高级数据库技术

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出版者:高等教育出版社
作者:汤庸等编
出品人:
页数:391
译者:
出版时间:2005-1
价格:32.0
装帧:平装
isbn号码:9787040158632
丛书系列:
图书标签:
  • 医疗信息化
  • 数据库
  • 高级数据库
  • 数据库技术
  • 数据管理
  • SQL
  • NoSQL
  • 数据建模
  • 数据库设计
  • 数据分析
  • 大数据
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具体描述

《数据结构与算法分析:C++语言描述》 内容简介 本书旨在为计算机科学、软件工程以及相关领域的学生和专业人士提供一个全面、深入且实用的数据结构与算法基础教程。我们摒弃了晦涩难懂的纯理论推导,转而采用清晰的C++语言实现来贯穿整个教学过程,使得抽象的概念能够被直观地理解和掌握。 本书的结构设计遵循循序渐进的原则,从最基础的数据组织形式开始,逐步过渡到复杂、高效的算法设计范式。我们深知,数据结构是算法的载体,而算法是数据的灵魂。因此,对两者同等强度的探讨是本书的核心特色。 第一部分:基础回顾与分析工具 在深入探讨具体结构之前,我们首先建立了必要的数学和工程基础。 复杂度分析的严谨性: 详细介绍了大O、$Omega$ 和 $Theta$ 记法的精确含义及其在实际应用中的意义。重点讲解了如何对递归和非递归算法进行渐进时间复杂度和空间复杂度的精确分析。我们不仅关注最坏情况,也对平均情况和最好情况进行了必要的讨论,强调了算法选择的实用性原则。 C++语言特性与泛型编程基础: 为确保代码的通用性和可重用性,我们对C++模板(Templates)进行了必要的复习和强化,特别是函数模板和类模板的编写。这为后续实现不同数据类型的通用结构奠定了基础。此外,对C++标准库(STL)中容器和迭代器的核心概念进行了介绍,但这部分内容仅作为参考,本书的核心仍在于自主实现。 第二部分:线性数据结构的深度剖析 本部分专注于处理数据元素间存在明确前后关系的数据结构。 数组与向量(Arrays and Vectors): 讨论了静态数组和动态数组(向量)的底层内存分配机制、时间复杂度差异,以及动态数组扩容的“摊还分析”方法,解释为何平均情况下插入操作仍能保持$O(1)$的效率。 链表家族(Linked Lists): 全面覆盖了单向链表、双向链表和循环链表的实现。重点对比了它们在插入、删除、访问效率上的优劣,并提供了环形链表在解决特定问题(如约瑟夫环)中的应用实例。 栈(Stacks)与队列(Queues): 讲解了栈的后进先出(LIFO)和队列的先进先出(FIFO)原则,并展示了如何使用数组或链表高效地实现这两种抽象数据类型(ADT)。特别探讨了栈在表达式求值(中缀转后缀/前缀)和递归调用的内存管理中的核心作用。队列部分则深入分析了优先队列(Priority Queues)的常见误解与正确应用。 第三部分:非线性数据结构的演进与平衡 这部分是本书的重点和难点所在,主要围绕树形结构展开,它们是现代计算机科学中用于高效查找、排序和数据组织的基石。 树(Trees)的通用概念: 引入了树的基本术语(根、叶子、深度、高度)以及树的遍历方法(前序、中序、后序),并提供了递归和非递归的实现方案。 二叉树与二叉搜索树(BST): 详细解释了二叉搜索树的插入、删除和查找操作。关键在于,本书花费大量篇幅论证了“倾斜”问题对BST性能的毁灭性影响,即最坏情况下的$O(n)$复杂度。 平衡搜索树的精髓: 为了解决BST的效率问题,本书系统地介绍了自平衡二叉搜索树。 AVL 树: 详细剖析了平衡因子和旋转操作(LL, RR, LR, RL)。每一步旋转的几何意义都被图示清晰阐明,帮助读者理解“局部调整如何维持全局平衡”。 红黑树(Red-Black Trees): 作为更常用于标准库实现的结构,本书对其五大性质进行了深入解读,并重点分析了插入和删除操作后,通过颜色调整和旋转来维护黑高度一致性的复杂逻辑。 B 树与 B+ 树: 专门为外部存储系统(如磁盘I/O)设计,本书详细解释了多路平衡搜索树的结构,强调了其在数据库索引和文件系统中的不可替代性,分析了节点扇出(fan-out)对减少磁盘访问次数的决定性作用。 第四部分:高级抽象与图论基础 图是表示复杂关系网络的强大工具,本书为其提供了坚实的算法支撑。 图的表示方法: 详细比较了邻接矩阵(Adjacency Matrix)和邻接表(Adjacency List)在稀疏图和稠密图中的空间和时间效率差异,并讨论了混合表示法的适用场景。 图的遍历算法: 对广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)进行了详尽的C++实现,并展示了它们在迷宫求解、拓扑排序(Topological Sort)和检测连通分量中的应用。 最短路径算法: 重点解析了解决单源最短路径问题的迪杰斯特拉(Dijkstra)算法(基于优先队列优化)和处理带负权边的贝尔曼-福特(Bellman-Ford)算法,并简要介绍了解决所有点对最短路径的Floyd-Warshall算法。 最小生成树(MST): 深入讲解了基于贪心策略的Prim算法和Kruskal算法,并分析了它们在连接网络、优化成本方面的实际价值。 第五部分:高效排序与搜索策略 本部分聚焦于数据组织后的核心操作——排序和查找。 比较排序的极限: 证明了基于比较的排序算法的理论下限为 $O(n log n)$。全面实现了归并排序(Merge Sort)、堆排序(Heap Sort)和快速排序(Quick Sort),并对快速排序的“枢轴选择”策略进行了详尽的性能分析与改进讨论(如三点中值法)。 线性时间排序: 针对特定数据范围,介绍了计数排序(Counting Sort)、基数排序(Radix Sort)和桶排序(Bucket Sort)等线性时间排序算法,强调了它们适用的前提条件。 散列技术(Hashing): 详细讲解了散列表的原理,包括散列函数的设计原则(如除法、乘法、斐波那契散列法)以及处理冲突的各种方法,如分离链接法(Separate Chaining)和开放寻址法(Open Addressing,线性探测、二次探测和双重散列)。 本书的独特价值 本书的每一章都以“问题提出—理论分析—C++实现—性能验证”的结构展开。所有C++代码均采用现代标准,注重效率和可读性,并附带了详细的注释和运行示例,力求让读者不仅“知道”算法是什么,更能“掌握”如何亲手构建和优化它们。对于复杂的算法,我们提供了详细的“算法设计思路图谱”,帮助读者在遇到新问题时,能够快速定位并适配已学的核心思想。本书是为那些渴望超越表面调用,深入理解软件核心性能驱动力的学习者量身打造的权威参考。

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读后感

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用户评价

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我一直认为,数据库是一个系统工程,而不仅仅是数据的存储和检索。这本书对数据库性能调优的深入讲解,正好契合了我对这一理念的追求。它并没有给出一些“万能”的调优秘籍,而是从数据库的各个层面,包括硬件、操作系统、数据库软件本身以及应用层,进行了全方位的分析。 在硬件层面,书中详细阐述了CPU、内存、磁盘I/O等资源对数据库性能的影响,以及如何根据实际负载选择合适的硬件配置。对于我这样经常需要接触服务器运维的人来说,这些内容非常实用。在操作系统层面,书中介绍了如何调整操作系统的参数来优化数据库的性能,例如文件系统的挂载选项、内存管理策略等。而对于数据库软件本身,书中更是进行了详尽的剖析,从参数配置、索引优化、查询重写到缓存策略,几乎涵盖了所有关键的调优方面。我尤其欣赏书中对执行计划的详细解读,它教会我如何通过分析执行计划来发现查询中的性能瓶颈,并给出具体的优化建议,比如如何选择合适的索引、如何避免全表扫描等。此外,书中还探讨了连接池、事务隔离级别等应用层面的调优技巧,以及如何通过代码优化来减轻数据库的压力。总而言之,这本书让我明白,数据库性能调优是一个系统性的工作,需要从多个维度进行考量和实践。

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作为一个对数据库性能优化充满热情的研究者,我一直致力于寻找能够让我更深入理解数据库底层运作的书籍。《高级数据库技术》这本书,在分析数据库性能瓶颈和优化策略方面,给了我极大的启发。 书中对数据库内部执行机制的详细剖析,让我对查询优化器的工作原理有了更深入的理解。它不仅介绍了各种查询优化技术,如索引选择、连接顺序优化、谓词下推等,还通过大量的实例,演示了如何通过分析执行计划来识别和解决性能问题。我尤其对书中关于参数调优的讲解印象深刻,它详细介绍了数据库的各种配置参数,以及它们对数据库性能的影响,并提供了相应的调优建议。 此外,书中还探讨了数据库锁机制、并发控制以及事务隔离级别对数据库性能的影响。它详细解释了各种锁类型,如共享锁、排他锁、意向锁等,以及它们是如何在高并发环境下工作的。书中还对比了不同的事务隔离级别,以及它们对数据库性能和数据一致性的影响。这些内容让我能够更深入地理解数据库的内部运作,并能够更有效地进行性能调优。

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在我对关系型数据库的理解逐渐深入的过程中,我愈发感觉到传统单体数据库在面对海量数据和高并发访问时的局限性。正是带着这样的思考,我找到了《高级数据库技术》这本书。它没有让我失望,尤其是在介绍分布式数据库的架构和原理方面,给我的触动非常大。书中详细阐述了CAP理论在分布式系统中的重要性,并深入分析了多种主流的分布式数据库解决方案,如Google Spanner、CockroachDB以及TiDB等,它们是如何在一致性、可用性和分区容错性之间取得平衡的。 我印象最深刻的是关于分布式事务处理的部分。之前我对分布式事务的理解仅限于一些初步的概念,但这本书却提供了非常详尽的讲解,包括两阶段提交(2PC)、三阶段提交(3PC)以及Paxos、Raft等共识算法在分布式事务中的应用。它不仅仅是罗列这些算法,更是通过生动的比喻和流程图,让我清晰地理解了它们是如何保证数据的一致性和可靠性的。此外,书中还探讨了如何处理分布式系统中的数据分片、负载均衡以及故障转移等问题,并提供了大量的实战建议,例如如何根据业务场景选择合适的分片策略,以及如何设计容错机制来应对节点失效。这些内容极大地扩展了我的视野,让我意识到,构建一个高性能、高可用的分布式数据库系统,需要对底层原理有深入的掌握,而不是简单地堆砌硬件。

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作为一名长年累月与数据打交道的技术人员,我深知理解数据库的内在机制对于解决复杂问题的重要性。这本书对数据库内部工作原理的剖析,可以说是我的“及时雨”。它没有止步于API的使用,而是深入到了数据库的“心脏”地带。 我尤其对书中关于查询处理和执行的详细描述印象深刻。它从一个SQL查询语句进入数据库后,经过词法分析、语法分析、语义分析,到最终生成执行计划的整个过程,进行了非常细致的讲解。书中还详细介绍了各种优化技术,如谓词下推、常量折叠、表达式化简等,以及它们是如何影响最终的查询性能的。更让我感到欣喜的是,书中还深入探讨了数据库的内存管理机制,包括缓冲池的替换算法、排序内存的使用以及临时表的创建等。我之前一直对这些内部运作感到模糊,而这本书则像一位经验丰富的向导,为我一一揭开了它们的面纱。 此外,书中关于并发控制和事务管理的内容也极具价值。它详细解释了MVCC(多版本并发控制)的工作原理,以及如何通过行级锁、表级锁等锁机制来保证数据的一致性和隔离性。书中还对比了不同的事务隔离级别(如读未提交、读已提交、可重复读、串行化)及其对数据库性能和数据一致性的影响。这些内容不仅帮助我理解了数据库是如何在高并发环境下工作的,也让我能够更有效地进行应用程序设计,避免潜在的并发问题。

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这本书的出现,无疑为我打开了一扇通往更深层数据库世界的大门。我一直以来都在使用各种数据库,从初出茅庐时的MySQL,到后来接触到的PostgreSQL,再到项目中最常见的Oracle,可以说我对关系型数据库有着相当的实践经验。然而,在处理日益增长的数据量和复杂多样的业务需求时,我总觉得自己在某些方面有所欠缺,尤其是在性能优化、高可用性架构以及对分布式数据库的理解上。这本书的名字《高级数据库技术》一下就抓住了我的痛点,我怀揣着学习更先进、更深入的数据库知识的期待,迫不及待地翻开了它。 刚拿到这本书,它的厚度和精美的排版就让我眼前一亮。我通常不太喜欢那种只有理论而缺乏实践指导的书籍,但这本书在介绍每一个高级概念时,都附带了清晰的图示和生动的案例,这对于我这样需要将理论转化为实际操作的人来说,简直是福音。比如,在讲解数据库索引的原理时,它不仅仅停留在B-tree的结构描述,而是深入剖析了不同类型索引(如B+树、Hash索引、全文索引等)的适用场景、优缺点,以及它们在实际查询中的性能表现差异。更让我惊喜的是,书中还花了相当大的篇幅介绍了如何通过分析执行计划来识别和解决性能瓶颈,甚至涉及到了数据库的内连接、外连接、交叉连接等不同连接方式对性能的影响,以及如何根据具体业务场景选择最优的连接策略。这些内容远超出了我之前学习的范畴,让我对数据库的“黑箱”有了更清晰的认识,也让我能够更有针对性地去优化我目前正在使用的数据库系统。

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在我的职业生涯中,我曾多次遇到过需要对现有数据库系统进行扩展和升级的挑战。《高级数据库技术》这本书,为我提供了非常宝贵的实践指导和理论基础。它在数据库集群化、高可用性以及灾难恢复方面的深度阐述,对我非常有启发。 我特别关注书中关于数据库集群化方案的介绍,包括主从复制、多主复制以及读写分离等架构。它不仅解释了这些架构的实现原理,还详细分析了它们在不同场景下的优缺点,以及如何根据业务需求选择最合适的方案。书中还讨论了如何通过负载均衡器来分发读写请求,从而提高数据库系统的吞StockDel和可用性。 更让我感到兴奋的是,书中关于高可用性(HA)和灾难恢复(DR)的内容。它详细介绍了多种实现高可用性的技术,例如共享存储、数据同步复制以及自动故障转移等。书中还深入探讨了如何设计和实施灾难恢复计划,包括数据备份策略、恢复点目标(RPO)和恢复时间目标(RTO)的定义,以及如何进行定期的恢复演练。这些内容让我意识到,构建一个健壮的数据库系统,不仅需要关注性能,更需要充分考虑系统的可靠性和韧性,以应对各种意外情况。

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作为一个热衷于研究新技术且对数据库前沿发展充满好奇的开发者,我一直在寻找能够拓宽我视野的专业书籍。《高级数据库技术》这本书,在介绍新兴数据库技术方面,可以说做得非常出色。 我尤其对书中关于NoSQL数据库的广泛讨论感到着迷。它详细介绍了多种类型的NoSQL数据库,如键值存储(如Redis、Memcached)、文档数据库(如MongoDB、Couchbase)、列族数据库(如Cassandra、HBase)以及图数据库(如Neo4j)。书中深入分析了它们的设计理念、数据模型、查询语言以及各自的优势和适用场景,这让我对非关系型数据存储有了更全面的认识。 此外,书中还探讨了内存数据库、时间序列数据库以及区块链技术在数据管理中的应用。它解释了内存数据库如何通过将数据存储在内存中来提供极高的查询性能,以及时间序列数据库如何高效地存储和查询时间戳数据。对于区块链技术,书中也进行了深入的介绍,阐述了其在分布式账本、数据可信度和不可篡改性方面的潜力,以及它可能对未来数据库领域产生的影响。这些前沿技术的介绍,不仅满足了我对新知识的渴望,也让我思考未来数据库技术的发展方向,为我的技术路线规划提供了重要的参考。

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作为一名长期在数据仓库和大数据领域摸爬滚打的技术人员,我一直在寻找能够提升我技术能力的“利器”。《高级数据库技术》这本书,可以说是我近期遇到的最符合我期望的教材。它在数据仓库设计、ETL流程优化以及OLAP(联机分析处理)技术方面的内容,让我受益匪浅。我尤其关注书中关于星型模型、雪花模型等数据仓库建模方法的详细阐述,以及如何根据不同的业务需求选择最优的建模策略。 更令我兴奋的是,书中还深入探讨了列式存储数据库的优势,以及它在分析型查询中的卓越表现。我过去主要使用的是行式存储数据库,对于列式存储的理解比较浅显,但这本书通过对比行式存储和列式存储在数据压缩、查询性能等方面的差异,让我充分认识到列式存储在OLAP场景下的巨大潜力。此外,书中还详细介绍了数据加载、数据清洗、数据转换等ETL(Extract, Transform, Load)的关键环节,并提供了多种优化ETL流程的实用技巧,例如并行处理、增量加载以及数据校验等。这些内容对于我正在负责的大数据平台建设有着直接的指导意义,让我能够更有效地处理海量数据的流入和转化,为后续的分析提供高质量的数据支撑。

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在过去的工作中,我经常需要处理各种复杂的数据集成和数据治理问题。《高级数据库技术》这本书,在这些方面的内容,为我提供了非常系统性的解决方案。 书中关于数据集成和数据转换(ETL)的深入探讨,让我对如何高效地将来自不同来源的数据整合到一个统一的数据库中有了更清晰的认识。它详细介绍了各种数据集成技术,如批量加载、流式处理以及API集成,并提供了相应的优化策略,以确保数据的质量和一致性。 更让我感到惊喜的是,书中关于数据治理和数据质量管理的内容。它详细阐述了数据治理的重要性,包括数据标准的制定、元数据管理、数据生命周期管理以及数据安全和隐私保护等。书中还介绍了多种数据质量检测和修复技术,例如数据清洗、数据校验、数据去重以及数据溯源等。通过这些内容,我了解到如何建立一套完善的数据治理体系,以确保数据的准确性、完整性、一致性和时效性,从而为业务决策提供可靠的数据支持。

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在实际工作中,我对数据库安全性的问题一直非常重视,但往往在实施层面感到力不从心。这本书在数据库安全方面的深度和广度,让我感到非常惊喜。它不仅仅停留在用户权限管理和SQL注入防护这些基础层面,而是深入探讨了更高级的安全策略和实践。 我尤其对书中关于加密技术在数据库中的应用印象深刻。它详细介绍了传输层安全(TLS/SSL)如何保护数据在网络传输过程中的安全,以及数据在静态存储状态下的加密技术,例如列级加密、表级加密以及全盘加密等。书中还通过具体的案例,说明了如何选择合适的加密算法和密钥管理策略,以确保数据的机密性和完整性。此外,书中还花了很大篇幅介绍数据库审计机制,包括如何配置审计策略、记录关键操作以及分析审计日志来检测异常行为。我了解到,通过精细化的审计配置,可以追溯到每一次敏感数据的访问和修改,这对于满足合规性要求和应对安全事件至关重要。书中还涉及到了防范SQL注入、跨站脚本攻击(XSS)等常见的Web安全漏洞,并提供了相应的防范措施和最佳实践。这些内容让我对如何构建一个更加安全的数据库环境有了更全面、更系统的认识,为我今后的工作提供了宝贵的指导。

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