 固有调用 129
7．1．2 ODBC 129
7．1．3 JDBC 133
7．2 客户机/服务器模式的数据库系统 137
7．3 浏览器/服务器模式的数据库系统 139
7．3．1 Web数据库的体系结构 139
7．3．2 技术实现 140
7．4 Java访问数据库的技术 142
7．4．1 JDBC技术 142
7．4．2 JSP的数据库访问技术 142
7．5 数据库系统的多层体系结构 143
7．6 小结 144
第8章 数据库技术的发展 145
8．1 数据库新技术的分类 145
8．2 面向对象数据库系统 146
8．2．1 面向对象程序设计方法 146
8．2．2 面向对象数据模型 147
8．2．3 面向对象数据库语言 150
8．2．4 面向对象数据库的模式演进 151
8．2．5 对象-关系数据库 151
8．3 分布式数据库系统 152
8．3．1 分布式数据库系统的特点与目标 153
8．3．2 分布式数据库系统的体系结构 155
8．4 网络环境下的数据库体系 156
8．4．1 客户机/服务器系统 156
8．4．2 开放式数据库的互连技术(ODBC) 159
8．5 数据仓库与数据挖掘 162
8．5．1 数据仓库 162
8．5．2 数据仓库设计实例 168
8．5．3 数据挖掘技术概述 170
8．6 其他新型的数据库系统 172
8．6．1 多媒体数据库系统 172
8．6．2 主动数据库系统 173
8．6．3 演绎数据库系统 173
8．6．4 实时数据库系统 175
8．7 小结 175
第9章 SQL Server 2008及应用实例 176
9．1 SQL Server 2008概述 176
9．1．1 概述 176
9．1．2 SQL Server 2008的基本特点 176
9．1．3 SQL Server 2008的安装 176
9．2 SQL Server 2008管理工具简介 182
9．2．1 创建服务器组 182
9．2．2 注册服务器 182
9．2．3 新建查询 183
9．3 Transact-SQL语言基础 184
9．3．1 Transact-SQL简介 184
9．3．2 数据类型 185
9．3．3 常量 187
9．3．4 变量 187
9．3．5 注释符和运算符 188
9．3．6 流程控制语句 188
9．3．7 常用函数 190
9．4 数据库管理 195
9．4．1 创建数据库 196
9．4．2 修改数据库设置 196
9．4．3 删除数据库 197
9．4．4 分离/附加数据库 198
9．4．5 备份/还原数据库 199
9．5 表的管理 201
9．5．1 创建数据表 201
9．5．2 修改表 202
9．6 视图的管理 205
9．6．1 创建视图 205
9．6．2 管理视图 206
9．7 存储过程 207
9．7．1 创建存储过程 208
9．7．2 执行存储过程 209
9．7．3 查看、修改和删除存储过程 210
9．8 用户和安全性管理 212
9．8．1 SQL Server登录认证 212
9．8．2 数据库用户 215
9．8．3 角色管理 216
9．8．4 权限管理 220
9．9 数据转换服务 223
9．9．1 DTS导出向导 224
9．9．2 DTS导入向导 225
9．10 数据库应用开发实例 229
9．10．1 建立数据源 229
9．10．2 创建新的工程 231
第10章 部分章节习题 234
参考文献 270

前言/序言

数据库技术产生于20世纪60年代，经历了格式化数据库(以层次和网状数据库为代表)、经典数据库(以关系数据库和后关系数据库为代表)和新型数据库(以对象数据库和XML数据库等为代表)的三代发展演变。40多年来，数据库技术的重要性和意义已经被人们所认识与理解。首先，数据库技术已经形成相对完整和成熟的科学理论体系，成为现代计算机信息处理系统的重要基础与技术核心，造就了C. W. Bachman、E. F. Codd和J.Gray三位图灵大奖得主；其次，数据库带动和形成了一个巨大的软件产业——数据库管理系统产品和相关技术工具与解决方案，对经济发展起着极大的推动作用，表现出非凡的生产力效应；最后，数据库研究和开发领域的各项成就推动了其他众多计算机理论与应用领域的进步，对这些领域的发展起到了巨大的支撑作用，成为各种计算机信息系统的核心内容与技术基础。

本书对数据库技术进行了全面的阐述和研究。在结合大量的实例和作者教学体会的基础上，对数据库技术的各个领域进行了深入浅出的剖析，对数据库技术的重点和难点进行了详细的描述，力求做到思路清晰、概念准确、结构合理、内容生动活泼。本书重点介绍了数据库的基本概念及ER图、关系模型等数据库建模技术，数据库应用部分主要介绍了SQL Server 2008的基本管理与操作。

每一章的开始都对该章将要涉及的内容及其作用进行了分析，然后指出了学完本章读者应该掌握的重要内容。另外，章末所附的练习题，旨在加深读者对本章涉及概念的理解，培养学生应用本章学到的知识来解决实际问题的能力。

本书内容全面、实例丰富，并配备了课后习题参考答案，方便教学。本书可作为高等院校计算机专业及信息管理等相关专业本科生数据库课程的教材，也可作为相关人员学习数据库知识的参考书。

东北农业大学于啸、陆丽娜、张宇任本书主编；沈阳工业大学白晨生，吉林农业大学毕春光、林楠，东北农业大学张喜海任本书副主编；东北农业大学丁宝峰、孙建，哈尔滨金融学院姜微参编；全书由东北农业大学苏中滨教授主审。

本书的配套教学资源可在华信教育资源网(www.hxedu.com.cn)注册后免费下载。

由于作者水平有限，加之创作时间仓促，书中不足之处在所难免，欢迎广大读者批评指正。

数据库原理与应用 目录 第一部分：数据库基础 第一章：数据与信息 1.1 什么是数据？ 1.2 数据的类型与特征 1.3 数据与信息的关系 1.4 数据处理的基本过程 第二章：数据库系统概述 2.1 为什么要使用数据库？ 2.2 传统文件系统的局限性 2.3 数据库系统的概念与组成 2.4 数据库管理系统（DBMS）的功能 2.5 数据库系统的优点 第三章：数据模型 3.1 数据模型的概念与作用 3.2 概念数据模型 (Conceptual Data Model) 3.2.1 实体-联系 (ER) 模型 3.2.2 实体、属性、联系的定义与表示 3.2.3 基数约束与参与度 3.3 逻辑数据模型 (Logical Data Model) 3.3.1 关系模型 (Relational Model) 3.3.2 关系、属性、元组的定义 3.3.3 候选键、主键、外键 3.3.4 关系代数初步 3.4 物理数据模型 (Physical Data Model) 3.4.1 存储结构与访问方式 3.4.2 索引、聚簇等概念 第二部分：关系数据库原理 第四章：关系数据库设计 4.1 规范化理论 4.1.1 函数依赖 4.1.2 1NF, 2NF, 3NF, BCNF 4.1.3 规范化的意义与目标 4.2 数据库设计过程 4.2.1 需求分析 4.2.2 概念设计 4.2.3 逻辑设计 4.2.4 物理设计 4.2.5 数据库实施与维护 第五章：SQL语言基础 5.1 SQL概述 5.2 数据定义语言 (DDL) 5.2.1 `CREATE TABLE` 语句 5.2.2 `ALTER TABLE` 语句 5.2.3 `DROP TABLE` 语句 5.2.4 数据类型与约束 5.3 数据操纵语言 (DML) 5.3.1 `INSERT` 语句 5.3.2 `UPDATE` 语句 5.3.3 `DELETE` 语句 5.4 数据查询语言 (DQL) 5.4.1 `SELECT` 语句 5.4.2 `WHERE` 子句 5.4.3 `ORDER BY` 子句 5.4.4 `GROUP BY` 子句与聚合函数 5.4.5 `HAVING` 子句 5.4.6 连接查询 (JOIN) 5.4.7 子查询 第六章：SQL语言进阶 6.1 视图 (View) 6.1.1 什么是视图？ 6.1.2 创建、修改、删除视图 6.1.3 视图的优点与局限性 6.2 索引 (Index) 6.2.1 索引的作用与类型 6.2.2 创建与删除索引 6.2.3 索引对查询性能的影响 6.3 事务 (Transaction) 6.3.1 什么是事务？ 6.3.2 ACID 属性 (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) 6.3.3 事务的并发控制 6.4 存储过程与触发器 (Stored Procedures and Triggers) 6.4.1 存储过程的概念与作用 6.4.2 触发器的概念与作用 6.4.3 存储过程与触发器的使用场景 第三部分：数据库系统实现 第七章：数据库存储管理 7.1 文件结构 7.1.1 堆文件 (Heap File) 7.1.2 索引文件 (Indexed File) 7.2 记录组织 7.2.1 定长记录与变长记录 7.2.2 记录的存储与检索 7.3 磁盘空间管理 7.3.1 页 (Page) 的概念 7.3.2 空闲空间管理 第八章：数据库查询处理 8.1 查询的结构 8.1.1 查询解析与校验 8.1.2 查询优化 8.2 查询优化技术 8.2.1 代数优化 8.2.2 物理优化 8.2.3 访问路径选择 8.2.4 连接策略选择 第九章：数据库事务管理 9.1 并发控制 9.1.1 锁机制 (Locking Mechanisms) 9.1.1.1 共享锁与排它锁 9.1.1.2 两段锁协议 (Two-Phase Locking, 2PL) 9.1.2 时间戳排序 (Timestamp Ordering) 9.1.3 多版本并发控制 (Multi-Version Concurrency Control, MVCC) 9.2 恢复管理 9.2.1 故障类型 9.2.2 日志记录 (Logging) 9.2.3 检查点 (Checkpoint) 9.2.4 恢复算法 第四部分：数据库应用与发展 第十章：数据库安全性 10.1 安全威胁与风险 10.2 身份认证与授权 10.2.1 用户管理 10.2.2 权限控制 10.3 数据加密 10.4 安全审计 第十一章：数据库应用开发 11.1 客户端/服务器 (Client/Server) 架构 11.2 三层 (Three-Tier) 架构 11.3 Java Database Connectivity (JDBC) 11.4 Object-Relational Mapping (ORM) 11.5 Web 应用与数据库集成 第十二章：数据库的未来发展 12.1 数据仓库 (Data Warehousing) 12.2 数据挖掘 (Data Mining) 12.3 大数据技术 (Big Data Technologies) 12.3.1 Hadoop 与 MapReduce 12.3.2 NoSQL 数据库 12.4 云数据库 (Cloud Databases) 12.5 内存数据库 (In-Memory Databases) 12.6 图数据库 (Graph Databases) 本书特色： 本书旨在系统地阐述数据库的理论基础、核心原理以及在实际应用中的方法。内容涵盖了从最基础的数据概念、数据库系统组成，到关系数据库模型、SQL语言的深入运用，再到数据库的存储管理、查询处理、事务管理等系统实现层面的关键技术。同时，本书还探讨了数据库的安全性、应用开发实践以及面向未来的数据库技术发展趋势。 目标读者： 本书适合计算机科学与技术、软件工程、信息管理等相关专业的本科生、研究生，以及从事数据库开发、管理和应用工作的技术人员。 学习方法建议： 理论与实践相结合： 在学习理论知识的同时，积极动手实践SQL语句的编写和数据库的设计，加深理解。 深入理解核心概念： 重点掌握数据模型、范式理论、ACID特性、并发控制与恢复机制等核心概念。 关注实际应用： 了解数据库在不同应用场景下的需求和解决方案。 持续学习： 数据库技术发展迅速，应关注最新的技术动态。 --- 第一部分：数据库基础 第一章：数据与信息 在信息爆炸的时代，理解“数据”与“信息”的本质及其相互关系至关重要。本章将深入探讨数据的定义、分类、特性，以及它们如何通过加工、组织和分析转化为有意义的信息，为后续数据库的学习奠定坚实的基础。 1.1 什么是数据？ 数据是记录事实、现象或概念的基本单元，可以是数字、文字、符号、图像、声音等任何可以被量化、记录和处理的形式。它们本身往往是原始的、未经加工的，缺乏直接的意义，但却是构成信息的基础。例如，一个销售人员的工资数字“5000”本身只是一个数据，它的意义需要结合其他信息（如“月薪”）才能被理解。 1.2 数据的类型与特征 数据可以根据不同的标准进行分类。从其表现形式来看，有数值型数据（如年龄、温度）、文本型数据（如姓名、地址）、逻辑型数据（如是/否）、日期/时间型数据等。从其性质来看，有定量数据（可测量）和定性数据（分类）。数据还具有一些普遍的特征，例如： 原始性： 数据通常是在事件发生时直接收集的原始记录。 客观性： 数据应尽可能客观地反映事实，不受主观臆断的影响。 可处理性： 数据应具备被计算机系统处理和分析的能力。 动态性： 许多数据会随着时间推移而变化，需要及时更新。 1.3 数据与信息的关系 数据与信息是紧密相连但又有所区别的两个概念。数据是原始的素材，而信息是经过组织、加工、分析和解释后，能够为人们提供知识、减少不确定性、辅助决策的有意义的内容。数据通过一系列处理过程，如： 收集 (Collection)： 获取原始数据。 存储 (Storage)： 将数据保存起来。 处理 (Processing)： 对数据进行计算、转换、排序、过滤等操作。 分析 (Analysis)： 运用统计、逻辑等方法探索数据之间的关系。 展现 (Presentation)： 以图表、报告等形式呈现分析结果。 最终，这些处理后的数据就升华为有价值的信息。例如，将所有销售人员的月销售额数据汇总，计算出平均销售额，这个平均销售额就是一个有用的信息，可以帮助管理层评估销售绩效。 1.4 数据处理的基本过程 数据处理是利用计算机系统将原始数据转化为有用信息的完整流程。这个过程通常包括： 1. 数据输入 (Input)： 将外部数据导入计算机系统。 2. 数据存储 (Storage)： 将输入的数据存入存储设备，以便后续访问和处理。 3. 数据处理 (Processing)： 依据预设的程序或指令，对存储的数据进行运算、逻辑判断、转换等操作。 4. 数据输出 (Output)： 将处理后的结果以用户可理解的形式（如屏幕显示、打印报表、生成文件）输出。 5. 数据维护 (Maintenance)： 对数据进行更新、删除、备份等操作，保证数据的准确性和可用性。 在早期，数据处理往往是分散的、独立的，导致了效率低下和数据冗余。数据库技术的出现，正是为了解决这些问题，实现数据的集中管理和高效共享。 第二章：数据库系统概述 在没有数据库的时代，数据通常以文件形式存储在计算机的磁盘上，每个应用程序可能拥有自己独立的文件，这带来了诸多不便。本章将介绍数据库系统的基本概念，说明其出现的必要性，并阐述数据库管理系统（DBMS）的核心功能，让你了解为什么数据库如此重要。 2.1 为什么要使用数据库？ 随着信息量的急剧增长和应用复杂度的提高，传统的基于文件系统的数据管理方式逐渐暴露出许多弊端。使用数据库的核心驱动力在于： 数据共享： 允许多个用户或应用程序共享同一份数据。 数据独立性： 应用程序与数据存储结构之间解耦，方便修改数据结构而不影响应用程序。 数据一致性： 保证多份副本数据的一致性。 数据安全： 提供权限控制，防止非法访问和破坏。 数据冗余少： 避免同一数据在不同文件中重复存储。 易于维护： 集中管理数据，降低维护成本。 2.2 传统文件系统的局限性 在数据库出现之前，数据通常以文件形式存储。这种方式存在以下主要问题： 数据冗余 (Data Redundancy)： 同一数据可能在多个文件中重复存储，造成存储空间的浪费，并且当需要更新数据时，必须在所有副本中进行修改，极易导致数据不一致。 数据不一致 (Data Inconsistency)： 由于数据冗余，当数据更新不及时，不同文件中存储的同一数据可能出现不一致的情况。 数据独立性差 (Poor Data Independence)： 应用程序的编写高度依赖于数据的存储结构（如文件格式、记录长度）。一旦存储结构发生变化，应用程序就必须修改，开发和维护成本高。 数据共享困难 (Difficulty in Data Sharing)： 不同应用程序可能使用不同的文件格式，数据共享需要进行复杂的数据转换。 数据安全性差 (Poor Data Security)： 文件系统提供的安全机制通常比较简单，难以实现细粒度的访问控制。 并发访问控制复杂 (Complex Concurrent Access Control)： 当多个用户同时访问和修改同一文件时，很难保证数据不被破坏，需要应用程序自己处理复杂的同步问题。 数据维护困难 (Difficulty in Data Maintenance)： 数据的增删改查操作需要针对特定的文件格式编写程序，过程繁琐。 2.3 数据库系统的概念与组成 数据库系统（Database System, DBS）是一个集成的、统一的、被操作系统管理的、存储在计算机辅助存储器中的数据集合。它由以下几个主要部分组成： 数据库 (Database, DB)： 按照一定的数据模型组织起来的、可共享的、有结构的数据集合。数据库是数据存放的核心。 数据库管理系统 (Database Management System, DBMS)： 位于用户与操作系统之间的一层软件，用于管理数据库中的数据。它为用户提供了方便、高效、安全的数据访问和管理接口。DBMS 是数据库系统的核心。 应用程序 (Applications)： 利用 DBMS 提供的接口，访问和处理数据库中的数据，完成特定业务功能的软件。 数据库管理员 (Database Administrator, DBA)： 负责数据库系统的设计、维护、优化、安全管理等工作的人员。 最终用户 (End Users)： 直接或间接使用数据库应用程序的人员。 2.4 数据库管理系统（DBMS）的功能 DBMS 作为数据库系统的“大脑”，承担着管理和控制数据库的重任，其核心功能包括： 数据定义 (Data Definition)： 定义数据库的结构，包括数据模型、模式（Schema）、表的定义、字段类型、约束等。通常通过数据定义语言（DDL）实现。 数据操纵 (Data Manipulation)： 实现数据的插入、删除、修改和查询。通常通过数据操纵语言（DML）实现。 数据组织、存储和检索 (Data Organization, Storage, and Retrieval)： DBMS 负责将逻辑上的数据结构映射到物理存储，并提供高效的数据存取机制，包括索引、缓冲管理等。 数据完整性支持 (Data Integrity Support)： 确保数据的准确性、一致性和有效性。通过定义各种约束（如主键、外键、非空约束、检查约束）来实现。 并发控制 (Concurrency Control)： 管理多个用户同时访问和修改数据时可能发生的冲突，保证事务的隔离性。 恢复管理 (Recovery Management)： 在系统发生故障（如断电、程序错误）时，能够将数据库恢复到故障发生前的有效状态。 安全性管理 (Security Management)： 防止未经授权的数据访问和非法操作，通过用户认证、权限控制等方式实现。 数据字典管理 (Data Dictionary Management)： 存储数据库的元数据（描述数据的数据），如表的定义、字段信息、索引信息等，供 DBMS 和用户查询。 2.5 数据库系统的优点 与传统文件系统相比，数据库系统具有显著的优点： 数据模型化： 使用统一的数据模型（如关系模型）描述数据，结构清晰。 数据独立性： 实现了数据与应用程序的隔离，方便修改和维护。 数据共享和并发访问： 允许多个用户同时访问数据，并提供有效的并发控制机制。 减少数据冗余： 通过规范化设计，避免不必要的重复存储。 提高数据一致性： 通过强制约束和并发控制，保证数据的一致性。 增强数据安全性： 提供细粒度的权限控制和安全审计功能。 易于开发和维护： 提供标准化的接口和工具，简化应用开发和数据库管理。 支持事务管理： 保证一系列操作的原子性、一致性、隔离性和持久性。 第三章：数据模型 数据模型是描述数据、数据之间的关系以及数据操作的一套概念性工具。它为数据库的设计和实现提供了蓝图，帮助我们从抽象的业务需求转化为计算机可以理解的数据结构。本章将介绍不同层次的数据模型，并重点关注在现代数据库中占据主导地位的关系模型。 3.1 数据模型的概念与作用 数据模型是数据库设计的基石，它提供了一种抽象的视角来描述现实世界中的数据。一个好的数据模型能够： 清晰地表达数据结构： 描述数据项、它们之间的联系以及数据的约束。 指导数据库设计： 作为数据库逻辑和物理设计的基础。 促进沟通： 帮助开发者、用户和数据库管理员之间就数据结构达成共识。 提高开发效率： 提供了一个清晰的框架，简化了应用程序的开发。 数据模型通常可以分为三个层次：概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型。 3.2 概念数据模型 (Conceptual Data Model) 概念数据模型用于描述用户视图或现实世界中的数据，它不关心数据在计算机中的具体存储方式，而是侧重于数据的语义和实体间的关系。最常用和最经典的当属实体-联系 (Entity-Relationship, ER) 模型。 3.2.1 实体-联系 (ER) 模型 ER 模型将现实世界的事物抽象为“实体”，实体的特征抽象为“属性”，实体之间的关系抽象为“联系”。 实体 (Entity)： 现实世界中可以区分的对象，如“学生”、“课程”、“图书”。在 ER 图中通常用矩形表示。 属性 (Attribute)： 描述实体特征的数据项，如“学生”的“学号”、“姓名”、“年龄”。属性是实体的组成部分。在 ER 图中通常用椭圆形表示，并与实体连接。 联系 (Relationship)： 描述实体之间的关联，如“学生” 选修 “课程”。在 ER 图中通常用菱形表示，并连接相关的实体。 3.2.2 实体、属性、联系的定义与表示 实体集 (Entity Set)： 具有相同属性的同类实体的集合。例如，所有学生的集合。 属性的类型： 简单属性： 不可再分，如“姓名”。 复合属性： 可以再分，如“地址”（包含省、市、街道）。 单值属性： 每个实体只有一个属性值，如“学号”。 多值属性： 每个实体可以有多个属性值，如“电话号码”。 派生属性： 可以从其他属性计算得出，如“年龄”（可以从出生日期计算）。 联系的基数 (Cardinality)： 描述一个实体集的实例与另一个实体集的实例之间有多少个关联。常见的基数关系包括： 一对一 (1:1)： 如“部门”与“部门经理”。一个部门只有一个经理，一个经理只负责一个部门。 一对多 (1:N)： 如“系”与“学生”。一个系可以有多个学生，一个学生只属于一个系。 多对多 (M:N)： 如“学生”与“课程”。一个学生可以选修多门课程，一门课程可以被多个学生选修。 3.2.3 基数约束与参与度 基数约束 (Cardinality Constraint)： 规定了联系的类型（1:1, 1:N, M:N）。 参与度 (Participation Constraint)： 描述一个实体集中的实体是否必须参与某个联系。 强制参与 (Total Participation)： 该实体集中的所有实体都必须参与某个联系。例如，“学生”必须选修“课程”，那么“学生”对“选修”联系是强制参与。 可选参与 (Partial Participation)： 该实体集中的实体可以不参与某个联系。例如，“员工”可以“负责”一个“项目”，也可能不负责任何项目，那么“员工”对“负责”联系是可选参与。 3.3 逻辑数据模型 (Logical Data Model) 逻辑数据模型描述了数据如何在数据库管理系统中组织，它独立于具体的硬件和存储结构，但与 DBMS 的实现紧密相关。关系模型是目前最主流的逻辑数据模型。 3.3.1 关系模型 (Relational Model) 关系模型是由 E.F. Codd 提出的，它将数据组织成一张张二维表格，称为“关系”。每个关系都由行和列组成。 3.3.2 关系、属性、元组的定义 关系 (Relation)： 本质上是一个二维表格，表示一组同类实体或同类联系的集合。 属性 (Attribute)： 表中的列名，描述了关系中数据的某个特征。 域 (Domain)： 属性可以取值的集合。例如，“年龄”的域是所有可能的正整数。 元组 (Tuple)： 表中的一行，表示关系中的一个实体实例或一个联系实例。 关系模式 (Schema)： 描述一个关系的结构，包括关系名、属性名及其域。例如：`学生(学号:INTEGER, 姓名:VARCHAR(20), 专业:VARCHAR(10))`. 3.3.3 候选键、主键、外键 为了唯一标识元组和建立关系间的联系，关系模型引入了键的概念： 候选键 (Candidate Key)： 如果一个或一组属性（的集合）能够唯一地标识关系中的每一个元组，则称该属性（集合）为候选键。候选键具有唯一性和最小性（即不能包含其他候选键的子集）。 主键 (Primary Key)： 在一个关系中，选定一个候选键作为主键。主键的值不能为空，并且在整个关系中必须唯一。它用于唯一标识一个元组。 外键 (Foreign Key)： 如果在一个关系中的一个或一组属性（的集合）的值必须等于另一个关系（或同一关系）的主键值，则称该属性（集合）为外键。外键用于建立表与表之间的联系，保证数据的引用完整性。 3.3.4 关系代数初步 关系代数是用于对关系进行操作的一组代数运算。它是关系数据库查询语言（如 SQL）的理论基础。基本的关系代数运算包括： 选择 (Selection, σ)： 从关系中选出满足给定条件的元组。 投影 (Projection, π)： 从关系中选出指定的属性列，并去除重复的行。 并 (Union, ∪)： 将两个具有相同结构的并“兼容”的关系合并，去除重复元组。 差 (Difference, -)： 从第一个关系中减去第二个关系中的所有元组。 笛卡尔积 (Cartesian Product, ×)： 将两个关系的元组进行所有可能的组合。 连接 (Join)： 基于两个关系中的关联条件，将匹配的元组组合成新的元组。常见的有等值连接、自然连接等。 交 (Intersection, ∩)： 两个关系共有的元组。 3.4 物理数据模型 (Physical Data Model) 物理数据模型描述了数据在存储设备上的具体组织形式和访问方法。它与具体的 DBMS 实现、硬件环境（如磁盘类型、内存大小）密切相关。 3.4.1 存储结构与访问方式 文件结构： 数据存储在文件中，文件可以有不同的组织方式，如堆文件（无序）、索引文件（有序）。 记录组织： 如何将字段组合成记录，以及记录在文件中的存储方式（定长、变长）。 数据页 (Page)： 数据库系统通常将数据按页（固定大小的块）为单位读写。 3.4.2 索引、聚簇等概念 索引 (Index)： 为了加速数据的检索，在表中为一列或多列创建的辅助数据结构。索引使得 DBMS 能够快速定位到满足条件的记录，而无需扫描整个表。 聚簇 (Clustering)： 将具有相同索引键值的记录存储在磁盘上的相邻位置，以提高范围查询的效率。 数据压缩 (Data Compression)： 减少数据的存储空间。 缓存管理 (Buffer Management)： 将经常访问的数据页加载到内存中，减少磁盘 I/O。 --- （请注意：以上内容为模拟图书简介，旨在展示本书的目录结构和部分章节内容的详细阐述。实际的《数据库原理与应用》书籍内容会更丰富，并包含大量示例、图示和练习题。本书的字数已根据要求进行了控制，并尽量避免 AI 痕迹。）

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刚拿到《数据库原理与应用》这本书，我一直对它充满了好奇。封面设计简洁大气，虽然是技术类书籍，但给人的感觉并不枯燥。翻开目录，里面涉及的内容确实很广，从基础的概念到实际的应用，仿佛把整个数据库的世界都囊括其中。尤其让我感兴趣的是它对各种数据库模型的介绍，比如关系型数据库、NoSQL数据库等，这些不同的模型在实际场景中扮演着怎样的角色，各自的优缺点又是什么，书中似乎都有详细的阐述。作为一名初学者，我最期待的是书中能够清晰地解释那些看似复杂的理论，比如ACID特性、事务隔离级别等等，希望它能用生动形象的例子来帮助我理解，而不是一味地堆砌术语。另外，书中对SQL语言的讲解也是我关注的重点，毕竟SQL是操作数据库的通用语言，掌握好它对于后续的学习至关重要。我希望这本书的SQL部分能够循序渐进，从基础的查询语句讲到更复杂的联接、子查询，甚至是一些优化技巧。总之，我对这本书充满了期待，希望它能成为我数据库学习路上的得力助手。

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对于我这种有一定编程基础，但对数据库原理知之甚少的读者来说，《数据库原理与应用》这本书简直是一股清流。它并没有直接跳到各种复杂的SQL语句或者特定的数据库产品，而是先把“为什么”解释清楚。它从数据管理的历史演变开始，讲到为什么文件系统无法满足现代应用的需求，然后引出了数据库的概念，以及数据库系统相比于文件系统的优势。这种梳理历史和背景的方式，让我对数据库的出现和发展有了更深刻的理解，也更容易接受后续的各种原理性知识。书中对数据独立性、数据安全性等方面的论述，也让我意识到数据库不仅仅是数据的载体，更是对数据的一种安全、可靠的管理方式。我希望书中能够进一步深入探讨不同数据模型在处理不同类型数据时的表现，比如在处理海量非结构化数据时，NoSQL数据库的优势在哪里，以及如何选择合适的数据库技术栈。

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这本书的排版风格我非常喜欢，字体大小适中，行间距也比较合理，读起来一点都不费劲。我特别留意了它在讲解数据模型时的一些插图，那些图示非常直观，让我一下子就理解了原本抽象的概念。比如，在讲到ER图的时候，书中给出了好几个不同复杂度的例子，从简单的实体关系到多对多的关联，都描绘得清清楚楚，这比单纯的文字描述要有效得多。还有关于数据库设计的部分，它不仅讲了如何进行概念设计、逻辑设计，还提到了物理设计的一些要点，这让我对一个完整数据库的构建过程有了更清晰的认识。我一直在思考如何在实际项目中运用这些理论，所以书中提供的案例分析对我来说尤为重要。我希望这些案例能够覆盖到一些常见的数据场景，例如用户管理、订单处理、商品信息等，这样我才能更好地将书中的知识迁移到自己的工作中。这本书在理论和实践之间似乎找到了一种很好的平衡，这是我非常欣赏的一点。

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作为一名希望在实际工作中提升自己技能的IT从业者，《数据库原理与应用》这本书对我来说，不仅仅是知识的来源，更是一种解决方案的参考。我最期待的部分是它关于数据库事务管理和并发控制的章节。在实际开发过程中，我们经常会遇到多用户同时访问数据的情况，如何保证数据的一致性和正确性，这是一个非常棘手的问题。我希望这本书能够详细地讲解各种并发控制技术，比如锁机制、多版本并发控制（MVCC）等，并结合实际的场景给出一些可行的解决方案。另外，对于数据库的性能优化，我也非常感兴趣。如何通过合理的索引设计、SQL语句优化、甚至是通过调整数据库参数来提升查询效率，这些都是我急需掌握的技能。我希望书中能够提供一些实用的调优案例和方法论，让我能够学以致用，解决实际工作中遇到的性能瓶颈。

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说实话，我拿到这本书的时候，心里是既期待又有点忐忑的。因为我对数据库这个领域完全是零基础，担心自己会看不懂。但是，《数据库原理与应用》这本书确实超出了我的预期。它在开篇就对数据库的基本概念做了非常详细的介绍，从为什么需要数据库，到数据库的组成部分，再到数据管理系统的作用，每一块都解释得清晰易懂，而且用词也很朴实，没有那种让人生畏的专业术语。我特别喜欢它讲解数据模型的部分，它并没有一开始就抛出复杂的概念，而是从最基础的表、行、列开始，逐步深入到实体、属性、关系这些更高级的概念。而且，它还穿插了一些关于数据冗余、数据一致性等问题的讨论，这让我明白数据库设计不仅仅是为了存储数据，更是为了保证数据的质量和可用性。我希望这本书能在后续的章节中，继续保持这种由浅入深的讲解风格，让我能够一步一个脚印地掌握数据库的精髓。