前言

在这个信息化飞速发展的时代，互联网、云计算、大数据等新兴技术正以前所未有的速度改变着人们的思维方式、生产模式、生活方式及学习习惯。这些技术不仅展示了世界发展的美好前景，也为我们带来了前所未有的挑战和机遇。在这一背景下，数据库技术作为计算机科学的一个重要分支，不仅是信息技术和信息产业的基石，更是推动各行各业实现数字化转型的关键技术。

数据库课程因此成为高等教育中不可或缺的一部分，无论是计算机专业还是信息管理、物联网、电子信息等相关专业，数据库原理及应用都是学生们必须掌握的核心知识，是这些专业的必修课。随着教育改革的不断深入，对于高素质人才的培养提出了更高的要求。学生们不仅要有扎实的理论基础，还应具备解决实际问题的能力，并对学科的最新研究领域和发展方向有所了解。本书正是在这样的背景下应运而生，编写内容具有较强的科学性、实践性和先进性。

全书共分4篇13章，章节安排以数据库原理为基础，以“网络购物平台数据库”的实际应用为主线展开，内容讲解由浅入深，层次清晰，通俗易懂。

第一篇为数据库基础知识(第1～3章)。第1章介绍数据库的基本概念、数据管理技术的发展、数据库系统的特点，概述数据模型、数据库系统体系结构、数据库应用系统的开发架构、数据库应用和技术研究现状。第2章介绍关系数据库基础，包括关系数据库概述、关系模型、实体联系模型向关系模型的转换和关系代数等内容。第3章介绍云数据库GaussDB的发展历程、特点以及GaussDB与其他服务的关系，重点介绍GaussDB的体系架构、数据库的创建和管理、表空间的创建和管理。本书的实践环节采用云数据库GaussDB。

第二篇为SQL语言与数据库编程(第4～7章)。第4章介绍数据定义，包括数据类型、模式、数据表定义及完整性约束等内容。第5章通过大量的实例分别从单表查询、连接查询和子查询等方面详细介绍SQL的查询功能，还介绍了数据操作功能。第6章介绍视图的概念及管理、索引的概念及管理。第7章介绍数据库编程基础、存储过程、用户自定义函数、游标和触发器。

第三篇为数据库设计(第8～10章)。第8章介绍关系数据理论，包括函数依赖、规范化、模式分解等内容。第9章介绍数据库设计，包括需求分析、概念数据模型设计、逻辑数据模型设计、物理数据模型设计和数据库的实施与维护。第10章通过一个开发实例初步介绍数据库访问技术。

第四篇为数据库管理(第11～13章)。第11章介绍数据库的安全问题，包括安全管理概述、用户管理、角色管理、权限管理和数据库审计等内容。第12章介绍事务管理与并发控制，事务管理部分包括事务的概念、性质以及GaussDB中的事务，在并发控制部分包括并发问题、冲突可串行化调度以及典型的并发控制技术。第13章介绍数据库的恢复与迁移，包括数据库的故障类别、数据库的日志与恢复、数据库的备份与恢复、GaussDB的备份恢复实践与数据库的迁移等内容。

本书具有以下特点。

(1) 三性合一，卓越筑基。本书基于国家级一流本科课程建设，充分体现实用性、科学性和先进性。教材在理论联系实践方面下足功夫，特色突出。全书分为13章，前3章介绍数据库基础，夯实基础；第4～7章要求学生熟练掌握SQL，也将数据完整性的学习完美融入其中；第8～10章培养学生的数据库设计能力及数据库系统的开发能力；第11～13章分别介绍了数据库安全、事务管理和备份与恢复等数据库管理的内容，要求学生不仅具有使用数据库的能力，还要具有管理数据库的能力。本书在注重系统介绍数据库基本原理和方法的同时，还补充了现代数据库系统的主要技术及新知。

(2) 案例驱动，直击“云”端。“网络购物”是读者比较熟悉的场景，贯穿全书的案例数据库是依据数据库课程教学目标，以 “网络购物平台”为应用场景，从“网络购物”业务中概括、抽取出来的数据库。本书设计大量的实例代码，“网络购物”案例贯穿全书，使读者通过循序渐进的学习较容易地掌握数据库管理系统的主要功能。另外，本书选取目前比较新型的云数据库作为实验平台，书中所有代码均在GaussDB公有云数据库环境(实验环境获取方式详见配套资源中的说明文档)下调试并成功运行。

(3) 知性合一，双轮驱动。本书在理论和实践并重方面突出了自己的特色。书中设计课内电子版实验指导10套，实验指导设计满足“以人为本，因材施教”，既有通识实验内容，也有深度拔高内容。特别是事务管理、安全管理、备份恢复等部分也设计了实验环节，打破纯理论教学的弊端，落地性更强，符合培养解决复杂工程问题能力人才的培养需求。书中还提供Java+GaussDB在线购物网站开发案例，以帮助学习者初步掌握数据库应用系统开发方法。

(4) 优质习题，丰富资源。每章都提供大量的习题，包含软考题目，强化读者对基本概念的理解。书中提供配套的教学大纲、教学课件、程序源码、实验报告，读者可在清华大学出版社官方网站下载。配套微课视频(其中出现的教师均为数字人)，读者可扫描封底刮刮卡注册，再扫描书中的二维码观看学习。

(5) 专家团队，鼎力支持。本书的编纂工作获得华为公司数据库专家团队的鼎力支持，在此表示由衷的感谢。

本书由车蕾、王晓波、刘晓丹共同编写。其中，车蕾编写第1、2、4、5、6章并统稿，王晓波编写第3、7、9、11章，刘晓丹编写第8、10、12、13章。在本书的编写过程中，教育部—华为“智能基座”数据库课程虚拟教研室(中国人民大学)为本教材的撰写搭建了极为宝贵且广阔的研讨和交流空间，我们衷心感谢教研室专家及同仁在教材编写过程中提供的全方位协助和无私帮助。华为公司数据库专家团队为本书的编写提供了GaussDB相关资料，并在编写过程中给予了大力的支持与指导，在此对窦德明、赵全明、孟俊才、郭明哲、蒋将军、李志学、赵宏、任伟明、杨涛、孙涛、敖宏伟、李显民、孙海红、李建峰、石文铎、赵新新等专家表示由衷的感谢。北京信息科技大学陈雯柏教授，北京信息科技大学侯彦、乔一然、吴成聪、张洪瑞、张勐等同学在本书的编写过程中也给予了莫大的支持，在此表示诚挚的感谢。本书受教育部高等教育司产学合作协同育人项目(华为公司)(项目编号: 231100007141233)资助。

由于作者水平有限，书中难免有不妥和疏漏之处，恳请各位专家、同仁和读者不吝赐教和批评指正。

车蕾王晓波刘晓丹

2025年5月于北京