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第1章 数据库系统引论1

1.1 数据库系统的产生与发展1

1.1.1 数据和数据管理技术1

1.1.2 数据库系统发展的三个里程碑3

1.1.3 数据库系统的三个发展阶段4

1.2 数据库与数据库系统5

1.2.1 数据库5

1.2.2 数据库系统6

1.3 数据库系统的特点6

1.3.1 实现数据的集中化控制6

1.3.2 数据的冗余度小7

1.3.3 采用一定的数据模型实现数据结构化7

1.3.4 避免了数据的不一致性7

1.3.5 实现数据共享8

1.3.6 提供数据库保护8

1.3.7 数据独立性8

1.3.8 数据由DBMS统一管理和控制8

习题19

第2章 数据库系统的数据模型10

2.1 数据模型概述10

2.1.1 数据模型的基本组成10

2.1.2 数据模型的发展11

2.2 概念模型11

2.2.1 E-R数据模型的基本概念12

2.2.2 E-R图(E-R Diagram)14

2.2.3 扩充的E-R数据模型15

2.3 层次数据模型17

2.3.1 层次数据模型的数据结构18

2.3.2 层次数据模型的数据操作18

2.3.3 层次数据模型的数据约束20

2.3.4 层次数据模型的优缺点21

2.4 网状数据模型21

2.4.1 网状数据模型的数据结构21

2.4.2 网状数据模型的数据操作23

2.4.3 网状数据模型的约束25

2.4.4 网状数据模型的优缺点25

2.5 关系数据模型26

2.5.1 关系数据模型的数据结构26

2.5.2 关系数据模型的数据操作27

2.5.3 关系数据模型的数据约束28

2.5.4 关系数据模型的优缺点29

2.6 面向对象数据模型29

2.6.1 对象和对象标识符30

2.6.2 属性和方法30

2.6.3 封装和消息传递31

2.6.4 类和实例31

2.6.5 类层次结构和继承32

2.6.6 持久性和版本33

2.6.7 多态、重载、重定义与动态联编33

2.6.8 面向对象数据模型与关系数据模型的简单比较34

习题234

第3章 数据库系统结构36

3.1 数据库系统的分级结构36

3.1.1 数据库系统的三级模式结构36

3.1.2 数据库模式间的映像与数据独立性38

3.1.3 数据库的抽象层次39

3.1.4 数据库的数据模式与数据模型的关系40

3.2 数据库系统的组成40

3.2.1 硬件支撑环境40

3.2.2 软件系统41

3.2.3 数据库41

3.2.4 数据库管理员、系统分析员、程序设计员及用户42

3.3 数据库管理系统的功能43

3.4 DBMS的系统结构44

3.4.1 DBMS的进程结构和多线索结构45

3.4.2 DBMS的组成45

3.4.3 DBMS的层次结构47

3.5 DBMS的语言翻译处理层48

3.5.1 DDL、DCL、DML48

3.5.2 语言翻译处理层工作过程50

3.6 DBMS的数据存取层51

3.6.1 数据存取层的主要任务51

3.6.2 数据库存取层的功能子系统51

3.7 Client/Server结构的DBMS52

3.7.1 Client/Server结构的DBMS的功能划分52

3.7.2 在Client/Server结构中数据存取的工作过程53

3.7.3 Client/Server结构DBMS 中数据库服务器的优点54

3.7.4 三层Client/Server结构54

3.8 基于Web的数据库系统55

3.8.1 基于Web的数据库系统的体系结构55

3.8.2 CGI和API技术56

习题358

第4章 关系数据库方法59

4.1 关系数据库的基本概念59

4.1.1 关系的形式化定义59

4.1.2 关系模式60

4.1.3 关系数据库模式60

4.2 关系数据库的用户接口和关系数据语言61

4.3 关系代数62

4.3.1 传统的集合运算63

4.3.2 专门的关系运算64

4.3.3 关系代数应用举例68

4.4 关系演算68

4.4.1 元组关系演算69

4.4.2 域关系演算72

4.5 关系系统75

4.5.1 关系系统75

4.5.2 全关系系统的十二条基本准则76

4.6 关系系统的查询优化78

4.6.1 查询优化的一般策略79

4.6.2 代数优化79

4.6.3 基于存取路径的规则优化85

4.7 关系数据操纵语言的比较92

习题493

第5章 关系数据库的标准语言SQL99

5.1 SQL语言概述99

5.2 关系模式的定义100

5.2.1 基本表的定义100

5.2.2 基本表的修改和删除104

5.2.3 关于默认值104

5.2.4 域105

5.2.5 索引的建立和删除105

5.3 数据查询106

5.3.1 简单查询106

5.3.2 复杂查询108

5.4 聚集函数(Aggregation)113

5.4.1 聚集函数的运算符113

5.4.2 元组的分组113

5.4.3 HAVING子句114

5.5 数据库更新114

5.5.1 元组插入114

5.5.2 元组删除115

5.5.3 元组修改115

5.6 视图116

5.6.1 视图定义116

5.6.2 视图查询117

5.6.3 视图更新118

5.6.4 视图删除119

5.6.5 视图的作用119

5.7 嵌入式SQL120

5.7.1 程序设计环境下的SQL120

5.7.2 单行选择语句122

5.7.3 游标123

5.8 动态SQL126

5.8.1 非查询类动态SQL126

5.8.2 查询类动态SQL128

习题5129

第6章 数据依赖和关系规范化理论133

6.1 为什么要规范化133

6.2 函数依赖135

6.2.1 函数依赖的定义135

6.2.2 关系的关键字和超关键字137

6.3 函数依赖理论138

6.3.1 函数依赖的逻辑蕴涵138

6.3.2 Armstrong公理系统139

6.3.3 属性集闭包141

6.3.4 Armstrong公理的正确性和完备性142

6.4 函数依赖集的等价和覆盖144

6.5 关系模式的分解146

6.5.1 什么叫模式分解146

6.5.2 分解的连接不失真性148

6.5.3 依赖保持性151

6.5.4 模式分解的级别——范式152

6.5.5 模式分解算法154

6.6 多值函数依赖与第四范式157

6.6.1 BCNF关系模式存在的问题157

6.6.2 多值函数依赖的概念158

6.6.3 第四范式158

6.6.4 多值依赖公理系统和多值依赖中的模式分解159

习题6163

第7章 数据库设计169

7.1 数据库设计概述169

7.1.1 数据库设计目标和设计方法169

7.1.2 数据库设计的基本步骤171

7.2 需求分析172

7.2.1 需求分析的任务172

7.2.2 需求分析的实现方法173

7.2.3 需求分析实例174

7.3 数据库概念结构设计177

7.3.1 概念结构设计的引出177

7.3.2 概念结构设计的要求及方法177

7.3.3 局部概念结构设计179

7.3.4 全局概念结构设计181

7.3.5 概念结构设计实例184

7.4 数据库逻辑结构设计及优化186

7.4.1 逻辑结构设计任务与设计准则186

7.4.2 概念模型向关系模型的转换规则188

7.4.3 用关系规范化理论对关系数据模型进行优化190

7.5 数据库的物理设计192

7.5.1 数据库设计人员需掌握的物理设计知识192

7.5.2 数据库物理设计的主要内容192

7.6 数据库设计评价195

7.6.1 数据库评价195

7.6.2 数据库逻辑设计评价和物理设计评价196

7.7 数据库的运行和维护197

7.7.1 数据的载入和应用程序的设计与调试197

7.7.2 数据库的试运行198

7.7.3 数据库的运行和维护199

习题7199

第8章 数据库安全性和完整性201

8.1 数据库安全性概念201

8.2 数据库安全性控制202

8.2.1 用户标识与鉴定202

8.2.2 存取控制202

8.2.3 视图机制205

8.2.4 数据加密205

8.2.5 审计205

8.3 数据库安全性实例——Oracle系统的安全性206

8.4 数据库完整性208

8.4.1 完整性约束条件的类型208

8.4.2 完整性控制机制的功能209

8.4.3 完整性约束的表达方式209

8.4.4 Oracle系统的完整性约束表示217

习题8219

第9章 数据库系统的恢复和并发控制技术221

9.1 事务221

9.2 数据库恢复222

9.2.1 故障的类型222

9.2.2 数据库恢复技术223

9.2.3 数据库恢复策略225

9.3 并发控制226

9.3.1 并发操作引起的问题226

9.3.2 调度的可串行性227

9.4 基于封锁的并发控制技术229

9.4.1 X锁229

9.4.2 (S，X)锁230

9.4.3 (S，U，X)锁230

9.4.4 两段锁协议231

9.4.5 严格的2PL实施233

9.5 死锁的检测、处理和防止233

9.5.1 死锁预防233

9.5.2 死锁的检测和处理234

9.6 封锁的粒度和多粒度的封锁234

9.6.1 封锁的粒度234

9.6.2 多粒度封锁235

9.7 基于时间标记的并发控制技术236

习题9238

第10章 分布式数据库系统239

10.1 分布式数据库系统概述239

10.1.1 什么是分布式数据库系统239

10.1.2 分布式数据库系统的产生与发展240

10.2 分布式数据库系统的特点243

10.2.1 “全功能”分布式数据库系统应符合的准则243

10.2.2 分布式数据库系统的特点244

10.3 分布式数据库管理系统(DDBMS)245

10.3.1 DDBMS的定义和功能245

10.3.2 DDBMS的组成246

10.3.3 DDBMS的分类247

10.4 分布式数据库系统的体系结构249

10.4.1 基于ANSI/SPARC数据模式的DDBS的体系结构249

10.4.2 分布透明性252

10.5 数据分段的规则和类型254

10.5.1 数据分段的目的和规则254

10.5.2 数据分段的类型254

10.5.3 数据分布对数据管理的影响256

10.6 分布式查询和优化257

10.6.1 分布式查询处理257

10.6.2 全局查询优化的目标258

10.7 分布式事务管理258

10.7.1 分布式事务的基本特征和管理目标259

10.7.2 分布式事务的恢复技术259

10.7.3 分布式数据库中的可串行性261

10.8 分布式数据库系统中的并发控制262

10.8.1 基于封锁的并发控制算法262

10.8.2 基于时间戳的并发控制算法263

10.9 异构数据库互连265

10.9.1 异构型DDBMS266

10.9.2 SAG规范和IBM的DRDA266

10.9.3 开放型数据库互连ODBC的结构267

10.9.4 利用信关技术实现异构数据库互连269

习题10270

第11章 数据库技术的新发展271

11.1 传统数据库系统的局限性271

11.2 新一代数据库系统272

11.2.1 面向对象数据库系统宣言272

11.2.2 第三代数据库系统宣言273

11.2.3 数据库技术与相关技术结合形成新型的数据库系统274

11.3 面向对象数据库系统275

11.3.1 面向对象数据库系统概述275

11.3.2 面向对象数据库管理系统OODBMS275

11.3.3 面向对象数据库系统的基本功能和实现途径276

11.4 对象-关系数据库系统277

11.4.1 对象-关系数据库系统的特点277

11.4.2 对象-关系数据库系统实现的方法和途径278

11.5 工程数据库系统278

11.5.1 工程数据库系统的特点278

11.5.2 工程数据库的数据模型279

11.5.3 工程数据库的体系结构281

11.6 并行数据库系统282

11.6.1 并行数据库系统概述282

11.6.2 并行数据库系统结构283

11.6.3 数据划分285

11.6.4 并行算法285

11.6.5 查询优化方法287

11.6.6 并行数据库系统与分布式数据库系统比较288

11.7 主动数据库系统289

11.7.1 主动数据库概述289

11.7.2 主动数据库的模型289

11.7.3 SQL3中规则的表示和执行290

11.7.4 主动数据库管理系统291

11.8 数据仓库(Data Warehouse)293

11.8.1 数据仓库的产生293

11.8.2 数据仓库的概念和结构294

11.8.3 联机分析处理(OLAP)295

11.8.4 OLAP实现技术298

习题11301

参考文献302