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第1章 数据库系统概述1

1.1 引言1

1.1.1 数据管理技术的发展1

1.1.2 数据库技术的基本概念4

1.2 数据描述5

1.2.1 数据与信息5

1.2.2 现实世界的数据描述6

1.2.3 数据之间的联系7

1.3 实体-联系模型8

1.3.1 实体-联系模型的基本要素8

1.3.2 实体-联系图10

1.3.3 实体和属性的确定准则11

1.3.4 实体-联系模型设计中的一些特殊情况12

1.4 数据模型17

1.4.1 层次模型17

1.4.2 网状模型18

1.5 关系模型20

1.5.1 关系模型的基本概念20

1.5.2 关系的定义22

1.5.3 关系的键23

1.5.4 实体-联系模型向关系模型的转换23

1.6 数据库的结构25

1.6.1 数据库的三级模式结构25

1.6.2 概念模式26

1.6.3 外模式27

1.6.4 内模式28

1.6.5 数据库的体系结构28

1.7 数据语言30

1.7.1 数据描述语言30

1.7.2 数据操作语言30

1.7.3 宿主系统30

1.7.4 应用程序31

习题131

第2章 关系运算33

2.1 关系代数33

2.1.1 关系代数的五种基本运算33

2.1.2 可以用五种基本运算表示的其它代数运算35

2.1.3 扩充的关系代数运算39

2.1.4 关系代数运算在关系数据库查询操作中的应用41

2.2 关系演算43

2.2.1 元组关系演算43

2.2.2 域关系演算48

2.3 三种关系运算表达能力的等价性50

2.3.1 关系代数表达式与元组演算表达式的等价性50

2.3.2 元组演算表达式与域演算表达式的等价性53

2.3.3 域演算表达式与关系代数表达式的等价性53

2.4 基于关系运算的关系数据库语言简介57

2.4.1 基于关系代数的语言ISBL57

2.4.2 基于域演算的语言QBE58

2.4.3 SQL语言60

习题260

第3章 关系数据库语言SQL63

3.1 表的基本操作63

3.1.1 表的定义、修改与撤消63

3.1.2 数据的插入、修改、删除、提交与撤消68

3.2 SQL的数据查询71

3.2.1 简单查询71

3.2.2 SQL语言中的常用函数及其使用方式76

3.2.3 SQL高级查询技术80

3.3 SQL的视图操作86

3.3.1 视图的概念86

3.3.2 视图的定义87

3.3.3 在视图上进行查询操作88

3.3.4 在视图上进行数据更新88

3.3.5 视图的撤消88

3.3.6 用户视图对数据库系统设计和系统性能带来的影响89

3.4 SQL的数据更新89

3.4.1 数据插入操作89

3.4.2 数据更新操作90

3.5 嵌入式SQL91

3.5.1 嵌入式SQL的概念91

3.5.2 嵌式SQL遇到的问题91

3.5.3 嵌入式SQL的实现92

3.5.4 SQL语句的嵌入形式92

3.5.5 宿主程序的组成与结构92

3.5.6 数据更新及其嵌入式SQL应用程序设计97

3.5.7 数据查询及其嵌入式SQL应用程序设计99

3.5.8 动态嵌入式SQL技术102

习题3107

第4章 改善数据库的查询性能109

4.1 改善数据库查询性能的途径109

4.2 索引技术110

4.2.1 索引的概念110

4.2.2 线性索引111

4.2.3 B-树112

4.2.4 B+树114

4.2.5 SQL语言中的索引及其操作118

4.3 查询优化120

4.3.1 查询优化问题的提出120

4.3.2 优化的一般策略122

4.3.3 关系代数表达式的等价变换规则122

4.3.4 关系表达式的优化算法124

习题4128

第5章 关系数据库设计理论129

5.1 关系模式设计中的问题129

5.1.1 泛关系与数据库模式129

5.1.2 关系模式的操作异常130

5.2 函数依赖131

5.2.1 函数依赖的定义131

5.2.2 函数依赖的逻辑蕴涵132

5.2.3 键133

5.2.4 关系的约束与关系的表示134

5.3 函数依赖的公理体系134

5.3.1 Armstrong公理134

5.3.2 公理的推论135

5.3.3 公理的完备性136

5.3.4 闭包的计算137

5.3.5 函数依赖集的等价与覆盖139

5.3.6 最小函数依赖集139

5.4 关系模式的分解141

5.4.1 关系模式分解的概念141

5.4.2 无损联接分解142

5.4.3 保持依赖的分解148

5.5 关系模式的规范化149

5.5.1 第一范式(1NF)149

5.5.2 第二范式(2NF)150

5.5.3 第三范式(3NF)151

5.5.4 鲍依斯-柯德范式(BCNF)152

5.5.5 向3NF的模式分解算法153

5.5.6 向BCNF的模式分解算法156

5.6 多值依赖与第四范式158

5.6.1 多值依赖的定义158

5.6.2 多值依赖的公理体系160

5.6.3 多值依赖公理的推论160

5.6.4 依赖基161

5.6.5 无损联接162

5.6.6 第四范式162

5.7 联接依赖与第五范式163

习题5165

第6章 数据库管理系统168

6.1 数据库系统的视图级别与数据库管理员168

6.2 DBMS的功能170

6.2.1 DBMS的基本功能170

6.2.2 数据字典与数据字典系统170

6.3 DBMS的组成173

6.3.1 DBMS的组成模块173

6.3.2 DBMS的层次结构175

6.4 DBMS与OS的关系177

6.4.1 DBMS的存取控制及其与OS的关系177

6.4.2 DBMS的进程结构178

6.5 访问数据库数据的过程179

6.6 关系型DBMS的十二条准则180

6.6.1 RDBMS的十二条准则180

6.6.2 RDBMS产品的发展181

习题6182

第7章 数据库的保护、控制与实现技术183

7.1 事务183

7.1.1 事务的概念及其特性183

7.1.2 事务的提交与回退184

7.2 数据库的安全性185

7.2.1 对数据库安全的威胁186

7.2.2 DBMS的安全性级别与评估标准187

7.2.3 数据库安全控制189

7.2.4 视图机制194

7.2.5 审计195

7.2.6 数据加密196

7.3 数据库的完整性196

7.3.1 完整性约束条件197

7.3.2 完整性控制200

7.3.3 ORACLE完整性控制202

7.4 数据库恢复206

7.4.1 数据库的故障分类206

7.4.2 数据库的基本恢复方式207

7.4.3 恢复策略209

7.4.4 具有检查点的恢复技术210

7.4.5 数据库镜像212

7.5 并发控制213

7.5.1 数据库并发操作带来的数据不一致性问题213

7.5.2 锁215

7.5.3 锁协议216

7.5.4 活锁和死锁217

7.5.5 并发调度的可串行性218

7.5.6 两段锁协议219

7.5.7 锁的粒度220

习题7222

第8章 数据库应用系统设计224

8.1 数据库应用系统设计概述224

8.2 数据库设计规划226

8.3 用户需求分析227

8.3.1 用户需求分析过程227

8.3.2 数据流图229

8.3.3 数据字典229

8.4 概念结构设计231

8.4.1 概念结构设计的步骤和方法231

8.4.2 E-R模型的操作233

8.5 逻辑结构设计235

8.5.1 E-R图向关系模型的转换236

8.5.2 关系数据模型的规范化设计237

8.5.3 关系数据模型的优化238

8.6 物理结构设计238

8.6.1 ORACLE数据库的存储结构238

8.6.2 ORACLE数据库的组织方式241

8.6.3 ORACLE数据库的存储空间管理243

8.6.4 数据库物理存储结构的设计245

8.7 数据库物理存储模式创建247

8.8 数据库应用行为设计247

8.9 数据库的运行与系统维护249

习题8249

第9章 高等数据库体系结构与访问技术251

9.1 数据库体系结构的发展251

9.1.1 主机-终端结构的数据库系统251

9.1.2 客户机/服务器结构的数据库系统251

9.1.3 浏览器/服务器结构的数据库系统253

9.2 客户机/服务器结构的数据库系统253

9.2.1 客户机/服务器结构的组成253

9.2.2 客户机/服务器结构中的服务器类型253

9.2.3 客户机/服务器结构数据库系统的组成与实现思想254

9.2.4 客户机与数据库服务器的连接与内部结构255

9.2.5 两层客户机/服务器结构数据库系统的优点及存在的问题255

9.2.6 三层客户机/服务器结构的数据库系统257

9.3 浏览器/服务器结构的数据库系统258

9.3.1 三层浏览器/服务器结构的数据库系统258

9.3.2 多层浏览器/服务器结构的数据库系统259

9.3.3 浏览器/服务器结构数据库系统的优点259

9.4 数据库访问接口260

9.4.1 问题的提出260

9.4.2 ODBC的组成与结构260

9.4.3 ODBC的接口函数262

9.4.4 ODBC的基本工作流程263

习题9263

第10章 分布式数据库系统265

10.1 分布式数据库系统概述265

10.1.1 分布式数据库系统的定义及其理论基础265

10.1.2 分布式数据库系统的特点266

10.1.3 分布式数据库系统得以发展的技术和应用背景267

10.1.4 分布式数据库系统的分类268

10.1.5 分布式数据库系统的目标268

10.1.6 分布式数据库管理系统的组成269

10.1.7 分布式数据库系统的参考体系结构270

10.2 分布式查询及优化272

10.2.1 数据分片272

10.2.2 数据分配273

10.2.3 全局查询到片段查询的转换274

10.2.4 分布式查询策略的重要性及分布查询处理步骤278

10.2.5 基于半联接的分布式查询优化策略279

10.3 分布式并发控制、恢复及安全性280

10.3.1 分布式事务与两阶段提交协议280

10.3.2 分布式并发控制的主要技术283

10.4 分布式数据库系统应用程序设计287

10.4.1 分布式数据库系统的体系结构287

10.4.2 分布式数据库系统的设计方法288

10.4.3 分布式数据库系统与Client/Server体系结构289

10.4.4 客户/服务器结构分布式数据库应用程序开发策略290

10.4.5 多层分布式结构技术290

10.5 分布式数据库系统存在的问题及发展展望292

习题10293

第11章 数据库技术的新发展295

11.1 数据库新技术的研究与发展295

11.1.1 新应用领域对数据库技术的需求295

11.1.2 关系数据库系统的局限性296

11.1.3 数据库技术的新发展297

11.2 面向对象数据库系统298

11.2.1 对象的逻辑结构298

11.2.2 对象间的限制和联系298

11.2.3 面向对象数据库管理系统的基本要求299

11.2.4 面向对象数据库管理系统的组成300

11.2.5 面向对象数据库系统的实现途径301

11.2.6 面向对象数据库系统的优越性302

11.3 多媒体数据库302

11.3.1 多媒体数据处理和数据管理的新技术要求302

11.3.2 多媒体数据库管理系统的组织结构303

11.3.3 多媒体数据库的研究现状和有待进一步研究的技术问题304

11.4 主动数据库305

11.4.1 主动数据库的知识模型305

11.4.2 主动数据库系统的组成306

11.4.3 主动数据库管理系统的功能307

11.4.4 主动数据库的实现307

11.4.5 事件知识库的实现308

11.4.6 事件监视器的实现308

11.4.7 主动数据库系统的现状和有待进一步研究的问题308

11.5 数据仓库技术309

11.5.1 数据仓库技术的基本思想309

11.5.2 数据仓库的数据组织309

11.5.3 数据仓库的体系结构310

11.5.4 数据仓库的基本特征313

习题11314

参考文献315