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数据库原理与应用
丛   书   名: 新工科·新文科·大数据技术与应用系列
作   译   者:常玉慧 出 版 日 期:2026-01-01
出   版   社:电子工业出版社 维   护   人:石会敏 
书   代   号:G0520080 I S B N:9787121520082

图书简介:

数据库技术自其萌芽之初,便预示着它将照亮数据管理的未来之路。在数字化生活日益普及的今天,数据处理与信息管理已成为驱动服务业创新的关键力量。本书选取了贴近日常生活且极具代表性的“外卖点餐系统”作为教学核心案例,旨在通过产教融合的教学理念,将理论知识与实践操作无缝对接,为读者开启一段既生动又实用的数据库技术探索之旅。本书共11章,内容涵盖绪论与项目案例介绍、MySQL数据库安装及操作、关系数据库基础、数据库设计、关系规范化理论、SQL数据库语言、数据库编程、数据库安全管理、事务管理与并发控制、数据库备份与恢复、数据库新技术与发展趋势。本书实用性、针对性和可操作性强,适合作为计算机专业本科生的学习参考用书,也适合希望了解数据库原理与应用的爱好者,以及有数据处理或管理需求的读者参考使用。
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    内容简介

    数据库技术自其萌芽之初,便预示着它将照亮数据管理的未来之路。在数字化生活日益普及的今天,数据处理与信息管理已成为驱动服务业创新的关键力量。本书选取了贴近日常生活且极具代表性的“外卖点餐系统”作为教学核心案例,旨在通过产教融合的教学理念,将理论知识与实践操作无缝对接,为读者开启一段既生动又实用的数据库技术探索之旅。本书共11章,内容涵盖绪论与项目案例介绍、MySQL数据库安装及操作、关系数据库基础、数据库设计、关系规范化理论、SQL数据库语言、数据库编程、数据库安全管理、事务管理与并发控制、数据库备份与恢复、数据库新技术与发展趋势。本书实用性、针对性和可操作性强,适合作为计算机专业本科生的学习参考用书,也适合希望了解数据库原理与应用的爱好者,以及有数据处理或管理需求的读者参考使用。

    图书详情

    ISBN:9787121520082
    开 本:16(185*260)
    页 数:232
    字 数:371

    本书目录

    目    录
    第1章  绪论与项目案例介绍	1 
    1.1  数据库系统概述	1
    1.1.1  数据与数据管理	1
    1.1.2  数据管理技术的发展历史	2
    1.1.3  数据库系统的基本组成	7
    1.2  三级模式二级映像	9
    1.2.1  数据抽象	9
    1.2.2  三级模式结构	9
    1.2.3  二级映像与数据独立性	10
    1.3  数据模型	11
    1.3.1  数据模型类型	11
    1.3.2  信息的三种世界	12
    1.3.3  概念模型与E-R图	13
    1.3.4  常见的逻辑模型	15
    1.4  数据库系统应用案例:外卖点餐系统	17
    1.4.1  功能需求	17
    1.4.2  业务规则	18
    1.4.3  非功能需求	18
    1.4.4  数据需求	18
    1.4.5  数据库设计与开发	19
    1.5  章节结语	19
    作业及思考题	19
    第2章  MySQL数据库安装及操作	21 
    2.1  MySQL数据库简介	21
    2.2  MySQL数据库的安装与配置	22
    2.3  MySQL客户端工具使用	27
    2.3.1  客户端工具介绍	27
    2.3.2  Navicat安装及使用	28
    第3章  关系数据库基础	32 
    3.1  理论基础	32
    3.1.1  关系模型概念	32
    3.1.2  关系模型数据结构	33
    3.2  关系代数	34
    3.3  关系完整性约束	39
    3.4  章节结语	40
    作业及思考题	40
    第4章  数据库设计	42 
    4.1  数据库设计概述	42
    4.1.1  数据库设计的任务、内容和特点	43
    4.1.2  数据库设计的方法	44
    4.1.3  数据库设计的基本步骤	46
    4.2  需求分析	48
    4.2.1  需求分析的任务、内容和方法	48
    4.2.2  需求分析的具体步骤	49
    4.2.3  数据流图和数据字典	50
    4.3  概念设计	54
    4.3.1  概念设计概述	54
    4.3.2  采用E-R模型方法的概念设计	56
    4.3.3  局部概念设计	60
    4.3.4  全局概念设计	61
    4.4  逻辑设计	66
    4.5  物理设计	68
    4.6  数据库的实现	69
    4.7  数据库设计工具:PowerDesigner	71
    4.7.1  PowerDesigner简介与安装	71
    4.7.2  使用PowerDesigner进行E-R图设计	75
    4.7.3  生成物理模型与SQL脚本	78
    4.8  数据库设计案例:外卖点餐系统数据库	80
    4.8.1  设计过程	81
    4.8.2  物理设计与优化策略	87
    4.9  章节结语	88
    作业及思考题	88
    实验1  数据库设计	89
    第5章  关系规范化理论	90 
    5.1  函数依赖	91
    5.1.1  函数依赖的定义	91
    5.1.2  为什么要讨论函数依赖	91
    5.1.3  函数依赖的分类	92
    5.1.4  函数依赖的基本性质	92
    5.1.5  主键和外键	93
    5.2  范式	94
    5.2.1  第一范式(1NF)	94
    5.2.2  第二范式(2NF)	95
    5.2.3  第三范式(3NF)	95
    5.2.4  BCNF与更高范式	96
    5.3  关系模式的规范化	98
    5.3.1  关系模式的分解	99
    5.3.2  关系模式的规范化及反规范化	101
    5.4  章节结语	102
    作业及思考题	102
    第6章  SQL数据库语言	104 
    6.1  数据定义语言(DDL)	105
    6.1.1  创建与删除数据库	105
    6.1.2  创建、修改与删除表	107
    6.1.3  索引的创建与删除	112
    6.2  数据操纵语言(DML)	113
    6.3  数据查询语言(DQL)	115
    6.3.1  单表查询	115
    6.3.2  连接查询	118
    6.3.3  嵌套查询	120
    6.3.4  聚合函数	123
    6.4  章节结语	124
    作业及思考题	124
    实验2  创建表和定义完整性约束	126
    实验3  数据操作及体验完整性约束	128
    实验4  数据查询	128
    第7章  数据库编程	131 
    7.1  数据库编程基础	131
    7.1.1  数据库编程的概念与目的	131
    7.1.2  编程语言与数据库交互方式	132
    7.2  视图	133
    7.2.1  建立视图	133
    7.2.2  删除视图	135
    7.2.3  查询视图	135
    7.2.4  更新视图	135
    7.3  存储过程与触发器	136
    7.3.1  游标的定义及使用	136
    7.3.2  存储过程概述	137
    7.3.3  存储过程在外卖点餐系统中的相关操作	138
    7.3.4  触发器概述	141
    7.3.5  触发器在外卖点餐系统中的相关操作	141
    7.4  章节结语	144
    作业及思考题	144
    实验5  视图的应用	145
    实验6  游标的应用	146
    实验7  存储过程及应用	147
    实验8  触发器及应用	147
    第8章  数据库安全管理	149 
    8.1  数据安全概述	149
    8.2  MySQL安全特性	150
    8.2.1  用户与权限管理	150
    8.2.2  访问控制列表(ACL)	155
    8.2.3  审计与日志记录	156
    8.3  加密技术在外卖点餐系统中的应用	158
    8.3.1  数据加密与解密	158
    8.3.2  SSL/TLS在MySQL连接中的应用	159
    8.4  安全性实践:外卖点餐系统的安全加固	160
    8.4.1  敏感数据保护策略	160
    8.4.2  防止SQL注入攻击	161
    8.4.3  权限最小化原则	161
    8.5  章节结语	162
    作业及思考题	162
    实验9  用户管理和权限管理	163
    第9章  事务管理与并发控制	165 
    9.1  事务管理	166
    9.1.1  事务的概念	166
    9.1.2  事务的性质	166
    9.2  并发控制	168
    9.2.1  并发引起的问题	168
    9.2.2  封锁	169
    9.3  并发调度的可串行性	173
    9.3.1  正确的并发调度	173
    9.3.2  两段锁协议	174
    9.4  MySQL的并发控制实现	175
    9.4.1  InnoDB存储引擎的锁机制	175
    9.4.2  事务的ACID特性	177
    9.5  外卖点餐系统中的并发问题	178
    9.5.1  订单处理并发冲突	178
    9.5.2  库存更新并发控制	179
    9.6  章节结语	179
    作业及思考题	180
    实验10  并发事务控制	180
    
    第10章  数据库备份与恢复	182 
    10.1  数据库恢复概述	182
    10.1.1  故障类型与恢复策略	182
    10.1.2  恢复模型的比较	183
    10.2  MySQL的备份与恢复机制	185
    10.2.1  逻辑备份与恢复(mysqldump)	185
    10.2.2  物理备份与恢复(Xtrabackup)	186
    10.2.3  二进制日志的应用	187
    10.3  章节结语	188
    作业及思考题	188
    实验11  数据恢复	189
    第11章  数据库新技术与发展趋势	191 
    11.1  面向对象数据模型	192
    11.1.1  面向对象数据模型的定义	192
    11.1.2  面向对象数据库管理系统	193
    11.1.3  面向对象数据库系统概念与特征	194
    11.1.4  面向对象数据库系统的查询	194
    11.1.5  面向对象数据库系统的并发控制	194
    11.2  分布式数据库	195
    11.2.1  分布式数据库及其分类	195
    11.2.2  分布式数据库的特点	195
    11.2.3  分布式数据库的分级结构	196
    11.2.4  分布式数据库的数据分布	198
    11.3  工程数据库	199
    11.3.1  工程数据库基本概念	199
    11.3.2  工程数据库体系结构	199
    11.3.3  长事务管理	200
    11.4  其他数据库	201
    11.4.1  模糊数据库	201
    11.4.2  空间数据库	202
    11.4.3  统计与科学数据库	202
    11.4.4  实时数据库	203
    11.4.5  内存数据库	204
    11.5  大数据管理技术	205
    11.5.1  大数据的定义	205
    11.5.2  大数据的特点	205
    11.5.3  传统关系数据库面临的问题	206
    11.5.4  NoSQL数据库	206
    11.6  数据仓库	208
    11.6.1  数据仓库的定义	209
    11.6.2  数据仓库系统的体系结构	209
    11.6.3  数据仓库的作用	210
    11.7  知识发现	210
    11.7.1  KDD的相关概念	210
    11.7.2  KDD的基本任务	211
    11.7.3  KDD的处理过程	212
    11.7.4  KDD的方法	214
    11.8  章节结语	215
    作业及思考题	215
    
    
    展开

    前     言

    前    言
    在悠久的人类文明发展历程中,信息的存储、检索及管理始终扮演着驱动社会前行的关键角色。从最初的石刻记录到现代的数据库系统,信息的组织与利用方式经历了前所未有的变革。如今,我们正置身于信息化时代的洪流之中,数据库技术已成为连接数据海洋与知识智慧的基石,赋予我们挖掘价值、预测未来的能力。关系数据库与非关系数据库等多样化技术的涌现,为数据的存储、查询及处理提供了前所未有的灵活性与效率。
    作为一扇通往数据库技术殿堂的大门,本书旨在引领您踏上一段深入探索数据库奥秘的旅程。而在这个旅程中,本书特别选择外卖点餐系统作为实践场景,通过一系列精心设计的实例,不仅展示数据库技术在解决实际问题中的强大作用,还生动诠释其在现代商业中的广泛应用价值。这些实例将围绕外卖点餐系统的构建展开,从用户信息管理到订单处理,全面覆盖数据库设计、查询优化、事务处理等方面,让您在实战中深刻体会数据库技术的魅力与力量。
    1.数据世界的璀璨灯塔——数据库技术
    数据库技术自其萌芽之初,便预示着它将照亮数据管理的未来之路。作为一项核心的信息组织技术,数据库技术不仅汲取了文件系统等传统技术的精髓,更在数据完整性、并发控制及扩展性等方面实现了革命性的突破。它使数据的存储、检索与分析变得高效、可靠,无论数据量大小,都能通过合理的架构设计,确保数据的一致性与可用性。同时,现代数据库技术的分布式处理能力和强大的查询优化机制,为大数据分析与实时决策提供了强有力的支持,使数据库技术成为信息时代不可或缺的基础技术之一。
    2.数据库技术与外卖点餐系统的融合
    在数字化生活日益普及的今天,数据处理与信息管理已成为驱动服务业创新的关键力量。移动互联网、云计算、大数据分析等技术的蓬勃发展,使餐饮行业对智能化、高效化的外卖点餐系统的需求日益高涨。
    在餐饮领域,随着消费者对外卖服务便捷性与个性化要求的不断提升,传统餐饮正逐步向智慧餐饮转型。借助信息化手段优化点餐流程、提升顾客体验,已成为餐饮行业转型升级的重要方向。利用移动互联网与数据库技术,外卖点餐系统能够为消费者提供无缝衔接的在线点餐体验,减少等待时间,提升用餐效率。
    外卖点餐系统是利用数据库技术构建的一个集食品展示、在线下单、订单配送、用户管理等功能于一体的系统,旨在为消费者提供高效、个性化的外卖服务。通过该系统,消费者可以轻松浏览丰富多样的菜品,享受一键下单的便利,实时追踪订单状态,并在线完成支付与评价。这不仅极大地提升了消费者的满意度,也为餐饮商家带来了显著的业绩增长,降低了人力成本,提高了运营效率。
    3.数据库技术的产教融合实践
    本书选取了贴近日常生活且极具代表性的“外卖点餐系统”作为教学核心案例,旨在通过产教融合的教学理念,将理论知识与实践操作无缝对接,为读者开启一段既生动又实用的数据库技术探索之旅。
    本书通过精心构建的外卖点餐系统,将数据库技术的各大核心要素巧妙融入,从基础的数据模型设计到复杂的数据查询优化,每一步都紧密贴合实际应用场景的需求。在学习过程中,读者将置身于项目开发环境之中。随着本书的细致讲解,读者将逐步揭开数据库技术的神秘面纱。
    通过本书,读者不仅能够牢固掌握数据库的基本概念、SQL语言及其操作规范,更能够灵活运用所学知识,独立应对“外卖点餐系统”案例中遇到的各种数据管理与处理挑战。同时,读者将深入理解数据库设计原则,提升数据库架构规划与数据分析能力。这种基于产教融合的实践教学模式,不仅使读者在学习过程中获得更加直观、深刻的领悟,更为其未来的职业生涯铺设一条宽广而坚实的道路。
    4.教材结构
    本书精心编排为11章,每一章都深入探讨了数据库系统的关键领域,同时结合“外卖点餐系统”案例,从基础理论到高级应用,帮助读者全面掌握数据库的构建、管理和优化。接下来,笔者以思维导图的形式介绍每一章的知识点。
    第1章:绪论与项目案例介绍。
    本章围绕数据库系统基础知识展开。首先概述数据库系统,包含数据管理、基本组成等内容;然后讲解三级模式二级映像原理;接着探讨数据模型相关知识;最后以“外卖点餐系统”为例,展示数据库系统的应用。通过对这一章的学习,读者将对数据库有一个全面的认识,为日后的学习打下坚实的基础。
    第1章思维导图如图1所示。
     
    图1  第1章思维导图
    第2章:MySQL数据库安装及操作。
    数据库的安装与配置是构建高效数据库系统的基础。通过本章的学习,读者将掌握数据库的安装流程、配置技巧,以及客户端工具的使用方法。以MySQL为例,读者将了解其作为关系数据库管理系统的特性及其在Web应用中的优势。同时,通过学习Navicat等客户端工具的安装与使用,读者将能够更加便捷地进行数据库的管理和操作,为后续的数据库开发与维护打下坚实的基础。
    第2章思维导图如图2所示。
     
    图2  第2章思维导图
    第3章:关系数据库基础。
    本章将深入学习关系数据库的基础知识。这些知识对于构建和维护一个高效的外卖点餐系统至关重要。从关系模型的基本概念开始,逐步探索数据结构、数据操作、关系代数及完整性约束,为理解和使用关系数据库打下坚实的基础。
    第3章思维导图如图3所示。
     
    图3  第3章思维导图
    第4章:数据库设计。
    本章将引领读者深入学习数据库设计的关键概念和技术,这些是构建一个高效、可扩展的外卖点餐系统的基础。数据库设计不仅包括数据的存储,还涉及如何组织和优化数据,以支持系统功能和性能的发挥。
    第4章思维导图如图4所示。
     
    图4  第4章思维导图
    第5章:关系规范化理论。
    本章将深入介绍关系数据库的规范化理论,这是确保外卖点餐系统数据管理效率和数据完整性的关键。通过学习,读者将掌握如何优化数据库,以支持外卖点餐系统的各种功能,如订单处理、用户管理、食品管理等。
    第5章思维导图如图5所示。
     
    图5  第5章思维导图
    第6章:SQL数据库语言。
    本章将介绍SQL数据库语言,这是管理外卖点餐系统数据的核心工具。学习内容包括数据定义语言(DDL)的数据结构定义、数据操纵语言(DML)的数据更新,以及数据查询语言(DQL)的查询技巧,如单表查询、连接查询、嵌套查询和聚合函数。这些技能将使读者高效地处理和分析外卖点餐系统中的数据,为系统开发和优化提供数据支持。
    第6章思维导图如图6所示。
     
    图6  第6章思维导图
    第7章:数据库编程。
    本章将引入数据库编程的核心概念和技术,这些是增强外卖点餐系统数据交互能力的关键。通过学习,读者将掌握一系列高级数据库编程技巧。这些技巧将帮助读者扩展和优化外卖点餐系统,以满足更复杂的业务需求及提升用户体验。
    第7章思维导图如图7所示。
    第8章:数据库安全管理。
    数据库的安全很重要,本章将专注于为读者介绍数据库安全管理,这是确保外卖点餐系统数据安全和保护用户信息的关键。通过学习,读者将掌握如何实施有效的数据库安全措施,以防止未授权访问、数据泄露及其他潜在的安全威胁。
    第8章思维导图如图8所示。
     
    图7  第7章思维导图
     
    图8  第8章思维导图
    第9章:事务管理与并发控制。
    事务管理与并发控制的原理学习和实践是确保外卖点餐系统在高并发环境下数据处理一致性的关键。通过本章的学习,读者将掌握如何使用事务管理来确保数据的完整性和一致性,以及如何通过并发控制来优化系统性能。
    第9章思维导图如图9所示。
     
    图9  第9章思维导图
    第10章:数据库备份与恢复。
    数据库备份与恢复是确保外卖点餐系统数据持久性和业务连续性的关键。通过本章的学习,读者将掌握如何使用数据库备份与恢复技术来保护系统数据,确保在数据丢失或损坏等紧急情况时能够迅速恢复系统功能与服务。
    第10章思维导图如图10所示。
     
    图10  第10章思维导图
    第11章:数据库新技术与发展趋势。
    通过本章的学习,读者能够了解数据库新技术在多个领域展现出的强大潜力。分布式数据库通过分散存储和网络通信,解决扩展性问题,提升系统性能,广泛应用于大规模数据处理与实时分析。工程数据库融合数据库与工程设计技术,支持复杂对象建模,服务于CAD、CAM等领域。大数据管理技术利用分布式框架和NoSQL数据库,实现海量数据的有效管理,助力决策优化与业务创新。数据仓库技术统一数据模式,支持决策,涵盖数据清理、集成与联机分析。知识发现通过数据挖掘、机器学习提取有价值信息,为企业策略提供实证。此外,模糊、空间、统计与科学、实时和内存等数据库新技术,也在各领域中发挥重要作用,推动数字化转型与智能化发展。
    第11章思维导图如图11所示。
     
    图11  第11章思维导图
    通过对以上各章的学习,读者将逐步深入理解数据库技术的核心内容,从基础概念到高级应用,从理论学习到实践操作。每一章都为读者提供宝贵的知识,助力读者在数据库管理与开发领域更加自信和专业。随着学习的深入,读者将掌握如何设计、优化和管理数据库,确保数据的安全性、完整性。
    在完成本书的学习后,读者将对外卖点餐系统或其他复杂软件系统中数据库技术的应用形成全面认识,能够独立完成数据库设计、实现与维护,有效应对各类数据相关问题,并开发出高效、可靠的数据驱动型应用程序。
    5.结语
    通过对本书的学习,我们将逐步掌握数据库管理的精髓。每一章的内容都如同一把钥匙,帮助我们开启数据库世界的新知之门,使我们在数据管理的海洋中航行得更加安稳。我们将能够运用数据库技术设计并实现外卖点餐系统的核心功能模块,并对餐饮数据的高效组织与智能分析形成深刻理解。
    同时,本书将实际运营中的外卖点餐系统经数据脱敏处理后转化为教学案例,精心编排为课后实践项目,供读者演练,以进一步强化实战能力。这不仅将为我们的职业生涯增添一项关键竞争力,更将帮助我们在数据驱动的时代成长为一名真正具备技术实力的实践者。
    让我们一起,用数据库技术编织更加智慧的数据未来!
    
     
    
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    作者简介

    常玉慧,江苏理工学院,女,1971年11月出生,硕士,副教授,现任计算机工程学院信息与软件系副主任,主要研究领域为知识工程与数据挖掘。先后参加国家自然科学基金项目两项;主编、教材各3部,发表科研论文10余篇。从教26年,在数据库原理与应用、Java程序设计、Java WEB等课程上具有丰富的教学经验。
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