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| 編輯推薦： |
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本书在内容组织上采用了双主线的结构。一是以数据库基础理论与应用技术为主线，沿着“问题的提出—数据建模—数据库设计—数据库实现与维护—数据管理技术前沿与发展”的脉络逐步展开叙述。二是以数据库应用系统设计与实现的案例为主线，以师生熟悉的教务信息管理为背景，以一个开发案例贯穿全书：从软件工程角度出发，先概述软件工程开发方法，再介绍数据库应用系统设计与实现的具体流程，包括数据库概念结构设计、数据库逻辑结构设计与优化、关系数据库的实现与外模式设计、关系数据库的行为设计、数据库的连接与用户界面设计等。
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| 內容簡介： |
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本书以一个开发案例贯穿全书，从软件工程的角度出发，按照项目开发的阶段流程组织数据库设计原理和应用系统实现的相关内容，引导读者在数据库应用系统开发的每个阶段都实现从理论到实践的探索。在我国软件国产化的大背景下，本书采用国产的华为openGauss作为数据库技术实验环境，以帮助读者更好地了解国产数据库产品的使用方法。
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| 關於作者： |
林育蓓，博士，华南理工大学软件学院实验教学中心实验师。长期从事大学计算机基础教育、人工智能及信息处理技术研究，编写过多本教材。近年来，主讲大学计算机基础课程超过350学时/年，授课人数超过1000人/年，多次获得华南理工大学本科课堂教学质量优秀教师奖；参与建设的“数据库系统”课程被评为2021年“广东省一流本科课程”。主持多项省部级教研教改项目，指导多项国家级或省级大学生创新创业计划项目，2018年获首届“粤嵌”杯全国“互联网+”创新设计大赛全国总决赛优秀指导老师。
汤德佑，博士，华南理工大学软件学院副教授，硕士生导师，长期从事数据库系统的教学与科研工作。教学中强调理论与实践结合，重视数据库技术的应用和实现，主讲的“数据库系统”课程被评为2021年“广东省一流本科课程”，课件经-华为“智能基座”联合工作组审定，获得2022年度“-华为‘智能基座’产教融合协同育人基地优秀课件”。先后主持和参与了数据交换平台、数据仓库、列数据库系统、关系数据起源系统等数据库产品的研发，也为国产数据库openGauss开源社区的建设贡献了一份力量，因此获得2022年华为高斯开源贡献领英教师奖和鲲鹏众智优秀开发团队星光奖，所带领的团队内多位学生获得华为的奖励。
汤娜，华南师范大学副教授，长期从事数据库和大数据库的相关研究，曾参与国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目。在《计算机学报》《软件学报》等高水平期刊上发表相关领域论文十余篇，获得提名国家科学技术奖二等奖和省科技进步奖一等奖。从事数据库相关教学多年，获得省教学成果一等奖一项，二等奖两项，主持和负责数据库相关的多项省级教改项目，出版多部数据库相关教材。
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| 目錄：
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目 录
前言
第1章 从数据到信息 1
1.1 数据、信息和数据处理 1
1.1.1 数据 1
1.1.2 信息 1
1.1.3 数据处理 2
1.2 数据管理技术的发展 5
1.2.1 人工管理阶段 6
1.2.2 文件系统阶段 6
1.2.3 数据库系统阶段 8
1.3 本章小结 10
1.4 习题 11
数据库应用系统设计与实现（一） 13
课程设计任务1 19
第2章 数据模型 20
2.1 数据模型概述 20
2.1.1 数据模型的概念 20
2.1.2 数据模型的作用 21
2.1.3 数据模型的组成 22
2.1.4 相关术语 22
2.2 概念数据模型 24
2.2.1 E-R模型与E-R图 24
2.2.2 E-R模型设计常见问题 25
2.2.3 E-R模型的优点与缺陷 32
2.3 逻辑数据模型 32
2.3.1 层次数据模型 33
2.3.2 网状数据模型 35
2.3.3 关系数据模型 38
2.3.4 面向对象数据模型 40
2.4 物理数据模型 42
2.5 本章小结 42
2.6 习题 43
数据库应用系统设计与实现（二） 45
课程设计任务2 46
第3章 数据库系统概述 47
3.1 数据库系统的组成 47
3.1.1 数据库 47
3.1.2 数据库管理系统 48
3.1.3 计算机系统 50
3.1.4 数据库管理员 51
3.1.5 终端用户 51
3.2 数据库系统的体系结构 51
3.2.1 三级模式结构 52
3.2.2 两级映射 53
3.2.3 数据独立性 54
3.3 数据库系统的分类 55
3.4 数据库系统的特点与意义 56
3.5 数据库技术的研究与发展 57
3.5.1 数据库技术的研究方向 57
3.5.2 数据库技术的发展现状和趋势 58
3.6 我国在数据库技术领域的突破 59
3.7 本章小结 61
3.8 习题 62
第4章 关系数据模型 64
4.1 关系与关系模式 64
4.1.1 关系的数学定义 64
4.1.2 关系的键 66
4.1.3 关系模式的数学定义 67
4.1.4 关系的性质 68
4.2 从E-R图到关系模型的数据结构 69
4.3 关系模型的体系结构 74
4.4 关系的完整性约束 75
4.4.1 实体完整性 76
4.4.2 参照完整性 76
4.4.3 用户自定义完整性 77
4.5 本章小结 77
4.6 习题 77
数据库应用系统设计与实现（三） 80
课程设计任务3 80
第5章 关系运算（理论基础） 81
5.1 关系代数 81
5.1.1 五种基本运算 81
5.1.2 非基本运算 84
5.1.3 关系代数表达式的应用 90
5.2 查询优化 93
5.3 关系演算 94
5.3.1 元组关系演算 95
5.3.2 域关系演算 98
5.4 本章小结 101
5.5 习题 102
第6章 关系模式的规范化 105
6.1 关系模式规范化的必要性 105
6.2 函数依赖 106
6.2.1 函数依赖的推理规则 107
6.2.2 函数依赖集的闭包 108
6.2.3 属性集关于函数依赖集的闭包 110
6.2.4 函数依赖集的等价和覆盖 110
6.2.5 最小函数依赖集 111
6.3 关系模式的分解 113
6.3.1 两个基本原则 113
6.3.2 无损连接的分解 115
6.3.3 保持函数依赖的分解 119
6.4 关系模式的范式 120
6.4.1 第一范式 120
6.4.2 第二范式 121
6.4.3 第三范式 121
6.4.4 Boyce-Codd范式 123
6.4.5 各范式间的联系 125
6.5 本章小结 125
6.6 习题 125
数据库应用系统设计与实现（四） 128
课程设计任务4 130
第7章 关系数据库标准语言SQL 131
7.1 SQL概述 131
7.1.1 SQL功能与特点 131
7.1.2 关系数据库的实现 132
7.2 数据定义 145
7.2.1 结构定义CREATE 145
7.2.2 结构更新ALTER 147
7.2.3 结构撤销DROP 149
7.3 数据查询 149
7.3.1 SELECT基本语法 149
7.3.2 单表查询 150
7.3.3 连接查询 153
7.3.4 嵌套查询 156
7.3.5 聚合函数与分组 159
7.4 数据更新 161
7.4.1 数据删除 162
7.4.2 数据插入 162
7.4.3 数据修改 163
7.5 视图管理 164
7.5.1 视图的作用 164
7.5.2 视图的定义与撤销 165
7.5.3 查询视图操作 166
7.6 本章小结 166
7.7 习题 167
上机实验（一） 168
数据库应用系统设计与实现（五） 169
课程设计任务5 170
第8章 数据保护技术 171
8.1 数据库完整性 171
8.1.1 实施数据完整性的必要性 171
8.1.2 完整性控制的实现 172
8.2 数据库安全性 178
8.2.1 安全性控制的一般模型 179
8.2.2 安全性保护的措施 179
8.3 事务与事务管理 188
8.3.1 事务的概念与性质 188
8.3.2 并发控制技术 191
8.3.3 封锁与封锁协议 194
8.3.4 封锁协议 195
8.3.5 死锁及解决办法 196
8.3.6 多粒度封锁 198
8.4 数据库故障恢复 200
8.4.1 数据的故障与恢复技术 200
8.4.2 数据库的备份 201
8.5 本章小结 202
8.6 习题 203
上机实验（二） 204
数据库应用系统设计与实现（六） 206
课程设计任务6 207
第9章 应用系统开发技术 208
9.1 数据库访问接口概述 208
9.2 PL/pgSQL 209
9.2.1 块结构 209
9.2.2 函数 210
9.2.3 条件分支与循环 212
9.3 ODBC编程 214
9.3.1 概述 214
9.3.2 ODBC应用开发流程 215
9.3.3 常用API 217
9.4 JDBC编程 221
9.4.1 注册JDBC驱动 221
9.4.2 打开数据库连接 222
9.4.3 执行SQL语句 222
9.4.4 处理查询结果 224
9.5 VB数据库编程 224
9.5.1 ADO Data控件 225
9.5.2 DataGrid控件 226
9.5.3 DataList控件与DataCombo控件 227
9.5.4 MSHFlexGrid控件 229
9.6 本章小结 230
9.7 习题 231
上机实验（三） 231
数据库应用系统设计与实现（七） 232
课程设计任务7 244
第10章 大数据时代的数据管理 245
10.1 大数据管理技术概述 245
10.1.1 从数据库到大数据 245
10.1.2 主要大数据管理技术 247
10.2 数据仓库 249
10.2.1 数据仓库概述 249
10.2.2 多维数据模型 251
10.2.3 数据仓库的体系结构 252
10.2.4 Hive 252
10.3 NoSQL数据库 254
10.3.1 NoSQL数据库概述 254
10.3.2 HBase 256
10.4 云数据库 258
10.4.1 云数据库概念 258
10.4.2 云数据库特性 258
10.4.3 GaussDB 259
10.5 本章小结 262
10.6 习题 262
上机实验（四） 262
附录 263
附录A Win10下openGauss的安装 263
附录B 习题参考答案 268
参考文献 291
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| 內容試閱：
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前 言
数据库技术是信息时代计算机领域应用最广泛的技术之一。数据库技术相关课程不仅是计算机及相关专业的必修课，也是面向非计算机专业的计算机公共基础核心课程。本书结合华南理工大学计算机公共基础教学的教学计划和特点，针对大学本科一年级第二学期开设的“数据库技术及应用”课程而编写。本书作为“数据库技术及应用”课程的配套教材，教学目标是培养和提高学生运用数据库技术管理、加工和利用数据的意识与能力。
考虑到读者众多，计算机基础参差不齐，为了令读者理解本书的知识并掌握使用数据库技术解决实际问题的步骤和方法，本书在内容组织上采用了双主线的结构：一是以数据库基础理论与应用技术为主线，包括了第1章（从数据到信息）、第2章（数据模型）、第3章（数据库系统概述）、第4章（关系数据模型）、第5章（关系运算）、第6章（关系模式的规范化）、第7章（关系数据库标准语言SQL）、第8章（数据保护技术）、第9章（应用系统开发技术）和第10章（大数据时代的数据管理），沿着“问题的提出—数据建模—数据库设计—数据库实现与维护—数据管理技术前沿与发展”的脉络逐步展开叙述。二是以数据库应用系统设计与实现的案例为主线，以师生熟悉的教务信息管理为背景，以一个开发案例贯穿全书：从软件工程角度出发，先概述软件工程开发方法，再介绍数据库应用系统设计与实现的具体流程，包括数据库概念结构设计、数据库逻辑结构设计与优化、关系数据库的实现与外模式设计、关系数据库的行为设计、数据库的连接与用户界面设计等。这两条主线相互穿插，使得读者能够将理论应用到实践。结合基于项目的课程教学法，在授课时，教师可以让学生分组完成一个课程设计大作业，使学生能够通过实践加深对理论知识的理解。为了减少学生的畏难情绪，编者在授课时把课程设计大作业拆分成若干个小任务，每一个小任务都和数据库应用系统设计与实现这条主线上的一个步骤相对应。学生参考数据库应用系统设计与实现案例中的步骤，可举一反三，将案例中介绍的知识迁移到小组要解决的问题领域，从而完成课程设计大作业。
为了配合课程思政教育的开展，本书在数据管理技术的发展史、数据安全等方面融入了思政教育元素，弘扬社会主义核心价值观和爱国主义精神，培养学生的法律意识和职业道德观。本书以国产开源数据库产品华为openGauss作为实践环境。由于openGauss的部署对软硬件环境有一定的要求，对于非计算机专业的学生来说有一定的难度，因此本书附录中提供了Win10下openGauss的安装指引。目前，市面上的数据库产品有很多，学生在做实验时可以根据自有设备条件以及所解决问题的实际情况，选择合适的数据库产品。
本书共10章，其中，第1～6章、数据库应用系统设计与实现（一）～（六）、课程设计任务1～6、附录由林育蓓编写，第7章由林育蓓与汤娜共同编写，第8章由汤娜编写，第9和10章、数据库应用系统设计与实现（七）、课程设计任务7由汤德佑编写。全书由林育蓓统稿。
本书是2019年广东省在线开放课程—“数据库技术及应用”的配套教材，课程已在华南理工大学“雨课堂”平台上免费开放。课程配套资源包括课件、习题库与微视频，有需要的读者可以发邮件到yupilin@scut.edu.cn向作者索取。
教师采用本书作为教材，组织教学时可参考以下教学计划（见表0-1），其中第7～10章上机实验的详细步骤在习题参考答案中给出，供读者参考。
表0-1 教学计划
教学内容学时学生完成内容
第1章 从数据到信息23～4人组成一队并选定课程设计题目
数据库应用系统设计与实现（一）2课程设计任务1
第2章 数据模型4课程设计任务2
数据库应用系统设计与实现（二）
第3章 数据库系统概述2—
第4章 关系数据模型2课程设计任务3
数据库应用系统设计与实现（三）
第5章 关系运算（理论基础）4—
第6章 关系模式的规范化4课程设计任务4
数据库应用系统设计与实现（四）
第7章 关系数据库标准语言SQL6课程设计任务5
数据库应用系统设计与实现（五）
—4上机实验（一）
第8章 数据保护技术2—
数据库应用系统设计与实现（六）课程设计任务6
—2上机实验（二）
第9章 应用系统开发技术2—
数据库应用系统设计与实现（七）课程设计任务7
—2上机实验（三）
第10章 大数据时代的数据管理2上机实验（四）
总学时30理论学时+10实验学时
本书吸取了众多数据库从业人员和教学工作者的智慧成果与经验；本书的出版得到了2019年广东省在线开放课程项目、2019年华南理工大学本科特色课程项目、2021年华南理工大学软件学院一流本科课程遴选培育项目、2021年华南理工大学软件学院精品教材建设项目的资助，也有赖于机械工业出版社工作人员的辛勤付出，在此一并致谢。
尽管本书作者教授数据库课程多年，但是本书仍难免会出现错误或不妥之处，望读者不吝批评指正，谢谢！
编者
2023年９月于广州
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