1．教材的基本信息
（1）适用对象
本教材适合作为高校计算机及相关专业的教材，也可作为数据库初学者的参考，具有通用性。可以根据学习者层次不同选择相关能力指标、知识点进行教学和学习。
（2）具备的知识和能力基础
需要具备基本的计算机基础知识，最好先修过“数据结构”“操作系统”“C语言程序设计基础”的课程。
（3）预期学习效果
①专业能力效果：理解数据库的基本概念，熟练应用SQL语言操作数据库，能够应用ER图进行数据库设计，并能用范式理论对表进行规范化分析和处理，理解事务的概念和特性，理解事务的并发控制原理，能够在MySQL数据库的实验环境中进行数据库的安全管理、备份恢复、存储过程与触发器开发等，掌握关系代数理论。
②素质能力效果：能够与团队成员良好合作，相互协作完成任务，并能够针对教师布置的任务自主学习新技术、新方法并提出解决方案。
③工程能力效果：理解一个完善的数据库应用系统的设计与实施过程。能够根据数据库需求进行数据库设计，能够在MySQL数据库环境中实现数据库的操作、管理和维护，进而理解项目开发的全过程。
（4）教材编写团队
本教材是数据库课程组所有教师多年数据库课程授课以及项目开发与管理经验的结晶。从学院成立以来，主编一直从事数据库相关课程的教学工作，其他编者也拥有15年以上的数据库课程授课经验。更重要的是，本教材所对应的课程被评为辽宁省精品资源共享课，网站上有丰富的配套多媒体资源。此外，课程组老师先后参加了《Oracle数据库应用教程（第二版）》《企业级数据库基础——DB2》等多本有影响力的教材的编写，具有丰富的教材编写经验。
2．教材的基本结构与内容组织
（1）教材的基本结构
整本教材共分4篇，12章，由图书管理系统的项目构思、设计、实施和运行贯穿始终。内容涵盖数据库的现状与发展趋势、SQL语言、数据库体系结构、数据库范式理论与设计、数据库的高级管理、过程化语言等方面。不仅强调理论，同时也重视应用。
本教材的逻辑导学图如下所示。
课程逻辑图
（2）教材的内容组织
本教材以图书管理系统项目为导引组织教材内容，本案例贯穿教材始终。
第1篇：导引（第1章）
本篇简单介绍了图书管理系统项目的构思与设计，以及数据库在整个领域所处的地位，是第2～4篇内容的基础。
第2篇：基础应用篇（第2～5章）
主要介绍图书管理系统项目的数据库端基本开发，包括使用SQL语言进行数据库的定义与操作、数据库的体系结构等。通过本篇的学习，可以培养学生基于项目设计的数据库服务器端实施能力。
第3篇：深度剖析篇（第6～7章）
本篇以图书管理系统为例讲解数据库系统的设计理论和设计方法。通过本篇的学习，可以培养学生对数据库的设计能力。
第4篇：高级拓展篇（第8～12章）
主要介绍项目数据库端的高级管理与开发技术，包括数据库的安全性管理、备份恢复以及过程化语言开发等。通过本篇的学习，可以培养学生对数据库的高级管理及高级开发能力。
3．教材编写情况
作者积累多年一线数据库教学与项目开发经验，根据教学与自学的规律，编写了本教材。本教材将数据库的四大组成部分以一个课程项目案例贯穿始终。第5章、第6章、第9章、第10章、第11章由邓丽编写；第2章、第3章、第7章由李翔坤编写；第12章由深圳腾娱互动科技有限公司卢彦成编写；第1章、第4章由张冬青编写；第8章由孙风栋编写。全教材由邓丽统稿。
感谢参与本教材编写和审阅的所有老师，感谢他们认真、严谨的工作，保证教材高质量完成。最后，感谢大连东软信息学院计算机科学与技术系领导以及计算机学院教材建设委员会对该教材编写的帮助和支持，感谢东软电子出版社为该教材编写、出版创造的优良条件。
由于作者水平有限，以及编写时间仓促，教材中错误或不妥之处难免，敬请读者批评指正。
项目导学1
第1篇导引
第1章项目背景4
1.1数据库的概念4
1.2数据库的发展简史9
1.3常见的数据库管理系统12
1.3.1关系数据库产品12
1.3.2非关系数据库产品15
1.3.3国产数据库产品15
1.4图书管理系统项目构思17
1.5本教材的结构和学习指导17
1.5.1本教材各个章节内容概述17
1.5.2本教材的学习指导19
1.6小结19
实践环节设计20
习题20
第2篇基础应用篇
第2章SQL语言23
项目说明——规划及操作图书管理系统数据库表23
2.1图书借阅管理系统数据库表24
2.2SQL概述26
2.2.1SQL语言的背景26
2.2.2SQL的功能27
2.2.3SQL的特点27
2.2.4SQL数据类型28
2.2.5SQL数据完整性约束32
2.3数据定义34
2.3.1数据库和数据库对象34
2.3.2数据库的定义35
2.3.3创建表36
2.3.4删除表41
2.3.5修改表结构41
2.4查询操作42
2.4.1无条件查询42
2.4.2排序查询44
2.4.3条件查询45
2.4.4分组查询48
2.4.5嵌套子查询50
2.4.6多表连接查询55
2.4.7复杂查询61
2.5数据更新操作62
2.5.1插入数据62
2.5.2修改数据64
2.5.3删除数据65
2.6小结66
实践环节设计67
习题71
第3章视图与索引75
项目说明——规划图书管理系统视图与索引75
3.1视图操作76
3.1.1定义视图76
3.1.2查询视图80
3.1.3更新视图80
3.1.4视图的作用83
3.2索引设计83
3.2.1索引的概念83
3.2.2索引的类型85
3.2.3索引的优缺点86
3.2.4索引的设计原则87
3.2.5索引的创建与删除88
3.3小结89
习题89
第4章关系代数92
项目说明——图书管理系统数学模型92
4.1关系模型92
4.1.1关系数据结构93
4.1.2关系操作96
4.1.3关系完整性约束96
4.2关系代数99
4.2.1传统的集合运算99
4.2.2专门的关系运算101
4.3小结105
习题106
第5章数据库系统结构111
5.1数据库系统体系结构111
5.1.1三级模式结构111
5.1.2应用体系结构114
5.2DBMS的功能和特征116
5.3小结118
习题118
第3篇深度剖析篇
第6章数据库设计理论121
6.1问题分析121
6.2设计基础：函数依赖123
6.2.1函数依赖的基本概念123
6.2.2基本术语123
6.3设计理论：关系规范化125
6.3.1范式介绍125
6.3.2第一范式125
6.3.3第二范式126
6.3.4第三范式127
6.3.5BC范式128
6.4多值依赖129
6.5第四范式131
6.6设计标准：模式分解原则132
6.7小结135
实践环节设计135
习题136
第7章数据库设计139
项目说明——图书管理系统数据库设计全貌139
7.1数据库设计概述140
7.1.1数据库设计的特点140
7.1.2数据库设计的方法140
7.1.3数据库设计步骤141
7.2需求分析141
7.2.1需求分析的任务141
7.2.2需求调查的方法142
7.2.3数据流图142
7.2.4数据字典143
7.2.5图书管理系统后台数据库需求分析145
7.3概念结构设计145
7.3.1ER模型146
7.3.2概念结构设计特点与方法148
7.3.3图书借阅管理系统的概念结构设计148
7.3.4ER模型扩展151
7.4逻辑结构设计152
7.4.1图书借阅管理系统的逻辑结构设计153
7.4.2数据模型优化155
7.4.3设计外模式156
7.5物理结构设计157
7.6数据库行为设计158
7.6.1功能分析158
7.6.2功能设计159
7.6.3事务设计159
7.7数据库的实施与维护160
7.7.1数据库数据的加载和试运行160
7.7.2数据库的运行和维护161
7.8小结162
实践环节设计162
习题164
第4篇高级拓展篇
第8章数据库安全性168
项目说明——图书管理系统数据库安全性实现168
8.1数据库安全性概述169
8.1.1数据库安全性的概念169
8.1.2安全控制模型169
8.2数据库安全控制策略170
8.2.1用户标识与验证170
8.2.2权限控制170
8.2.3视图机制172
8.2.4审计173
8.2.5数据加密173
8.3MySQL数据库安全控制操作174
8.3.1MySQL提供的权限174
8.3.2用户机制176
8.3.3权限管理177
8.4小结180
实践环节设计180
习题181
第9章事务与并发性183
9.1事务183
9.1.1事务的概念183
9.1.2事务特性184
9.1.3事务的状态185
9.1.4定义事务186
9.2事务的并发性187
9.2.1概述187
9.2.2事务并发执行存在的问题187
9.3基于锁的并发控制 189
9.3.1概述189
9.3.2封锁协议190
9.3.3活锁和死锁192
9.3.4并发调度的可串行化195
9.3.5封锁粒度198
9.4MySQL的并发控制200
9.4.1MySQL的锁200
9.4.2MySQL的隔离级别200
9.5小结201
习题202
第10章数据库备份与恢复206
项目说明——图书管理系统数据库高级管理实现206
10.1数据库备份与恢复概述207
10.2数据库故障类型207
10.3数据库备份208
10.4数据库恢复209
10.4.1概述209
10.4.2日志文件210
10.4.3恢复策略210
10.5图书管理系统后台数据库备份与恢复211
10.5.1数据文件的备份与恢复211
10.5.2使用MySQL命令实现数据库备份与恢复212
10.5.3数据导入与导出212
10.6小结213
实践环节设计214
习题214
第11章过程化语言216
项目说明——图书管理系统数据库过程化对象的引入216
11.1编程基础217
11.1.1变量定义217
11.1.2异常处理218
11.1.3游标219
11.1.4控制结构219
11.2函数222
11.2.1内置函数222
11.2.2用户自定义函数225
11.3存储过程226
11.3.1存储过程的优点226
11.3.2创建存储过程226
11.3.3查看存储过程227
11.3.4调用存储过程227
11.4触发器227
11.4.1触发器概述227
11.4.2创建触发器228
11.4.3NEW对象和OLD对象229
11.4.4使用触发器230
习题231
第12章数据库发展趋势232
12.1对关系数据库的小结232
12.2面向对象数据库235
12.3对象关系映射技术236
12.4图形数据库237
12.5XML数据库237
12.6多媒体数据库240
12.7数据仓库与数据挖掘241
12.8分布式数据库242
12.9空间数据库243
12.10小结245
习题246
附录Ⅰ学习知识要点及能力要点247
附录ⅡMySQL软件安装和配置249
附录ⅢMySQL的功能、特点、常用命令256
Ⅲ.1MySQL功能、特点256
Ⅲ.2MySQL常用命令257
附录ⅣMySQL数据库的构成、文件以及对象263
参考文献265
2016年6月，中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员，这是中国工程教育国际化进程的重要里程碑。“回归工程”、培养学生的“大工程观”是当今国际工程教育的主流理念。《华盛顿协议》对毕业生提出的12条素质要求中，不仅要求工程知识、工程能力，还强调通用能力和品德伦理；在实践上，以学生为中心，以产出为导向，注重对目标达成的支撑及持续改进，与CDIO工程教育实质等效。
CDIO工程教育是近年来国际工程教育改革的最新成果，以“预期学习结果”集合来驱动课程内容、教学方法、教育文化的设计，重视营造工程教育文化，其注重工程能力培养和基于工程项目全生命周期的一体化设计思想，对于国内工程类和相关专业的建设具有重要的实施价值。
作为承载了教学改革思想的载体，融入CDIO工程教育理念的高品质教材，东软CDIO工程教育教材在注重理实结合的同时，也注重对学生八大能力的培养，即：技术知识与推理能力，开放式思维与创新，个人职业能力，沟通表达与团队合作，态度与习惯，责任，价值观，实践构思、设计、实现和运行对社会的贡献。
CDIO工程教育教材是 CDIO教育教学改革在教学实施过程中的集中体现，它不仅承载着课程和项目的教学内容，而且贯穿和体现了CDIO工程教育的理念、思想与方法，是在系统化理论的指导下，将知识、能力、素质培养进行一体化设计，有机融合在教材体系中。教材的编写以能力培养为主线，以案例教学为引导，以项目为载体，充分体现“做中学”和“学中做”的思想，具有以下优势：
（1）以能力培养为主线，培养学生专业知识学习能力和工程实践能力。
（2）以案例为驱动，在做案例的过程中学习新知识，充分体现了“做中学”。
（3）以项目为载体，基于工程化教育方法，按照分析、设计、实施、运行展开项目及知识点的讲解。
（4）围绕专业知识结构和能力体系设计教材，实现同一专业下不同教材紧密的关联性。
（5）内容编排循序渐进，符合人的认知规律。
（6）适应柔性化教学变革，构建一体化、立体化教学资源。
CDIO工程教育教材可供以应用型人才为培养目标的高等院校以及职业培训机构作为教材使用。
目前，CDIO工程教育教材的建设还处于探索阶段，是一项创造性的工作，尚需要通过改革的实践不断加以深化和持续改进，任重而道远。
