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數據庫系統：原理、設計與編程(MOOC版)（簡體書）
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作者簡介
目次
商品簡介
本書從理論與實際應用相結合的角度出發，介紹數據庫系統的原理知識與技術應用方法，包括數據庫系統概述、關係數據模型、SQL數據庫操作語言、數據庫設計、數據庫管理、數據庫應用編程，以及分布式NoSQL數據庫技術等內容。
作者簡介
陸鑫，電子科技大學信息與軟件工程學院副教授，長期從事計算機領域的教學和科研工作。在商業智能和企業信息化方面有較多的項目經驗，負責多個大型信息系統項目的規劃、設計、開發與管理。完成多項大型系統開發，如電子科技大學清水河校區數字化校園系統、大型商業自動化管理系統、煤氣管網GIS系統、環境保護GIS\/GPS系統、化工企業集團大型MIS系統、包裝容器抗壓與堆碼微機測控系統、嵌入式家電控制器仿真平臺系統、鋼管生產線監控跟蹤系統等，其中數字化校園系統項目經費規模達幾千萬以上。對IT基礎設施中的網絡系統、主機系統、存儲系統、備份系統、安全系統、Unix\/Linux操作系統、中間件平臺系統等有全面瞭解與實踐經驗。特別對軟件系統分析與設計有較高造詣，對系統需求分析、體系結構設計、系統模型開發以及數據庫開發與應用等都有豐富實踐經驗。在數據挖掘、嵌入式計算方向有相應研究，參與完成研究項目“數據挖掘技術預測電價預測模型”“網格環境數據挖掘平臺”“基於SOA企業應用集成平臺技術”“高可靠現場級實時以態網研究”“信息家電系統仿真組件平臺研製”等。
目次
第1章 數據庫系統基礎 1
1.1 數據庫及其系統的概念 1
1.1.1 數據庫的定義 1
1.1.2 數據模型 2
1.1.3 數據庫系統的組成 4
1.2 數據庫技術的發展 7
1.2.1 數據管理技術的演化 7
1.2.2 數據庫技術的發展階段 8
1.2.3 數據庫領域的新技術 9
1.3 數據庫應用系統 12
1.3.1 數據庫應用系統的類型 12
1.3.2 數據庫應用系統的結構 13
1.3.3 數據庫應用系統的生命週期 15
1.4 典型的數據庫管理系統 17
1.4.1 Microsoft SQL Server 17
1.4.2 Oracle DataBase 18
1.4.3 MySQL 18
1.4.4 PostgreSQL 19
1.5 PostgreSQL對象-關系數據庫系統軟件 19
1.5.1 PostgreSQL軟件的獲得 19
1.5.2 PostgreSQL軟件的功能程序 20
1.5.3 PostgreSQL數據庫的管理工具 21
1.5.4 PostgreSQL數據庫對象 23
習題 24
第2章 數據庫關係模型 25
2.1 關係及其相關概念 25
2.1.1 關係的通俗定義 25
2.1.2 關係的數學定義 26
2.1.3 關係模式表示 28
2.1.4 關係鍵的定義 28
2.2 關係模型的原理 29
2.2.1 關係模型的組成 29
2.2.2 關係模型的操作 30
2.2.3 數據完整性約束 37
2.3 PostgreSQL數據庫關係操作實踐 40
2.3.1 項目案例――選課管理系統 40
2.3.2 關系數據庫的創建 42
2.3.3 關係表的創建 43
2.3.4 實體完整性定義 44
2.3.5 參照完整性定義 46
2.3.6 用戶自定義完整性 48
習題 49
第3章 數據庫操作語言SQL 53
3.1 SQL概述 53
3.1.1 SQL的發展 53
3.1.2 SQL的特點 54
3.1.3 SQL的類型 54
3.1.4 SQL的數據類型 55
3.2 數據定義SQL語句 58
3.2.1 數據庫的定義 58
3.2.2 數據庫表對象的定義 60
3.2.3 數據表索引對象的定義 65
3.3 數據操縱SQL語句 67
3.3.1 數據插入SQL語句 67
3.3.2 數據更新SQL語句 68
3.3.3 數據刪除SQL語句 69
3.4 數據查詢SQL語句 70
3.4.1 查詢語句基本結構 70
3.4.2 從單表讀取指定列 71
3.4.3 從單表讀取指定行 72
3.4.4 從單表讀取指定行和列 73
3.4.5 WHERE子句條件 73
3.4.6 查詢結果排序 75
3.4.7 內置函數的使用 76
3.4.8 查詢結果分組處理 80
3.4.9 使用子查詢處理多表 81
3.4.10 使用連接查詢多表 82
3.4.11 SQL JOIN…ON連接 83
3.5 數據控制SQL語句 86
3.5.1 GRANT語句 86
3.5.2 REVOKE語句 87
3.5.3 DENY語句 87
3.6 視圖SQL語句 87
3.6.1 視圖的概念 87
3.6.2 視圖的創建與刪除 88
3.6.3 視圖的使用 89
3.7 PostgreSQL數據庫SQL實踐 92
3.7.1 項目案例――工程項目管理系統 92
3.7.2 數據庫的創建 93
3.7.3 數據庫表的定義 94
3.7.4 數據的維護操作 95
3.7.5 多表的關聯查詢 98
3.7.6 視圖的應用 100
習題 102
第4章 數據庫設計與實現 105
4.1 數據庫設計概述 105
4.1.1 數據庫設計方案 105
4.1.2 數據庫設計過程與策略 107
4.1.3 數據庫建模設計工具 108
4.2 E-R模型 109
4.2.1 模型基本元素 109
4.2.2 實體聯繫類型 111
4.2.3 強弱實體 114
4.2.4 標識符依賴實體 114
4.2.5 E-R模型圖 115
4.3 數據庫建模設計 116
4.3.1 概念數據模型設計 116
4.3.2 邏輯數據模型設計 119
4.3.3 物理數據模型設計 121
4.4 數據庫規範化設計 128
4.4.1 非規範化關係表的問題 129
4.4.2 函數依賴理論 130
4.4.3 規範化設計範式 132
4.4.4 逆規範化處理 134
4.5 數據庫設計模型的SQL實現 136
4.5.1 確定數據庫設計的實現方式 136
4.5.2 設計模型轉換為SQL腳本程序 137
4.6 基於PowerDesigner的數據庫設計建模實踐 138
4.6.1 項目案例――圖書借閱管理系統 138
4.6.2 系統概念數據模型設計 138
4.6.3 系統邏輯數據模型設計 142
4.6.4 系統物理數據模型設計 144
4.6.5 PostgreSQL數據庫實現 146
習題 154
第5章 數據庫管理 156
5.1 數據庫管理概述 156
5.1.1 數據庫管理的目標與內容 156
5.1.2 數據庫管理工具 157
5.1.3 DBMS管理功能 157
5.1.4 DBMS結構 158
5.2 事務管理 159
5.2.1 事務的概念 159
5.2.2 事務的特性 161
5.2.3 事務的併發執行 161
5.2.4 事務SQL語句 162
5.3 併發控制 165
5.3.1 併發控制問題 165
5.3.2 併發事務調度 168
5.3.3 數據庫鎖機制 170
5.3.4 基於鎖的併發控制協議 171
5.3.5 兩階段鎖定協議 174
5.3.6 併發事務死鎖解決 175
5.3.7 事務隔離級別 176
5.4 安全管理 176
5.4.1 數據庫系統安全概述 177
5.4.2 數據庫系統安全模型 177
5.4.3 用戶管理 179
5.4.4 權限管理 182
5.4.5 角色管理 184
5.5 備份與恢復 187
5.5.1 數據庫備份 187
5.5.2 PostgreSQL數據庫的備份方法 189
5.5.3 數據庫恢復 194
5.5.4 PostgreSQL數據庫的恢復方法 195
5.6 PostgreSQL數據庫管理項目實踐 198
5.6.1 項目案例――成績管理系統 198
5.6.2 數據庫角色管理 199
5.6.3 數據庫權限管理 200
5.6.4 數據庫用戶管理 201
5.6.5 數據庫備份與恢復管理 202
習題 204
第6章 數據庫應用編程 206
6.1 數據庫連接技術 206
6.1.1 ODBC技術 206
6.1.2 JDBC技術 209
6.2 Java Web數據庫編程 215
6.2.1 Java Web簡介 215
6.2.2 Java Web開發運行環境 215
6.2.3 Servlet技術 216
6.2.4 JSP技術 217
6.2.5 JavaBean技術 227
6.2.6 MyBatis訪問數據庫技術 227
6.2.7 MyBatis數據庫編程 229
6.3 存儲過程編程 235
6.3.1 存儲過程的基礎知識 236
6.3.2 存儲過程的優點 244
6.3.3 存儲過程的缺點 244
6.4 觸發器編程 245
6.4.1 觸發器的語法結構 245
6.4.2 觸發器的編程技術 248
6.4.3 事件觸發器 250
6.4.4 觸發器的應用 252
6.4.5 使用觸發器的優點 253
6.5 標編程 253
6.5.1 標的基礎知識 253
6.5.2 標的應用編程 255
6.6 嵌入式SQL編程 257
6.6.1 嵌入式SQL的處理過程 257
6.6.2 嵌入式SQL的基本語法 257
6.6.3 嵌入式SQL的通信方式 258
6.7 數據庫應用編程項目實踐 260
6.7.1 項目案例――課程管理系統 260
6.7.2 功能模塊設計 262
6.7.3 模塊的編碼實現 263
習題 272
第7章 NoSQL數據庫技術 274
7.1 NoSQL數據庫概述 274
7.1.1 關系數據庫的局限 275
7.1.2 NoSQL理論基礎 276
7.1.3 NoSQL基本概念 277
7.2 列存儲數據庫 280
7.2.1 列存儲的概念 280
7.2.2 HBase數據庫的概念 281
7.2.3 HBase數據庫的存儲結構 284
7.2.4 HBase數據庫的系統架構與組成 286
7.2.5 HBase數據庫的應用場景 288
7.3 鍵值對數據庫 288
7.3.1 鍵值對存儲的概念 289
7.3.2 Redis數據庫的基本知識 289
7.3.3 Redis數據庫的結構 290
7.3.4 Redis數據庫的相關操作 294
7.3.5 Redis數據庫的體系結構 295
7.3.6 Redis數據庫的應用場景 296
7.4 文檔數據庫 297
7.4.1 文檔存儲的概念 297
7.4.2 MongoDB數據庫的基本概念 297
7.4.3 MongoDB數據庫的管理 299
7.4.4 MongoDB數據庫的集群架構 300
7.4.5 MongoDB數據庫的應用場景 304
7.5 圖形數據庫 304
7.5.1 圖形數據模型 306
7.5.2 Neo4j圖形數據庫 309
7.5.3 Neo4j圖形數據庫的存儲結構 311
7.5.4 Neo4j數據庫的集群結構 313
7.5.5 Neo4j數據庫的查詢語言CQL 314
7.6 NoSQL數據庫項目實踐 316
7.6.1 項目案例――成績管理系統 316
7.6.2 設計HBase數據庫表 317
7.6.3 安裝HBase數據庫 318
7.6.4 使用HBase Shell 318
7.6.5 操作HBase數據庫 320
習題 324
附錄 PostgreSQL數據庫系統實驗項目 326
實驗1 圖書銷售管理系統數據庫設計 326
實驗2 圖書銷售管理系統數據庫的創建與數據訪問操作 327
實驗3 圖書銷售管理系統數據庫後端編程 328
實驗4 圖書銷售管理系統數據庫安全管理 329
實驗5 圖書銷售管理系統數據庫應用JSP訪問編程 330
參考文獻 332
1.1 數據庫及其系統的概念 1
1.1.1 數據庫的定義 1
1.1.2 數據模型 2
1.1.3 數據庫系統的組成 4
1.2 數據庫技術的發展 7
1.2.1 數據管理技術的演化 7
1.2.2 數據庫技術的發展階段 8
1.2.3 數據庫領域的新技術 9
1.3 數據庫應用系統 12
1.3.1 數據庫應用系統的類型 12
1.3.2 數據庫應用系統的結構 13
1.3.3 數據庫應用系統的生命週期 15
1.4 典型的數據庫管理系統 17
1.4.1 Microsoft SQL Server 17
1.4.2 Oracle DataBase 18
1.4.3 MySQL 18
1.4.4 PostgreSQL 19
1.5 PostgreSQL對象-關系數據庫系統軟件 19
1.5.1 PostgreSQL軟件的獲得 19
1.5.2 PostgreSQL軟件的功能程序 20
1.5.3 PostgreSQL數據庫的管理工具 21
1.5.4 PostgreSQL數據庫對象 23
習題 24
第2章 數據庫關係模型 25
2.1 關係及其相關概念 25
2.1.1 關係的通俗定義 25
2.1.2 關係的數學定義 26
2.1.3 關係模式表示 28
2.1.4 關係鍵的定義 28
2.2 關係模型的原理 29
2.2.1 關係模型的組成 29
2.2.2 關係模型的操作 30
2.2.3 數據完整性約束 37
2.3 PostgreSQL數據庫關係操作實踐 40
2.3.1 項目案例――選課管理系統 40
2.3.2 關系數據庫的創建 42
2.3.3 關係表的創建 43
2.3.4 實體完整性定義 44
2.3.5 參照完整性定義 46
2.3.6 用戶自定義完整性 48
習題 49
第3章 數據庫操作語言SQL 53
3.1 SQL概述 53
3.1.1 SQL的發展 53
3.1.2 SQL的特點 54
3.1.3 SQL的類型 54
3.1.4 SQL的數據類型 55
3.2 數據定義SQL語句 58
3.2.1 數據庫的定義 58
3.2.2 數據庫表對象的定義 60
3.2.3 數據表索引對象的定義 65
3.3 數據操縱SQL語句 67
3.3.1 數據插入SQL語句 67
3.3.2 數據更新SQL語句 68
3.3.3 數據刪除SQL語句 69
3.4 數據查詢SQL語句 70
3.4.1 查詢語句基本結構 70
3.4.2 從單表讀取指定列 71
3.4.3 從單表讀取指定行 72
3.4.4 從單表讀取指定行和列 73
3.4.5 WHERE子句條件 73
3.4.6 查詢結果排序 75
3.4.7 內置函數的使用 76
3.4.8 查詢結果分組處理 80
3.4.9 使用子查詢處理多表 81
3.4.10 使用連接查詢多表 82
3.4.11 SQL JOIN…ON連接 83
3.5 數據控制SQL語句 86
3.5.1 GRANT語句 86
3.5.2 REVOKE語句 87
3.5.3 DENY語句 87
3.6 視圖SQL語句 87
3.6.1 視圖的概念 87
3.6.2 視圖的創建與刪除 88
3.6.3 視圖的使用 89
3.7 PostgreSQL數據庫SQL實踐 92
3.7.1 項目案例――工程項目管理系統 92
3.7.2 數據庫的創建 93
3.7.3 數據庫表的定義 94
3.7.4 數據的維護操作 95
3.7.5 多表的關聯查詢 98
3.7.6 視圖的應用 100
習題 102
第4章 數據庫設計與實現 105
4.1 數據庫設計概述 105
4.1.1 數據庫設計方案 105
4.1.2 數據庫設計過程與策略 107
4.1.3 數據庫建模設計工具 108
4.2 E-R模型 109
4.2.1 模型基本元素 109
4.2.2 實體聯繫類型 111
4.2.3 強弱實體 114
4.2.4 標識符依賴實體 114
4.2.5 E-R模型圖 115
4.3 數據庫建模設計 116
4.3.1 概念數據模型設計 116
4.3.2 邏輯數據模型設計 119
4.3.3 物理數據模型設計 121
4.4 數據庫規範化設計 128
4.4.1 非規範化關係表的問題 129
4.4.2 函數依賴理論 130
4.4.3 規範化設計範式 132
4.4.4 逆規範化處理 134
4.5 數據庫設計模型的SQL實現 136
4.5.1 確定數據庫設計的實現方式 136
4.5.2 設計模型轉換為SQL腳本程序 137
4.6 基於PowerDesigner的數據庫設計建模實踐 138
4.6.1 項目案例――圖書借閱管理系統 138
4.6.2 系統概念數據模型設計 138
4.6.3 系統邏輯數據模型設計 142
4.6.4 系統物理數據模型設計 144
4.6.5 PostgreSQL數據庫實現 146
習題 154
第5章 數據庫管理 156
5.1 數據庫管理概述 156
5.1.1 數據庫管理的目標與內容 156
5.1.2 數據庫管理工具 157
5.1.3 DBMS管理功能 157
5.1.4 DBMS結構 158
5.2 事務管理 159
5.2.1 事務的概念 159
5.2.2 事務的特性 161
5.2.3 事務的併發執行 161
5.2.4 事務SQL語句 162
5.3 併發控制 165
5.3.1 併發控制問題 165
5.3.2 併發事務調度 168
5.3.3 數據庫鎖機制 170
5.3.4 基於鎖的併發控制協議 171
5.3.5 兩階段鎖定協議 174
5.3.6 併發事務死鎖解決 175
5.3.7 事務隔離級別 176
5.4 安全管理 176
5.4.1 數據庫系統安全概述 177
5.4.2 數據庫系統安全模型 177
5.4.3 用戶管理 179
5.4.4 權限管理 182
5.4.5 角色管理 184
5.5 備份與恢復 187
5.5.1 數據庫備份 187
5.5.2 PostgreSQL數據庫的備份方法 189
5.5.3 數據庫恢復 194
5.5.4 PostgreSQL數據庫的恢復方法 195
5.6 PostgreSQL數據庫管理項目實踐 198
5.6.1 項目案例――成績管理系統 198
5.6.2 數據庫角色管理 199
5.6.3 數據庫權限管理 200
5.6.4 數據庫用戶管理 201
5.6.5 數據庫備份與恢復管理 202
習題 204
第6章 數據庫應用編程 206
6.1 數據庫連接技術 206
6.1.1 ODBC技術 206
6.1.2 JDBC技術 209
6.2 Java Web數據庫編程 215
6.2.1 Java Web簡介 215
6.2.2 Java Web開發運行環境 215
6.2.3 Servlet技術 216
6.2.4 JSP技術 217
6.2.5 JavaBean技術 227
6.2.6 MyBatis訪問數據庫技術 227
6.2.7 MyBatis數據庫編程 229
6.3 存儲過程編程 235
6.3.1 存儲過程的基礎知識 236
6.3.2 存儲過程的優點 244
6.3.3 存儲過程的缺點 244
6.4 觸發器編程 245
6.4.1 觸發器的語法結構 245
6.4.2 觸發器的編程技術 248
6.4.3 事件觸發器 250
6.4.4 觸發器的應用 252
6.4.5 使用觸發器的優點 253
6.5 標編程 253
6.5.1 標的基礎知識 253
6.5.2 標的應用編程 255
6.6 嵌入式SQL編程 257
6.6.1 嵌入式SQL的處理過程 257
6.6.2 嵌入式SQL的基本語法 257
6.6.3 嵌入式SQL的通信方式 258
6.7 數據庫應用編程項目實踐 260
6.7.1 項目案例――課程管理系統 260
6.7.2 功能模塊設計 262
6.7.3 模塊的編碼實現 263
習題 272
第7章 NoSQL數據庫技術 274
7.1 NoSQL數據庫概述 274
7.1.1 關系數據庫的局限 275
7.1.2 NoSQL理論基礎 276
7.1.3 NoSQL基本概念 277
7.2 列存儲數據庫 280
7.2.1 列存儲的概念 280
7.2.2 HBase數據庫的概念 281
7.2.3 HBase數據庫的存儲結構 284
7.2.4 HBase數據庫的系統架構與組成 286
7.2.5 HBase數據庫的應用場景 288
7.3 鍵值對數據庫 288
7.3.1 鍵值對存儲的概念 289
7.3.2 Redis數據庫的基本知識 289
7.3.3 Redis數據庫的結構 290
7.3.4 Redis數據庫的相關操作 294
7.3.5 Redis數據庫的體系結構 295
7.3.6 Redis數據庫的應用場景 296
7.4 文檔數據庫 297
7.4.1 文檔存儲的概念 297
7.4.2 MongoDB數據庫的基本概念 297
7.4.3 MongoDB數據庫的管理 299
7.4.4 MongoDB數據庫的集群架構 300
7.4.5 MongoDB數據庫的應用場景 304
7.5 圖形數據庫 304
7.5.1 圖形數據模型 306
7.5.2 Neo4j圖形數據庫 309
7.5.3 Neo4j圖形數據庫的存儲結構 311
7.5.4 Neo4j數據庫的集群結構 313
7.5.5 Neo4j數據庫的查詢語言CQL 314
7.6 NoSQL數據庫項目實踐 316
7.6.1 項目案例――成績管理系統 316
7.6.2 設計HBase數據庫表 317
7.6.3 安裝HBase數據庫 318
7.6.4 使用HBase Shell 318
7.6.5 操作HBase數據庫 320
習題 324
附錄 PostgreSQL數據庫系統實驗項目 326
實驗1 圖書銷售管理系統數據庫設計 326
實驗2 圖書銷售管理系統數據庫的創建與數據訪問操作 327
實驗3 圖書銷售管理系統數據庫後端編程 328
實驗4 圖書銷售管理系統數據庫安全管理 329
實驗5 圖書銷售管理系統數據庫應用JSP訪問編程 330
參考文獻 332
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