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第一部分　设计篇3

第1章　步入数据库系统世界3

1.1　概述3

1.1.1　数据库系统应用示例3

1.1.2　数据库系统的作用6

1.1.3　常见的数据库系统8

1.1.4　数据库应用开发过程和数据库开发过程12

1.2　数据库技术的演变15

1.2.1　数据库技术环境的特点15

1.2.2　传统的文件管理阶段16

1.2.3　现代的数据库管理系统阶段17

1.3　数据库系统架构19

1.3.1　数据存储架构19

1.3.2　数据视图管理架构21

1.3.3　数据库应用架构22

1.4　数据库管理系统组件24

1.4.1　数据和元数据24

1.4.2　输入26

1.4.3　查询处理器26

1.4.4　存储管理器27

1.4.5　事务管理器27

1.5　数据库技术的发展趋势28

1.5.1　数据库技术面临的挑战28

1.5.2　数据库技术的发展趋势28

1.6　本章小结30

1.7　思考和练习30

第2章　数据库建模——ER图32

2.1　ER图的基本概念32

2.1.1　实体集和实体集中的属性32

2.1.2　联系集和联系集中的属性36

2.1.3　绘制ER图37

2.2　ER图设计原则41

2.2.1　真实性原则41

2.2.2　避免冗余原则42

2.2.3　简单性原则42

2.2.4　恰当性原则：用实体集还是用属性42

2.2.5　恰当性原则：用实体集还是用联系集43

2.3　对约束建模43

2.3.1 映射约束44

2.3.2　键码约束47

2.3.3　参照完整性约束48

2.3.4　其他类型的约束49

2.4　弱实体集50

2.4.1　弱实体集产生的原因50

2.4.2　对弱实体集的要求51

2.4.3　弱实体集的表示方法52

2.5　ER图的高级技术52

2.5.1　特殊化技术52

2.5.2　概括技术54

2.5.3　属性继承技术54

2.5.4　概括约束设计55

2.5.5　聚集技术56

2.6　本章小结57

2.7　思考和练习57

第3章　数据库建模——IDEF1x图59

3.1　概述59

3.1.1　IDEF方法族简介59

3.1.2　IDEF1x图的概念和特点60

3.2　IDEF1x图的语法和语义61

3.2.1 实体62

3.2.2　连接联系63

3.2.3　分类联系66

3.2.4　非确定联系68

3.2.5　属性69

3.2.6　主键码和次键码71

3.2.7　外键码72

3.3 使用IDEF1x图建立数据库模型的过程74

3.3.1 准备阶段75

3.3.2　定义实体阶段77

3.3.3　定义联系阶段78

3.3.4　定义键码阶段80

3.3.5　定义属性阶段85

3.3.6　文件编制阶段86

3.4　本章小结88

3.5　思考和练习88

第4章　数据库建模——ODL方法89

4.1 概述89

4.1.1　面向对象模型和关系模型比较89

4.1.2　面向对象基本概念90

4.2　ODL的基本结构92

4.2.1　ODL概念92

4.2.2　ODL接口说明93

4.2.3　ODL中的属性94

4.2.4　ODL中的联系95

4.2.5　反向联系的概念96

4.2.6　联系的多重性98

4.2.7　ODL中的类型100

4.2.8　ODL中的方法署名的说明103

4.3　子类和约束105

4.3.1　ODL中的子类105

4.3.2　ODL中的约束109

4.4　本章小结114

4.5　思考和练习114

第5章　关系模型116

5.1　基本概念116

5.2　从ER图到关系模型设计的转换122

5.2.1　ER图和关系模式的比较122

5.2.2　实体集到关系模式的转换122

5.2.3　联系集到关系模式的转换123

5.2.4　弱实体集到关系模式的转换125

5.2.5　ER图中其他元素的转换127

5.2.6　键码的转换128

5.3　从IDEF1x图到关系模型设计的转换129

5.4　从ODL设计到关系模型设计的转换130

5.4.1　ODL设计和关系模式设计的比较130

5.4.2　从ODL属性到关系模式的属性131

5.4.3 ODL设计中非原子属性的转换131

5.4.4　ODL设计中联系的转换135

5.4.5　ODL设计中联系和反向联系问题136

5.4.6　ODL设计中子类结构的转换137

5.5　本章小结138

5.6　思考和练习138

第6章　关系模式的规范化设计141

6.1　概述141

6.1.1　异常问题141

6.1.2　泛关系模式和数据库模式142

6.2　函数依赖143

6.2.1 函数依赖的定义143

6.2.2　函数依赖和键码144

6.2.3　逻辑蕴含145

6.2.4　函数依赖的推理规则146

6.2.5　属性集的闭包147

6.2.6　正则覆盖149

6.3　关系模式的分解149

6.4　关系模式的范式151

6.4.1 第一范式151

6.4.2　BCNF范式152

6.4.3　分解成BCNF模式的算法152

6.4.4　函数依赖的投影154

6.4.5　第三范式154

6.4.6　第二范式156

6.5　多值依赖157

6.5.1　多值依赖的概念157

6.5.2　多值依赖的推理规则158

6.5.3　第四范式158

6.6　范式之间的关系159

6.7　数据库模式的实例160

6.7.1　图书管理数据库模式160

6.7.2　计算机产品信息管理数据库模式162

6.8　本章小结164

6.9　思考和练习164

第二部分　编程篇169

第7章　关系代数基本理论169

7.1 概述169

7.2　关系代数的基本运算170

7.2.1　集合运算170

7.2.2　选择运算173

7.2.3　投影运算174

7.2.4　笛卡尔积运算176

7.2.5　改名运算177

7.3　关系代数的附加运算178

7.3.1 自然连接运算178

7.3.2 θ连接运算179

7.3.3 除法运算181

7.3.4　赋值运算182

7.4　扩充的关系代数运算183

7.4.1　广义投影运算183

7.4.2　外连接运算183

7.4.3　聚集运算185

7.5　关系演算185

7.5.1　元组关系演算186

7.5.2　域关系演算186

7.6　关系代数的更新运算187

7.6.1　插入运算187

7.6.2　删除运算188

7.6.3　更新运算188

7.7　关系代数表达式的优化策略189

7.8　本章小结190

7.9　思考和练习190

第8章　Datalog语言192

8.1　基本概念192

8.1.1　基本结构192

8.1.2　一般规则193

8.1.3　安全规则195

8.1.4　外延谓词和内涵谓词197

8.2　关系代数向Datalog规则的转换197

8.2.1　从集合运算到Datalog规则197

8.2.2　从投影运算到Datalog规则198

8.2.3　从笛卡尔乘积到Datalog规则199

8.2.4　从选择运算到Datalog规则199

8.2.5　从连接运算到Datalog规则201

8.2.6　从多重运算到Datalog规则201

8.3　递归原理202

8.3.1　关系代数存在的问题202

8.3.2　计算最小固定点203

8.3.3 使用Datalog规则表示固定点公式205

8.4　包的运算205

8.4.1　包的意义206

8.4.2　包的关系运算207

8.4.3　包的逻辑运算211

8.5　本章小结211

8.6　思考和练习211

第9章　SQL语言初步213

9.1　概述213

9.2　简单查询语句214

9.2.1　最简单的查询语句215

9.2.2　投影216

9.2.3　选择218

9.2.4　字符串比较221

9.2.5 日期和时间的比较222

9.2.6　排序结果222

9.2.7　副本224

9.3 高级查询语句225

9.3.1　连接查询225

9.3.2　集合查询231

9.3.3　合计查询234

9.3.4　子查询236

9.4　数据库操纵语句238

9.4.1　插入数据239

9.4.2　删除数据240

9.4.3　更新数据240

9.5　数据定义语句241

9.5.1　数据类型和域242

9.5.2　管理表243

9.5.3　默认值245

9.5.4　索引定义246

9.5.5　管理视图246

9.6　递归查询249

9.7　动手练习250

9.8　本章小结251

9.9　思考和练习251

第10章　SQL语言高级功能253

10.1 约束253

10.1.1　键码约束253

10.1.2　外键码约束254

10.1.3　非空约束256

10.1.4　CHECK约束256

10.1.5　断言约束258

10.2　触发器260

10.2.1　触发器的结构260

10.2.2　触发器示例262

10.3　游标262

10.3.1　定义游标262

10.3.2　游标的选项264

10.4 嵌入式SQL语言265

10.4.1　接口和声明265

10.4.2　动态的SQL语句266

10.5　安全控制和权限管理267

10.5.1　权限的类型267

10.5.2　授权和收权268

10.6　动手练习269

10.7　本章小结270

10.8　思考和练习270

第三部分　实现篇275

第11章　索引和散列技术275

11.1 概述275

11.1.1　文件组织方式275

11.1.2　顺序文件组织276

11.1.3　聚集文件组织277

11.2　索引技术278

11.2.1　基本概念278

11.2.2　顺序索引278

11.2.3　B＋树索引文件282

11.3 散列技术283

11.3.1　基本概念283

11.3.2　散列索引284

11.4 Microsoft SQL Server系统中的索引284

11.4.1　索引类型284

11.4.2　创建索引的方法286

11.5　本章小结287

11.6　思考和练习287

第12章　查询处理技术288

12.1　概述288

12.2　查询处理的代价模型290

12.3　单个关系运算的代价估计291

12.3.1　选择运算的代价估计291

12.3.2　连接运算的代价估计292

12.3.3　集合运算的代价估计292

12.4　表达式运算的代价估计293

12.4.1　实体化方法293

12.4.2　流水线方法294

12.5　Microsoff SQL Server系统的查询处理器294

12.5.1　特性概述294

12.5.2　交互式操作296

12.5.3　执行计划296

12.5.4　优化索引298

12.5.5　优化隐藏298

12.6　本章小结300

12.7　思考和练习300

第13章　事务和并发控制301

13.1　事务301

13.1.1　事务的基本概念301

13.1.2　事务的状态变迁图302

13.1.3　事务的并发执行303

13.1.4　事务的一致性级别305

13.2　并发控制306

13.2.1　并发操作带来的问题306

13.2.2　锁306

13.2.3　死锁307

13.3 Microsoft SQL Server系统的事务和锁308

13.3.1　事务的类型308

13.3.2　事务的工作原理309

13.3.3　锁的粒度311

13.3.4　锁的类型314

13.3.5　死锁和死锁的解决方案316

13.4　本章小结317

13.5　思考和练习317

第四部分　提高篇321

第14章　分布式数据库技术321

14.1 概述321

14.2　分布式数据库的概念和特点323

14.2.1　分布式数据库的概念323

14.2.2　分布式数据库的特点324

14.3　分布式数据存储技术326

14.3.1　数据复制326

14.3.2　数据分片327

14.3.3　数据混合存储329

14.4　分布式数据查询技术331

14.4.1　分布式数据查询示例331

14.4.2　基于半连接的优化策略332

14.4.3　基于连接的优化策略333

14.5 Microsoft SQL Server的分布式计算特点333

14.5.1　Microsoft Distributed Transaction Coordinator334

14.5.2　链接服务器334

14.5.3　数据复制334

14.6　本章小结337

14.7　思考和练习338

第15章　数据仓库技术339

15.1　概述339

15.2　数据挖掘和数据中心库341

15.2.1　数据挖掘技术341

15.2.2　数据中心库344

15.3　数据仓库的支持工具345

15.3.1　OLAP服务345

15.3.2　数据转换服务346

15.3.3　PivotTable服务347

15.4　数据仓库的实现步骤347

15.4.1　确定用户需求347

15.4.2　设计和建立数据库348

15.4.3　提取和加载数据350

15.5　数据的粒度、分割和元数据352

15.6　本章小结352

15.7　思考和练习353

第16章　面向对象数据库技术354

16.1　概述354

16.2　面向对象数据库技术架构355

16.2.1　大对象和外部软件356

16.2.2　专用媒体服务器356

16.2.3　对象数据库中间件357

16.2.4　用户定义类型的对象关系DBMS358

16.2.5　面向对象DBMS359

16.3　本章小结360

16.4　思考和练习360

参考文献361