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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SQL 207

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SQL 218

6.4.1 直接执行的动态SQL 219

6.4.2　带动态参数的动态SQL 220

6.4.3　查询类动态SQL 220

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 2NF 285

9.4.2 BCNF 286

9.4.3 3NF 288

9.4.4　多值依赖与4NF 290

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