Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Addison Wesley Longman

作者:Shamkant B. Navathe

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-01-15

价格:USD 95.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780201741537

丛书系列:

图书标签:

• 数据库系统
• 数据库
• 计算机科学
• 信息技术
• 数据管理
• E-book
• 第三版
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• 高等教育

深入探索现代数据管理：数据库系统原理与实践（第X版） 本书导言：数据驱动时代的基石 在这个信息爆炸的时代，数据已成为驱动社会、经济和科学进步的核心资产。从金融交易的实时处理到社交媒体的用户行为分析，再到复杂的科学模拟，所有这一切都建立在高效、可靠和安全的数据管理基础设施之上。本书旨在为读者提供一个全面、深入且与时俱进的数据库系统知识体系，覆盖从基础理论到前沿实践的每一个关键环节。我们专注于阐明设计、实现和管理现代数据库系统的核心概念、技术和挑战。 第一部分：基础理论与关系模型 本部分奠定数据库理论的坚实基础，为后续更复杂的议题做好铺垫。 第一章：数据管理概述与历史演进 本章首先界定“数据”、“信息”与“知识”的概念，并探讨数据管理系统的演变历程，从早期的文件系统到层次模型、网格模型，最终聚焦于关系模型的崛起。我们将分析不同数据管理范式的优缺点，并阐述为何关系模型（Relational Model）在过去几十年中占据主导地位。同时，本章将介绍当前新兴的NoSQL和NewSQL范式，对比它们与传统关系系统的适用场景。 第二章：关系模型与理论基础 本章是理解现代数据库系统的核心。我们将详细介绍关系代数（Relational Algebra）作为一门形式化查询语言的完备性与实用性。随后，读者将学习到元组微积分（Tuple Relational Calculus）和域微积分（Domain Relational Calculus），理解它们与关系代数的等价性。 第三章：实体-关系（E-R）模型与概念数据建模 在着手物理设计之前，理解用户需求至关重要。本章侧重于概念数据建模技术，特别是实体-关系（E-R）模型。我们将深入探讨实体、属性、关系、基数约束（Cardinality Constraints）和参与约束（Participation Constraints）。此外，还将介绍扩展的E-R特性，如泛化/特化（Generalization/Specialization）和聚合（Aggregation），帮助读者构建清晰、无二义性的数据视图。 第四章：关系模式分解与范式理论 数据冗余和更新异常是关系数据库设计中的主要陷阱。本章将系统地介绍函数依赖（Functional Dependencies, FD）的概念，这是理解规范化的关键。我们将详细阐述第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）。随后，我们将深入探讨巴斯-科德范式（BCNF），并解释如何通过无损连接分解（Lossless-Join Decomposition）和保持依赖分解（Dependency-Preserving Decomposition）来优化模式设计，同时讨论不可避免的分解选择权衡。 第二部分：数据库实现与查询处理 本部分聚焦于将概念模型转化为高效运行的物理系统的技术细节，这是数据库管理系统（DBMS）实现的核心。 第五章：SQL——结构化查询语言的精髓 SQL作为事实上的标准数据操作语言，其掌握程度直接决定了数据操作的效率。本章将全面覆盖SQL的各个方面：数据定义语言（DDL，如CREATE, ALTER, DROP）、数据操作语言（DML，如SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE），以及更高级的主题，如视图（Views）、嵌套查询（Subqueries）和集合操作。特别强调SQL的声明式特性，以及如何编写高效、可读的复杂查询。 第六章：存储结构与文件组织 数据库性能的瓶颈往往在于磁盘I/O。本章探讨数据在物理存储上的组织方式。我们将分析不同类型的文件组织，如堆文件（Heap Files）和有序文件（Sequential Files）。深入研究数据块的读取和写入机制，并介绍数据记录（Records）的布局和寻址技术。 第七章：索引结构与高性能访问 索引是提高查询性能的关键。本章将详细对比不同索引结构的优缺点。首先介绍基于排序的索引，如B+树（B+ Trees）在实践中的广泛应用，包括其变体如B树和BAM结构。随后，我们将探讨位图索引（Bitmap Indexes）在数据仓库中的应用，以及多维索引（如R-Trees）在空间数据管理中的角色。理解索引的选择、构建和维护策略对优化系统性能至关重要。 第八章：查询处理与优化 DBMS的核心智慧体现在其查询优化器中。本章首先分解查询处理的流水线：查询解析、查询重写（Relational Algebra Simplification）和查询执行计划生成。重点阐述成本模型（Cost Model）的重要性，如何利用统计信息（如数据分布、直方图）来估算不同操作符（如Join, Select, Group By）的执行代价。最后，我们将对比嵌套循环连接（Nested-Loop Join）、哈希连接（Hash Join）和归并连接（Sort-Merge Join）等主要连接算法的性能特征。 第三部分：事务管理与并发控制 可靠性是数据库系统的生命线。本部分深入探讨如何确保数据在多用户、高并发环境下的正确性和一致性。 第九章：事务的特性与恢复基础 本章定义了事务（Transaction）的ACID特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。我们将探讨如何通过日志记录（Logging）来实现前滚（Roll Forward）和回滚（Rollback），保证系统在发生故障时能够恢复到一致状态。 第十章：并发控制机制 多用户环境要求系统必须妥善处理并发访问。本章详细介绍实现隔离性的主要技术。我们将分析基于锁的协议，如两阶段锁定（Two-Phase Locking, 2PL）及其变体，包括共享锁和排他锁。此外，还将介绍时间戳排序（Timestamp Ordering）和乐观并发控制（Optimistic Concurrency Control, OCC）等非锁机制，并讨论死锁的检测与预防策略。 第十一章：数据库恢复系统 本章侧重于系统故障后的数据恢复。我们将详细讲解基于延迟写入（Deferred Update）和立即写入（Immediate Update）的日志记录策略。重点分析检查点（Checkpoints）机制如何平衡恢复时间和日志记录开销，确保系统在系统崩溃、介质故障等不同场景下的鲁棒性。 第四部分：高级主题与现代趋势 本部分将视线投向更广阔的领域，介绍支撑大型复杂应用和应对新型数据挑战的关键技术。 第十二章：数据仓库与决策支持系统 本章区别于在线事务处理（OLTP）系统，探讨在线分析处理（OLAP）的需求。介绍数据仓库的设计范式，特别是星型模型（Star Schema）和雪花模型（Snowflake Schema）。深入研究OLAP操作，如钻取（Drill-down）、切片（Slice）、切块（Dice）和旋转（Pivot），以及如何使用多维数组（Data Cubes）进行高效的数据立方体计算。 第十三章：分布式数据库系统 随着数据规模的爆炸式增长，分布式系统成为必然选择。本章探讨数据在多个站点间如何分布（如水平/垂直/混合分片），以及如何进行数据复制（Replication）。我们将分析分布式事务的挑战，特别是两阶段提交（Two-Phase Commit, 2PC）协议的原理及其局限性。 第十四章：NoSQL与新型数据管理范式 本章应对当前技术栈的快速变化，介绍非关系型数据库的兴起。我们将分类讨论四大主要NoSQL类别：键值存储（Key-Value Stores）、文档数据库（Document Databases）、列族数据库（Column-Family Stores）和图数据库（Graph Databases）。重点分析它们如何通过牺牲部分ACID特性（特别是强一致性）来换取极高的可用性和分区容错性，并阐述CAP理论在选择这些系统时的指导意义。 结论：面向未来的数据架构师 本书的最终目标是培养读者具备设计、评估和实现健壮、高效数据库系统的能力。通过对理论的深刻理解和对实践技术的掌握，读者将能够自信地应对未来数据挑战，无论是构建传统的关系型应用，还是驾驭前沿的大规模分布式数据平台。

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在接触《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》之前，我对数据模型（Data Models）的理解局限于一些皮毛。然而，这本书通过对不同数据模型，特别是关系模型（Relational Model）的深入剖析，彻底改变了我的看法。书中详细介绍了关系模型的基本概念，如关系（Relation）、属性（Attribute）、元组（Tuple）、键（Key）等，并对关系代数（Relational Algebra）和元组演算（Tuple Calculus）等形式化的查询语言进行了讲解。作者通过清晰的数学定义和丰富的图示，展示了如何将现实世界的数据表示为关系模式，以及如何使用关系代数中的各种运算（如选择、投影、连接、差等）来从数据库中提取所需信息。此外，书中还对层次模型（Hierarchical Model）和网络模型（Network Model）等早期数据模型进行了简要介绍，并对比了它们与关系模型的优缺点，这有助于我理解数据库技术的发展历程和演进方向。E-book版本的搜索功能，让我能够快速定位到关于特定数据模型或查询语言的章节，并进行深入学习。这本书的详尽性使得我能够从零开始，逐步构建起对数据库理论的全面理解，为我未来的学习和工作奠定了坚实的基础。

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阅读《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》这本书，就像是与一位经验丰富的数据库架构师进行深度对话。书中关于数据库设计原则（Database Design Principles）的论述，给我提供了宝贵的指导。它不仅仅是关于如何绘制ER图或设计表结构，更是关于如何根据业务需求，设计出灵活、可扩展且易于维护的数据库系统。书中强调了数据库设计中的最佳实践，例如命名规范、数据类型选择、约束的合理运用以及表之间的关系设计。作者通过大量的案例分析，展示了如何避免在设计中常见的陷阱，例如过度规范化或规范化不足可能带来的问题，以及如何权衡设计的复杂性和易用性。特别是在讲解关系模型和函数依赖（Functional Dependencies）时，书中通过清晰的数学定义和直观的例子，让我理解了如何判断一个关系模式是否符合一定的范式，以及如何进行模式分解以达到更高的范式级别。这种理论与实践相结合的讲解方式，使我能够真正掌握数据库设计的精髓。E-book的搜索功能让我能够快速找到书中关于特定设计原则的讨论，这对于我在实际项目中进行数据库设计时，能够快速回顾和参考，提供了极大的便利。

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《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》这本书的内容组织得非常合理，能够引导读者逐步深入数据库的复杂世界。我在学习过程中，对书中关于数据库语言（Database Languages）的章节印象尤其深刻。SQL（Structured Query Language）作为数据库交互的标准语言，书中对其进行了全面而深入的介绍。从最基础的SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE语句，到更复杂的JOIN、GROUP BY、HAVING子句，再到子查询、视图（Views）、索引（Indexes）的创建和管理，以及存储过程（Stored Procedures）和触发器（Triggers）的编写，书中都提供了清晰的语法解释和丰富的示例。作者还深入剖析了SQL查询的执行过程，包括查询解析、查询优化和查询执行等阶段，这有助于我理解为什么某些SQL语句的效率会更高，以及如何编写出更优化的查询。此外，书中还介绍了数据库的DDL（Data Definition Language）和DML（Data Manipulation Language），以及DCL（Data Control Language）和TCL（Transaction Control Language）等不同类别的SQL语句，让我对SQL语言的整体有了更全面的认识。E-book的版本允许我方便地复制书中的SQL代码片段，并在自己的数据库环境中进行实践和测试，这极大地提高了我的学习效率和动手能力。

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《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》这本书不仅仅是一本教科书，它更像是一份精心编排的数据库学习路线图。书中对于分布式数据库系统（Distributed Database Systems）的章节，极大地扩展了我对数据库概念的理解。随着互联网和云计算的发展，分布式数据库的应用越来越广泛。书中详细介绍了分布式数据库的架构，包括数据分片（Data Sharding）、复制（Replication）和一致性模型（Consistency Models）。例如，对于CAP定理（Consistency, Availability, Partition Tolerance）的解释，让我深刻理解了在分布式系统中，需要在一致性、可用性和分区容错性之间进行权衡。书中还探讨了不同的分布式事务处理协议，如两阶段提交（Two-Phase Commit, 2PC）和三阶段提交（Three-Phase Commit, 3PC），以及它们在保证数据一致性方面的作用和局限性。这些内容对于理解现代大规模数据系统的设计至关重要。此外，书中对于NoSQL数据库（Not Only SQL）的介绍，也让我认识到关系型数据库并非唯一的选择，在某些特定的应用场景下，NoSQL数据库具有其独特的优势。E-book版本允许我随时搜索书中提到的任何技术或概念，极大地提高了我的学习效率，我可以在短时间内找到自己需要的信息，并进行深入的学习。

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《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》这本书在概念的清晰度和逻辑的严谨性上都做得非常出色，让我对数据库系统有了更加深刻和系统的认知。我特别喜欢书中关于数据库体系结构（Database Architecture）的讲解。它不仅介绍了单体数据库系统的组成部分，如查询处理器（Query Processor）、存储管理器（Storage Manager）和事务管理器（Transaction Manager），还对客户-服务器（Client-Server）架构、多层架构（Multi-Tier Architecture）以及云计算环境下的数据库部署模式进行了详细的阐述。通过对不同架构的理解，我能够更好地把握数据库系统在整个应用系统中的位置和作用，以及它们如何协同工作来提供服务。书中还深入探讨了数据库引擎（Database Engine）的工作原理，包括查询执行计划的生成、数据在内存和磁盘之间的交互、以及缓冲管理（Buffer Management）等关键技术。这些底层的细节，让我对数据库的运行机制有了更直观的认识，也为我日后进行性能调优和故障排查打下了坚实的基础。E-book的交互式特性，例如书中对某些术语的超链接，能够直接跳转到相关的定义或更详细的解释，使得学习过程更加流畅和高效。

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这本《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》是一部涵盖范围广阔的数据库领域的百科全书。在数据安全（Data Security）和数据库管理（Database Administration）方面，这本书也提供了非常详尽的指导。它不仅仅是关于如何设计和实现数据库，更是关于如何维护数据库的长期健康和安全。书中详细介绍了数据库安全的重要性，以及各种安全威胁，如未经授权的访问、数据泄露、恶意攻击等。为了应对这些威胁，书中介绍了多种安全机制，包括用户认证（Authentication）、授权（Authorization）、访问控制（Access Control）、数据加密（Data Encryption）以及审计（Auditing）。例如，在讲解用户认证时，书中不仅介绍了密码认证，还提到了更高级的生物识别和令牌认证等方式。在访问控制方面，书中详细阐述了基于角色的访问控制（Role-Based Access Control, RBAC）和基于属性的访问控制（Attribute-Based Access Control, ABAC）等模型。此外，书中还对数据库管理员（DBA）的职责进行了详细的介绍，包括数据库的安装、配置、备份、恢复、性能监控以及故障排除等。E-book的搜索功能是我学习过程中不可或缺的助手，我可以轻松地找到与特定安全策略或管理任务相关的章节，并深入学习。

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在我接触《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》之前，我对数据库的认识仅限于一些零散的概念和简单的操作。然而，这本书如同打开了一扇通往全新领域的大门，让我对数据库系统有了系统而深入的认识。书中对于数据模型理论的阐述，尤其是关系模型，给我留下了深刻的印象。作者没有停留在定义和属性的罗列，而是通过对范式理论（Normalization）的详尽解释，揭示了如何通过消除数据冗余和提高数据一致性来设计出高质量的数据库。例如，在讲解第三范式（3NF）和巴斯-科德范式（BCNF）时，书中不仅清晰地阐述了它们各自的规范条件，还通过反例分析，形象地展示了违反范式可能带来的问题，以及如何通过模式分解来解决这些问题。这种深入浅出的讲解方式，让我能够真正理解范式的重要性，而不仅仅是机械地记忆规则。此外，书中对于并发控制（Concurrency Control）的章节更是让我大开眼界。在多用户环境中，如何保证数据的一致性和完整性是一个至关重要的问题。书中详细介绍了多种并发控制技术，如锁协议（Locking Protocols）、时间戳排序（Timestamp Ordering）以及多版本并发控制（Multi-Version Concurrency Control, MVCC）。作者不仅解释了这些技术的工作原理，还对其优缺点进行了对比分析，并结合实际案例说明了在不同应用场景下应如何选择合适的并发控制策略。这部分内容对于理解现代数据库系统的底层机制至关重要，也为我日后进行数据库性能优化打下了坚实的基础。E-book的便捷性也体现在其交互性上，许多概念和术语都可以直接点击查看更详细的解释或相关的补充材料，极大地提升了学习的效率和深度。

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这本《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》就像是一张详尽的藏宝图，指引着我在数据库世界的海洋中航行。当我第一次翻开它时，就仿佛踏上了一段充满挑战却又异常充实的学习旅程。书中对于数据库设计的每一个环节都进行了深入的剖析，从最初的概念模型，到逻辑模型，再到物理模型的实现，作者都用一种循序渐进的方式，将复杂的理论知识娓娓道来。例如，在讲解实体-关系模型（ERM）时，书中不仅详细介绍了实体、属性、关系、多重性等基本概念，还通过大量的实例，展示了如何将现实世界的问题抽象成数据库模型。尤其是对于连接（Join）操作的讲解，不仅仅是列出几种常见的连接类型，更是深入探讨了不同连接方式在性能上的差异，以及在实际应用中如何根据具体场景做出最优选择。书中提供的E-book版本更是极大地增加了学习的灵活性，我可以在通勤路上，或者是在咖啡馆里，随时随地打开它进行复习和查阅，这对于我这样工作繁忙的学习者来说，无疑是一项巨大的便利。它让我能够将碎片化的时间充分利用起来，不断巩固和深化对数据库知识的理解。而且，书中并没有仅仅停留在理论层面，它还提供了许多关于SQL语言的实践指导，从基础的查询语句，到复杂的数据操作，甚至是存储过程和触发器的编写，都有详尽的示例和练习。这些实践性的内容，让我能够将学到的理论知识直接应用到实际的数据库操作中，从而大大提高了我的学习效率和掌握程度。这本书的排版也十分精良，章节的划分清晰明了，关键概念的突出显示，以及丰富的图表和插图，都使得阅读过程更加轻松愉快。它就像一位耐心的导师，时刻准备着解答我在数据库学习过程中遇到的任何疑惑。

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《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》这本书的价值远不止于技术层面的讲解，它更像是一本关于如何构建高效、可靠的数据管理系统的“圣经”。我特别欣赏书中对于数据库事务（Database Transactions）处理的深入探讨。事务是数据库管理的核心概念之一，它确保了数据库操作的原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability），即ACID属性。书中不仅详细解释了ACID的含义，还通过生动的图示和例子，展示了事务在执行过程中可能遇到的各种异常情况，例如故障、并发访问冲突等，以及数据库系统是如何通过日志记录（Logging）、检查点（Checkpoints）和恢复机制（Recovery Mechanisms）来保证事务的ACID属性的。特别是关于恢复机制的讲解，让我对数据库在面对硬件故障或软件错误时如何快速恢复到一致状态有了清晰的认识。此外，书中关于数据库性能调优（Performance Tuning）的章节也给我带来了极大的启发。数据库的性能直接影响着应用程序的响应速度和用户体验。作者系统地介绍了影响数据库性能的各种因素，包括索引设计、查询优化、存储结构、硬件配置等方面，并提供了许多实用的调优技巧和方法。例如，在讲解索引时，书中不仅介绍了B树索引、哈希索引等基本类型，还深入讨论了复合索引、覆盖索引等高级索引技术，以及如何根据查询模式选择最合适的索引。这本书的E-book版本允许我方便地搜索关键词，快速定位到感兴趣的内容，对于我这种需要经常回顾特定知识点的学习者来说，简直是福音。

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我不得不说，《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》这本书为我开启了数据库领域的新视野。书中关于数据仓库（Data Warehousing）和联机分析处理（Online Analytical Processing, OLAP）的章节，让我对如何从海量数据中提取有价值的信息有了更深入的理解。传统的数据库系统更侧重于事务处理，而数据仓库则专注于支持决策分析。书中详细介绍了数据仓库的架构，包括数据抽取、转换和加载（ETL）过程，以及维度建模（Dimensional Modeling）的方法，如星形模型（Star Schema）和雪花模型（Snowflake Schema）。这些模型的设计原则和优缺点分析，让我能够理解如何在数据仓库中有效地组织和存储数据，以便支持复杂的分析查询。同时，书中也介绍了OLAP操作，如切片（Slice）、切块（Dice）、钻取（Drill-down）和上卷（Roll-up），这些操作使得用户能够以多维度的视角探索数据，发现隐藏在数据背后的业务洞察。这本书的E-book格式也极大地便利了我的学习，我可以在任何设备上同步阅读进度，并且可以通过链接跳转到相关的参考资料，进一步拓展我的知识边界。书中对于大数据（Big Data）处理技术的初步介绍，如Hadoop和Spark，也让我看到了数据库技术在不断演进，并紧跟时代发展的步伐。

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