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目录 1

第1部分　概念篇 1

第1章　数据库基本概念 1

1.1　数据管理技术的发展 1

1.1.1　人工管理阶段 1

1.1.2　文件系统阶段 2

1.1.3　数据库阶段 3

1.1.4　高级数据库阶段 5

1.1.5　数据库的基本术语 7

1.2　数据描述 8

1.2.1　概念设计中的数据描述 8

1.2.3　存储介质层次及数据描述 9

1.2.2　逻辑设计中的数据描述 9

1.2.4　数据联系的描述 11

1.3　数据抽象的级别 13

1.3.1　数据抽象的过程 13

1.3.2　概念模型 14

1.3.3　逻辑模型 15

1.3.4　外部模型 18

1.3.5　内部模型 19

1.3.6　高度的数据独立性 19

1.4　数据库管理系统 20

1.4.1　DBMS的工作模式 20

1.4.2　DBMS的主要功能 21

1.5.1　DBS的组成 22

1.5　数据库系统 22

1.5.2　DBS的全局结构 24

1.5.3　应用程序的演变 26

1.5.4　DBS的效益 26

1.6　小结 27

习题1 28

第2部分 关系篇 31

第2章　关系运算理论 31

2.1　关系模型的基本概念 31

2.1.1　基本术语 31

2.1.2　关系的定义和性质 32

2.1.3　三类完整性规则 32

2.1.5　关系查询语言和关系运算 34

2.1.4　关系模型的形式定义和优点 34

2.2　关系代数 35

2.2.1　关系代数的5个基本操作 35

2.2.2　关系代数的4个组合操作 36

2.2.3　关系代数运算的应用实例 39

2.2.4　关系代数的两个扩充操作 40

*2.3　关系演算 42

2.3.1　元组关系演算 42

2.3.2　域关系演算 45

2.3.3　关系运算的安全约束和等价性 46

*2.4　关系逻辑 47

2.4.1　关系逻辑的成分 48

2.4.2　从关系代数到关系逻辑的转换 49

2.4.3　递归过程 51

2.4.4　关系逻辑与关系代数的差异 52

2.5　关系代数表达式的优化 52

2.5.1　关系代数表达式的优化问题 53

2.5.2　关系代数表达式的等价变换规则 53

2.5.3　关系代数表达式的启发式优化算法 55

2.6　小结 58

习题2 59

3.1　SQL简介 63

3.1.1　SQL发展史 63

第3章　SQL语言 63

3.1.2　SQL数据库的体系结构 64

3.1.3　SQL的组成 65

3.1.4　SQL的特点 65

3.2　SQL的数据定义 65

3.2.1　SQL模式的创建和撤销 65

3.2.2　基本数据类型 66

3.2.3　基本表的创建、修改和撤销 67

3.2.4　索引的创建和撤销 69

3.3　SQL的数据查询 70

3.3.1　SELECT查询语句的基本结构 70

3.3.2　SELECT语句的使用技术 71

3.3.4　SELECT语句完整的句法 74

3.3.3　聚合函数 74

3.4 SQL数据查询中的限制和规定 75

3.4.1　SELECT语句中的规定 76

3.4.2　条件表达式中的比较操作 77

3.4.3　嵌套查询的改进写法 80

3.4.4　基本表的连接操作 81

*3.4.5　SQL3中的递归查询 82

3.5　数据更新 83

3.5.1　数据插入 83

3.5.2　数据删除 84

3.5.3　数据修改 85

3.6.1　视图的创建和撤销 86

3.6　视图 86

3.6.2　对视图的操作 87

3.7　嵌入式SQL 87

3.7.1　嵌入式SQL的实现方式 88

3.7.2　嵌入式SQL的使用规定 88

3.7.3　嵌入式SQL的使用技术 90

3.7.4　动态SQL语句 93

3.8　小结 94

习题3 94

第4章　数据库管理 98

4.1 事务 98

4.1.1　事务的定义 98

4.1.2　事务的ACID性质 99

4.2.2　故障类型和恢复方法 100

4.2　数据库的恢复 100

4.2.1　典型的恢复策略 100

4.2.3　检查点技术 101

4.2.4　SQL对事务的支持 102

4.3　数据库的并发控制 103

4.3.1　并发操作带来的4个问题 103

4.3.2　封锁技术 106

4.3.3　封锁带来的问题 108

4.3.4　并发操作的调度 110

4.3.5　SQL对并发处理的支持 111

4.4.2　SQL中的完整性约束 113

4.4.1　完整性子系统 113

4.4　数据库的完整性 113

4.4.3 约束可延迟性 117

*4.4.4　SQL3中的触发器 118

4.5　数据库的安全性 121

4.5.1　安全性问题 121

4.5.2　SQL中的安全性机制 122

4.5.3　常用的安全性措施 124

4.6　小结 127

习题4 128

5.1　关系模式的设计准则 131

5.1.1　关系模式的冗余和异常问题 131

第5章 关系模式设计理论 131

第3部分　设计篇 131

5.1.2　关系模式的非形式化设计准则 132

5.2　函数依赖 133

5.2.1　函数依赖的定义 133

5.2.2　FD的闭包 135

5.2.3　FD的推理规则 135

5.2.4　FD和关键码的联系 136

5.2.5　属性集的闭包 137

5.2.6　FD集的最小依赖集 137

5.3　关系模式的分解特性 138

5.3.1　关系模式的分解 138

5.3.2　无损分解 139

5.3.3　模式分解的优缺点 141

5.3.4　无损分解的测试方法 141

5.3.5　保持函数依赖的分解 143

5.3.6　模式分解与模式等价问题 144

5.4　范式 144

5.4.1　第一范式（1NF） 144

5.4.2　第二范式（2NF） 145

5.4.3　第三范式（3NF） 146

5.4.4　BCNF（Boyce-Codd NF） 147

5.4.5　分解成BCNF模式集的分解算法 148

5.4.6　分解成3NF模式集的合成算法 148

5.5　其他数据依赖和范式 149

5.5.1 多值依赖 149

5.4.7　模式设计方法小结 149

5.5.2　关于FD和MVD的推理规则集 151

5.5.3　第四范式（4NF） 152

5.5.4　嵌入多值依赖 152

5.5.5　连接依赖和第五范式 153

5.6　小结 154

习题5 155

第6章 基于ER模型的数据库设计 159

6.1　数据库工程与数据库系统生存期 159

6.1.1　规划阶段 159

6.1.3　概念设计阶段 160

6.1.2　需求分析阶段 160

6.1.4　逻辑设计阶段 162

6.1.5　物理设计阶段 163

6.1.6　数据库的实现 163

6.1.7　数据库的运行与维护 165

6.2　ER模型 166

6.2.1　ER模型的基本元素 166

6.2.2　属性的分类 168

6.2.3　联系的设计 171

6.2.4　ER模型的操作 175

6.2.5　采用ER模型的数据库概念设计步骤 176

6.3　ER模型到关系模型的转换 184

6.3.1　ER图转换成关系模式集的算法 184

6.3.2　采用ER模型的逻辑设计步骤 186

6.4.1　库存管理信息系统的ER模型及转换 188

6.4　ER模型实例分析 188

6.4.2　人事管理信息系统的ER模型 189

6.4.3　住院管理信息系统的ER模型 190

6.4.4　公司车队信息系统的ER模型 192

6.5　增强的ER模型 193

6.5.1　弱实体 193

6.5.2　子类实体与超类实体 194

6.6　小结 196

习题6 196

第7章 面向对象的高级概念建模 199

7.1 面向对象的数据类型系统 199

7.2.1　对象联系图的成分 200

7.2　对象联系图 200

7.2.2　数据的概化／特化 202

7.3 UML类图 203

7.3.1　统一建模语言（UML）概述 203

7.3.2　用类图表达类和关联 203

7.3.3　用类图表达关联类 206

7.3.4　用类图表达概化／特化 207

7.3.5　用类图表达聚合 209

7.4　小结 209

习题7 210

8.1.1　从关系模型到后关系模型 211

8.1 关系模型的发展历程 211

第8章 对象关系数据库ORDB 211

第4部分　对象篇 211

8.1.2　从后关系模型到对象关系模型 213

8.2　ORDB的定义语言 214

8.2.1　对象关系数据模型的定义 214

8.2.2　数据类型的定义 214

8.2.3　继承性的定义 215

8.2.4　引用类型的定义 217

8.2.5　SQL3中的定义语言 219

8.3　ORDB的查询语言 220

8.3.1　对SELECT语句的新规定 220

8.3.2　嵌套与解除嵌套 222

8.3.3　复合值的创建和查询 223

8.3.4　Oracle中查询的两种技术 223

8.4　函数和过程 225

8.4.1　SQL函数和过程 225

8.4.2　外部语言程序 226

8.4.3　过程的构造 226

8.5　小结 229

习题8 229

第9章　面向对象数据库OODB 231

9.1　OODBS的基本概念 231

9.1.1　ODMG标准 231

9.1.3　OODB的基本概念 232

9.1.2　OODBS的定义 232

9.2　ODMG对象模型 236

9.2.1　对象和文字 237

9.2.2　接口、类和继承 238

9.2.3　类外延、关键码和工厂对象 239

9.3　ODMG ODL 240

9.4　ODMG OQL 241

9.4.1　OQL中的SELECT语句 241

9.4.2　OQL表达式的附加格式 243

9.4.3　OQL中对象的赋值和建立 245

9.5　C++语言的绑定 246

9.6.1　OODB与RDB在概念设计上的区别 247

9.6　OODB、ORDB与RDB的比较 247

9.6.2　OODB与ORDB的比较 248

9.7　小结 249

习题9 249

第5部分　分布篇 251

第10章　分布式数据库 251

10.1　DDBS的定义和特点 251

10.1.1　从集中式、分散式到分布式 251

10.1.2　DDBS的定义 252

10.1.3　DDBS的特点 253

10.1.4　DDBS的优缺点 254

10.1.5　DDBS的分类 255

10.2.1　数据分片 256

10.2　分布式数据存储 256

10.2.2　数据分配 257

10.3　DDB的体系结构 258

10.3.1　体系结构 259

10.3.2　分布透明性 260

10.4　DDBMS 262

10.4.1　DDBS的组成 262

10.4.2　DDBMS的功能 263

10.4.3 DDBMS的组成 263

10.4.4　DDBMS的同构性程度和局部自治性程度 263

10.4.6　FDBS的5层模式结构 265

10.4.5　FDBS的异构性 265

10.5　分布式查询处理 266

10.5.1　查询代价的估算方法 266

10.5.2　基于半连接的优化策略 267

10.5.3　基于连接的优化方法 269

10.6　分布式数据库中的并发控制和恢复技术 270

10.6.1　DDB中的问题 270

10.6.2　基于数据项识别拷贝的分布式并发控制 270

10.6.3　基于投票方法的分布式并发控制 271

10.6.4　分布式恢复 272

10.7　小结 272

习题10 273

11.1.1 中间件的定义 275

11.1　中间件 275

第11章　异构多数据源的访问 275

11.1.2 中间件的作用 276

11.2 ODBC结构 276

11.2.1 ODBC概念 276

11.2.2 ODBC的体系结构 277

11.2.3 ODBC的特性 282

11.3 ODBC接口 282

11.3.1 ODBC应用程序的基本流程 282

11.3.2 ODBC句柄 282

11.3.3 数据源的连接与断开 285

11.3.4 SQL语句的执行 286

11.3.5 查询结果的获取 287

11.4 ODBC的符合性级别 288

11.4.1 API符合性的三个级别 288

11.4.2 SQL符合性的三个级别 289

11.4.3 ODBC API与SQL CLI之间的协调 290

11.4.4 SQL CLI与嵌入式SQL的比较 291

11.4.5 典型的数据库应用系统开发工具 291

11.5 JDBC结构 292

11.5.1 JDBC的提出 292

11.5.2 JDBC的基本功能 292

11.5.3 JDBC数据库设计方法 293

11.5.4 保持一致性的措施 294

11.5.5 JDBC驱动程序 295

11.6.1 JDBC API的目标 296

11.6 JDBC API 296

11.6.2 JDBC API接口概貌 297

11.6.3 JDBC的接口和类 299

11.6.4 JDBC数据库应用程序的编写 300

11.7 小结 303

习题11 303

第12章 XML技术 305

12.1 XML概述 305

12.1.1 XML的诞生 305

12.1.2 XML文挡 306

12.1.3 文档类型定义（DTD） 308

12.1.4 XML模式 310

12.2 XML编程接口 319

12.2.1 文档对象模型（DOM） 319

12.2.2 简单的应用程序设计接口（SAX） 323

12.3 常用的XML查询语言XQuery 326

12.3.1 XQuery的基本功能 326

12.3.2 XQuery的基本概念 327

12.3.3 简单查询 328

12.3.4 各种类型的查询 330

12.4 小结 334

习题12 334

13.1.1 从DB到DW的演变 337

13.1 DW概述 337

第6部分 决策篇 337

第13章 数据仓库 337

13.1.2 DB数据和DW数据的区别 338

13.1.3 DW的定义和特点 338

13.1.4 DW的类型 339

13.2 DW的组织结构 340

13.2.1 DW的数据组织结构 340

13.2.2 粒度与分割 341

13.2.3 DWS的结构 341

13.3.1 多维立方体 343

13.3.2 星形模式 343

13.3 DW存储的多维数据模型 343

13.2.4 DW的运行结构 343

13.3.3 雪花模式 345

13.3.4 事实星座模式 346

13.4 DW的数据获取与管理 347

13.4.1 DW的数据获取 347

13.4.2 DW的数据管理 348

13.5 DW的设计和发展阶段 350

13.5.1 DW设计的原则 350

13.5.2 DW设计的步骤 351

13.5.3 DW的发展阶段 353

13.6 小结 355

习题13 355

14.1.1 OLAP的定义 357

14.1 OLAP概述 357

第14章 联机分析处理技术 357

14.1.2 OLAP准则 358

14.1.3 OLAP的基本概念 360

14.1.4 OLAP与OLTP之间的比较 361

14.2 OLAP的数据组织 362

14.2.1 MOLAP 362

14.2.2 ROLAP 362

14.2.3 HOLAP 363

14.2.4 OLAP数据的处理方式 363

14.3 OLAP的多维数据分析 364

14.3.1 切片和切块 364

14.3.2 钻取 366

14.3.3 旋转 367

14.3.4 OLAP应用开发实例 368

14.3.5 广义OLAP操作 369

14.4 OLAP的数据索引技术 370

14.4.1 位图索引 370

14.4.2 连接索引 371

14.5 基于Web的OLAP系统结构 372

14.6 小结 374

习题14 375

第15章 数据挖掘 376

15.1 DM概述 376

15.1.1 DM的由来 376

15.1.3 DM与DW的联系与区别 377

15.1.2 DM的定义 377

15.1.4 DM与OLAP的联系与区别 378

15.2 DM过程 379

15.3 DM的关联分析方法 381

15.3.1 DM的分析方法 381

15.3.2 关联规则的定义 382

15.3.3 关联规则的分类 383

15.3.4 关联规则的挖掘算法 383

15.3.5 多层和多维关联规则的挖掘 384

15.3.6 关联规则价值衡量的方法 385

15.4 DM的其他分析方法 386

15.4.1 序列模式分析方法 386

15.4.2 分类分析方法 387

15.4.3 聚类分析方法 389

15.5 DM的应用领域 390

15.5.1 DM的应用行业 390

15.5.2 商业化的DM工具 392

15.6 新决策支持系统概述 393

15.6.1 新DSS的结构图 393

15.6.2 新DSS的成功实例 394

15.6.3 新DSS与传统DSS的比较 395

15.6.4 综合DSS的结构图 397

15.7 小结 398

习题15 399

参考文献 400