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1 数据库系统引论1

1.1 引言1

1.1.1 数据、数据处理、数据库与数据库管理系统1

1.1.2 数据库技术的产生与发展2

1.1.3 数据库系统的主要特征4

1.2 数据描述7

1.2.1 现实世界7

1.2.2 信息世界7

1.2.3 计算机世界7

1.2.4 常用术语的说明8

1.3 数据模型9

1.3.1 数据模型的要素9

1.3.3 网状模型10

1.3.2 层次模型10

1.3.4 关系模型11

1.3.5 E-R数据模型13

1.3.6 面向对象数据模型16

1.4 数据库系统结构21

1.4.1 数据库系统的模式结构21

1.4.2 数据库系统的体系结构23

1.5 数据库管理系统25

1.5.1 数据库管理系统的功能25

1.5.2 数据库管理系统的组成26

1.6 数据库语言27

1.6.1 数据描述语言27

1.6.2 数据操纵语言29

1.8.1 数据字典的基本概念30

1.7 数据库管理员30

1.8 数据字典30

1.8.2 DBMS和数据字典31

1.8.3 数据字典的任务31

1.8.4 数据字典的用途32

1.9 数据库系统的工作流程32

习题133

2 关系数据库34

2.1 关系数据结构概述34

2.1.1 关系数据结构34

2.1.2 关系操作34

2.2 关系数据结构35

2.2.1 关系35

2.1.3 完整性约束35

2.2.2 关系模式36

2.2.3 关系数据库37

2.3 关系的完整性37

2.3.1 实体完整性37

2.3.2 参照完整性38

2.3.3 用户定义完整性38

2.4 关系代数39

2.4.1 传统的集合运算39

2.4.2 专门的关系运算40

2.4.3 扩充的关系操作43

2.5 查询优化44

2.5.1 关系代数表达式的优化44

2.5.2 关系代数表达式的等价变换规则45

2.5.3 优化的一般策略47

2.5.4 关系代数的优化算法47

习题250

3 关系数据库标准语言SQL51

3.1 SQL概述51

3.1.1 SQL的产生与发展51

3.1.2 SQL数据库的体系结构51

3.1.3 SQL的组成52

3.2 SQL的数据定义52

3.2.1 模式的定义和撤消52

3.2.2 基本表的定义、修改和撤消53

3.3 SQL的数据查询56

3.2.3 索引的定义和撤消56

3.3.1 单表查询57

3.3.2 连接查询59

3.3.3 嵌套查询61

3.3.4 集合查询63

3.4 SQL的数据更新64

3.4.1 数据插入64

3.4.2 数据修改65

3.4.3 数据删除66

3.5 视图及其操作66

3.5.1 定义视图66

3.5.2 视图的撤消68

3.5.3 视图的查询68

3.5.5 视图的优点69

3.5.4 视图的更新69

3.6 T-SQL和Oracle中的存储过程、函数和触发器(*)70

3.6.1 T-SQL中存储过程、函数和触发器70

3.6.2 Oracle中存储过程、函数和触发器73

3.7 嵌入式的SQL(*)75

3.7.1 SQL和宿主语言之间的通信接口76

3.7.2 嵌入式SQL的使用技术78

习题382

4 关系数据库设计理论84

4.1 数据依赖84

4.1.1 关系模式中的数据依赖84

4.1.2 数据依赖的有关概念84

4.1.3 数据依赖对关系模式的影响86

4.2.1 第一范式87

4.2 范式87

4.2.2 第二范式88

4.2.3 第三范式89

4.2.4 BC范式90

4.2.5 多值依赖与第四范式90

4.3 函数依赖的公理系统92

4.3.1 Armstrong公理92

4.3.2 Armstrong公理的推论93

4.3.3 属性的闭包93

4.3.4 最小函数依赖集94

4.4 关系模式的规范化96

4.4.1 关系模式的规范化步骤96

4.4.2 关系模式的分解97

4.4.3 模式的分解算法100

4.4.4 多值依赖公理及其分解算法102

习题4103

5 数据库设计105

5.1 数据库设计概述105

5.1.1 数据库设计的内容和特点105

5.1.2 数据库设计方法简介106

5.2 需求分析108

5.3 概念模型设计110

5.3.1 设计局部的E-R模型111

5.3.2 将各局部的E-R模型综合成总体的E-R模型112

5.4 逻辑结构设计115

5.4.1 概念模型向网状模型转换115

5.4.2 从E-R图向关系模型转换117

5.4.3 规范化理论的应用119

5.5 数据库物理设计120

5.5.1 数据簇集设计121

5.5.2 索引的选择123

5.6 数据库的实施与维护126

5.6.1 数据库数据的装入126

5.6.2 数据库的试运行127

5.6.3 数据库的运行和维护127

习题5128

6 数据库保护130

6.1 数据库的完整性130

6.1.1 实体完整性130

6.1.2 参照完整性130

6.1.4 对约束的命名、撤消和添加操作131

6.1.3 用户定义完整性131

6.1.5 约束的使能与撤消以及延迟与撤消132

6.1.6 触发器132

6.2 数据库的安全性133

6.2.1 账户的安全性134

6.2.2 用户对数据库对象的存取权限134

6.2.3 DBA对系统级的权限135

6.3 数据的并发控制135

6.3.1 事务135

6.3.2 并发操作调度137

6.3.3 并发事务的可串行化138

6.3.4 并发事务的可恢复性141

6.3.5 事务的并发操作带来的问题142

6.3.6 数据封锁技术143

6.3.7 基于时标的并发控制149

6.4 数据库的恢复150

6.4.1 数据库系统遭遇的故障150

6.4.2 恢复和原子性的联系151

6.4.3 基于日志的恢复技术151

习题6155

7 数据库管理系统及其实现技术157

7.1 数据库管理系统概述157

7.1.1 数据库管理系统结构简介157

7.1.2 数据库管理系统的目标158

7.1.3 数据库管理系统的基本功能159

7.1.4 数据库管理系统与操作系统的关系159

7.2 数据库管理系统实现161

7.2.1 DBMS程序模块的组成161

7.2.2 DBMS的进程结构163

7.2.3 DBMS的系统结构165

7.3 数据库语言的处理168

7.3.1 语言翻译处理层的任务和工作步骤168

7.3.2 解释方法169

7.3.3 预编译方法170

7.4 数据存取层171

7.4.1 存取层的系统结构172

7.4.2 存取层的功能子系统173

7.5 缓冲区管理175

7.6 数据库物理组织175

7.6.1 数据库物理组织概述175

7.6.2 数据库实现联系的方法178

习题7179

8 关系数据库ORACLE 8i181

8.1 Oracle的体系结构181

8.1.1 数据库181

8.1.2 数据库实例182

8.1.3 数据库实例的启动与关闭183

8.1.4 数据库存储184

8.2 数据库物理文件的维护186

8.2.1 控制文件的维护186

8.2.2 重做日志文件的维护187

8.2.3 数据文件的维护189

8.3 Oracle数据库基本对象的管理190

8.3.1 段的类型190

8.3.2 基本表191

8.3.3 索引192

习题8195

9 数据库系统的研究与发展196

9.1 分布式数据库系统196

9.1.1 分布式数据库系统概述196

9.1.2 分布式数据库系统组成200

9.2 客户/服务器结构的数据库系统206

9.2.1 概述206

9.2.2 客户/服务器结构数据库系统208

9.2.3 客户/服务器结构数据库系统实现技术212

9.2.4 客户/服务器结构数据库系统的优点216

9.3 面向对象的数据库系统217

9.3.1 传统的关系数据库系统的不足之处218

9.3.2 “对象”概念的实质218

9.3.4 面向对象模型219

9.3.3 面向对象数据库技术的产生219

9.3.5 面向对象的数据库管理系统220

9.4 一些新型的数据库系统220

9.4.1 演绎数据库220

9.4.2 模糊数据库222

9.4.3 模糊演绎数据库223

9.4.4 巨型数据库系统224

9.4.5 主动数据库224

9.4.6 多媒体数据库225

9.4.7 集成的工程数据库226

9.4.8 联邦数据库226

9.4.9 时态数据库226

习题9227