信息系统与数据库技术
1. 数据库技术的基本概念
数据库技术涉及到许多基本概念,主要包括:信息,数据,数据处理,数据库,数据库管理系统以及数据库系统等。
数据库技术是现代信息科学与技术的重要组成部分,是计算机数据处理与信息管理系统的核心。数据库技术研究和解决了计算机信息处理过程中大量数据有效地组织和存储的问题,在数据库系统中减少数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全以及高效地检索数据和处理数据。数据库技术的根本目标是要解决数据的共享问题。 数据管理技术是对数据进行分类,组织,编码,输入,存储,检索,维护和输出的技术.数据管理技术的发展大致经过了以下三个阶段:人工管理阶段;文件系统阶段;数据库系统阶段.
人工管理阶段
20世纪50年代以前,计算机主要用于数值计算.从当时的硬件看,外存只有纸带,卡片,磁带,没有直接存取设备;从软件看(实际上,当时还未形成软件的整体概念),没有操作系统以及管理数据的软件;从数据看,数据量小,数据无结构,由用户直接管理,且数据间缺乏逻辑组织,数据依赖于特定的应用程序,缺乏独立性.
文件系统阶段
50年代后期到60年代中期,出现了磁鼓,磁盘等数据存储设备.新的数据处理系统迅速发展起来.这种数据处理系统是把计算机中的数据组织成相互独立的数据文件,系统可以按照文件的名称对其进行访问,对文件中的记录进行存取,并可以实现对文件的修改,插入和删除,这就是文件系统.文件系统实现了记录内的结构化,即给出了记录内各种数据间的关系.但是,文件从整体来看却是无结构的.其数据面向特定的应用程序,因此数据共享性,独立性差,且冗余度大,管理和维护的代价也很大.
数据库系统阶段
60年代后期,出现了数据库这样的数据管理技术.数据库的特点是数据不再只针对某一特定应用,而是面向全组织,具有整体的结构性,共享性高,冗余度小,具有一定的程序与数据间的独立性,并且实现了对数据进行统一的控制. ⒈2.1数据模型的概念及要素数据模型是现实世界在数据库中的抽象,也是数据库系统的核心和基础.数据模型通常包括3个要素:
⑴数据结构.数据结构主要用于描述数据的静态特征,包括数据的结构和数据间的联系.
⑵数据操作.数据操作是指在数据库中能够进行的查询,修改,删除现有数据或增加新数据的各种数据访问方式,并且包括数据访问相关的规则.
⑶数据完整性约束.数据完整性约束由一组完整性规则组成.
⒈2.2 常用的数据模型
数据库理论领域中最常见的数据模型主要有层次模型,网状模型和关系模型3种.
⑴层次模型(Hierarchical Model).层次模型使用树形结构来表示数据以及数据之间的联系.
⑵网状模型(Network Model).网状模型使用网状结构表示数据以及数据之间的联系.
⑶关系模型(Relational Model).关系模型是一种理论最成熟,应用最广泛的数据模型.在关系模型中,数据存放在一种称为二维表的逻辑单元中,整个数据库又是由若干个相互关联的二维表组成的.
⒈2.2 常用的数据模型
当前,已经有一些流行的,也比较成熟的软件产品能够很好地支持关系型数据模型,这些产品也因此称为关系型数据库管理系统(Relational DataBase Management System,RDBMS).例如,微软公司的Microsoft Access和MS-SQL Server,Sybase公司的Sybase,甲骨文公司的Oracle以及IBM公司的DB2.其中,Microsoft Access是一个中小型数据库管理系统,适用于一般的中小企业;MS-SQL Server,Sybase和Oracle基本属于大中型的数据库管理系统;而DB2则属于大型的数据库管理系统,并且对计算机硬件有很高和专门的要求.
2. 数据库技术的应用领域有哪些
1、多媒体数据库
这类数据库主要存储与多媒体相关的数据,如声音、图像和视频等数据。多媒体数据最大的特点是数据连续,而且数据量比较大,存储需要的空间较大。
2、移动数据库
该类数据库是在移动计算机系统上发展起来的,如笔记本电脑、掌上计算机等。该数据库最大的特点是通过无线数字通信网络传输的。移动数据库可以随时随地地获取和访问数据,为一些商务应用和一些紧急情况带来了很大的便利。
3、数据库技术在多媒体技术方面的应用。
相对比传统的数据库技术,这种结合了多媒体技术的数据库,以多媒体技术的优势使得数据界面的丰富化并对于两者结合所可能带来的相关技术问题给予了充分解决,相关数据库方面的安全性得到了很好的提高。
多媒体数据库设计中有很多问题需要解决:用户接口支持方面、数据库组织与存储方面、媒体种类增加方面信息的分布影响方面。
4、信息检索系统
信息检索就是根据用户输入的信息,从数据库中查找相关的文档或信息,并把查找的信息反馈给用户。信息检索领域和数据库是同步发展的,它是一种典型的联机文档管理系统或者联机图书目录。
5、分布式信息检索
这类数据库是随着Internet的发展而产生的数据库。它一般用于因特网及远距离计算机网络系统中。特别是随着电子商务的发展,这类数据库发展更加迅猛。
许多网络用户(如个人、公司或企业等)在自己的计算机中存储信息,同时希望通过网络使用发送电子邮件、文件传输、远程登录方式和别人共享这些信息。分布式信息检索满足了这一要求。
3. 数据库技术的发展趋势
数据库技术的发展趋势:
根据数据库应用及多家分析机构的评估,数据库技术发展将以应用为导向,面向业务服务,并与计算机网络和人工智能等技术结合,为新型应用提供多种支持。
(1)云数据库和混合数据快速发展
云数据库(Cloud Database)简称为云库, 是在云计算环境中部署和虚拟化的数据库。将各种关系型数据库看成一系列简单的二维表,并基于简化版本的SQL或访问对象进行操作。使传统关系型数据库通过提交一个有效地链接字符串即可加入云数据库,云数据库可解决数据集中更广泛的异地资源共享问题。
(2)数据集成与数据仓库
数据仓库(Data Warehouse)是面向主题、集成、相对稳定、反映历史变化的数据集合,是决策支持系统和联机分析应用数据源的结构化数据环境。主要侧重对机构历史数据的综合分析利用,找出对企业发展有价值的信息,以提供决策支持,帮助提高效益。其特征是面向主题、集成性、稳定性和时变性。新一代数据库使数据集成和数据仓库的实施更简单。数据应用逐步过渡到数据服务,开始注重处理:关系型与非关系型数据的融合、分类、国际化多语言数据。
(3)主数据管理和商务智能
在企事业机构内部业务应用整合和系统互联中,许多机构具有相同业务语义的数据被多次反复定义和存储,导致数据大量冗余成为IT环境发展的障碍,为了有效使用和管理这些数据,主数据管理已经成为一个新的热点。
商务智能(Business Intelligence)是指利用数据仓库及数据挖掘技术对业务数据分析处理并提供决策信息和报告,促进企业利用现代信息技术收集、管理和分析商务数据,改善决策水平,提升绩效,增强综合竞争力的智慧和能力。是企业利用现代信息技术收集、管理和分析商务数据和信息,创造和累计商务知识和见解,改善商务决策水平,采取有效的商务行动,完善各种商务流程,提升各方面商务绩效,增强综合竞争力的智慧和能力。融合了先进信息技术与创新管理理念的结合体,集成企业内外的数据,加工并从中提取能够创造商业价值的信息,面向企业战略并服务于管理层。
(4)“大数据”促进新型数据库
进入“大数据时代”,大数据量、高并发、分布式和实时性的需求,由于传统的数据库技术的数据模型和预定义的操作模式,时常难以满足实际需求,致使新型数据库在大数据的场景下,将取代传统数据库成为主导。
(5)基于网络的自动化管理
网络数据库应用系统的广泛应用,使数据库管理更加自动化。如网购、网银等系统,从企业级Enterprise-class到世界级World-class的转变,提供更多基于Internet环境的管理工具,完成数据库管理网络化。应用程序编程接口API(Application ProgrammingInterface)更开放,基于浏览器端技术的管理套件,便于分布远程管理。
(6)PHP将促进数据库产品应用
随着新一代Web技术的广泛应用,在.NET和Java成为数据应用的主体开发平台后,很多厂商为了争取市场在新版本数据库产品推出后,提供面向超级文本预处理语言PHP(Hypertext Preprocessor)的专用驱动和应用。
(7)数据库将与业务语义的数据内容融合
数据库将更广泛地为用于“信息服务”。对新一代基于AJAX、MashUp、SNS等技术的创新应用,数据从集中于逻辑中心数据库,改为分布网络,为了给予技术支持,数据聚集及基于业务语义的数据内容融合也成为数据库发展的方向,不仅在商务智能领域不断加强对服务应用的支持,而且注重加强数据集成服务。
4. 什么是数据库技术
数据库技术是信息系统的一个核心技术。是一种计算机辅助管理数据的方法,它研究如何组织和存储数据,如何高效地获取和处理数据。是通过研究数据库的结构、存储、设计、管理以及应用的基本理论和实现方法,并利用这些理论来实现对数据库中的数据进行处理、分析和理解的技术。即:数据库技术是研究、管理和应用数据库的一门软件科学。 数据库技术是现代信息科学与技术的重要组成部分,是计算机数据处理与信息管理系统的核心。数据库技术研究和解决了计算机信息处理过程中大量数据有效地组织和存储的问题,在数据库系统中减少数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全以及高效地检索数据和处理数据。 数据库技术研究和管理的对象是数据,所以数据库技术所涉及的具体内容主要包括:通过对数据的统一组织和管理,按照指定的结构建立相应的数据库和数据仓库;利用数据库管理系统和数据挖掘系统设计出能够实现对数据库中的数据进行添加、修改、删除、处理、分析、理解、报表和打印等多种功能的数据管理和数据挖掘应用系统;并利用应用管理系统最终实现对数据的处理、分析和理解。
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5. 信息管理与数据库技术之间存在着紧密联系,试解释信息管理,以及它与数据库技术之间的关系。
信息管理是指在整个管理过程中,人们收集、加工和输入、输出的信息的总称。信息管理的过程包括信息收集、信息传输、信息加工和信息储存。信息收集就是对原始信息的获取。信息传输是信息在时间和空间上的转移,因为信息只有及时准确地送到需要者的手中才能发挥作用。信息加工包括信息形式的变换和信息内容的处理。信息的形式变换是指在信息传输过程中,通过变换载体,使信息准确地传输给接收者。信息的内容处理是指对原始信息进行加工整理,深入揭示信息的内容。经过信息内容的处理,输入的信息才能变成所需要的信息,才能被适时有效地利用。信息送到使用者手中,有的并非使用完后就无用了,有的还需留做事后的参考和保留,这就是信息储存。通过信息的储存可以从中揭示出规律性的东西,也可以重复使用。
数据库是依照某种数据模型组织起来并存放二级存储器中的数据集合。这种数据集合具有如下特点:尽可能不重复,以最优方式为某个特定组织的多种应用服务,其数据结构独立于使用它的应用程序,对数据的增、删、改和检索由统一软件进行管理和控制。从发展的历史看,数据库是数据管理的高级阶段,它是由文件管理系统发展起来的。
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6. 数据库技术的主要目的是什么包括什么
数据库技术的主要目的是研究如何组织和存储数据,如何高效地获取和处理数据。包括:信息,数据,数据处理,数据库,数据库管理系统以及数据库系统等。
数据库技术是信息系统的一个核心技术。是一种计算机辅助管理数据的方法,它研究如何组织和存储数据,如何高效地获取和处理数据。是通过研究数据库的结构、存储、设计、管理以及应用的基本理论和实现方法,并利用这些理论来实现对数据库中的数据进行处理、分析和理解的技术。
数据库技术涉及到许多基本概念,主要包括:信息,数据,数据处理,数据库,数据库管理系统以及数据库系统等。
地位:
数据库技术是现代信息科学与技术的重要组成部分,是计算机数据处理与信息管理系统的核心。数据库技术研究和解决了计算机信息处理过程中大量数据有效地组织和存储的问题。
在数据库系统中减少数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全以及高效地检索数据和处理数据。数据库技术的根本目标是要解决数据的共享问题。
7. 东华大学的信息系统与数据库技术课怎么样上课学些什么
你是信息学院的嘛?记得这课就是学数据库的,基本知识和SQL语言什么的。如果编程基础不好,会觉得有点绕脑子。考试一般,背一些概念再学好SQL语言,要过应该不难,要高分需要花功夫。
8. 数据库技术的应用与发展
数据库技术是现代信息科学与技术的重要组成部分,是计算机数据处理与信息管理系统的核心。数据库技术研究和解决了计算机信息处理过程中大量数据有效地组织和存储的问题,在数据库系统中减少数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全以及高效地检索数据和处理数据。
随着计算机技术与网络通信技术的发展,数据库技术已成为信息社会中对大量数据进行组织与管理的重要技术手段及软件技术,是网络信息化管理系统的基础。本章主要介绍数据库技术的应用与发展、关系模型的基本概念、关系数据库的设计理论及数据库设计方法等内容,是学习和掌握现代数据库技术的基础。
1.1 数据库技术的发展与应用
从20世纪60年代末期开始到现在,数据库技术已经发展了30多年。在这30多年的历程中,人们在数据库技术的理论研究和系统开发上都取得了辉煌的成就,而且已经开始对新一代数据库系统的深入研究。数据库系统已经成为现代计算机系统的重要组成部分。
1.1.1 数据库技术与信息技术
信息技术(Information Technology,IT)是当今使用频率最高的名词之一,它随着计算机技术在工业、农业以及日常生活中的广泛应用,已经被越来越多的个人和企业作为自己赶超世界潮流的标志之一。而数据库技术则是信息技术中一个重要的支撑。没有数据库技术,人们在浩瀚的信息世界中将显得手足无措。
数据库技术是计算机科学技术的一个重要分支。从20世纪50年代中期开始,计算机应用从科学研究部门扩展到企业管理及政府行政部门,人们对数据处理的要求也越来越高。1968年,世界上诞生了第一个商品化的信息管理系统IMS(Information Management System),从此,数据库技术得到了迅猛发展。在互联网日益被人们接受的今天,Internet又使数据库技术、知识、技能的重要性得到了充分的放大。现在数据库已经成为信息管理、办公自动化、计算机辅助设计等应用的主要软件工具之一,帮助人们处理各种各样的信息数据。
1.1.2 数据库技术的应用及特点
数据库最初是在大公司或大机构中用作大规模事务处理的基础。后来随着个人计算机的普及,数据库技术被移植到PC机(Personal Computer,个人计算机)上,供单用户个人数据库应用。接着,由于PC机在工作组内连成网,数据库技术就移植到工作组级。现在,数据库正在Internet和内联网中广泛使用。
20世纪60年代中期,数据库技术是用来解决文件处理系统问题的。当时的数据库处理技术还很脆弱,常常发生应用不能提交的情况。20世纪70年代关系模型的诞生为数据库专家提供了构造和处理数据库的标准方法,推动了关系数据库的发展和应用。1979年,Ashton-Tate公司引入了微机产品dBase Ⅱ,并称之为关系数据库管理系统,从此数据库技术移植到了个人计算机上。20世纪80年代中期到后期,终端用户开始使用局域网技术将独立的计算机连接成网络,终端之间共享数据库,形成了一种新型的多用户数据处理,称为客户机/服务器数据库结构。现在,数据库技术正在被用来同Internet技术相结合,以便在机构内联网、部门局域网甚至WWW上发布数据库数据。
1.1.3 数据库技术发展历史
数据模型是数据库技术的核心和基础,因此,对数据库系统发展阶段的划分应该以数据模型的发展演变作为主要依据和标志。按照数据模型的发展演变过程,数据库技术从开始到现在短短的30年中,主要经历了三个发展阶段:第一代是网状和层次数据库系统,第二代是关系数据库系统,第三代是以面向对象数据模型为主要特征的数据库系统。数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计算技术等相互渗透、有机结合,成为当代数据库技术发展的重要特征。
1. 第一代数据库系统
第一代数据库系统是20世纪70年代研制的层次和网状数据库系统。层次数据库系统的典型代表是1969年IBM公司研制出的层次模型的数据库管理系统IMS。20世纪60年代末70年代初,美国数据库系统语言协会CODASYL(Conference on Data System Language)下属的数据库任务组DBTG(Data Base Task Group)提出了若干报告,被称为DBTG报告。DBTG报告确定并建立了网状数据库系统的许多概念、方法和技术,是网状数据库的典型代表。在DBTG思想和方法的指引下数据库系统的实现技术不断成熟,开发了许多商品化的数据库系统,它们都是基于层次模型和网状模型的。
可以说,层次数据库是数据库系统的先驱,而网状数据库则是数据库概念、方法、技术的奠基者。
2. 第二代数据库系统
第二代数据库系统是关系数据库系统。1970年IBM公司的San Jose研究试验室的研究员Edgar F. Codd发表了题为《大型共享数据库数据的关系模型》的论文,提出了关系数据模型,开创了关系数据库方法和关系数据库理论,为关系数据库技术奠定了理论基础。Edgar F. Codd于1981年被授予ACM图灵奖,以表彰他在关系数据库研究方面的杰出贡献。
20世纪70年代是关系数据库理论研究和原型开发的时代,其中以IBM公司的San Jose研究试验室开发的System R和Berkeley大学研制的Ingres为典型代表。大量的理论成果和实践经验终于使关系数据库从实验室走向了社会,因此,人们把20世纪70年代称为数据库时代。20世纪80年代几乎所有新开发的系统均是关系型的,其中涌现出了许多性能优良的商品化关系数据库管理系统,如DB2、Ingres、Oracle、Informix、Sybase等。这些商用数据库系统的应用使数据库技术日益广泛地应用到企业管理、情报检索、辅助决策等方面,成为实现和优化信息系统的基本技术。
3. 第三代数据库系统
从20世纪80年代以来,数据库技术在商业上的巨大成功刺激了其他领域对数据库技术需求的迅速增长。这些新的领域为数据库应用开辟了新的天地,并在应用中提出了一些新的数据管理的需求,推动了数据库技术的研究与发展。
1990年高级DBMS功能委员会发表了《第三代数据库系统宣言》,提出了第三代数据库管理系统应具有的三个基本特征:
l 应支持数据管理、对象管理和知识管理。
l 必须保持或继承第二代数据库系统的技术。
l 必须对其他系统开放。
面向对象数据模型是第三代数据库系统的主要特征之一;数据库技术与多学科技术的有机结合也是第三代数据库技术的一个重要特征。分布式数据库、并行数据库、工程数据库、演绎数据库、知识库、多媒体库、模糊数据库等都是这方面的实例。
1.1.4 数据库系统访问技术
目前访问数据库服务器的主流标准接口主要有ODBC、OLE DB和ADO。下面分别对这三种接口进行概要介绍。
1. 开放数据库连接(ODBC)
开放数据库连接(Open Database Connectivity,ODBC)是由Microsoft公司定义的一种数据库访问标准。使用ODBC应用程序不仅可以访问存储在本地计算机的桌面型数据库中的数据,而且可以访问异构平台上的数据库,例如可以访问SQL Server、Oracle、Informix或DB2构建的数据库等。
ODBC是一种重要的访问数据库的应用程序编程接口(Application Programming Interface,API),基于标准的SQL语句,它的核心就是SQL语句,因此,为了通过ODBC访问数据库服务器,数据库服务器必须支持SQL语句。
ODBC通过一组标准的函数(ODBC API)调用来实现数据库的访问,但是程序员不必理解这些ODBC,API就可以轻松开发基于ODBC的客户机/服务器应用程序。这是因为在很多流行的程序开发语言中,如Visual Basic、PowerBuilder、Visual C++等,都提供了封装ODBC各种标准函数的代码层,开发人员可以直接使用这些标准函数。
ODBC获得了巨大成功并大大简化了一些数据库开发工作。但是它也存在严重的不足,因此Microsoft公司又开发了OLE DB。
2. OLE DB
OLE DB是Microsoft公司提供的关于数据库系统级程序的接口(System-Level Programming Interface),是Microsoft公司数据库访问的基础。OLE DB实际上是Microsoft公司OLE对象标准的一个实现。OLE DB对象本身是COM(组件对象模型)对象并支持这种对象的所有必需的接口。
一般说来,OLE DB提供了两种访问数据库的方法:一种是通过ODBC驱动器访问支持SQL语言的数据库服务器;另一种是直接通过原始的OLE DB提供程序。因为ODBC只适用于支持SQL语言的数据库,因此ODBC的使用范围过于狭窄,目前Microsoft公司正在逐步用OLE DB来取代ODBC。
因为OLE DB是一个面向对象的接口,特别适合于面向对象语言。然而,许多数据库应用开发者使用VBScript和JScript等脚本语言开发程序,所以Microsoft公司在OLE DB对象的基础上定义了ADO。
3. 动态数据对象(ADO)
动态数据对象(Active Data Objects,ADO)是一种简单的对象模型,可以被开发者用来处理任何OLE DB数据,可以由脚本语言或高级语言调用。ADO对数据库提供了应用程序水平级的接口(Application-Level Programming Interface),几乎使用任何语言的程序员都能够通过使用ADO来使用OLE DB的功能。Microsoft公司声称,ADO将替换其他的数据访问方式,所以ADO对于任何使用Microsoft公司产品的数据库应用是至关重要的。
1.1.5 网络数据库系统编程技术
在当今网络盛行的年代,数据库与Web技术的结合正在深刻改变着网络应用。有了数据库的支持,扩展网页功能、设计交互式页面、构造功能强大的后台管理系统、更新网站和维护网站都将变得轻而易举。随着网络应用的深入,Web数据库技术将日益显示出其重要地位。在这里简单介绍一下Web数据库开发的相关技术。
1. 通用网关接口(CGI)编程
通用网关接口(Common Gateway Interface,CGI)是一种通信标准,它的任务是接受客户端的请求,经过辨认和处理,生成HTML文档并重新传回到客户端。这种交流过程的编程就叫做CGI编程。CGI可以运行在多种平台上,具有强大的功能,可以使用多种语言编程,如Visual Basic、Visual C++、Tcl、Perl、AppletScript等,比较常见的是用Perl语言编写的CGI程序。但是CGI也有其致命的弱点,即速度慢和安全性差等。
2. 动态服务器页面(ASP)
动态服务器页面(Active Server Pages,ASP)是Microsoft公司推出的一种用以取代CGI的技术,是一种真正简便易学、功能强大的服务器编程技术。ASP实际上是Microsoft公司开发的一套服务器端脚本运行环境,通过ASP可以建立动态的、交互的、高效的Web服务器应用程序。用ASP编写的程序都在服务器端执行,程序执行完毕后,再将执行的结果返回给客户端浏览器,这样不仅减轻了客户端浏览器的负担,大大提高了交互速度,而且避免了ASP程序源代码的外泄,提高了程序的安全性。
3. Java 服务器页面(JSP)
Java服务器页面(Java Server Pages,JSP)是Sun公司发布的Web应用程序开发技术,一经推出,就受到了人们的广泛关注。JSP技术为创建高度动态的Web应用程序提供了一个独特的开发环境,它能够适用于市场上大多数的服务器产品。
JSP使用Java语言编写服务器端程序,当客户端向服务器发出请求时,JSP源程序被编译成Servlet并由Java虚拟机执行。这种编译操作仅在对JSP页面的第一次请求时发生。因此,JSP程序能够提供更快的交互速度,其安全性和跨平台性也很优秀。
9. 简述管理信息系统与数据库及数据库管理系统的关系
管理信息系统是一个由人、计算机及其他外围设备等组成的能进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统。数据库是存储在一起的相关数据的集合,可以理解为存储数据的仓库。数据库管理系统是对数据库中的数据进行统一管理、控制和维护的数据管理软件,是系统软件。
即数据库是存储数据的仓库,而数据管理系统是管理数据库的,管理信息系统包括数据库和数据管理系统。
10. 信息系统与数据库技术的内容简介
本书属于上海市教育委员会组编的“高等院校计算机基础综合应用能力培养规划教材”系列,可以从机械工业出版社教材服务网上下载电子教案和教学实验案例。作者从信息系统的分析、设计以及实现和应用等方面,介绍了综合应用信息技术实现信息资源管理和利用的知识、技术和方法。本书基本理论知识和综合应用开发并重,以应用案例驱动,注重对实用方法和先进技术的介绍。采用Microsoft公司的SQLServer2000和2003为技术原型和实验环境。全书共10章,内容包括信息系统知识、关系数据库基本知识和设计方法、关系数据库管理系统和T-SQL语言、数据库系统应用程序开发以及实验指导,每章附有习题。