PREFACE

前言

在大数据时代，“数据”构成了一种世界观，以“数据”观世界，则客观世界就是一切数据的总和。“数据”是一种宝贵的资源，甚至可以说是战略性资源。“大数据”技术使“数据”蕴含着无尽的能量，显示出超然的魅力。只要掌握数据，人人都可以俯瞰大千世界的任何一个侧面。所谓掌握数据，也就意味着首先要处理数据； 

而数据处理的过程是与数据库技术息息相关的。数据库原理和技术给人们提供了一种理解、处理和管理世界的方法。随着数据观的成长、成熟和发展，数据时空的海量扩张呈现出一个大数据时代来临的现实景观。大数据必然带来云计算技术的发展，数据库技术也因云计算而有了新的飞跃，于是云数据库管理系统给我们打开了一个数据处理的想象空间，呈现出海量数据与云计算背景下数据处理的“魅力生态”新技术场景。

在这种形势下，

华为公司研发推出的GaussDB管理系统应运而生。它以基于云计算的数据库管理技术为根基，是企业级高扩展海量存储分布式数据库管理系统，完全兼容MySQL，一经问世便成为华为鲲鹏系统生态中的核心产品之一，进而成为替代国外数据库管理系统软件、解决“卡脖子问题”的国产本土数据库管理系统的代表、首选和佼佼者，备受瞩目。

作为三十余年一直在高校讲授“数据库原理和应用”相关课程的教师，我编著了多本相关的数据库教程，但这是第一次编著国产数据库教程。在多年的实践教学的基础上，在华为公司GaussDB团队合作和指导下，研发编著了

本书，以使GaussDB(for MySQL)更快地走进数据库技术应用领域，走进高校，为广大读者用户所掌握。

本书的特点在于将数据库基本原理知识与GaussDB(for MySQL)数据库管理系统的技术知识融合在一起，是以GaussDB(for MySQL)为平台的数据库原理与技术教程，也是从数据库基本概念入手的GaussDB(for MySQL)数据库管理系统入门教程。本书讲解了数据库基本概念、数据库设计、数据库组织与管理、数据库SQL查询语言、数据库系统控制，以及数据库应用系统开发的一般方法，同时也介绍了GaussDB(for MySQL)云数据库的特性、架构及工作原理等几个方面的内容。每章都通过翔实的基础知识和简明的操作步骤，将知识点和实际应用相结合，帮助读者理解和掌握数据库原理和数据库操作。

以“基础知识与动手实验相结合”为编写理念，以一个完整的数据库应用系统案例贯穿全书，编写体例贴近实践的语境，将数据库原理与数据库操作技术，以及数据库应用系统开发等内容相结合，由浅入深，层层递进

地展现给读者。

数据库原理及应用——基于GaussDB的实现方法

前言

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本书共有三篇，共13章。

上篇： 基础理论，共有3章。

第1章走进GaussDB。主要介绍了信息、数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统和分布式数据库系统等概念； 

数据库系统结构、数据库应用系统的组成； GaussDB(for MySQL)的特点、系统架构和集成环境等内容。

第2章关系数据库。主要介绍了数据描述过程、概念模型、关系模型、关系规范化和关系代数等内容。

第3章数据库设计和建模。主要介绍了数据库设计的生命周期、需求分析方法、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计方法、步骤和工作流程等内容。

中篇： 技术详解，共有7章。

第4章数据库预备知识。主要介绍了数据库的数据类型、常用函数和表达式计算等数据库应用开发的必备基础知识等。

第5章SQL。主要介绍了SQL的特点、功能； SQL数据定义语句、数据操纵语句应用等内容。

第6章数据库。主要介绍了集中式数据库、分布数据库式、云数据库框架； 介绍了存储引擎； 数据库创建及维护方法等内容。

第7章文件组织与索引。主要介绍了文件组织、索引、索引的类型以及创建索引遵循的原则，索引创建、维护和使用等内容。

第8章表与视图。主要介绍了数据表的操作方法，包括表设计概述、创建表的方法、表中数据的操作方法； 介绍了什么是视图

、创建视图、视图维护及使用等内容。

第9章数据查询。 主要介绍了SELECT语句、集函数查询、单表查询、多表查询、嵌套查询、子查询、带EXISTS关键字的子查询，并通过案例演示SQL语句的实际应用。

第10章数据库完整性。主要介绍了完整性约束； 介绍了存储过程，存储过程的创建以及

存储过程的调用、维护和使用； 介绍了触发器，创建触发器，维护及使用触发器等内容。

下篇： 系统应用，共有3章。

第11章数据库系统控制。主要介绍了事务及事务特性； 介绍了数据库系统恢复技术及并发控制； 介绍了数据库安全、用户管理、数据库备份/恢复、数据库表导入/导出等内容。

第12章GaussDB(for MySQL)数据库管理系统。主要介绍了GaussDB(for MySQL)系统结构，数据存储、恢复与实现工作机制； 介绍了GaussDB整体架构和GaussDB云数据库架构等内容。

第13章数据库应用系统开发的一般方法。主要介绍了数据库应用系统开发的一般方法，并对应用系统开发中的问题提出、需求分析、系统设计等工作进行详细阐述。

全书各章节配有60个微视频，如下表所示。

序号

视 频 标 题

对应章节位置

1

11a： 基本概念一

1.1尾

2

11b： 基本概念二

1.1.3尾

3

12： 数据库系统

1.2尾

4

13： GaussDB(for MySQL)概述

1.4尾

5

21： 概念模型

2.2尾

6

22： 关系模型

2.3尾

7

23： 关系规范化

2.4尾

8

24： 关系运算和、差、交

2.5.3尾

9

25： 关系运算投影、选择

2.5.6尾

10

26： 关系运算连接

2.5.7尾

11

27： 除

2.5.8尾

12

31： 数据库生命周期

3.1尾

13

32： 需求分析

3.2尾

14

33： 概念结构设计

3.3尾

15

34： 逻辑结构设计

3.4尾

16

35： 物理结构设计

3.5尾

17

41：  GaussDB(for MySQL)的数据类型

4.1尾

18

42：  GaussDB(for MySQL)的运算符

4.2尾

19

43：  GaussDB(for MySQL)的函数

4.3尾

20

51： SQL概述

5.1尾

21

52： SQL数据操纵语句

5.3尾

22

61： 数据库分类

6.1尾

23

62： 存储引擎

6.2尾

24

63： 创建数据库

6.3.1尾

25

64： 维护数据库

6.3.2尾

26

71： 文件组织

7.1尾

27

72： 创建索引的原则

7.3尾

28

73： 维护索引

7.5尾

29

81： 表的创建

8.1尾

续表

序号

视 频 标 题

对应章节位置

30

82： 表中数据的输入

8.2.1尾

31

83： 表中数据的维护

8.3.3尾

32

84： 视图特性

8.4尾

33

85： 视图操纵

8.6尾

34

91： SELECT语句概述

9.1尾

35

92： 集函数查询

9.2尾

36

93： 行、列查询

9.3.4尾

37

94： 两表列查询

9.4.2尾

38

95： 多表条件查询

9.4.4尾

39

96： 多表行、列查询

9.4.5尾

40

97： 多表嵌套查询

9.5.2尾

41

98： 带IN关键字的查询

9.6.1尾

42

99： 带比较运算符的查询

9.6.2尾

43

910： 带ANY关键字的子查询

9.6.3尾

44

911： 带ALL关键字的子查询

9.6.4尾

45

912： 带EXISTS关键字的子查询

9.6.5尾

46

101： 实体完整性约束

10.1.1尾

47

102： 参照完整性约束

10.1.2尾

48

103： 用户自定义完整性约束

10.1.3尾

49

104： 触发器概述

10.2.1尾

50

105： 创建触发器

10.2.2尾

51

106： 维护触发器

10.2.3尾

52

107： 存储过程概述

10.3.1尾

53

108： 创建存储过程

10.3.2尾

54

109： 维护存储过程

10.3.3尾

55

111： 事务

11.1.2尾

56

112： 恢复技术

11.2.3尾

57

113： 并发控制

11.3.4尾

58

114： 数据库安全

11.4.4尾

59

121： GaussDB（for MySQL）概述

12.4.3尾

60

122：  GaussDB数据库整体架构

12.5.4尾

本书富有特色，是国内首本引入GaussDB作为技术平台的数据库教学用书，对扩展数据库应用，推广使用国产数据库管理系统软件，普及GaussDB，都具有很强的针对性和现实意义。全书从基础理论入手，体系清晰，知识点全面，对数据库原理知识体系的讲解深入浅出，精编精讲，尽量将复杂的问题简单化； 以实例主导，有很强的实用性； 设计手段尽量简洁，尤其注重使用和设计能力的培养。

本书配有丰富的教学资源，可作为学习数据库原理课程教学用书，也可作为培养“

小型应用系统开发能力”的学习用书，以及广大计算机用户和计算机学习者的培训用书及自学用书。

本书由李雁翎编写。

华为公司数据库团队专家提供了有关GaussDB(for MySQL)数据库管理系统部分内容及资料

，并在编写过程中给予指导。刘征承担了部分实验的验证和微视频的录制。华为公司张霄鸾、赵成、周家恩、张迪、张昆、王立、贾新华、康阳、赵新新、张彦轩，以及清华大学出版社盛东亮、曾珊在图书编写过程中给予了各种支持，在此一并表示感谢。

由于作者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，欢迎广大读者批评指正。

编者