数据库系统原理 第2版PDF电子书下载

第1章　数据库系统概述 2

1.1　数据库、数据库管理系统和数据库系统 2

第1篇　基础篇 2

1.2　数据库系统的特点与功能 4

1.2.1　信息完整、功能通用 4

1.2.2　程序与数据独立 5

1.2.3　数据抽象 5

1.2.4　支持数据的不同视图 6

1.2.5　控制数据冗余 6

1.2.6　支持数据共享 6

1.2.9　表示数据之间的复杂联系 7

1.2.10　完整性约束 7

1.2.8　提供多种用户界面 7

1.2.7　限制非授权的存取 7

1.2.11　数据恢复 8

1.3　数据库系统的用户 8

1.3.1　数据库管理员 8

1.3.2　数据库设计者 8

1.3.3　最终用户 9

1.3.4　系统分析员和应用程序员 9

1.3.5　与数据库系统有关的其他人员 9

1.4　数据抽象 10

1.4.1　数据抽象与数据库的三种模式 10

1.5　数据模型 11

1.4.2　数据独立性 11

1.5.1　基于对象的数据模型 12

1.5.2　基于记录的数据模型 13

1.5.3　物理数据模型 14

1.5.4　数据库模式和数据库实例 15

1.6　数据库语言 15

1.7　数据库管理系统的结构 16

1.8　数据库技术的发展 17

1.8.1　第一代数据库系统 17

1.8.2　第二代数据库系统 18

1.8.3　第三代数据库系统 18

习题1 19

1.8.4　Internet时代的数据库技术 19

本章参考文献 20

第2章　关系数据库系统 21

2.1　关系数据模型 21

2.1.1　数据结构 21

2.1.2　完整性约束规则 23

2.2　关系运算 24

2.2.1　关系代数 24

2.2.2　元组关系演算 27

2.2.3　域关系演算 28

2.3　关系运算的安全性 28

2.4　关系代数、元组关系演算、域关系演算的等价性 30

2.5　关系数据库查询语言 33

2.5.1　ISBL语言 34

2.5.2　QUEL语言 35

2.5.3　QBE语言 38

2.6　标准关系数据库查询语言SQL 43

2.6.1　数据定义 44

2.6.2　数据查询 45

2.6.3　数据更新 48

2.6.4　视图定义 50

2.6.5　安全性机制 50

2.6.6　嵌入式SQL语言 51

习题2 54

本章参考文献 55

第3章　数据库的安全性与完整性 57

3.1　安全性 57

3.1.1　数据库安全性与数据库管理员 58

3.1.2　系统保护机制 58

3.1.3　授权机制 59

3.1.4　统计数据库的安全性 60

3.1.5　数据库加密技术 61

3.1.6　数据库操作跟踪审计 63

3.2　完整性 63

3.2.1　完整性约束的类型 63

3.2.2　显式约束的定义 64

本章参考文献 66

3.2.3　完整性约束的验证 66

习题3 66

第2篇　设计篇 70

第4章　数据库设计概述与需求分析 70

4.1　数据库的设计概述 70

4.1.1　数据库的设计问题 70

4.1.2　数据库的生命周期 70

4.1.3　数据库的设计过程 70

4.2　需求分析 71

4.2.1　应用领域的调查分析 71

4.2.2　定义数据库系统支持的信息与应用 73

4.2.3　定义数据库操作任务 73

4.2.4　定义数据项 74

4.2.5　预测现行系统的未来改变 75

习题4 75

本章参考文献 76

第5章　概念数据库设计 77

5.1　概述 77

5.2　实体联系模型 77

5.2.1　实体和属性 77

5.2.2　实体型、键属性和属性的值域 78

5.2.3　数据库实例 79

5.2.4　实体间的联系 79

5.2.5　弱实体 81

5.2.6　实体联系图 82

5.3　扩展的实体联系模型 83

5.3.1　子类、超类、演绎和归纳 83

5.3.2　演绎和归纳的性质 84

5.3.3　范畴与范畴化 86

5.3.4　EER图 86

5.4　概念设计的方法与策略 87

5.4.1　概念设计的方法 87

5.4.2　概念设计的策略 87

5.5　视图综合设计方法 88

5.5.1　局部概念模式设计 88

5.5.2　全局概念模式合成 89

5.6　事务的设计 90

习题5 90

本章参考文献 91

第6章　逻辑数据库设计 93

6.1　形成初始关系数据库模式 93

6.2　关系数据库设计理论 96

6.2.1 问题的提出 96

6.2.2　函数依赖 97

6.2.3　数据依赖的公理系统 98

6.2.4　关系模式的规范形式 101

6.2.5　多值依赖与第四范式 103

6.3　关系模式规范化方法 106

6.2.6　连接依赖与第五范式 106

6.3.1　无损连接性和函数依赖保持性 107

6.3.2　关系模式分解算法 111

6.4　关系模式的优化 114

6.5　完整性和安全性约束的定义 115

6.6　逻辑数据库的性能估计 115

习题6 115

本章参考文献 117

第7章　物理数据库设计 119

7.1　影响物理数据库设计的因素分析 119

7.2.1　索引存取方法的选择 120

7.2.2　Hash存取方法的选择 120

7.2　为关系模式选择存取方法 120

7.2.3　聚集存取方法的选择 121

7.3　物理存储结构的设计 121

习题7 123

本章参考文献 123

第3篇　实现篇 126

第8章　物理存储结构 126

8.1　数据库存储设备 126

8.1.1　磁盘存储器 126

8.1.2　磁盘缓冲处理技术 127

8.1.3　磁盘的调度策略 128

8.1.4　磁盘容错技术 128

8.1.5　第三级存储器 132

8.2　文件和文件记录 139

8.3　无序文件 141

8.4　有序文件 141

8.5　Hash文件 142

8.5.1　简单Hash方法 142

8.5.2　动态Hash方法 144

8.5.3　可扩展的Hash方法 145

8.6　索引文件 146

8.6.1　主索引 146

8.6.2　聚集索引 148

8.6.3　辅助索引 148

8.6.4　多级索引 150

8.7　B树与B＋树索引结构 151

8.7.1　索引树结构 152

8.7.2　B树索引结构 152

8.7.3　B＋树索引结构 154

8.8　多维索引 158

8.8.1　栅格文件 159

8.8.2　KD树 160

8.8.3　R树 163

8.8.4　位图索引 166

习题8 167

本章参考文献 168

9.2　数据库管理系统软件模块对数据字典的存取 172

9.1　关系数据库管理系统的数据字典 172

第9章　数据库管理系统的数据字典 172

习题9 173

第10章　关系代数操作的实现算法 174

10.1　查询处理的过程 174

10.2　选择操作的实现算法 175

10.3　笛卡儿积的实现算法 176

10.4　连接操作的实现算法 177

10.5　投影操作的实现算法 181

10.6　集合的并、交、差的实现算法 182

习题10 183

本章参考文献 184

11.1 问题的提出 186

第11章　查询优化技术 186

11.2　启发式关系代数优化方法 187

11.2.1　关系代数等价变换规律 187

11.2.2　启发式代数优化规则 189

11.2.3　启发式代数优化算法 189

11.3　启发式关系演算优化方法 192

11.3.1 多重自然连接的优化处理 193

11.3.2　查询的超图表示 194

11.3.3　超图消解算法 194

11.4　基于复杂性估计的查询优化方法 202

11.5　语义查询优化方法 205

11.6　查询优化的遗传算法 206

本章参考文献 210

习题11 210

第12章　事务处理技术之一：并发控制技术 214

12.1　并发控制概述 214

12.1.1　单用户和多用户数据库系统 214

12.1.2　并发控制的必要性 214

12.2　事务模型 216

12.2.1　事务中的读写操作 216

12.2.2　事务的原子性 216

12.2.3　事务的状态 217

12.3　事务调度与可串行性 218

12.3.1　事务的调度 218

12.2.4　事务的性质 218

12.3.2　调度的可串行性 220

12.3.3　调度的可串行性测试 223

12.4　基于锁的并发控制协议 227

12.4.1　锁的概念 227

12.4.2　两段锁协议 229

12.4.3　数据库图协议 230

12.5　时间印协议 232

12.6　其他并发控制技术 234

12.6.1　实现并发控制的验证技术 234

12.6.2　多版本并发控制技术 235

12.6.3　多种并发控制的粒度 235

12.7.1　删除操作对并发控制的影响 237

12.7　插入和删除操作 237

12.7.3　插入元组现象 238

12.7.2　插入操作对并发控制的影响 238

习题12 239

本章参考文献 240

第13章 事务处理技术之二：数据库恢复技术 242

13.1　数据库恢复的必要性 242

13.2　使用日志的数据库恢复技术 243

13.2.1　数据库系统日志 243

13.2.2　推迟更新技术 244

13.2.3　即时更新技术 246

13.3.2　数据库缓冲技术 248

13.3　缓冲技术 248

13.3.1 日志缓冲技术 248

13.4　检测点 249

13.5　影子页面技术 250

13.6　永久存储器中信息丢失后的数据库恢复 251

13.7　数据库恢复与并发控制技术的结合 252

13.7.1　事务的嵌套撤销 252

13.7.2　调度的可恢复性 253

习题13 253

本章参考文献 254

14.1　死锁处理 256

14.1.1　预防死锁协议 256

第14章　其他事务处理技术 256

14.1.2　死锁的检测和恢复技术 257

14.2　高性能事务处理系统 258

14.2.1　主存数据库 258

14.2.2　事务的成批提交技术 258

14.3　长事务处理技术 259

14.3.1 可串行性概念不适于长事务处理 259

14.3.2　嵌套事务技术 260

14.3.3　补救事务技术 260

14.3.4　实时数据库系统 261

习题14 261

本章参考文献 261

15.1　新一代数据库应用 265

15.1.1　工程设计与制造 265

第4篇　专题篇 265

第15章　新一代数据库系统及应用 265

15.1.2　办公自动化系统 266

15.1.3　决策支持系统 268

15.1.4　科学与统计数据管理 268

15.1.5　异构多数据库应用 268

15.1.6　人工智能应用 269

15.1.7　其他的新一代数据库应用 271

15.2　新一代数据库系统的特点和热点问题 274

15.3　新一代数据库系统 277

本章参考文献 278

习题15 278

第16章　扩展的关系数据库系统 280

16.1　基于逻辑的关系数据库系统 280

16.1.1　逻辑数据模型 280

16.1.2　查询的计算策略 282

16.1.3　查询结构 283

16.1.4　否定 284

16.1.5　非递归查询 285

16.1.6　递归查询 286

16.2　基于嵌套关系模型的关系数据库系统 288

16.2.1　文档检索实例 288

16.2.2　嵌套关系模式的定义 289

16.2.3　嵌套关系查询语言 290

16.3　专家数据库系统 293

习题16 294

本章参考文献 294

第17章　面向对象与对象关系数据库系统 297

17.1　面向对象程序设计方法 297

17.2　面向对象数据模型 298

17.2.1　对象的结构 298

17.2.2　类和类层次 298

17.2.3　多重继承性 300

17.2.4　对象的标识 301

17.2.5　对象的嵌套 302

17.4　面向对象数据库的查询 303

17.3　面向对象数据库的物理组织 303

17.5　面向对象数据库模式的修改 304

习题17 305

本章参考文献 305

第18章　分布式数据库系统 307

18.1　概述 307

18.1.1　计算机网络 307

18.1.2　分布式数据库和分布式数据库系统 308

18.1.3　分布式数据库的结构 310

18.2　分布式数据库设计 310

18.2.1　数据的重复存储 311

18.2.2　数据的分片存储 311

18.2.3　数据的组合存储 313

18.2.4　命名和局部自治性 314

18.3　分布式数据库查询处理 314

18.3.1　分布式数据库管理系统概述 314

18.3.2　分布式查询处理 315

18.4　分布式数据库系统中的事务处理 317

18.4.1　分布式事务处理器的结构 318

18.4.2　分布式系统恢复技术 318

18.4.3　分布式并发控制技术 323

18.4.4　分布式死锁处理技术 325

习题18 326

本章参考文献 327

19.1　支持并行数据库的并行结构 329

第19章　并行数据库技术 329

19.2　关系数据库系统的固有并行性 331

19.3　实现关系查询并行化的数据流图方法 332

19.4　并行数据库的物理组织 334

19.4.1　一维数据划分方法 334

19.4.2　多维数据划分方法 336

19.4.3　传统物理存储结构的并行化 338

19.5　新的并行数据操作算法 339

19.5.1　基于嵌套循环的并行连接算法 339

19.5.2　基于Sort-Merge的并行连接算法 340

19.5.3　基于Hash的并行连接算法 340

19.5.4　数据分布的均匀性与并行连接算法 341

19.5.5　数据的初始划分与并行连接算法 342

19.6　查询优化技术 343

19.6.1　基于左线性树的查询优化算法 343

19.6.2　基于右线性树的查询优化算法 345

19.6.3　基于片段式右线性树的查询优化算法 346

19.6.4　基于浓密树的查询优化算法 346

19.6.5　基于操作森林的查询优化算法 346

习题19 347

本章参考文献 348

第5篇　新技术篇 352

第20章　数据库技术的研究进展 352

20.1　影响数据库技术发展的因素 352

20.2　近10年出现的数据库新技术和新问题 353

本章参考文献 361

第21章 数据仓库与联机分析处理技术 362

21.1　什么是数据仓库 362

21.2　数据仓库系统的结构 363

21.3　数据仓库的多维数据模型 365

21.3.1　多维数据集合 365

21.3.2　多维数据集合的关系表示方法 367

21.3.3　多维数据集合上的操作 368

21.4　数据仓库系统的实现技术 371

21.4.1　数据仓库的存储方法 371

21.4.2　数据仓库的索引技术 372

21.4.3　数据操作算法 373

21.4.4　查询处理技术 376

21.5　数据仓库工具 378

21.6　数据仓库设计 379

本章参考文献 381

第22章　数据挖掘技术 384

22.1　数据挖掘的基本概念 384

22.2　关联规则挖掘方法 387

22.3　分类方法 390

22.4　聚类方法 394

22.5　相似性搜索技术 399

22.6　Web挖掘技术 402

本章参考文献 404

23.1.1　搜索引擎技术 407

第23章　Web信息检索与Web数据管理技术 407

23.1　Web信息检索技术 407

23.1.2　分类目录技术 411

23.1.3　元搜索 412

本节参考文献 414

23.2　Web数据集成技术 416

23.2.1　数据集成的演变 416

23.2.2　传统的多数据库系统技术 417

23.2.3　Web数据集成方法 419

本节参考文献 423

23.3　XML数据库技术 424

本节参考文献 433

24.1　多媒体数据库技术 436

第24章　其他数据库新技术 436

本节参考文献 443

24.2　时态数据库技术 445

本节参考文献 452

24.3　空间数据库技术 454

本节参考文献 462

24.4　移动数据库技术 464

本节参考文献 469

24.5　主动数据库系统 470

本节参考文献 474

24.6　数据流技术 475

本节参考文献 482