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出版者:人民邮电出版社

作者:(美)Jeffrey Bane Anil Desai Craig Robinson

出品人:

页数:352

译者:

出版时间:2002-7

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787115101921

丛书系列:

图书标签:

• MCDBA
• 数据库
• SQL Server
• 学习指南
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• 教程

《数据库系统原理与实践：从基础到高级应用》 深入探索数据库世界的基石与前沿 在信息爆炸的时代，数据已成为驱动现代社会运转的核心资源。无论是大型企业的运营决策，还是日常生活中移动应用的流畅体验，其背后都离不开高效、可靠的数据库系统支撑。然而，要真正驾驭这股数据洪流，仅仅停留在应用层面的CRUD操作是远远不够的。我们需要深入其底层逻辑，理解数据如何在磁盘上组织，事务是如何保证一致性，查询是如何被优化执行的。 本书《数据库系统原理与实践：从基础到高级应用》正是一部旨在系统构建读者坚实数据库理论基础，并同步提升其实战能力的权威指南。它并非侧重于某一特定厂商的产品手册，而是聚焦于关系代数、事务处理、并发控制、查询优化等数据库管理系统（DBMS）的核心技术和理论框架，确保读者掌握的是可迁移、经得起时间考验的知识体系。 本书结构与内容深度解析： 全书共分为四大模块，层层递进，旨在构建一个从概念到实现的完整知识链条。 --- 第一篇：数据库基础理论与数据模型（奠定理论基石） 本篇内容深入剖析了数据管理的哲学基础，为理解现代DBMS的工作原理打下坚实的地基。 1. 数据模型与抽象： 详细阐述了从早期的网状、层次模型到当前主流的关系模型的发展历程。重点剖析了关系模型的核心——关系代数。我们不仅会展示集合运算（并、交、差），更会详细推导投影、选择、连接等基本运算的定义、性质及其在SQL实现中的对应关系。理解关系代数的强大表达能力，是掌握SQL优化本质的关键。 2. 实体-联系（E-R）模型与范式理论： 介绍如何将现实世界的复杂业务需求转化为精确的数据库蓝图。E-R图的绘制规则、约束条件的表达方式将细致讲解。随后，我们将聚焦于关系模式的规范化理论。这部分内容将详述从第一范式（1NF）到BCNF（巴斯-科德范式）的推导过程，重点分析冗余数据产生的原因，以及如何通过分解（Decomposition）来消除数据异常。特别地，我们会探讨无损连接分解和保持依赖分解的数学证明，这远超一般工具书对范式的简单罗列。 3. 关系数据库设计实例分析： 结合多个跨行业（金融、电商、日志）的复杂设计案例，演示如何平衡理论的严谨性与实际系统的性能需求。分析在某些特定场景下，适度违反高范式（如3NF或BCNF）以换取查询效率的权衡艺术。 --- 第二篇：数据库查询与实现技术（驾驭SQL与物理存储） 本篇将读者带入DBMS的“引擎室”，探讨查询是如何被解析、优化并最终在物理存储上执行的。 1. SQL的高级特性与执行机制： 超越基础的SELECT-FROM-WHERE结构，本书深入讲解过程化SQL（如存储过程、触发器）的内部工作原理。重点剖析视图的物化与非物化机制，以及递归查询（Recursive CTEs）的执行流程。 2. 查询优化器原理： 这是本书的核心技术点之一。我们将详细介绍查询树的构建、逻辑优化（消除冗余操作）和物理优化（选择最佳连接顺序和访问路径）的过程。读者将学习到成本模型（Cost Model）的构建，如何根据统计信息（Statistics）评估不同执行计划的成本。通过大量实例，演示如何解读和分析DBMS生成的执行计划（Execution Plan），真正做到“知其所以然”。 3. 存储结构与索引技术： 深入探讨数据在磁盘上的物理组织方式，包括堆文件（Heap Files）和顺序文件。核心内容聚焦于B+树索引的结构、插入、删除和分裂操作。此外，还将对比分析位图索引（Bitmap Index）、哈希索引（Hash Index）的适用场景，并详细解析聚簇索引（Clustered Index）与非聚簇索引（Non-Clustered Index）的根本区别及其对数据检索性能的影响。 --- 第三篇：事务管理与并发控制（确保数据完整性） 事务是数据库的生命线。本篇聚焦于如何在高并发环境下，保证数据操作的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）。 1. 事务的定义与ACID特性： 对ACID的每一个特性进行严格的数学定义和工程实现分析，特别是持久性如何依赖于预写日志（WAL）和检查点（Checkpoint）机制。 2. 并发控制协议： 详细对比封锁协议（Locking Protocols），包括两阶段封锁（2PL）及其严格性改进。重点分析时间戳排序（Timestamp Ordering）和乐观并发控制（OCC）的原理、优势与死锁检测及预防机制。 3. 隔离级别与“脏读”： 系统分析SQL标准定义的四种隔离级别（Read Uncommitted到Serializable）所能防止的异常类型。我们将通过严谨的调度（Schedules）分析，展示不同隔离级别下，并发事务可能产生的“幻读”、“不可重复读”等问题，并探讨如何通过多版本并发控制（MVCC）技术来高效实现高隔离级别。 --- 第四篇：高级主题与现代数据系统趋势（面向未来） 本篇将视野拓展至分布式环境、NoSQL数据模型，以及大数据生态系统中的数据管理挑战。 1. 分布式数据库理论： 介绍数据分片（Sharding）策略（如范围、哈希、列表分片）的优缺点。深入探讨分布式事务的挑战，如两阶段提交（2PC）协议的性能瓶颈与CAP定理的指导意义。 2. NoSQL与NewSQL概述： 不再将NoSQL视为传统RDBMS的替代品，而是作为特定场景下的优化选择。对键值存储（Key-Value）、文档数据库（Document）、列式存储（Column-Family）进行分类介绍，并分析它们在数据模型、扩展性与一致性模型上的取舍。简要介绍NewSQL数据库如何尝试在关系模型的强一致性与NoSQL的水平扩展性之间架起桥梁。 3. 数据仓库与OLAP： 阐述在线事务处理（OLTP）与在线分析处理（OLAP）的根本区别。介绍星型/雪花模型，并解析多维数据立方体（Data Cube）的概念及其预聚合（Materialized Views）技术在加速复杂报表查询中的应用。 --- 本书面向对象： 计算机科学/软件工程专业学生： 提供了扎实的理论基础，是数据库课程的理想参考书。 初/中级数据库管理员（DBA）： 帮助他们从“操作层面”提升到“原理层面”，解决疑难杂症。 后端/系统架构师： 深入理解数据持久化层的设计决策，从而构建更具可扩展性和容错能力的系统。 通过《数据库系统原理与实践：从基础到高级应用》，读者将不仅学会如何使用数据库，更将掌握如何设计、构建和优化下一代高性能数据系统的核心能力。这是一场关于数据结构、算法、系统设计和并发理论的深度探索之旅。

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