本书系统地介绍了数据库的基础理论、常用模型、查询语言等，可帮助读者掌握常用的数据库管理技术和应用开发方法，培养设计、实现和管理数据库系统的能力。同时，本书也将抽象的概念与实际情景相联系，优先选取有应用场景的知识点，并通过翔实的教学实训案例以及在国产数据库管理系统上的实践，加深读者对理论知识的理解，做到理论和实践相结合。本书可作为计算机、软件工程、人工智能、信息管理与信息系统、大数据等专业的数据库类课程的教材，也可作为企业培训教材和技术人员的参考读物。

本书结合“新工科”建设和信创国产化对数据库领域人才培养的要求，结合作者多年的教学实践，面向国内普通高校计算机及其相关专业的数据库课程教学需求而编写。本书也适合数据库技术的初学者作为参考读物。 本书特点 理论与实践紧密结合：本书在介绍数据库基础理论、常用模型和查询语言的同时，注重理论与实践的结合。通过作者从工程实践中裁剪的案例以及在国产数据库管理系统上的实践，加深读者对理论知识的的学习和应用。严格管理理论深度：针对高校数据库入门课程的学习需求，本书对理论深度进行了严格管理，优先选取有应用场景的知识点，避免过多、过深的理论内容。强调信创国产化的应用：本书紧跟国产数据库的发展步伐，融入信创国产化的相关成果，让学生用好国产数据库，为从事数据库的原创开发工作奠定基础。配套资源丰富：本书融入了作者团队多年来的教学和实践经验，包括教学PPT、案例代码实例等多种辅助资料。

前　　言
随着信息技术的飞速发展，数据库已成为现代信息系统中不可或缺的一部分。无论是企业管理、科学研究还是个人生活，都需要依赖数据库来存储、查询、更新和保护关键数据。因此，对数据库原理的理解和对数据库应用方法的掌握，已经成为计算机科学及相关领域的基本素养。
经过半个世纪的打磨，在萨师煊、王珊、周立柱等老一辈数据库领域泰斗的带领下，国内数据库课程的教材已日臻完善。从筚路蓝缕到迈向前列，背后是国内老中青数据库科技研究者经历的一路艰辛。
在离开清华大学独立从事数据库课程的教学工作后，编者发觉经典教材存在着两个方面的问题。一是对于大多数高校的本科生来说，教材中的数据库理论知识过多、过深，不但晦涩难懂，而且对于大多数毕业后不直接参与数据库研发的学生来说，很多理论知识在学习时无实践环境，在毕业后无用武之地。与此同时，很多数据库教材并没有把理论的应用细节讲透，而这恰恰是大多数高校学生未来工作时最需要的专业素质。二是近十几年来，国产数据库已逐步成熟并走向市场，但高校的数据库教材却没有同步跟进，仍然以Oracle、MySQL等国外数据库作为学习和实践的平台。受先入为主思维方式的影响，学生工作后将更倾向于优先选择自己熟悉的国外软件。反之，如果学生在学习阶段即开始熟悉国产数据库，则有助于国产数据库弯道超车，与国外成熟数据库软件争夺市场。
基于以上原因，本书继承了传统教材的编写经验，系统地介绍了数据库的基础理论、常用模型、查询语言等，可帮助读者掌握常用的数据库管理技术和应用开发方法，培养设计、实现和管理数据库系统的能力，建立起对数据库系统的全面认识和深入理解。同时，本书也对理论深度进行了严格把控，优先选取有应用场景的知识点，并通过翔实的教学实训案例以及在国产数据库管理系统上的实践，加深读者对理论知识的理解，做到理论和实践相结合。
本书融合了编写团队十余年的教学和实践经验，我们力求将复杂的数据库理论讲解得清晰易懂，将抽象的概念与实际情景相关联，使读者能够轻松地理解和掌握本书的主要内容。本书共9章，讲解了数据库基础知识、关系型数据库理论、SQL语言、数据库设计与规范化、事务管理、数据备份与恢复、数据库安全等方面的内容。每一章都结合了理论知识和实际案例，通过大量的例题和实践操作，帮助读者将理论知识转化为实际应用能力。
本书由北京外国语大学信息科学技术学院梁野、乔利强、郭以负责编写，其中，梁野负责编写第1、7、8章，乔利强负责编写第2、6、9章，郭以负责编写第3、4、5章，全书由梁野负责统稿。王梓航、徐超等研究生也对本书的编写和审阅做出了贡献。在编写过程中，本书得到了机械工业出版社和武汉达梦数据库股份有限公司的大力支持，衷心感谢所有提供帮助的朋友。
本书可作为计算机、软件工程、人工智能、信息管理与信息系统、大数据等专业的数据库类课程的教材，也可作为企业培训教材和技术人员的参考读物。同时，本书的结构和内容设计旨在满足不同层次的读者的需求，因此也可以作为自学者学习数据库技术的参考资料。
由于编者水平有限，书中不妥、疏漏和不足之处，恳请同行和读者批评指正。

编　者　　

梁野 北京外国语大学副教授，中国计算机学会信息系统专委会执行委员、北京市社会科学信息学会理事。北京理工大学计算机应用专业博士，清华大学博士后，美国康奈尔大学访问学者，多年来在数据库、多语自然语言处理、大数据分析等领域从事科研和教学工作。

乔利强 北京外国语大学讲师，北京邮电大学通信与信息系统专业博士，多年来一直从事数据库方向的教学和科研工作，主要聚焦大数据分析、数据挖掘、自然语言处理等方向。

郭以 产品及技术专家，曾就职于多家世界500强企业和独角兽创业公司，拥有产品、研发等多个部门的管理经验。熟悉企业信息化、数字化、智能化，在人工智能、物联网、医疗、金融和工业等领域具有丰富的实战经验。

目　　录
前言
第1章　数据库概述　1
1.1　数据库与数据库系统　1
1.1.1　数据库的基本概念　1
1.1.2　数据库管理系统　3
1.1.3　数据库应用系统　4
1.2　数据库的发展　5
1.2.1　数据管理方式的演变　5
1.2.2　数据库产业发展简史　7
1.2.3　国产化与产品替代　8
1.2.4　数据库产业生态　9
1.3　教学实训　10
1.3.1　达梦数据库的安装与配置　10
1.3.2　MySQL数据库的安装与配置　13
1.4　习题　17
第2章　关系型数据库的基础理论　19
2.1　关系模型　19
2.1.1　关系数据结构及形式化定义　19
2.1.2　关系代数　23
2.2　完整性约束　30
2.2.1　约束的基本概念　30
2.2.2　常见的约束类型　30
2.2.3　约束的控制与管理　32
2.2.4　存储过程与函数　32
2.2.5　断言　33
2.2.6　触发器　34
2.3　函数依赖　35
2.3.1　函数依赖的定义和分类　35
2.3.2　函数依赖的公理系统　36
2.3.3　属性集闭包　38
2.3.4　函数依赖集等价与最小函数
依赖集　39
2.4　范式　41
2.4.1　范式的定义　41
2.4.2　范式的判定条件　42
2.5　模式分解　44
2.5.1　模式分解的定义　44
2.5.2　分解的无损连接性　44
2.5.3　分解的函数依赖保持性　47
2.5.4　模式分解算法　48
2.6　教学实训　50
2.7　习题　52
第3章　数据库对象管理　55
3.1　表空间管理　55
3.1.1　表空间的概念　55
3.1.2　创建表空间　57
3.1.3　修改表空间　57
3.1.4　删除表空间　58
3.2　模式管理　58
3.2.1　模式的概念　59
3.2.2　创建模式　59
3.2.3　删除模式　59
3.3　表管理　59
3.3.1　表的基本概念与数据类型　60
3.3.2　表的定义与管理　62
3.4　教学实训　64
3.4.1　表空间管理　64
3.4.2　模式管理　67
3.4.3　表管理　68
3.5　习题　70
第4章　数据库查询与操作　71
4.1　结构化查询语言　71
4.2　数据查询　72
4.2.1　单表查询　72
4.2.2　多表查询　74
4.2.3　子查询　79
4.2.4　分组与集合查询　80
4.2.5　查询优化　83
4.3　数据插入　84
4.4　数据更新　85
4.5　数据删除　86
4.6　教学实训　87
4.6.1　数据查询　87
4.6.2　数据插入　88
4.6.3　数据更新　89
4.6.4　数据删除　89
4.7　习题　89
第5章　数据库的高级管理　92
5.1　视图管理　92
5.1.1　视图的概念　92
5.1.2　视图的创建　93
5.1.3　视图的查询　94
5.1.4　视图的更新　95
5.1.5　视图的删除　95
5.2　索引管理　96
5.2.1　索引的概念　96
5.2.2　索引的创建　97
5.2.3　索引的删除　98
5.3　序列管理　98
5.3.1　序列的概念　98
5.3.2　序列的创建　99
5.3.3　序列的应用　100
5.3.4　序列的删除　100
5.4　教学实训　100
5.4.1　管理视图　101
5.4.2　管理索引　101
5.4.3　管理序列　102
5.5　习题　102
第6章　数据库安全管理　104
6.1　用户管理　104
6.1.1　用户创建　105
6.1.2　用户信息修改　105
6.1.3　用户删除　105
6.2　权限管理　105
6.2.1　权限分类　105
6.2.2　权限授予　107
6.2.3　权限回收　108
6.3　角色管理　109
6.3.1　角色创建　109
6.3.2　角色权限管理　109
6.3.3　角色分配与回收　110
6.3.4　角色停用与启用　111
6.3.5　角色删除　111
6.4　数据库审计　112
6.4.1　审计的作用　112
6.4.2　审计的内容　112
6.4.3　审计的实施　113
6.5　教学实训　113
6.6　习题　117
第7章　数据库备份和恢复　119
7.1　数据库备份和恢复概述　119
7.1.1　数据库备份　119
7.1.2　数据库恢复　120
7.2　备份和恢复的实现方法　120
7.2.1　库级备份和恢复　120
7.2.2　表空间备份和恢复　121
7.2.3　表备份和恢复　122
7.2.4　逻辑备份和恢复　122
7.3　计划外故障恢复　122
7.3.1　系统故障恢复　123
7.3.2　介质故障恢复　123
7.3.3　事务故障恢复　125
7.4　教学实训　125
7.5　习题　127
第8章　数据库高级应用　128
8.1　事务管理　128
8.1.1　事务及其特征　128
8.1.2　事务的管理操作　130
8.1.3　事务的隔离级别　132
8.2　并发控制　133
8.2.1　锁　133
8.2.2　封锁协议　135
8.2.3　并发调度中的事务冲突　137
8.2.4　时间戳排序协议　139
8.2.5　死锁及其处理　141
8.3　分布式管理　143
8.3.1　主要技术体系　143
8.3.2　发展趋势　144
8.4