數據庫原理與應用

目 錄
第1章 緒論與項目案例介紹 1
1.1 數據庫系統概述 1
1.1.1 數據與數據管理 1
1.1.2 數據管理技術的發展歷史 2
1.1.3 數據庫系統的基本組成 7
1.2 三級模式二級映像 9
1.2.1 數據抽象 9
1.2.2 三級模式結構 9
1.2.3 二級映像與數據獨立性 10
1.3 數據模型 11
1.3.1 數據模型類型 11
1.3.2 信息的三種世界 12
1.3.3 概念模型與E-R圖 13
1.3.4 常見的邏輯模型 15
1.4 數據庫系統應用案例：外賣點餐系統 17
1.4.1 功能需求 17
1.4.2 業務規則 18
1.4.3 非功能需求 18
1.4.4 數據需求 18
1.4.5 數據庫設計與開發 19
1.5 章節結語 19
作業及思考題 19
第2章 MySQL數據庫安裝及操作 21
2.1 MySQL數據庫簡介 21
2.2 MySQL數據庫的安裝與配置 22
2.3 MySQL客戶端工具使用 27
2.3.1 客戶端工具介紹 27
2.3.2 Navicat安裝及使用 28
第3章 關系數據庫基礎 32
3.1 理論基礎 32
3.1.1 關系模型概念 32
3.1.2 關系模型數據結構 33
3.2 關系代數 34
3.3 關系完整性約束 39
3.4 章節結語 40
作業及思考題 40
第4章 數據庫設計 42
4.1 數據庫設計概述 42
4.1.1 數據庫設計的任務、內容和特點 43
4.1.2 數據庫設計的方法 44
4.1.3 數據庫設計的基本步驟 46
4.2 需求分析 48
4.2.1 需求分析的任務、內容和方法 48
4.2.2 需求分析的具體步驟 49
4.2.3 數據流圖和數據字典 50
4.3 概念設計 54
4.3.1 概念設計概述 54
4.3.2 采用E-R模型方法的概念設計 56
4.3.3 局部概念設計 60
4.3.4 全局概念設計 61
4.4 邏輯設計 66
4.5 物理設計 68
4.6 數據庫的實現 69
4.7 數據庫設計工具：PowerDesigner 71
4.7.1 PowerDesigner簡介與安裝 71
4.7.2 使用PowerDesigner進行E-R圖設計 75
4.7.3 生成物理模型與SQL腳本 78
4.8 數據庫設計案例：外賣點餐系統數據庫 80
4.8.1 設計過程 81
4.8.2 物理設計與優化策略 87
4.9 章節結語 88
作業及思考題 88
實驗1 數據庫設計 89
第5章 關系規範化理論 90
5.1 函數依賴 91
5.1.1 函數依賴的定義 91
5.1.2 為什麼要討論函數依賴 91
5.1.3 函數依賴的分類 92
5.1.4 函數依賴的基本性質 92
5.1.5 主鍵和外鍵 93
5.2 範式 94
5.2.1 第一範式（1NF） 94
5.2.2 第二範式（2NF） 95
5.2.3 第三範式（3NF） 95
5.2.4 BCNF與更高範式 96
5.3 關系模式的規範化 98
5.3.1 關系模式的分解 99
5.3.2 關系模式的規範化及反規範化 101
5.4 章節結語 102
作業及思考題 102
第6章 SQL數據庫語言 104
6.1 數據定義語言（DDL） 105
6.1.1 創建與刪除數據庫 105
6.1.2 創建、修改與刪除表 107
6.1.3 索引的創建與刪除 112
6.2 數據操縱語言（DML） 113
6.3 數據查詢語言（DQL） 115
6.3.1 單表查詢 115
6.3.2 連接查詢 118
6.3.3 嵌套查詢 120
6.3.4 聚合函數 123
6.4 章節結語 124
作業及思考題 124
實驗2 創建表和定義完整性約束 126
實驗3 數據操作及體驗完整性約束 128
實驗4 數據查詢 128
第7章 數據庫編程 131
7.1 數據庫編程基礎 131
7.1.1 數據庫編程的概念與目的 131
7.1.2 編程語言與數據庫交互方式 132
7.2 視圖 133
7.2.1 建立視圖 133
7.2.2 刪除視圖 135
7.2.3 查詢視圖 135
7.2.4 更新視圖 135
7.3 存儲過程與觸發器 136
7.3.1 遊標的定義及使用 136
7.3.2 存儲過程概述 137
7.3.3 存儲過程在外賣點餐系統中的相關操作 138
7.3.4 觸發器概述 141
7.3.5 觸發器在外賣點餐系統中的相關操作 141
7.4 章節結語 144
作業及思考題 144
實驗5 視圖的應用 145
實驗6 遊標的應用 146
實驗7 存儲過程及應用 147
實驗8 觸發器及應用 147
第8章 數據庫安全管理 149
8.1 數據安全概述 149
8.2 MySQL安全特性 150
8.2.1 用戶與權限管理 150
8.2.2 訪問控制列表（ACL） 155
8.2.3 審計與日誌記錄 156
8.3 加密技術在外賣點餐系統中的應用 158
8.3.1 數據加密與解密 158
8.3.2 SSL/TLS在MySQL連接中的應用 159
8.4 安全性實踐：外賣點餐系統的安全加固 160
8.4.1 敏感數據保護策略 160
8.4.2 防止SQL註入攻擊 161
8.4.3 權限最小化原則 161
8.5 章節結語 162
作業及思考題 162
實驗9 用戶管理和權限管理 163
第9章 事務管理與並發控制 165
9.1 事務管理 166
9.1.1 事務的概念 166
9.1.2 事務的性質 166
9.2 並發控制 168
9.2.1 並發引起的問題 168
9.2.2 封鎖 169
9.3 並發調度的可串行性 173
9.3.1 正確的並發調度 173
9.3.2 兩段鎖協議 174
9.4 MySQL的並發控制實現 175
9.4.1 InnoDB存儲引擎的鎖機制 175
9.4.2 事務的ACID特性 177
9.5 外賣點餐系統中的並發問題 178
9.5.1 訂單處理並發沖突 178
9.5.2 庫存更新並發控制 179
9.6 章節結語 179
作業及思考題 180
實驗10 並發事務控制 180

第10章 數據庫備份與恢復 182
10.1 數據庫恢復概述 182
10.1.1 故障類型與恢復策略 182
10.1.2 恢復模型的比較 183
10.2 MySQL的備份與恢復機制 185
10.2.1 邏輯備份與恢復（mysqldump） 185
10.2.2 物理備份與恢復（Xtrabackup） 186
10.2.3 二進制日誌的應用 187
10.3 章節結語 188
作業及思考題 188
實驗11 數據恢復 189
第11章 數據庫新技術與發展趨勢 191
11.1 面向對象數據模型 192
11.1.1 面向對象數據模型的定義 192
11.1.2 面向對象數據庫管理系統 193
11.1.3 面向對象數據庫系統概念與特征 194
11.1.4 面向對象數據庫系統的查詢 194
11.1.5 面向對象數據庫系統的並發控制 194
11.2 分布式數據庫 195
11.2.1 分布式數據庫及其分類 195
11.2.2 分布式數據庫的特點 195
11.2.3 分布式數據庫的分級結構 196
11.2.4 分布式數據庫的數據分布 198
11.3 工程數據庫 199
11.3.1 工程數據庫基本概念 199
11.3.2 工程數據庫體系結構 199
11.3.3 長事務管理 200
11.4 其他數據庫 201
11.4.1 模糊數據庫 201
11.4.2 空間數據庫 202
11.4.3 統計與科學數據庫 202
11.4.4 實時數據庫 203
11.4.5 內存數據庫 204
11.5 大數據管理技術 205
11.5.1 大數據的定義 205
11.5.2 大數據的特點 205
11.5.3 傳統關系數據庫面臨的問題 206
11.5.4 NoSQL數據庫 206
11.6 數據倉庫 208
11.6.1 數據倉庫的定義 209
11.6.2 數據倉庫系統的體系結構 209
11.6.3 數據倉庫的作用 210
11.7 知識發現 210
11.7.1 KDD的相關概念 210
11.7.2 KDD的基本任務 211
11.7.3 KDD的處理過程 212
11.7.4 KDD的方法 214
11.8 章節結語 215
作業及思考題 215