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第1章 引言1

1.1 数据库系统的应用1

1.2 数据库系统的目标2

1.3 数据视图3

1.3.1 数据抽象4

1.3.2 实例和模式5

1.3.3 数据模型5

1.4 数据库语言6

1.4.1 数据操纵语言6

1.4.2 数据定义语言6

1.5 关系数据库7

1.5.1 表7

1.5.2 数据操纵语言8

1.5.3 数据定义语言8

1.5.4 来自应用程序的数据库访问9

1.6 数据库设计9

1.6.1 设计过程9

1.6.2 银行企业的数据库设计10

1.6.3 实体-联系模型10

1.6.4 规范化11

1.7 基于对象数据库和半结构化数据库12

1.7.1 基于对象数据模型12

1.7.2 半结构化数据模型12

1.8 数据存储和查询12

1.8.1 存储管理器13

1.8.2 查询处理器13

1.9 事务管理13

1.10 数据挖掘与分析14

1.11 数据库体系结构15

1.12 数据库用户和管理员16

1.12.1 数据库用户和用户界面16

1.12.2 数据库管理员17

1.13 数据库系统的历史17

1.14 小结19

术语回顾19

实践习题20

习题20

文献注解20

工具20

第一部分 关系数据库22

第2章 关系模型22

2.1 关系数据库的结构22

2.1.1 基本结构22

2.1.2 数据库模式23

2.1.3 码25

2.1.4 查询语言26

2.2 关系代数基本运算27

2.2.1 选择运算27

2.2.2 投影运算27

2.2.3 并运算28

2.2.4 集合差运算28

2.2.5 笛卡儿积运算29

2.2.6 更名运算31

2.2.7 关系代数的形式化定义32

2.3 附加的关系代数运算32

2.3.1 集合交运算33

2.3.2 自然连接运算33

2.3.3 除运算34

2.3.4 赋值运算35

2.4 扩展的关系代数运算35

2.4.1 广义投影36

2.4.2 聚集函数36

2.4.3 外连接37

2.5 空值39

2.6 数据库的修改40

2.6.1 删除40

2.6.2 插入40

2.6.3 更新41

2.7 小结41

术语回顾42

实践习题42

习题42

文献注解43

第3章 SQL45

3.1 背景45

3.2 数据定义46

3.2.1 基本域类型46

3.2.2 SQL中的基本模式定义46

3.3 SQL查询的基本结构48

3.3.1 select子句48

3.3.2 where子句49

3.3.3 from子句49

3.3.4 更名运算50

3.3.5 元组变量50

3.3.6 字符串运算51

3.3.7 排列元组的显示次序52

3.3.8 重复52

3.4 集合运算53

3.4.1 union运算53

3.4.2 intersect运算53

3.4.3 except运算54

3.5 聚集函数54

3.6 空值56

3.7 嵌套子查询57

3.7.1 集合成员资格57

3.7.2 集合的比较58

3.7.3 测试是否为空关系58

3.7.4 测试是否存在重复元组59

3.8 复杂查询60

3.8.1 派生关系60

3.8.2 with子句60

3.9 视图61

3.9.1 视图定义62

3.9.2 用其他视图定义视图63

3.10 数据库的修改64

3.10.1 删除64

3.10.2 插入65

3.10.3 更新66

3.10.4 视图的更新67

3.10.5 事务68

3.11 连接关系69

3.11.1 举例69

3.11.2 连接类型和条件70

3.12 小结72

术语回顾72

实践习题72

习题74

文献注解75

第4章 高级SQL76

4.1 SQL的数据类型与模式76

4.1.1 SQL中内建的数据类型76

4.1.2 用户定义类型77

4.1.3 大对象类型78

4.1.4 模式、目录与环境78

4.2 完整性约束79

4.2.1 单个关系上的约束79

4.2.2 not null约束79

4.2.3 unique约束80

4.2.4 check子句80

4.2.5 参照完整性81

4.2.6 断言83

4.3 授权83

4.4 嵌入式SQL84

4.5 动态SQL87

4.5.1 ODBC87

4.5.2 JDBC89

4.6 函数和过程化结构92

4.6.1 SQL函数和过程92

4.6.2 过程化结构93

4.6.3 外部语言例程95

4.7 递归查询96

4.7.1 使用迭代的传递闭包96

4.7.2 SQL中的递归97

4.8 高级SQL特性98

4.8.1 create table的扩展99

4.8.2 关于子查询的更多内容99

4.8.3 数据库更新的高级结构100

4.9 小结100

术语回顾101

实践习题101

习题102

文献注解103

第5章 其他关系语言104

5.1 元组关系演算104

5.1.1 查询的例子104

5.1.2 形式化定义106

5.1.3 表达式的安全性106

5.1.4 语言的表达能力107

5.2 域关系演算107

5.2.1 形式化定义107

5.2.2 查询的例子108

5.2.3 表达式的安全性108

5.2.4 语言的表达能力109

5.3 QBE109

5.3.1 框架表110

5.3.2 在单个关系上的查询110

5.3.3 在多个关系上的查询111

5.3.4 条件框112

5.3.5 结果关系113

5.3.6 在Microsoft Access中的QBE114

5.4 Datalog115

5.4.1 基本结构116

5.4.2 Datalog规则的语法117

5.4.3 非递归Datalog的语义118

5.4.4 安全性119

5.4.5 Datalog中的关系运算120

5.4.6 Datalog中的递归121

5.4.7 递归的能力122

5.5 小结124

术语回顾124

实践习题124

习题125

文献注解126

工具127

第二部分 数据库设计129

第6章 数据库设计和E-R模型129

6.1 设计过程概览129

6.1.1 设计阶段129

6.1.2 设计选择130

6.2 实体-联系模型130

6.2.1 实体集131

6.2.2 联系集132

6.2.3 属性134

6.3 约束135

6.3.1 映射基数135

6.3.2 码136

6.3.3 参与约束137

6.4 实体-联系图137

6.5 实体-联系设计问题141

6.5.1 用实体集还是用属性141

6.5.2 用实体集还是用联系集142

6.5.3 二元联系集与n元联系集143

6.5.4 联系属性的布局144

6.6 弱实体集144

6.7 扩展E-R特性146

6.7.1 特殊化146

6.7.2 一般化147

6.7.3 属性继承148

6.7.4 一般化上的约束148

6.7.5 聚集150

6.7.6 可选择的E-R符号151

6.8 银行企业的数据库设计152

6.8.1 E-R设计的可选方案152

6.8.2 银行数据库的数据需求153

6.8.3 银行数据库中的实体集153

6.8.4 银行数据库中的联系集153

6.8.5 银行数据库中的E-R图154

6.9 转换为关系模式155

6.9.1 强实体集的表示方式155

6.9.2 弱实体集的表示方式155

6.9.3 联系集的表示方式156

6.9.4 复合属性和多值属性157

6.9.5 一般化的表示方式158

6.9.6 聚集的表示方式158

6.9.7 银行企业的关系模式159

6.10 数据库设计的其他方面159

6.10.1 数据约束和关系数据库设计159

6.10.2 使用需求：查询和性能160

6.10.3 授权需求160

6.10.4 数据流、工作流161

6.10.5 数据库设计的其他问题161

6.11 小结161

术语回顾162

实践习题162

习题164

文献注解165

工具166

第7章 关系数据库设计167

7.1 好的关系设计的特点167

7.1.1 设计选择：更大的模式167

7.1.2 设计选择：更小的模式169

7.2 原子域和第一范式171

7.3 使用函数依赖的分解171

7.3.1 码和函数依赖172

7.3.2 Boyce-Codd范式173

7.3.3 BCNF和保持依赖173

7.3.4 第三范式175

7.3.5 更高的范式177

7.4 函数依赖理论177

7.4.1 函数依赖集的闭包177

7.4.2 属性集的闭包179

7.4.3 正则覆盖180

7.4.4 无损分解182

7.4.5 保持依赖183

7.5 用于分解的算法184

7.5.1 BCNF分解184

7.5.2 3NF分解186

7.5.3 BCNF和3NF的比较187

7.6 使用多值依赖的分解188

7.6.1 多值依赖188

7.6.2 第四范式189

7.6.3 4NF分解190

7.7 更多的范式191

7.8 数据库设计过程191

7.8.1 E-R模型和规范化191

7.8.2 属性和联系的命名192

7.8.3 为了性能解除规范化193

7.8.4 其他设计问题193

7.9 时态数据建模193

7.10 小结195

术语回顾196

实践习题196

习题198

文献注解198

第8章 应用设计和开发200

8.1 用户界面和工具200

8.1.1 表格和图形用户界面200

8.1.2 报表生成器201

8.2 数据库的Web界面202

8.3 Web基础203

8.3.1 统一资源定位符203

8.3.2 超文本标记语言203

8.3.3 客户端脚本和applet204

8.3.4 Web服务器和会话205

8.4 servlet和JSP207

8.4.1 一个servlet的例子207

8.4.2 servlet会话208

8.4.3 servlet的生命周期208

8.4.4 servlet支持208

8.4.5 服务器端脚本209

8.5 建立大型Web应用210

8.5.1 构建Web界面210

8.5.2 Microsoft ASP210

8.5.3 提高应用程序性能211

8.6 触发器212

8.6.1 对触发器的需求212

8.6.2 SQL中的触发器213

8.6.3 何时不用触发器215

8.7 SQL中的授权216

8.7.1 权限的授予216

8.7.2 在SQL中授权217

8.7.3 角色218

8.7.4 收回权限219

8.7.5 视图、函数和过程的授权220

8.7.6 SQL授权的局限220

8.7.7 审计追踪221

8.8 应用系统安全性221

8.8.1 加密技术221

8.8.2 数据库中的加密支持222

8.8.3 鉴定223

8.8.4 保护应用程序225

8.8.5 隐私225

8.9 小结226

术语回顾227

实践习题227

习题227

项目建议228

文献注解230

工具231

第三部分 基于对象的数据库和XML233

第9章 基于对象的数据库233

9.1 概述233

9.2 复杂数据类型233

9.3 SQL中的结构类型和继承235

9.3.1 结构类型235

9.3.2 类型继承237

9.4 表继承238

9.5 SQL中的数组和多重集合类型239

9.5.1 创建和访问集合体值240

9.5.2 查询以集合体为值的属性240

9.5.3 嵌套和解除嵌套241

9.6 对象标识和SQL中的引用类型243

9.7 O-R特性的实现244

9.8 持久化程序设计语言245

9.8.1 对象的持久化246

9.8.2 对象标识和指针246

9.8.3 持久对象的存储和访问247

9.8.4 持久化C＋＋系统247

9.8.5 持久化Java系统249

9.9 面向对象与对象-关系250

9.10 小结251

术语回顾251

实践习题252

习题253

文献注解254

工具254

第10章 XML255

10.1 动机255

10.2 XML数据的结构257

10.3 XML文档模式259

10.3.1 文档类型定义260

10.3.2 XML Schema262

10.4 查询和转换264

10.4.1 XPath264

10.4.2 XQuery266

10.4.3 XSLT270

10.5 XML应用程序接口272

10.6 XML数据的存储273

10.6.1 非关系的数据存储273

10.6.2 关系数据库273

10.6.3 SQL/XML275

10.7 XML应用277

10.7.1 存储复杂结构的数据277

10.7.2 标准化数据交换格式277

10.7.3 Web服务278

10.7.4 数据中介278

10.8 小结279

术语回顾280

实践习题280

习题281

文献注解282

工具282

第四部分 数据存储、查询和事务管理285

第11章 数据存储和数据存取285

11.1 物理存储介质概述285

11.2 磁盘287

11.2.1 磁盘的物理特性287

11.2.2 磁盘性能的度量288

11.2.3 磁盘块访问的优化289

11.3 存储访问和缓冲区289

11.3.1 缓冲区管理器290

11.3.2 缓冲区替换策略290

11.4 文件和记录的组织292

11.4.1 文件组织292

11.4.2 文件中记录的组织293

11.5 数据字典存储294

11.6 索引的基本概念295

11.7 顺序索引296

11.7.1 稠密索引和稀疏索引297

11.7.2 多级索引298

11.7.3 辅助索引299

11.8 B＋树索引文件300

11.8.1 B＋树的结构300

11.8.2 B＋树的查询302

11.8.3 B＋树的更新302

11.9 散列文件组织和散列索引307

11.9.1 散列函数307

11.9.2 桶溢出处理308

11.9.3 散列索引310

11.9.4 动态散列310

11.9.5 顺序索引和散列的比较311

11.10 SQL中的索引定义312

11.11 小结312

术语回顾314

实践习题314

习题315

文献注解315

第12章 查询处理和查询优化317

12.1 概述317

12.2 查询代价的度量318

12.3 关系代数运算的执行319

12.3.1 选择运算319

12.3.2 连接运算321

12.4 表达式计算327

12.4.1 实体化327

12.4.2 流水线328

12.5 查询优化329

12.5.1 查询优化概述329

12.5.2 关系表达式的转换330

12.5.3 表达式结果集统计大小的估计333

12.5.4 选择执行计划336

12.6 小结339

术语回顾340

实践习题340

习题341

文献注解342

第13章 事务管理345

13.1 事务概念345

13.2 事务的并发执行和调度348

13.2.1 并发执行348

13.2.2 可串行化350

13.2.3 可恢复性351

13.3 并发控制352

13.3.1 基于锁的协议352

13.3.2 基于时间戳的协议358

13.3.3 基于有效性检查的协议359

13.4 恢复系统360

13.4.1 故障分类360

13.4.2 数据访问360

13.4.3 基于日志的恢复361

13.5 小结366

术语回顾367

实践习题368

习题368

文献注解369

第五部分 高级话题372

第14章 数据分析与挖掘372

14.1 决策支持系统372

14.2 数据分析和联机分析处理373

14.2.1 联机分析处理373

14.2.2 OLAP实现376

14.3 数据仓库工程377

14.3.1 数据仓库的成分377

14.3.2 数据仓库模式378

14.4 数据挖掘379

14.4.1 数据挖掘应用379

14.4.2 分类380

14.4.3 关联规则380

14.4.4 其他类型的关联382

14.4.5 聚类383

14.4.6 其他类型的挖掘384

14.5 小结384

术语回顾385

实践习题385

习题385

文献注解386

工具386

第15章 高级应用开发387

15.1 性能调整387

15.1.1 瓶颈的位置387

15.1.2 可调参数388

15.1.3 硬件的调整388

15.1.4 模式的调整390

15.1.5 索引的调整390

15.1.6 使用物化视图390

15.1.7 物理设计的自动调整391

15.1.8 事务的调整392

15.1.9 性能模拟393

15.2 性能基准程序393

15.2.1 任务集393

15.2.2 数据库应用类型394

15.2.3 TPC基准程序394

15.2.4 OODB基准程序395

15.3 标准化396

15.3.1 SQL标准396

15.3.2 数据库连接标准397

15.3.3 对象数据库标准398

15.3.4 基于XML的标准398

15.4 应用系统移植399

15.5 小结400

术语回顾400

实践习题400

习题401

文献注解401