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第1部分　基础篇3

第1章　数据库系统导论3

1.1　数据库系统3

1.1.1　数据库系统的产生3

1.1.2　数据库系统的定义4

1.1.3　数据库与信息系统5

1.2　客观世界的数据描述7

1.2.1　信息的三个领域7

1.2.2　如何实现对客观世界的数据描述8

1.2.3　实体集之间的联系9

1.2.4　对客观世界的数据描述举例10

1.2.5　关键字11

1.3　数据的关系模型12

1.3.1　关系模型的基本概念13

1.3.2　关系等价性问题14

1.3.3　关系框架14

1.3.4　基于集合论的关系定义15

1.3.5 同类关系16

1.3.6　关系的广义相等和广义包含16

1.4 习题17

第2章　数据库的概念设计19

2.1　数据库设计导论19

2.1.1　基本设计方法19

2.1.2　数据库建模20

2.1.3　数据库概念设计的表示方法21

2.1.4　数据库概念设计方法22

2.2　数据库概念设计的实体联系模型22

2.2.1 E-R模型的基本结构22

2.2.2　数据库概念设计中的联系24

2.2.3　联系的多向性和联系中的角色24

2.2.4　联系的属性25

2.2.5　把多向联系转换成二元联系26

2.3　对象定义语言27

2.3.1　ODL中的属性28

2.3.2　ODL对联系的描述30

2.3.3　三类联系方式的描述31

2.3.4　关键字32

2.4　关键字、约束和弱实体集33

2.4.1 主关键字33

2.4.2　数据库建模中主关键字的表示34

2.4.3　关于约束35

2.4.4　弱实体集38

2.5　从模型设计到关系设计40

2.5.1　数据库设计的一般方法40

2.5.2　概念设计的基本方法41

2.5.3　从E-R模型到关系的设计41

2.5.4　从ODL设计到关系设计44

2.5.5 E-R和ODL模型向关系模型转换比较51

2.6　数据定义语言53

2.6.1 SQL语言53

2.6.2　SQL支持的数据类型54

2.6.3　基表的定义55

2.6.4　基表模式修改语句59

2.6.5　索引的建立和撤销61

2.7 习题62

第3章　关系运算65

3.1 关系代数65

3.1.1　基础知识65

3.1.2　关系的集合运算67

3.1.3 删除关系中部分数据的运算69

3.1.4　连接关系的运算71

3.1.5　关系代数运算表达式76

3.1.6 改名运算78

3.1.7　基本关系代数运算79

3.2　关系代数运算实现方法讨论80

3.2.1 关系求并、求差和求交运算的实现方法80

3.2.2　选择和投影运算的实现方法82

3.2.3　关系的乘积和连接运算的实现83

3.3　关系演算83

3.3.1　元组关系演算83

3.3.2　元组演算和关系代数运算的等价性85

3.3.3　元组演算举例86

3.3.4　域关系演算87

3.3.5　域演算举例88

3.4　逻辑查询语言89

3.4.1　Datalog中的谓词和原子90

3.4.2　Datalog规则91

3.4.3 用Datalog规则表示五种基本关系代数运算92

3.4.4　关于Datalog规则的讨论95

3.4.5　用Datalog规则表示的运算举例97

3.5　Datalog对递归过程的描述99

3.5.1　一个递归处理的例子100

3.5.2　使用Datalog描述递归运算101

3.5.3　Datalog递归规则中的求反问题104

3.6 习题106

第4章　数据库语言110

4.1　SQL的基本查询结构110

4.1.1 SQL的运算符和影射块111

4.1.2　投影运算113

4.1.3　选择运算114

4.1.4　字符串和日期比较116

4.1.5　字符串模式匹配作为选择条件117

4.1.6 ORDER BY子句118

4.2 连接及其他二目运算的SQL表示方法118

4.2.1　用影射块描述连接运算119

4.2.2　关于复合运算表示方法的讨论120

4.2.3　关于多关系查询的实现121

4.2.4　其他二目运算124

4.2.5　使用集合运算符构造选择条件表达式126

4.2.6　影射块嵌套127

4.2.7　关系的别名129

4.3　基于包的关系运算和查询130

4.3.1　为什么使用包运算130

4.3.2　基于包的求并、求交和求差131

4.3.3　基于包的其他关系运算133

4.3.4　SQL中的一些运算规定134

4.4　聚合函数和分组136

4.4.1 聚合函数136

4.4.2 GROUP BY子句137

4.4.3 HAVING子句139

4.4.4　关于SQL查询语言小结141

4.5　SQL的数据操作语句143

4.5.1　插入元组的语句143

4.5.2　删除元组的语句146

4.5.3　修改元组分量值的语句147

4.6　数据库逻辑结构和视图的定义147

4.6.1　数据库的逻辑结构148

4.6.2　视图的定义149

4.6.3　面向视图的查询处理152

4.6.4　视图的更新问题155

4.6.5　从模式到物理存储的映射157

4.7　递归查询158

4.7.1 SQL3中的递归描述158

4.7.2 WITH语句中定义视图160

4.7.3　求反问题162

4.8 习题164

第5章　查询优化及实现170

5.1　查询优化导论170

5.1.1 问题的提出170

5.1.2　优化的一般方法及策略170

5.2　代数优化基础171

5.2.1　关系代数等价变换规则171

5.2.2　广义包含与广义相等的运算规则174

5.3　查询处理175

5.3.1　查询的实现过程概述175

5.3.2　语法树及其优化算法177

5.4　主要查询操作实现及优化178

5.4.1　选择操作实现方法及优化179

5.4.2　连接操作的实现方法和优化182

5.4.3　投影运算的实现188

5.4.4　集合运算的实现189

5.4.5　组合操作问题191

5.5 习题192

第6章　数据库系统及SQL编程环境193

6.1　数据库系统的逻辑结构193

6.1.1　数据库系统的三级模式结构193

6.1.2　数据库系统的层次转换与映像195

6.2　DBMS的系统结构197

6.2.1　DBMS与环境的集成197

6.2.2　DBMS进程结构199

6.2.3　DBMS的体系结构200

6.3　编程环境中的SQL207

6.3.1　嵌入式SQL综述207

6.3.2　嵌入式SQL与主语言的通信212

6.3.3　带有游标的查询214

6.3.4　防止并发更新的保护措施217

6.4 动态SQL218

6.4.1 直接执行的动态SQL219

6.4.2　带动态参数的动态SQL220

6.4.3　查询类动态SQL220

6.5　存储过程223

6.5.1　什么是存储过程223

6.5.2　创建存储过程225

6.5.3　调用存储过程225

6.6　习题226

第2部分 系统篇231

第7章　数据库的事务管理和并发访问控制231

7.1 事务231

7.1.1 问题的提出231

7.1.2　事务的基本概念232

7.2　数据库恢复系统234

7.2.1　恢复机制234

7.2.2　恢复处理的实现方法238

7.2.3　故障类型及其恢复对策244

7.3　事务执行的并发和控制246

7.3.1　并发控制概述246

7.3.2　并发控制的正确性准则248

7.4　并发控制机制250

7.4.1　基于锁的协议250

7.4.2　多粒度封锁255

7.5　死锁的发现和处理258

7.5.1　死锁的处理258

7.5.2 死锁预防259

7.5.3　死锁检测与恢复259

7.6 习题261

第8章　数据库的约束、触发程序和安全262

8.1 SQL中的主键和外键262

8.1.1 Create Table语句中的完整性约束262

8.1.2　主键、外键和参照完整性263

8.2　对属性值的约束265

8.2.1 CHECK约束265

8.2.2　域约束266

8.2.3 断言266

8.3　约束更新267

8.3.1　数据库的更新267

8.3.2　SQL的约束更新268

8.3.3　SQL触发程序268

8.4　SQL2的安全和授权270

8.4.1 权限271

8.4.2　SQL中的安全性机制272

8.5 习题273

第9章　数据库设计的理论基础275

9.1　关系框架的设计问题275

9.1.1　关系框架的评价275

9.1.2　关系框架的分解276

9.2 函数依赖277

9.2.1 函数依赖的基本概念277

9.2.2　键278

9.3　函数依赖规则279

9.3.1 函数依赖的逻辑蕴含279

9.3.2　阿姆斯特朗公理279

9.3.3　闭包、覆盖和最小覆盖280

9.4　关系数据库模式设计285

9.4.1 2NF285

9.4.2 BCNF286

9.4.3 3NF288

9.4.4　多值依赖与4NF290

9.5 习题294

第10章　对象和对象-关系数据库系统295

10.1　面向对象数据库系统295

10.1.1　ODMG标准295

10.1.2　OODBS的定义296

10.1.3　ODMG2.0标准296

10.2　ODMG对象查询语言300

10.2.1 OQL中的SELECT语句300

10.2.2　OQL表达式的附加格式301

10.2.3　OQL中对象的赋值和建立303

10.3　SQL3概述304

10.3.1　SQL3中的元组对象305

10.3.2　SQL3的抽象数据类型306

10.4 ODL/OQL和SQL3方法的比较309

10.5 习题310

参考文献311