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第1章 数据库系统基础1

1.1 数据库及其系统的概念1

1.1.1 数据库的定义1

1.1.2 数据模型2

1.1.3 数据库系统的组成4

1.2 数据库技术的发展7

1.2.1 数据管理技术的演化7

1.2.2 数据库技术的发展阶段8

1.2.3 数据库领域的新技术9

1.3 数据库应用系统12

1.3.1 数据库应用系统的类型12

1.3.2 数据库应用系统的结构13

1.3.3 数据库应用系统的生命周期15

1.4 典型的数据库管理系统17

1.4.1 Microsoft SQL Server17

1.4.2 Oracle DataBase18

1.4.3 MySQL18

1.4.4 PostgreSQL19

1.5 PostgreSQL对象-关系数据库系统软件19

1.5.1 PostgreSQL软件的获得19

1.5.2 PostgreSQL软件的功能程序20

1.5.3 PostgreSQL数据库的管理工具21

1.5.4 PostgreSQL数据库对象23

习题24

第2章 数据库关系模型25

2.1 关系及其相关概念25

2.1.1 关系的通俗定义25

2.1.2 关系的数学定义26

2.1.3 关系模式表示28

2.1.4 关系键的定义28

2.2 关系模型的原理29

2.2.1 关系模型的组成29

2.2.2 关系模型的操作30

2.2.3 数据完整性约束37

2.3 PostgreSQL数据库关系操作实践40

2.3.1 项目案例——选课管理系统40

2.3.2 关系数据库的创建42

2.3.3 关系表的创建43

2.3.4 实体完整性定义44

2.3.5 参照完整性定义46

2.3.6 用户自定义完整性48

习题49

第3章 数据库操作语言SQL53

3.1 SQL概述53

3.1.1 SQL的发展53

3.1.2 SQL的特点54

3.1.3 SQL的类型54

3.1.4 SQL的数据类型55

3.2 数据定义SQL语句58

3.2.1 数据库的定义58

3.2.2 数据库表对象的定义60

3.2.3 数据表索引对象的定义65

3.3 数据操纵SQL语句67

3.3.1 数据插入SQL语句67

3.3.2 数据更新SQL语句68

3.3.3 数据删除SQL语句69

3.4 数据查询SQL语句70

3.4.1 查询语句基本结构70

3.4.2 从单表读取指定列71

3.4.3 从单表读取指定行72

3.4.4 从单表读取指定行和列73

3.4.5 WHERE子句条件73

3.4.6 查询结果排序75

3.4.7 内置函数的使用76

3.4.8 查询结果分组处理80

3.4.9 使用子查询处理多表81

3.4.10 使用连接查询多表82

3.4.11 SQL JOIN …ON连接83

3.5 数据控制SQL语句86

3.5.1 GRANT语句86

3.5.2 REVOKE语句87

3.5.3 DENY语句87

3.6 视图SQL语句87

3.6.1 视图的概念87

3.6.2 视图的创建与删除88

3.6.3 视图的使用89

3.7 PostgreSQL数据库SQL实践92

3.7.1 项目案例——工程项目管理系统92

3.7.2 数据库的创建93

3.7.3 数据库表的定义94

3.7.4 数据的维护操作95

3.7.5 多表的关联查询98

3.7.6 视图的应用100

习题102

第4章 数据库设计与实现105

4.1 数据库设计概述105

4.1.1 数据库设计方案105

4.1.2 数据库设计过程与策略107

4.1.3 数据库建模设计工具108

4.2 E-R模型109

4.2.1 模型基本元素109

4.2.2 实体联系类型111

4.2.3 强弱实体114

4.2.4 标识符依赖实体114

4.2.5 E-R模型图115

4.3 数据库建模设计116

4.3.1 概念数据模型设计116

4.3.2 逻辑数据模型设计119

4.3.3 物理数据模型设计121

4.4 数据库规范化设计128

4.4.1 非规范化关系表的问题129

4.4.2 函数依赖理论130

4.4.3 规范化设计范式132

4.4.4 逆规范化处理134

4.5 数据库设计模型的SQL实现136

4.5.1 确定数据库设计的实现方式136

4.5.2 设计模型转换为SQL脚本程序137

4.6 基于PowerDesigner的数据库设计建模实践138

4.6.1 项目案例——图书借阅管理系统138

4.6.2 系统概念数据模型设计138

4.6.3 系统逻辑数据模型设计142

4.6.4 系统物理数据模型设计144

4.6.5 PostgreSQL数据库实现146

习题154

第5章 数据库管理156

5.1 数据库管理概述156

5.1.1 数据库管理的目标与内容156

5.1.2 数据库管理工具157

5.1.3 DBMS管理功能157

5.1.4 DBMS结构158

5.2 事务管理159

5.2.1 事务的概念159

5.2.2 事务的特性161

5.2.3 事务的并发执行161

5.2.4 事务SQL语句162

5.3 并发控制165

5.3.1 并发控制问题165

5.3.2 并发事务调度168

5.3.3 数据库锁机制170

5.3.4 基于锁的并发控制协议171

5.3.5 两阶段锁定协议174

5.3.6 并发事务死锁解决175

5.3.7 事务隔离级别176

5.4 安全管理176

5.4.1 数据库系统安全概述177

5.4.2 数据库系统安全模型177

5.4.3 用户管理179

5.4.4 权限管理182

5.4.5 角色管理184

5.5 备份与恢复187

5.5.1 数据库备份187

5.5.2 PostgreSQL数据库的备份方法189

5.5.3 数据库恢复194

5.5.4 PostgreSQL数据库的恢复方法195

5.6 PostgreSQL数据库管理项目实践198

5.6.1 项目案例——成绩管理系统198

5.6.2 数据库角色管理199

5.6.3 数据库权限管理200

5.6.4 数据库用户管理201

5.6.5 数据库备份与恢复管理202

习题204

第6章 数据库应用编程206

6.1 数据库连接技术206

6.1.1 ODBC技术206

6.1.2 JDBC技术209

6.2 Java Web数据库编程215

6.2.1 Java Web简介215

6.2.2 Java Web开发运行环境215

6.2.3 Servlet技术216

6.2.4 JSP技术217

6.2.5 JavaBean技术227

6.2.6 MyBatis访问数据库技术227

6.2.7 MyBatis数据库编程229

6.3 存储过程编程235

6.3.1 存储过程的基础知识236

6.3.2 存储过程的优点244

6.3.3 存储过程的缺点244

6.4 触发器编程245

6.4.1 触发器的语法结构245

6.4.2 触发器的编程技术248

6.4.3 事件触发器250

6.4.4 触发器的应用252

6.4.5 使用触发器的优点253

6.5 游标编程253

6.5.1 游标的基础知识253

6.5.2 游标的应用编程255

6.6 嵌入式SQL编程257

6.6.1 嵌入式SQL的处理过程257

6.6.2 嵌入式SQL的基本语法257

6.6.3 嵌入式SQL的通信方式258

6.7 数据库应用编程项目实践260

6.7.1 项目案例——课程管理系统260

6.7.2 功能模块设计262

6.7.3 模块的编码实现263

习题272

第7章 NoSQL数据库技术274

7.1 NoSQL数据库概述274

7.1.1 关系数据库的局限275

7.1.2 NoSQL理论基础276

7.1.3 NoSQL基本概念277

7.2 列存储数据库280

7.2.1 列存储的概念280

7.2.2 HBase数据库的概念281

7.2.3 HBase数据库的存储结构284

7.2.4 HBase数据库的系统架构与组成286

7.2.5 HBase数据库的应用场景288

7.3 键值对数据库288

7.3.1 键值对存储的概念289

7.3.2 Redis数据库的基本知识289

7.3.3 Redis数据库的结构290

7.3.4 Redis数据库的相关操作294

7.3.5 Redis数据库的体系结构295

7.3.6 Redis数据库的应用场景296

7.4 文档数据库297

7.4.1 文档存储的概念297

7.4.2 MongoDB数据库的基本概念297

7.4.3 MongoDB数据库的管理299

7.4.4 MongoDB数据库的集群架构300

7.4.5 MongoDB数据库的应用场景304

7.5 图形数据库304

7.5.1 图形数据模型306

7.5.2 Neo4j图形数据库309

7.5.3 Neo4j图形数据库的存储结构311

7.5.4 Neo4j数据库的集群结构313

7.5.5 Neo4j数据库的查询语言CQL314

7.6 NoSQL数据库项目实践316

7.6.1 项目案例——成绩管理系统316

7.6.2 设计HBase数据库表317

7.6.3 安装HBase数据库318

7.6.4 使用HBase Shell318

7.6.5 操作HBase数据库320

习题324

附录 PostgreSQL数据库系统实验项目326

实验1 图书销售管理系统数据库设计326

实验2 图书销售管理系统数据库的创建与数据访问操作327

实验3 图书销售管理系统数据库后端编程328

实验4 图书销售管理系统数据库安全管理329

实验5 图书销售管理系统数据库应用JSP访问编程330

参考文献332