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第1章 数据库和事务概述2

1.1 什么是数据库和事务2

第一部分 简介2

1.2 现代数据库和事务处理系统的特性4

1.3 数据库和事务处理系统的实现和支持中的主要角色5

1.4 决策支持系统——OLAP和OLTP6

2.1 案例学习：学生选课系统8

2.2 关系数据库绪论8

第2章 综述8

2.3 使程序成为事务——ACID属性12

参考文献注解15

习题15

第二部分 数据库管理20

第3章 关系数据模型20

3.1 什么是数据模型20

3.2 关系模型22

3.2.1 基本概念22

3.2.2 完整性约束26

3.3 SQL的数据定义子语言29

3.3.1 定义关系类型30

3.3.2 系统目录30

3.3.3 码约束31

3.3.4 处理缺失信息31

3.3.5 语义约束32

3.3.6 用户定义的域34

3.3.7 外码约束35

3.3.8 反应性约束36

3.3.9 数据库视图38

3.3.10 修改已有定义39

3.3.11 SQL模式40

3.3.12 访问控制41

参考文献注解43

习题43

第4章 用E-R图和UML构建数据库的概念模型46

4.1 用E-R方法进行概念建模46

4.2 实体和实体类型47

4.3 联系和联系类型48

4.4 概念数据建模中的高级特性52

4.4.1 实体类型层次52

4.4.2 参与约束54

4.4.3 part-of联系55

4.5 从E-R图到关系数据库模式57

4.5.1 实体的表示法57

4.5.2 联系的表示法58

4.5.3 在关系模型中表示IsA层次60

4.5.4 参与约束的表示法61

4.5.5 part-of联系的表示法63

4.6 UML：一种新方法63

4.6.1 在UML中表示实体64

4.6.2 在UML中表示联系65

4.6.3 UML中的高级建模概念68

4.6.4 转换为SQL70

4.7 一个经纪公司的例子70

4.7.1 实体-联系设计70

4.7.2 UML设计73

4.8 案例学习：学生注册系统的数据库设计74

4.8.1 需求文档的数据库部分74

4.8.2 数据库设计75

4.9 数据建模方法的局限性79

参考文献注解81

习题82

第5章 关系代数和SQL84

5.1 关系代数：SQL的秘密84

5.1.1 基本运算符85

5.1.2 导出运算符91

5.2 SQL的查询子语言97

5.2.1 简单SQL查询97

5.2.2 集合运算101

5.2.3 嵌套查询103

5.2.4 量化谓词107

5.2.5 数据上的聚集108

5.2.6 FROM子句中的连接表达式112

5.2.7 一个简单的查询求值算法113

5.2.8 再谈SQL中的视图114

5.2.9 物化视图117

5.2.10 NULL值的两难问题119

5.3 在SQL中修改关系实例120

5.3.1 插入数据120

5.3.2 删除数据121

5.3.3 更新现有的数据122

5.3.4 视图上的更新122

习题124

参考文献注解124

第6章 用关系规范化理论设计数据库127

6.1 冗余问题127

6.2 分解128

6.3 函数依赖130

6.4 函数依赖的特性132

6.5 范式136

6.5.1 Boyce-Codd范式137

6.5.2 第三范式138

6.6 分解的特性139

6.6.1 无损分解和有损分解140

6.6.2 保持依赖分解142

6.7 BCNF分解的一个算法144

6.8 3NF模式的合成146

6.8.1 最小覆盖146

6.8.2 通过模式合成进行3NF分解148

6.8.3 通过3NF合成得到BCNF分解149

6.9 第四范式151

6.10.1 MVD及它们的特性155

6.10 高级4NF设计155

6.10.2 4NF的设计难点156

6.10.3 如何进行4NF分解158

6.11 范式分解总结159

6.12 案例学习：学生注册系统的模式细化159

6.13 调优问题：分解还是不分解161

参考文献注解162

习题162

7.1 什么是触发器165

第7章 触发器和主动数据库165

7.2 触发器处理中的语义问题166

7.3 SQL:1999中的触发器168

7.4 避免链式反应174

参考文献注解174

习题175

第8章 在应用中使用SQL176

8.1 所涉及的主要问题176

8.2 嵌入式SQL177

8.2.1 状态处理179

8.2.2 会话、连接和事务180

8.2.3 执行事务180

8.2.4 游标182

8.2.5 服务器上的存储过程186

8.3 深入完整性约束188

8.4 动态SQL189

8.4.1 动态SQL中的语句准备190

8.4.2 预备语句和描述符区域191

8.4.3 游标192

8.4.4 服务器上的存储过程193

8.5 JDBC和SQLJ194

8.5.1 JDBC基础194

8.5.2 预备语句196

8.5.3 结果集和游标196

8.5.4 获得关于结果集的信息198

8.5.5 状态处理198

8.5.6 执行事务199

8.5.7 服务器上的存储过程199

8.5.9 SQLJ：面向Java的语句级接口200

8.5.8 一个例子200

8.6 ODBC203

8.6.1 预备语句204

8.6.2 游标204

8.6.3 状态处理206

8.6.4 执行事务206

8.6.5 服务器上的存储过程206

8.6.6 一个例子207

参考文献注解208

8.7 比较208

习题209

第三部分 数据库管理系统性能优化和事务处理212

第9章 物理数据组织与索引212

9.1 磁盘组织212

9.2 堆文件218

9.3 顺序文件221

9.4 索引224

9.4.1 聚集索引与非聚集索引226

9.4.2 稀疏索引与稠密索引228

9.4.3 搜索码包含多个属性229

9.5 多级索引230

9.5.1 索引顺序访问233

9.5.2 B＋树235

9.6 散列索引240

9.6.1 静态散列240

9.6.2 动态散列算法242

9.7.1 位图索引246

9.7 特殊用途索引246

9.7.2 连接索引248

9.8 调优问题：为应用选择索引248

参考文献注解249

习题249

第10章 查询处理基础252

10.1 查询处理概述252

10.2 外部排序253

10.3 投影、集合并与集合差256

10.4 选择257

10.4.1 简单条件的选择258

10.4.2 访问路径259

10.4.3 复杂条件的选择260

10.5 连接261

10.5.1 简单的嵌套循环连接262

10.5.2 归并连接264

10.5.3 散列连接266

10.6 多关系连接267

习题268

10.7 聚集函数268

参考文献注解268

第11章 查询优化概述270

11.1 查询处理的架构270

11.2 基于关系代数等价性的启发式优化271

11.3 查询执行计划的开销估计273

11.4 输出结果大小的估计279

11.5 选择一个计划281

习题284

参考文献注解284

第12章 数据库调优288

12.1 磁盘高速缓存288

12.2 模式调优290

12.2.1 索引291

12.2.2 反向规范化295

12.2.3 重复组296

12.2.4 分片297

12.3 数据操纵语言调优298

12.5 管理物理资源300

12.4 工具300

12.6 影响优化器301

参考文献注解303

习题303

第13章 事务处理概述307

13.1 隔离性307

13.1.1 可串行性308

13.1.2 两阶段加锁309

13.1.3 死锁312

13.1.4 关系数据库加锁312

13.1.5 隔离级别314

13.1.6 加锁粒度与意向锁317

13.1.7 小结318

13.2 原子性与持久性319

13.2.1 先写式日志319

13.2.2 从大容量存储器故障中恢复322

13.3 实现分布式事务322

13.3.1 原子性与持久性——两阶段提交协议323

13.3.2 全局可串行性与死锁325

13.3.3 复制326

13.3.4 小结328

参考文献注解328

习题328

第四部分 软件工程问题和文档332

第14章 需求与规约332

14.1 软件工程方法学332

14.2 学生注册系统的需求文档334

14.3 需求分析——新的问题339

14.4 学生注册系统的规约说明340

14.5 学生注册系统的规约文档：第Ⅲ部分341

14.6 软件工程过程的下一步342

参考文献注解343

习题343

15.1 设计过程344

15.1.1 数据库设计344

第15章 设计、编码与测试344

15.1.2 用UML状态图描述对象的行为345

15.1.3 设计文档的结构346

15.1.4 设计评审347

15.2 测试计划348

15.3 项目计划350

15.4 编码351

15.6 项目管理计划353

15.5 增量开发353

15.7 学生注册系统的设计与编码354

15.7.1 完成数据库设计：完整性约束354

15.7.2 注册事务的设计356

15.7.3 注册事务的部分代码357

参考文献注解359

习题359

第五部分 数据库高级主题362

第16章 对象数据库介绍362

16.1 关系数据模型的不足362

16.2.1 对象与值366

16.2 概念对象数据模型366

16.2.2 类367

16.2.3 类型367

16.2.4 对象-关系数据库370

16.3 SQL:1999和SQL:2003中的对象370

16.3.1 行类型371

16.3.2 用户定义类型371

16.3.3 对象372

16.3.5 更新用户定义类型373

16.3.4 查询用户定义类型373

16.3.6 引用类型375

16.3.7 继承377

16.3.8 集合类型377

参考文献注解379

习题380

第17章 XML和Web数据介绍382

17.1 半结构化数据382

17.2 XML概述384

17.2.1 XML元素与数据库对象386

17.2.2 XML属性387

17.2.3 命名空间390

17.2.4 DTD392

17.2.5 DTD作为数据定义语言的不足393

17.3 XML模式395

17.3.1 XML模式和命名空间395

17.3.2 简单类型398

17.3.3 复杂类型401

17.3.4 整合406

17.3.5 捷径：匿名类型与元素引用407

17.3.6 完整性约束410

17.4 XML查询语言414

17.4.1 XPath：一种轻量级的XML查询语言415

17.4.2 SQL/XML420

参考文献注解426

习题427

参考文献431

索引437