Transactions and Change in Logic Databases pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Narfreitag, Burkhard; Freitag, B.; Decker, Heinz

出品人:

页数:396

译者:

出版时间:1998-12-11

价格:USD 82.95

装帧:Paperback

isbn号码:9783540653059

丛书系列:

图书标签:

• 逻辑数据库
• 事务处理
• 数据库理论
• 数据模型
• 逻辑推理
• 数据一致性
• 并发控制
• 数据库系统
• 形式化方法
• 知识表示

数据库事务与演进：历史、理论与实践 一部追溯数据库技术发展脉络，洞悉事务处理核心机制，并展望未来演进方向的深度探索。 在信息爆炸的时代，数据已成为驱动社会运转的核心引擎。而支撑这一切的基石，便是高效、可靠、一致的数据库系统。然而，当我们聚焦于数据库的核心功能时，有两个概念的重要性往往被低估，却又深刻影响着我们对数据管理能力的认知：事务（Transactions）与变化（Change）。 本书并非一本枯燥的数据库理论教科书，也不是一套简单的操作手册。相反，它是一次对数据库领域历史、理论和实践的深度回溯与前瞻性审视。我们将从最早的数据存储形态出发，一步步追踪数据库技术的演进轨迹，重点解析事务处理（Transaction Processing）在其中扮演的关键角色，以及数据本身所蕴含的变化（Change）如何被数据库系统捕捉、管理和利用。 第一部分：起源与萌芽——数据管理的历史足迹 在深入探讨事务与变化之前，我们有必要回顾数据管理的黎明。从纸张卡片到磁鼓、磁带，再到早期的文件系统，人类在漫长的时间里，为解决信息的存储、检索和组织问题不懈努力。这一阶段，数据的“变化”更多体现在物理介质的更新和手工修订上，而“事务”的概念则模糊而零散，通常以人工流程的串联体现。 早期数据存储的挑战： 探讨早期数据管理面临的瓶颈，如数据冗余、不一致性、检索效率低下等，这些问题直接催生了对更系统化数据管理的需求。 文件系统的兴起与局限： 分析文件系统的发展，以及其在数据独立性、并发访问、故障恢复等方面的不足，为数据库技术的诞生奠定背景。 信息爆炸的先兆： 预示着信息量几何级增长的时代，如何有效管理海量数据的紧迫性日益凸显。 第二部分：数据库的诞生与事务处理的基石 随着计算机科学的发展，数据库的概念应运而生。关系型数据库的出现，尤其是ACID（Atomicity, Consistency, Isolation, Durability）事务属性理论的确立，标志着数据库技术进入了一个全新的时代。事务处理，作为数据库管理系统（DBMS）的核心功能，确保了数据操作的原子性、一致性、隔离性和持久性，为构建可靠的数据应用提供了坚实保障。 关系模型与SQL的革命： 详细阐述关系模型如何规范化数据，以及SQL如何提供强大的数据操作语言，为结构化数据管理奠定基础。 ACID理论的深度解析： 原子性（Atomicity）： 深入剖析事务的“全有或全无”特性，探讨其背后的实现机制，如日志（Log）记录、回滚（Rollback）机制等。 一致性（Consistency）： 解释事务如何维护数据的完整性和约束，确保从一个有效状态迁移到另一个有效状态。 隔离性（Isolation）： 详述不同事务之间相互影响的程度，探讨并发控制（Concurrency Control）机制，如锁（Locking）、多版本并发控制（MVCC）等，以防止竞态条件（Race Conditions）和数据污染。 持久性（Durability）： 分析事务提交后数据如何永久保存，即使在系统崩溃后也能恢复，重点介绍预写日志（Write-Ahead Logging, WAL）等技术。 并发控制策略的演变： 从基本的两阶段锁（Two-Phase Locking, 2PL）到更精细的MVCC，探讨不同并发控制策略的优缺点及其适用场景。 故障恢复机制： 深入了解数据库如何在发生系统崩溃、硬件故障等意外情况时，利用日志和检查点（Checkpoint）等机制恢复到一致的状态。 第三部分：数据之“变”——变化追踪与数据演进 除了事务的可靠性，数据库的核心价值还在于它能够有效地管理和反映数据的“变化”。数据的变化是动态的，是业务逻辑的体现，也是信息洞察的源泉。本书将深入探讨数据库如何捕捉、记录和利用这些变化，从而实现更高级的数据管理和分析。 日志（Logs）的另一面： 除了故障恢复，日志更是记录数据变化的宝库。我们将探讨如何利用事务日志（Transaction Logs）、变更数据捕获（Change Data Capture, CDC）等技术，实时追踪和分析数据的增、删、改操作。 版本控制与时间序列数据： 多版本并发控制（MVCC）的深层含义： MVCC不仅仅是为了提高并发性能，它天然地为数据保留了多个版本，为查询历史数据、审计和分析提供了便利。 时间序列数据库（Time-Series Databases, TSDBs）： 专门为处理大量带有时间戳的数据而设计，广泛应用于物联网（IoT）、金融交易、传感器监测等领域。本书将探讨其独特的数据模型和查询优化策略。 历史数据管理： 分析如何在数据库中高效地存储和查询历史数据，以支持审计、合规性要求和趋势分析。 数据审计与追踪： 探讨如何利用数据库内置或第三方工具，实现详细的数据操作审计，确保数据的可追溯性。 事件溯源（Event Sourcing）： 一种将所有状态变化存储为一系列不可变事件的模式。我们将分析事件溯源如何与传统的数据库模型结合，提供更强大的数据洞察力和业务回溯能力。 第四部分：超越ACID——分布式事务与现代数据挑战 随着互联网的兴起和业务的全球化，数据不再集中存储于单台服务器，分布式数据库系统应运而生。然而，在分布式环境下，实现ACID事务面临巨大的挑战，催生了新的理论和实践。 分布式事务的挑战： 探讨网络延迟、节点故障、数据分区等问题如何使得传统的ACID在分布式系统中难以实现。 CAP理论的权衡： 深入解析一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容忍性（Partition Tolerance）之间的不可避免的权衡，以及不同分布式数据库系统如何在其之间做出选择。 BASE原则的替代： 介绍最终一致性（Eventually Consistent）模型，以及其在实际应用中的优势和局限。 分布式事务协议： 两阶段提交（Two-Phase Commit, 2PC）： 分析其工作原理、优缺点以及在高延迟、易失败的分布式环境下的适用性。 三阶段提交（Three-Phase Commit, 3PC）： 探讨其如何尝试解决2PC的阻塞问题。 Paxos与Raft等共识算法： 介绍分布式系统中实现强一致性的关键算法，以及它们如何支持分布式事务的协调。 新一代数据库的探索： NoSQL数据库： 分析其在处理海量、多样化数据方面的优势，以及它们在事务和数据一致性方面的不同哲学。 NewSQL数据库： 探讨NewSQL如何试图结合关系型数据库的ACID特性和NoSQL的扩展性。 第五部分：未来展望——智能与可持续的数据管理 数据技术从未停止前进的步伐。在未来的数据库领域，事务处理将更加智能、数据变化的管理将更加精细，而可持续性也将成为重要的考量因素。 AI与机器学习在事务处理中的应用： 探索如何利用AI优化并发控制、预测故障、智能调整数据库参数，以及实现更智能的故障恢复。 流式数据处理与实时变化分析： 深入研究如何高效地处理源源不断涌来的实时数据流，并从中捕捉关键变化，实现即时洞察。 数据治理与合规性的挑战： 在数据量持续增长和法规日益严格的背景下，如何确保数据的安全、隐私和合规性。 绿色数据库与可持续发展： 探讨如何通过更高效的存储、计算和能源管理，降低数据库系统的碳排放，实现可持续的数据管理。 数据编织（Data Fabric）与数据网格（Data Mesh）的兴起： 分析这些新兴的数据架构如何应对日益复杂的数据环境，以及它们对事务和变化管理提出的新要求。 本书的读者对象： 本书面向所有对数据库技术有深入兴趣的从业者、研究者和学生，包括： 数据库管理员（DBAs）： 深刻理解事务和变化的内部机制，能够更有效地维护和优化数据库系统。 软件工程师和架构师： 在设计和开发分布式系统、高并发应用时，能够做出更明智的技术决策。 数据科学家和分析师： 更好地理解数据的来源、演变过程，以及如何从变化中挖掘有价值的洞察。 计算机科学专业的学生和研究者： 为理解数据库核心理论和前沿技术提供坚实的理论基础。 通过对Transactions and Change in Logic Databases 的全面剖析，我们不仅能够掌握数据库技术的核心原理，更能洞悉数据管理在未来发展中的方向与挑战。这趟旅程，将带您从历史的深处走到技术的尖端，理解数据如何在每一次“事务”中保持生命力，又如何在每一次“变化”中展现价值。

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