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页数:318

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出版时间:2009-4

价格:29.80元

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isbn号码:9787121082900

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• Visual Basic
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• 编程入门
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• Windows平台
• 入门级

数据库系统原理与实践：从理论到应用的深度探索 本书旨在为读者提供一套全面、深入的数据库系统理论基础和实践技能，内容涵盖关系代数、范式理论、SQL 语言精进、数据库设计方法论以及现代数据库管理系统（DBMS）的内部工作原理。我们力求构建一座连接抽象理论与工程实践的桥梁，使读者不仅理解“如何做”，更能洞悉“为何如此”。 第一部分：数据模型与理论基石 第一章：数据的抽象与组织 本章从信息论的角度切入，探讨数据在企业环境中的价值和挑战。我们将详细分析不同数据模型的演进历程，重点聚焦于实体-关系（E-R）模型。通过大量案例分析，读者将学会如何将现实世界的复杂业务需求精确地抽象为 E-R 图，包括实体、属性、主键、外键的定义，以及各种联系（一对一、一对多、多对多）的精确建模。 第二章：关系代数与元组演算 理解关系代数是掌握关系数据库核心逻辑的关键。本章将详尽介绍关系代数的基本运算子（选择、投影、并、差、笛卡尔积），以及复合运算子（自然连接、除法）。我们将通过严谨的数学推导，展示如何利用这些运算子表达复杂的查询请求。此外，我们还将引入元组关系演算和域关系演算，阐明它们与代数表达之间的等价性，为后续的查询优化打下坚实的理论基础。 第三章：规范化理论的深入剖析 数据库设计质量的核心在于其规范化程度。本章对关系数据库的规范化理论进行系统梳理。我们将从函数依赖（FD）的概念开始，逐步深入到第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）和巴斯-科德范式（BCNF）的判定标准和无损连接分解算法。尤其，我们将用案例阐述多值依赖（MVD）及第四范式（4NF）的必要性，并探讨在实际工程中，何时可能需要放弃高范式以换取查询性能的权衡（反范式化）。 第二部分：结构化查询语言（SQL）的精炼应用 第四章：SQL 基础与数据定义 本章侧重于 SQL 的数据定义语言（DDL）和数据操纵语言（DML）的基础应用。读者将熟练掌握 `CREATE`, `ALTER`, `DROP` 语句用于数据库和表结构的定义，以及 `INSERT`, `UPDATE`, `DELETE` 的基本用法。重点在于数据类型选择的精确性、约束（CHECK, DEFAULT, NULLability）的合理设置，以及事务的 ACID 特性在 DML 操作中的体现。 第五章：高级 SQL 查询与集合操作 本章将 SQL 查询能力提升至专业水平。内容包括： 1. 复杂连接：掌握内连接、外连接（左、右、全连接）以及交叉连接的实际应用场景。 2. 聚合函数与分组：深入理解 `GROUP BY` 子句与 `HAVING` 子句的配合使用，以及窗口函数（Window Functions，如 `ROW_NUMBER()`, `RANK()`, `LAG()`, `LEAD()`）在复杂报表生成中的强大威力。 3. 子查询与 CTEs：详细解析子查询的分类（标量子查询、多行子查询）及其性能影响，并引入公共表表达式（CTEs）——使用 `WITH` 语句重构复杂查询，提升代码的可读性和维护性。 第六章：视图、索引与存储过程编程 本章关注性能优化和数据封装。我们将解释视图如何作为逻辑数据模型简化用户访问，并讨论其局限性。核心内容在于索引的设计与原理，区分聚集索引与非聚集索引，并分析 B 树和 B+ 树结构对查询性能的决定性作用。最后，我们将介绍存储过程、函数和触发器，阐述如何利用这些服务器端逻辑增强数据一致性和业务流程自动化。 第三部分：数据库管理系统（DBMS）的内部机制 第七章：事务管理与并发控制 事务是保证数据完整性的核心机制。本章详细讲解 ACID 四大特性。随后，重点剖析并发控制机制，包括封锁协议（两阶段封锁 2PL）、多版本并发控制（MVCC）的工作原理。我们将对比不同的隔离级别（如读未提交、读已提交、可重复读、串行化），分析它们在一致性与性能之间的权衡，并探讨死锁的检测与预防策略。 第八章：数据存储与文件组织 本章揭示数据在物理存储上的形态。内容包括：磁盘 I/O 的基本原理、数据的页（Page）组织结构、堆文件组织（Heap File）与顺序文件组织。我们将探讨如何通过不同的文件结构和记录格式（如固定长度与可变长度记录）来影响数据的存取效率。 第九章：查询处理与优化 这是 DBMS 性能的核心奥秘所在。本章将查询的生命周期分解为：词法分析、语法分析、语义分析、查询重写和查询执行计划生成。我们将深入研究查询优化器的工作原理，包括成本模型（Cost Model）的建立、统计信息的收集与使用。重点分析各种连接算法（嵌套循环连接、基于哈希的连接、排序合并连接）的适用场景及其时间复杂度，使读者能够阅读并理解数据库生成的执行计划（Explain Plan）。 第四部分：数据库的进阶主题与未来趋势 第十章：恢复管理与日志系统 数据持久性的保障依赖于完善的恢复机制。本章介绍事务日志（WAL - Write-Ahead Logging）的记录格式与写入策略。详细阐述基于日志的恢复技术，包括检查点（Checkpoint）的设置、延迟更新（Deferred Update）和立即更新（Inert Update）的恢复过程，确保系统在发生故障后能够准确地重做（Redo）或撤销（Undo）操作。 第十一章：NoSQL 数据库概述与选型 面对海量非结构化数据，关系型数据库面临挑战。本章提供对主流 NoSQL 数据库范式的概述，包括键值存储（Key-Value Stores）、文档数据库（Document Databases，如 MongoDB）、列式数据库（Column-Family Stores）和图数据库（Graph Databases）。我们将对比关系模型与 BASE（基本可用性、软状态、最终一致性）理论，指导读者根据业务特性进行合适的数据存储技术选型。 --- 本书的特点在于其严谨的理论推导和丰富的工程案例相结合。通过大量的 SQL 编程练习和数据库设计项目，读者将构建起一个坚实且实用的数据库专业知识体系。

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