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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4

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8

1.6数据库设计9

1.6.1设计过程9

1.6.2大学机构的数据库设计9

1.6.3实体-联系模型10

1.6.4规范化11

1.7数据存储和查询11

1.7.1存储管理器12

1.7.2查询处理器12

1.8事务管理12

1.9数据库体系结构13

1.9.1客户/服务器系统13

1.9.2并行数据库系统15

1.9.3分布式数据库系统15

1.10数据挖掘与信息检索16

1.11特种数据库16

1.11.1基于对象的数据模型16

1.11.2半结构化数据模型17

1.12数据库用户和管理员17

1.12.1数据库用户和用户界面17

1.12.2数据库管理员17

1.13数据库系统的历史18

1.14总结19

术语回顾20

实践习题20

习题20

工具21

文献注解21

第一部分 关系数据库24

第2章 关系模型介绍24

2.1关系数据库的结构24

2.2数据库模式25

2.3码26

2.4模式图27

2.5关系查询语言28

2.6关系运算29

2.7总结30

术语回顾31

实践习题31

习题32

文献注解32

第3章SQL33

3.1 SQL查询语言概览33

3.2 SQL数据定义34

3.2.1基本类型34

3.2.2基本模式定义34

3.3 SQL查询的基本结构36

3.3.1单关系查询36

3.3.2多关系查询37

3.3.3自然连接40

3.4附加的基本运算42

3.4.1更名运算42

3.4.2字符串运算43

3.4.3 select子句中的属性说明44

3.4.4排列元组的显示次序44

3.4.5 where子句谓词44

3.5集合运算45

3.5.1并运算45

3.5.2交运算46

3.5.3差运算46

3.6空值47

3.7聚集函数48

3.7.1基本聚集48

3.7.2分组聚集48

3.7.3 having子句49

3.7.4对空值和布尔值的聚集50

3.8嵌套子查询50

3.8.1集合成员资格51

3.8.2集合的比较51

3.8.3空关系测试52

3.8.4重复元组存在性测试53

3.8.5 from子句中的子查询54

3.8.6 with子句55

3.8.7标量子查询55

3.9数据库的修改56

3.9.1删除56

3.9.2插入57

3.9.3更新58

3.10总结59

术语回顾60

实践习题60

习题62

工具63

文献注解63

第4章 中级SQL65

4.1连接表达式65

4.1.1连接条件65

4.1.2外连接66

4.1.3连接类型和条件69

4.2视图69

4.2.1视图定义70

4.2.2 SQL查询中使用视图70

4.2.3物化视图71

4.2.4视图更新71

4.3事务73

4.4完整性约束73

4.4.1单个关系上的约束74

4.4.2 not null约束74

4.4.3 unique约束74

4.4.4 check子句74

4.4.5参照完整性75

4.4.6事务中对完整性约束的违反76

4.4.7复杂check条件与断言77

4.5 SQL的数据类型与模式78

4.5.1 SQL中的日期和时间类型78

4.5.2默认值79

4.5.3创建索引79

4.5.4大对象类型79

4.5.5用户定义的类型80

4.5.6 create table的扩展81

4.5.7模式、目录与环境81

4.6授权82

4.6.1权限的授予与收回82

4.6.2角色83

4.6.3视图的授权84

4.6.4模式的授权85

4.6.5权限的转移85

4.6.6权限的收回85

4.7总结86

术语回顾87

实践习题87

习题88

文献注解89

第5章 高级SQL90

5.1使用程序设计语言访问数据库90

5.1.1 JDBC91

5.1.2 ODBC95

5.1.3嵌入式SQL97

5.2函数和过程99

5.2.1声明和调用SQL函数和过程100

5.2.2支持过程和函数的语言构造101

5.2.3外部语言过程103

5.3触发器104

5.3.1对触发器的需求104

5.3.2 SQL中的触发器104

5.3.3何时不用触发器107

5.4递归查询108

5.4.1用迭代来计算传递闭包108

5.4.2 SQL中的递归109

5.5高级聚集特性??111

5.5.1排名111

5.5.2分窗112

5.6 OLAP114

5.6.1联机分析处理114

5.6.2交叉表与关系表116

5.6.3 SQL中的OLAP118

5.7总结120

术语回顾120

实践习题121

习题122

工具123

文献注解123

第6章 形式化关系查询语言125

6.1关系代数125

6.1.1基本运算125

6.1.2关系代数的形式化定义130

6.1.3附加的关系代数运算131

6.1.4扩展的关系代数运算134

6.2元组关系演算137

6.2.1查询示例137

6.2.2形式化定义139

6.2.3表达式的安全性139

6.2.4语言的表达能力140

6.3域关系演算140

6.3.1形式化定义140

6.3.2查询的例子140

6.3.3表达式的安全性141

6.3.4语言的表达能力142

6.4总结142

术语回顾142

实践习题142

习题144

文献注解145

第二部分 数据库设计148

第7章 数据库设计和E-R模型148

7.1设计过程概览148

7.1.1设计阶段148

7.1.2设计选择149

7.2实体-联系模型150

7.2.1实体集150

7.2.2联系集150

7.2.3属性152

7.3约束153

7.3.1映射基数154

7.3.2参与约束154

7.3.3码155

7.4从实体集中删除冗余属性155

7.5实体-联系图157

7.5.1基本结构157

7.5.2映射基数158

7.5.3复杂的属性158

7.5.4角色159

7.5.5非二元的联系集159

7.5.6弱实体集159

7.5.7大学的E-R图161

7.6转换为关系模式161

7.6.1具有简单属性的强实体集的表示162

7.6.2具有复杂属性的强实体集的表示162

7.6.3弱实体集的表示163

7.6.4联系集的表示163

7.7实体-联系设计问题165

7.7.1用实体集还是用属性165

7.7.2用实体集还是用联系集166

7.7.3二元还是n元联系集167

7.7.4联系属性的布局167

7.8扩展的E-R特性168

7.8.1特化168

7.8.2概化169

7.8.3属性继承170

7.8.4概化上的约束170

7.8.5聚集171

7.8.6转换为关系模式172

7.9数据建模的其他表示法173

7.9.1 E-R图的其他表示法173

7.9.2统一建模语言UML175

7.10数据库设计的其他方面176

7.10.1数据约束和关系数据库设计176

7.10.2使用需求：查询、性能177

7.10.3授权需求177

7.10.4数据流、工作流177

7.10.5数据库设计的其他问题178

7.11总结178

术语回顾179

实践习题179

习题181

工具182

文献注解182

第8章 关系数据库设计183

8.1好的关系设计的特点183

8.1.1设计选择：更大的模式183

8.1.2设计选择：更小的模式184

8.2原子域和第一范式185

8.3使用函数依赖进行分解186

8.3.1码和函数依赖187

8.3.2 Boyce-Codd范式188

8.3.3 BCNF和保持依赖189

8.3.4第三范式190

8.3.5更高的范式191

8.4函数依赖理论191

8.4.1函数依赖集的闭包191

8.4.2属性集的闭包193

8.4.3正则覆盖193

8.4.4无损分解195

8.4.5保持依赖196

8.5分解算法197

8.5.1 BCNF分解197

8.5.2 3 NF分解199

8.5.3 3 NF算法的正确性200

8.5.4 BCNF和3NF的比较200

8.6使用多值依赖的分解201

8.6.1多值依赖201

8.6.2第四范式203

8.6.3 4NF分解203

8.7更多的范式204

8.8数据库设计过程204

8.8.1 E-R模型和规范化204

8.8.2属性和联系的命名205

8.8.3为了性能去规范化205

8.8.4其他设计问题206

8.9时态数据建模206

8.10总结208

术语回顾208

实践习题208

习题210

文献注解211

第9章 应用设计和开发212

9.1应用程序和用户界面212

9.2 Web基础213

9.2.1统一资源定位符213

9.2.2超文本标记语言213

9.2.3 Web服务器和会话215

9.3 servlet和JSP216

9.3.1一个servlet的例子217

9.3.2 servlet会话218

9.3.3 servlet的生命周期218

9.3.4 servlet支持218

9.3.5服务器端脚本219

9.3.6客户端脚本220

9.4应用架构221

9.4.1业务逻辑层222

9.4.2数据访问层和对象-关系映射222

9.4.3 Web服务224

9.4.4断连操作224

9.5快速应用开发224

9.5.1构建用户界面的工具225

9.5.2 Web应用框架226

9.5.3报表生成器226

9.6应用程序性能227

9.6.1利用缓存减少开销227

9.6.2并行处理228

9.7应用程序安全性228

9.7.1 SQL注入228

9.7.2跨站点脚本和请求伪造229

9.7.3密码泄露229

9.7.4应用程序认证230

9.7.5应用级授权231

9.7.6审计追踪232

9.7.7隐私232

9.8加密及其应用233

9.8.1加密技术233

9.8.2数据库中的加密支持234

9.8.3加密和认证235

9.9总结236

术语回顾237

实践习题237

习题238

项目建议239

工具241

文献注解241

第三部分 数据存储、查询和事务管理244

第10章 数据存储和数据存取244

10.1物理存储介质概述244

10.2磁盘和闪存246

10.2.1磁盘的物理特性246

10.2.2磁盘性能的度量247

10.2.3磁盘块访问的优化248

10.2.4快闪存储250

10.3文件和记录的组织250

10.3.1文件组织250

10.3.2文件中记录的组织252

10.4数据字典存储253

10.5数据库缓冲区254

10.5.1缓冲区管理器254

10.5.2缓冲区替换策略255

10.6索引的基本概念256

10.7顺序索引257

10.7.1稠密索引和稀疏索引257

10.7.2多级索引259

10.7.3辅助索引260

10.7.4多码上的索引261

10.8 B+树索引文件261

10.8.1 B+树的结构261

10.8.2 B+树的查询263

10.8.3 B+树的更新265

10.8.4不唯一的搜索码270

10.8.5 B+树更新的复杂性270

10.9散列文件组织和散列索引270

10.9.1散列函数271

10.9.2桶溢出处理272

10.9.3散列索引273

10.9.4动态散列273

10.9.5顺序索引和散列的比较274

10.10 SQL中的索引定义275

10.11总结276

术语回顾277

实践习题277

习题278

文献注解278

第11章 查询处理和查询优化280

11.1概述280

11.2查询代价的度量281

11.3关系代数运算的执行282

11.3.1选择运算282

11.3.2连接运算284

11.4表达式计算290

11.4.1物化290

11.4.2流水线291

11.5查询优化292

11.5.1查询优化概述292

11.5.2关系表达式的转换294

11.5.3表达式结果集统计大小的估计297

11.5.4执行计划选择301

11.6总结303

术语回顾304

实践习题305

习题306

文献注解306

第12章 事务管理308

12.1事务概念308

12.2事务原子性和持久性310

12.3事务隔离性312

12.4可串行化314

12.5可恢复性315

12.5.1可恢复调度316

12.5.2无级联调度316

12.5.3事务隔离性级别316

12.6并发控制317

12.6.1基于锁的协议317

12.6.2基于时间戳的协议322

12.6.3基于有效性检查的协议323

12.7恢复系统323

12.7.1故障分类324

12.7.2数据访问324

12.7.3恢复与原子性325

12.8总结330

术语回顾331

实践习题332

习题333

文献注解334

第四部分 高级话题336

第13章 数据仓库与数据挖掘336

13.1决策支持系统336

13.2数据仓库337

13.2.1数据仓库成分337

13.2.2数据仓库模式338

13.2.3面向列的存储339

13.3数据挖掘339

13.3.1分类340

13.3.2关联规则341

13.3.3聚类342

13.3.4其他类型的数据挖掘343

13.4总结344

术语回顾344

实践习题344

习题345

工具345

文献注解345

第14章 基于对象的数据库347

14.1概述347

14.2复杂数据类型347

14.3 SQL中的结构类型和继承349

14.3.1结构类型349

14.3.2类型继承351

14.4表继承352

14.5 SQL中的数组和多重集合类型353

14.5.1创建和访问集合体值354

14.5.2查询以集合体为值的属性354

14.5.3嵌套和解除嵌套355

14.6 SQL中的对象标识和引用类型356

14.7 O-R特性的实现357

14.8持久化程序设计语言358

14.8.1对象的持久化359

14.8.2对象标识和指针359

14.8.3持久对象的存储和访问360

14.8.4持久化C++++系统360

14.8.5持久化Java系统361

14.9对象-关系映射363

14.10面向对象与对象-关系363

14.11总结364

术语回顾364

实践习题364

习题365

工具366

文献注解366

第15章XML367

15.1动机367

15.2 XML数据结构369

15.3 XML文档模式372

15.3.1文档类型定义372

15.3.2 XML Schema374

15.4查询和转换377

15.4.1 XML树模型377

15.4.2 XPath377

15.4.3 XQuery379

15.5 XML应用程序接口382

15.6 XML数据存储383

15.6.1非关系的数据存储383

15.6.2关系数据库384

15.6.3 SQL/XML386

15.7 XML应用387

15.7.1存储复杂结构数据387

15.7.2标准化数据交换格式387

15.7.3 Web服务388

15.7.4数据中介388

15.8总结389

术语回顾389

实践习题390

习题391

工具391

文献注解392

第16章 高级应用开发393

16.1性能调整393

16.1.1提高面向集合的特性393

16.1.2批量加载和更新的调整394

16.1.3瓶颈位置395

16.1.4可调参数396

16.1.5硬件调整397

16.1.6模式调整398

16.1.7索引调整398

16.1.8使用物化视图399

16.1.9物理设计的自动调整399

16.1.10并发事务调整400

16.1.11性能模拟401

16.2性能基准程序402

16.2.1任务集402

16.2.2数据库应用类型402

16.2.3 TPC基准程序403

16.3应用系统开发的其他问题404

16.3.1应用系统测试404

16.3.2应用系统移植405

16.4标准化405

16.4.1 SQL标准406

16.4.2数据库连接标准406

16.4.3对象数据库标准407

16.4.4基于XML的标准407

16.5总结408

术语回顾408

实践习题409

习题409

文献注解410

参考文献411