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第1章 数据库系统概述1

1.1 基本概念1

1.1.1 数据与信息1

1.1.2 数据库、数据库管理系统和数据库系统2

1.2 数据库技术的产生和发展3

1.2.1 人工管理阶段3

1.2.2 文件系统阶段4

1.2.3 数据库系统阶段4

1.3 数据库系统结构7

1.3.1 数据库系统的三级模式结构7

1.3.2 数据库系统的体系结构9

1.4.1 数据库管理系统的主要功能11

1.4 数据库管理系统11

1.4.2 数据库管理系统的组成12

1.4.3 数据库管理系统的工作流程13

1.5 数据库系统14

1.5.1 数据库14

1.5.2 硬件系统14

1.5.3 软件支持系统14

1.5.4 数据库管理员14

第2章 数据模型17

2.1 实体-联系模型17

2.1.1 基本概念18

2.1.2 E-R 图23

2.1.3 扩充 E-R 数据模型25

2.2.1 关系数据模型的基本概念29

2.2 关系模型29

2.2.2 关系模式32

2.2.3 约束33

2.2.4 关系操作和关系数据语言36

2.3 面向对象的数据模型37

2.3.1 OO 模型基础37

2.3.2 OO 模型的核心概念38

2.3.3 OO 模型与 E-R 模型的概念对应关系42

第3章 关系运算及关系系统46

3.1 关系代数47

3.1.1 传统的集合运算47

3.1.2 专门的关系运算48

3.1.3 扩充的关系代数运算52

3.2 关系演算55

3.2.1 元组关系演算55

3.2.2 域关系演算60

3.2.3 关系运算的安全性62

3.3 关系代数、元组演算、域演算的等价性66

3.3.1 关系代数表达式与元组演算表达式的等价性66

3.3.2 元组演算表达式与域演算表达式的等价性67

3.3.3 域演算表达式与关系代数表达式的等价性67

3.4 查询优化69

3.4.1 一般问题70

3.4.2 查询优化准则71

3.4.3 关系代数等价变换规则72

3.4.4 关系代数表达式优化的算法73

3.4.5 关系代数表达式优化步骤74

3.5 关系系统76

3.5.1 全关系系统的十二条基本准则简介76

3.5.2 关系系统的定义77

3.5.3 关系系统的分类78

第4章 关系数据库标准语言 SQL81

4.1 SQL 概述81

4.2 数据定义81

4.2.1 基本表的创建、删除与修改82

4.2.2 索引的创建与删除84

4.3 数据查询85

4.3.1 单表查询87

4.3.2 连接查询89

4.3.3 嵌套查询90

4.3.4 聚集函数92

4.3.5 数据分组92

4.3.6 集合查询93

4.4 数据操纵93

4.4.1 数据插入93

4.4.2 数据删除94

4.4.3 数据修改95

4.5 视图95

4.5.1 建立视图95

4.5.2 删除视图96

4.5.4 视图更新97

4.5.3 查询视图97

4.5.5 视图的优点98

4.6 嵌入式 SQL99

4.6.1 嵌入式 SQL 的使用规定99

4.6.2 嵌入式 SQL 的使用方法101

4.6.3 动态 SQL 简介104

4.7 SQL 提供的安全性与完整性105

4.7.1 安全性105

4.7.2 完整性约束107

4.7.3 触发器109

第5章 关系数据库理论114

5.1 关系模式的一般表示及设计中的问题114

5.2.2 几种特定的函数依赖116

5.2.1 函数依赖的概念116

5.2 函数依赖116

5.2.3 逻辑蕴涵117

5.3 函数依赖的公理系统117

5.3.1 Armstrong 公理系统118

5.3.2 函数依赖集 F 的极小函数依赖集120

5.4 关系模式规范形式122

5.4.1 第一范式(1NF)122

5.4.2 第二范式(2NF)123

5.4.3 第三范式(3NF)125

5.4.4 Boyce-Codd 范式(BCNF)126

5.4.5 多值依赖和第四范式(4NF)128

5.5 关系模式的规范化129

5.5.2 具有无损连接性的关系模式分解130

5.5.1 关系模式分解的概念130

5.5.3 具有保持函数依赖的关系模式分解134

5.5.4 通过分解实现关系模式的规范化135

第6章 数据库存储结构140

6.1 数据库存储设备140

6.2 文件组织143

6.2.1 定长记录144

6.2.2 变长记录145

6.3 记录的组织147

6.3.1 文件中记录的组织方式147

6.3.2 索引技术154

6.3.3 B+树索引结构158

7.1 安全性164

第7章 数据库保护164

7.1.1 数据库的安全保密方式165

7.1.2 安全性控制的一般方法165

7.2 完整性168

7.2.1 完整性约束条件169

7.2.2 完整性约束类型170

7.2.3 完整性约束机制170

7.3 事务及并发控制171

7.3.1 事务171

7.3.2 并发控制175

7.4 数据库恢复180

7.4.1 故障的种类180

7.4.2 恢复的实现技术182

7.4.3 恢复策略184

第8章 数据库系统设计187

8.1 数据库设计过程187

8.1.1 数据库设计的基本步骤187

8.1.2 数据库设计的特点189

8.1.3 数据库设计的基本任务189

8.2 需求分析189

8.2.1 需求分析的任务190

8.2.2 需求分析的方法190

8.2.3 数据流图191

8.2.4 数据字典192

8.3.1 数据库概念设计的基本方法193

8.3 概念结构设计193

8.3.2 概念设计194

8.4 逻辑结构设计197

8.4.1 E-R 图向关系模型的转换197

8.4.2 逻辑模式的规范化、调整和实现202

8.4.3 外模式的设计204

8.5 物理结构设计205

8.5.1 数据库的物理设计的内容和方法206

8.5.2 关系模式存取方法选择206

8.5.3 确定数据库的存储结构212

8.5.4 评价物理结构213

8.6 设计示例213

8.6.1 实体-联系模型213

8.6.2 面向对象的数据模型218

第9章 新型数据库223

9.1 分布式数据库223

9.1.1 分布式数据库概述223

9.1.2 分布式数据库的定义、分类224

9.1.3 分布式数据库系统的优点和弱点226

9.1.4 分布式数据库系统的体系结构227

9.1.5 分布式数据库管理系统230

9.1.6 查询处理和优化232

9.1.7 分布事务管理233

9.1.8 分布式数据库的安全235

9.2 面向对象数据库236

9.2.1 面向对象数据库的发展236

9.2.2 面向对象设计方法237

9.2.3 面向对象数据库238

9.2.4 面向对象数据库语言241

9.2.5 面向对象数据库的模式演进242

9.3 数据仓库243

9.3.1 从数据库到数据仓库243

9.3.2 数据仓库的定义及其特点244

9.3.3 数据仓库系统的体系结构246

9.3.4 分析工具247

9.3.5 数据仓库、OLAP 和数据挖掘的关系247

9.4 多媒体数据库248

9.4.1 概述248

9.4.2 多媒体数据库系统的主要研究课题248

9.4.3 多媒体数据库应用系统的开发249

9.5.1 概述250

9.5.2 实现对象-关系数据库系统的方法250

9.5 对象-关系数据库250

9.6 并行数据库251

9.6.1 概述251

9.6.2 并行数据库系统的目标及问题252

9.6.3 支持并行数据库的并行结构252

9.6.4 并行数据库系统与分布式数据库系统的区别253

9.6.5 Oracle 并行查询能力254

9.7 空间数据库254

9.7.1 概述254

9.7.2 空间数据库技术研究的主要内容255

9.8.1 概述256

9.8 工作流256

9.8.2 工作流与工作流管理257

9.8.3 架构一个工作流程的主要工作258

9.9 OLAP259

9.9.1 OLAP 概述259

9.9.2 OLAP 的定义及相关概念260

9.9.3 OLAP 与 OLTP 的比较261

9.9.4 OLAP 的基本多维分析操作、OLAP 的实现261

9.10 数据库技术展望263

9.10.1 数据库技术面临的挑战263

9.10.2 新的研究方向263

参考文献266