数据库原理及应用（MySQL）

基 础 篇第1 章 数据库系统概论 ..................................................................................................... 11.1 数据库系统概述 ................................................................................................. 11.2 数据库技术的发展 ............................................................................................. 41.2.1 人工管理阶段 ........................................................................................... 41.2.2 文件管理阶段 ........................................................................................... 51.2.3 数据库管理系统阶段 ................................................................................ 81.3 数据模型 ........................................................................................................... 111.3.1 数据和数据模型 ....................................................................................... 111.3.2 概念层数据模型 ...................................................................................... 131.3.3 数据库建模 ............................................................................................. 161.3.4 组织层数据模型 ...................................................................................... 241.4 数据库的结构 ................................................................................................... 291.4.1 模式的基本概念 ...................................................................................... 291.4.2 三级模式结构 ......................................................................................... 291.4.3 模式映像与数据独立性 .......................................................................... 311.5 数据库系统的组成 ........................................................................................... 321.6 数据库与计算思维 ........................................................................................... 351.6.1 数据库课程中的计算思维核心概念 ....................................................... 351.6.2 数据库教学中的计算思维训练 .............................................................. 36小结 .......................................................................................................................... 37习题 .......................................................................................................................... 38第2 章 关系数据库 ........................................................................................................... 392.1 关系数据模型和关系数据库 ............................................................................ 392.1.1 关系数据结构 ......................................................................................... 392.1.2 关系操作 ................................................................................................. 402.1.3 关系完整性约束 ...................................................................................... 422.2 关系模型的基本术语与形式化定义 ................................................................. 422.2.1 基本术语 ................................................................................................. 42数据库原理及应用（MySQL）II2.2.2 形式化定义 ............................................................................................. 442.3 关系代数 .......................................................................................................... 472.3.1 传统的集合运算 ...................................................................................... 482.3.2 专门的关系运算 ...................................................................................... 49小结 .......................................................................................................................... 59习题 .......................................................................................................................... 59第3 章 关系数据库标准语言SQL .................................................................................. 623.1 SQL 概述 ......................................................................................................... 623.1.1 SQL 的发展历史 ..................................................................................... 623.1.2 SQL 的特点 ............................................................................................. 633.1.3 SQL 的功能 ............................................................................................. 633.2 MySQL 支持的数据类型 .................................................................................. 643.2.1 数值型 ..................................................................................................... 643.2.2 日期时间型数据类型 .............................................................................. 653.2.3 字符串型数据类型 .................................................................................. 653.2.4 二进制数据类型 ...................................................................................... 653.2.5 其他类型 ................................................................................................. 663.3 数据定义功能 ................................................................................................... 663.3.1 数据库的定义 ......................................................................................... 663.3.2 表的定义 ................................................................................................. 663.4 数据查询功能 ................................................................................................... 693.4.1 学生数据库基本结构 .............................................................................. 693.4.2 单表查询 ................................................................................................. 713.4.3 多表连接查询 ......................................................................................... 863.4.4 CASE 表达式 ........................................................................................... 933.4.5 子查询 ..................................................................................................... 973.4.6 查询的集合运算 ..................................................................................... 1023.5 视图 ................................................................................................................ 1023.5.1 视图概述 ................................................................................................ 1033.5.2 视图的定义及使用 ................................................................................. 1043.5.3 视图的修改与删除 ................................................................................. 1053.5.4 物化视图 ................................................................................................ 1063.6 数据更改功能 .................................................................................................. 1073.6.1 数据插入 ................................................................................................ 1073.6.2 数据更新 ................................................................................................ 1093.6.3 数据删除 ................................................................................................ 111小结 ......................................................................................................................... 112目 录III习题 ......................................................................................................................... 112理论和技术篇第4 章 关系数据库理论 ................................................................................................. 1164.1 关系模式设计的问题....................................................................................... 1164.2 函数依赖 ......................................................................................................... 1184.2.1 基本概念 ................................................................................................ 1184.2.2 一些术语和符号 ..................................................................................... 1194.2.3 函数依赖的推理规则 ............................................................................. 1204.2.4 闭包及候选码求解方法 ......................................................................... 1214.2.5 极小函数依赖集 ..................................................................................... 1254.3 范式 ................................................................................................................ 1274.3.1 范式 ................................................................................................ 1274.3.2 第二范式 ................................................................................................ 1284.3.3 第三范式 ................................................................................................ 1304.3.4 Boyce-Codd 范式 ................................................................................... 1304.3.5 规范化小结 ............................................................................................ 1334.4 关系模式的分解准则....................................................................................... 1344.5 查询处理与优化 .............................................................................................. 1394.5.1 查询处理与优化概述 ............................................................................. 1394.5.2 SQL 的查询处理 .................................................................................... 1394.5.3 查询优化方法 ........................................................................................ 142小结 ......................................................................................................................... 148习题 ......................................................................................................................... 150第5 章 数据库设计 ......................................................................................................... 1515.1 数据库设计概述 .............................................................................................. 1515.2 需求分析 ......................................................................................................... 1535.3 概念模型设计 .................................................................................................. 1555.4 逻辑模型设计 .................................................................................................. 1615.5 物理结构设计 .................................................................................................. 1665.6 数据库的运行与维护 ...................................................................................... 168小结 ......................................................................................................................... 169习题 ......................................................................................................................... 169第6 章 数据库安全性 ..................................................................................................... 1716.1 安全性问题 ..................................................................................................... 171数据库原理及应用（MySQL）IV6.2 数据库安全控制 .............................................................................................. 1726.2.1 计算机及信息安全技术标准的发展 ...................................................... 1726.2.2 安全性级别 ............................................................................................ 1726.2.3 数据库安全控制方法 ............................................................................. 1736.3 MySQL 的安全机制 ........................................................................................ 1766.3.1 MySQL 用户管理 ................................................................................... 1766.3.2 角色与权限管理 ..................................................................................... 1786.4 Oracle 的安全机制 .......................................................................................... 1806.4.1 用户标识和鉴定 ..................................................................................... 1806.4.2 授权与检查机制 ..................................................................................... 1806.4.3 审计 ........................................................................................................ 1826.5 安全数据库的研究方向 ................................................................................... 183小结 ......................................................................................................................... 184习题 ......................................................................................................................... 184第7 章 数据库完整性 ..................................................................................................... 1857.1 数据库完整性概述 .......................................................................................... 1857.2 完整性约束条件 .............................................................................................. 1867.3 完整性控制与实现 .......................................................................................... 187小结 ......................................................................................................................... 191习题 ......................................................................................................................... 191第8 章 数据库恢复技术 ................................................................................................. 1928.1 事务概述 ......................................................................................................... 1928.1.1 事务的概念 ............................................................................................ 1928.1.2 事务的特性 ............................................................................................ 1938.1.3 事务的状态 ............................................................................................ 1948.1.4 事务调度 ................................................................................................ 1948.2 数据库恢复概述 .............................................................................................. 1948.2.1 数据库恢复的基本原理 ......................................................................... 1948.2.2 数据库恢复的约束条件 ......................................................................... 1948.3 故障的种类 ..................................................................................................... 1958.4 恢复的实现技术 .............................................................................................. 1968.5 恢复策略 ......................................................................................................... 1988.5.1 事务故障恢复 ........................................................................................ 1988.5.2 系统故障恢复 ........................................................................................ 1998.5.3 介质故障恢复 ........................................................................................ 2008.6 具有检查点的恢复技术 ................................................................................... 200目 录V8.7 数据库镜像 ..................................................................................................... 201小结 ......................................................................................................................... 204习题 ......................................................................................................................... 204第9 章 并发控制 ............................................................................................................. 2059.1 并发控制概述 .................................................................................................. 2059.1.1 并发控制的概念 ..................................................................................... 2059.1.2 数据不一致问题 ..................................................................................... 2069.2 封锁 ................................................................................................................ 2079.2.1 封锁类型 ................................................................................................ 2079.2.2 封锁协议 ................................................................................................ 2079.3 活锁和死锁 ..................................................................................................... 2099.4 并发调度的可串行性....................................................................................... 2109.5 两段锁协议 ..................................................................................................... 2129.6 封锁的粒度 ..................................................................................................... 213小结 ......................................................................................................................... 214习题 ......................................................................................................................... 214第10 章 数据管理技术前沿 ........................................................................................... 21510.1 大数据的兴起 ................................................................................................ 21510.1.1 大数据的概念 ...................................................................................... 21610.1.2 从数据库到大数据 ............................................................................... 21610.1.3 大数据处理模式 ................................................................................... 21710.2 大数据处理平台和框架 ................................................................................. 21710.2.1 Apache Hadoop ..................................................................................... 21810.2.2 Apache Storm ....................................................................................... 21910.2.3 Apache Spark ........................................................................................ 21910.3 数据库面临的挑战 ........................................................................................ 22010.3.1 MySpace 数据库构架变化 ................................................................... 22010.3.2 数据库可扩展性问题的解决方法 ....................................................... 22210.3.3 数据库的发展 ...................................................................................... 22310.4 NoSQL 数据库 ............................................................................................... 22310.4.1 键值数据库 .......................................................................................... 22310.4.2 文档数据库 .......................................................................................... 22410.4.3 列数据库 .............................................................................................. 22510.4.4 图数据库 .............................................................................................. 22610.5 NewSQL 数据库 ............................................................................................ 22710.5.1 VoltDB .................................................................................................. 227数据库原理及应用（MySQL）VI10.5.2 NuoDB .................................................................................................. 228小结 ......................................................................................................................... 228习题 ......................................................................................................................... 228实 践 篇第11 章 案例 ................................................................................................................... 229案例1 用户数据的初始化 ..................................................................................... 229案例2 用户登录 ................................................................................................... 233案例3 日志的操作 ................................................................................................ 236案例4 冗余字段的使用 ........................................................................................ 236案例5 日点击量的统计 ........................................................................................ 238案例6 改进后的点击量日志表存储过程 .............................................................. 239案例7 商品主表中总点击量字段prod_click_all 的更新 ....................................... 240案例8 事务的操作 ................................................................................................ 242案例9 异常的处理 ................................................................................................ 245案例10 用户充值功能的实现 ............................................................................... 248案例11 解决用户充值的数据冲突方法一 ............................................................. 250案例12 解决用户充值的数据冲突方法二 ............................................................. 253小结 ......................................................................................................................... 256习题 ......................................................................................................................... 256第12 章 实验 ................................................................................................................... 257实验1 数据库的创建和管理 ................................................................................. 257实验2 表、索引与视图的基础操作 ...................................................................... 258实验3 SQL——select 查询操作 ............................................................................ 261实验4 SQL 数据更新操作 .................................................................................... 264实验5 数据库存储和优化 ..................................................................................... 265实验6 数据库安全性 ............................................................................................ 268实验7 数据库完整性 ............................................................................................ 270实验8 数据库并发控制 ........................................................................................ 272实验9 数据库备份与恢复 ..................................................................................... 273实验10 数据库应用系统设计与开发 .................................................................... 276参考文献 .............................................................................................................................. 277