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出版者:电子工业出版社

作者:晏争农 编

出品人:

页数:278

译者:

出版时间:2004-1

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787121002984

丛书系列:

图书标签:

• Visual FoxPro
• VFP
• 数据库编程
• 程序设计
• 开发
• 入门
• 教程
• Windows
• 经典
• 技术
• 软件开发

深入理解与实践：现代数据库系统设计与开发 一、 数据库系统概览与理论基础 本书旨在为读者提供一套全面、深入的现代数据库系统设计、理论与实践知识体系。我们摒弃了特定遗留技术，聚焦于关系代数、范式理论、事务处理等核心概念的现代应用与发展趋势。 第1章 数据库系统的演进与核心概念 本章将追溯数据库技术从文件系统到现代数据管理系统的发展历程。重点探讨数据独立性（物理与逻辑）、数据抽象层次的意义。我们将详细分析数据模型的分类——从早期的网状、层次模型到当前主导的关系模型。读者将掌握数据库系统的基本架构，包括数据库管理系统（DBMS）的组成部分，如查询处理器、存储管理器和事务管理器。特别强调对“数据”和“信息”的本质区别的理解，以及数据标准化在保证数据质量中的战略地位。 第2章 关系代数与元组演算 关系模型是现代数据库的基石。本章将严格定义关系代数的基本运算，包括选择（Selection）、投影（Projection）、并（Union）、差（Difference）、笛卡尔积（Cartesian Product）。在此基础上，深入讲解连接（Join）的种类（内连接、外连接）及其性能影响。随后，我们将引入元组关系演算和域关系演算，阐明它们与关系代数的等价性，为理解SQL的底层逻辑打下坚实的理论基础。我们不涉及任何特定编程语言的语法，完全专注于数学逻辑的严谨性。 第3章 数据库设计方法论：从需求到模型 数据库设计的成功与否，很大程度上取决于前期的需求分析与概念设计。本章详细介绍实体-联系（E-R）模型。我们将细致剖析实体、属性、联系的定义，以及各种约束条件（如基数约束、参与约束）。E-R图的绘制规范和语义解释是本章的重点。此外，还将介绍UML类图在概念设计阶段的应用，作为E-R模型的现代补充和演进方向的探讨。 第4章 关系模式的规范化理论 规范化是消除数据冗余、避免更新异常的关键技术。本章将系统地讲解规范化的各个级别：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）。核心篇幅将用于BCNF（巴斯-科德范式）的推导过程，并讨论如何通过函数依赖（Functional Dependency）的分析来判断和分解关系模式。对于更高级的应用场景，简要介绍4NF（第四范式）中对多值依赖的处理。所有范式的讲解都将通过抽象的函数依赖集来完成，而非绑定于任何具体的数据结构操作。 --- 二、 现代数据库管理系统实践 本部分将焦点转向现代数据库系统的实现机制与高效查询技术，强调性能优化与并发控制的原理。 第5章 SQL：结构化查询语言的深入应用 SQL是事实上的标准语言。本章将全面覆盖SQL的数据定义语言（DDL）、数据操纵语言（DML）和数据控制语言（DCL）。我们不仅教授基本的`SELECT-FROM-WHERE`结构，更深入讲解窗口函数（Window Functions）在复杂分析查询中的强大能力，例如排名、移动平均的计算。DML部分将着重讲解事务的原子性与隔离级别在`INSERT/UPDATE/DELETE`操作中的体现。对于DCL，我们将探讨权限管理的安全模型。 第6章 数据库的物理存储结构与索引机制 数据如何在磁盘上高效组织，直接决定了系统的性能上限。本章探讨文件组织（如堆文件、有序文件）和页的概念。重点是索引结构。我们将详细分析B+树的结构特性、插入、删除和范围查询的效率，并与哈希索引进行对比。对于大数据环境下的性能优化，将引入位图索引和聚簇索引的适用场景分析。 第7章 事务管理与并发控制 数据库的可靠性依赖于事务的正确管理。本章将严格定义ACID特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）。核心在于并发控制。我们将深入剖析经典的锁协议，如两阶段锁定（2PL），并讨论其可能导致的死锁问题及检测与预防机制。随后，将对比多版本并发控制（MVCC）的工作原理，这是现代高性能数据库广泛采用的技术。 第8章 查询优化与执行 一个逻辑正确的查询不一定是最高效的。本章探讨查询优化器的工作流程。从查询重写（如谓词下推、常量折叠）到查询计划的生成。读者将学习如何解读数据库的执行计划，理解不同连接算法（如嵌套循环连接、哈希连接、排序合并连接）的成本模型与适用条件。本章旨在培养读者“思考”数据库如何执行查询的能力，而非仅仅关注查询的语法。 --- 三、 高级主题与未来方向 本部分将拓展视野，探讨超越传统关系模型的现代数据管理挑战。 第9章 数据库恢复技术 数据丢失是灾难性的。本章聚焦于如何保证持久性。详细介绍日志记录（Logging）机制，包括预写日志（WAL）的原理。我们将分析检查点（Checkpoint）操作的作用，以及系统在发生故障后如何利用日志进行恢复（UNDO/REDO）操作，确保数据的一致性。 第10章 面向对象数据库与半结构化数据模型 随着业务需求的变化，传统关系模型面临局限性。本章介绍对象关系映射（ORM）的必要性。更重要的是，将重点分析NoSQL数据库的兴起背景，特别是文档数据库（如MongoDB的核心概念）和键值存储的数据模型特点，及其在处理半结构化或快速变化数据场景下的优势与权衡。 第11章 分布式数据库系统基础 面对TB/PB级数据，单机系统已无法满足需求。本章引入分布式数据库的基本概念，如数据分片（Sharding）的策略（水平、垂直）和数据复制（Replication）的目的。讨论CAP定理的理论约束，并简要介绍分布式事务的挑战（如两阶段提交协议）。 本书通过严谨的理论推导、清晰的图示说明和与现代系统原理的紧密结合，旨在培养读者成为能够独立设计、优化和管理复杂信息系统的专业人才。全书内容聚焦于通用的、跨平台的数据库原理，确保知识体系的前瞻性和持久性。

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