目錄
第1章 引言 1
1.1 數據庫系統應用 1
1.2 數據庫系統目標 4
1.3 數據視圖 6
1.3.1 數據模型 6
1.3.2 關系數據模型 6
1.3.3 數據抽象 7
1.4 數據庫語言 8
1.4.1 SQL數據定義語言 8
1.4.2 SQL數據操縱語言 9
1.4.3 從應用程序訪問數據庫 9
1.5 數據庫設計 10
1.5.1 E-R模型 11
1.5.2 規(guī)范化理論 11
1.6 索引、查詢處理和優(yōu)化 12
1.7 事務管理 13
1.8 新型數據庫 14
1.9 數據庫用戶 15
1.10 數據庫系統的發(fā)展歷史 16
本章小結 18
習題 18
第2章 關系模型 20
2.1 關系數據庫 20
2.1.1 關系表結構 20
2.1.2 數據庫模式 21
2.1.3 碼 21
2.1.4 關系查詢語言 22
2.2 關系代數 22
2.2.1 選擇運算 22
2.2.2 投影運算 23
2.2.3 笛卡兒積 23
2.2.4 連接運算 24
2.2.5 集合運算 25
2.2.6 賦值運算 25
2.2.7 更名運算 25
本章小結 26
習題 26
第3章 結構化查詢語言 28
3.1 SQL概述 28
3.2 SQL基本操作 28
3.2.1 SQL數據類型 28
3.2.2 SQL基本結構 29
3.2.3 SQL集合操作 34
3.2.4 空值 34
3.2.5 聚合函數 35
3.2.6 連接操作 36
3.3 子查詢 43
3.4 SQL更新 44
3.4.1 插入語言 44
3.4.2 刪除語句 45
3.4.3 更新語句 46
3.5 視圖 47
3.6 完整性約束 49
3.7 授權 51
3.8 SQL程序設計 54
3.8.1 從外部程序訪問SQL 54
3.8.2 函數與存儲過程 58
3.8.3 結構化SQL程序設計 59
3.8.4 觸發(fā)器 60
本章小結 62
習題 62
第4章 基于E-R模型的數據庫設計 66
4.1 數據庫設計過程概述 66
4.2 E-R模型 67
4.2.1 實體集 68
4.2.2 聯系集 68
4.3 實體中的屬性 70
4.3.1 屬性類型 70
4.3.2 實體主碼 71
4.3.3 冗余屬性 71
4.3.4 弱實體集 72
4.4 聯系約束 72
4.4.1 映射基數 72
4.4.2 參與度 76
4.5 E-R模型轉化為關系模式 76
本章小結 78
習題 78
第5章 規(guī)范化理論 80
5.1 數據依賴對關系模式的影響 80
5.2 函數依賴 81
5.2.1 函數依賴概念 81
5.2.2 無損分解 83
5.2.3 依賴保持 84
5.3 范式 85
5.3.1 第一范式 85
5.3.2 巴斯-科德范式 85
5.3.3 第三范式 87
5.3.4 多值依賴與第四范式 88
5.4 函數依賴相關理論 90
5.4.1 函數依賴閉包 90
5.4.2 屬性閉包 91
5.4.3 正則覆蓋 92
5.4.4 依賴保持測試 95
5.5 關系模式的規(guī)范化 96
5.5.1 關系模式規(guī)范化的步驟 96
5.5.2 關系模式的分解 97
本章小結 100
習題 100
第6章 索引 103
6.1 有序索引 103
6.1.1 稀疏索引和稠密索引 103
6.1.2 輔助索引 104
6.1.3 多級索引 105
6.2 B+樹索引 106
6.2.1 B+樹結構 106
6.2.2 B+樹查詢 107
6.2.3 B+樹更新 109
6.3 B+樹文件組織 114
6.4 哈希索引 115
6.5 SQL中的索引創(chuàng)建 117
本章小結 118
習題 118
第7章 查詢處理與優(yōu)化 120
7.1 查詢代價的測量 120
7.2 選擇操作的處理 121
7.2.1 線性掃描 121
7.2.2 索引掃描 122
7.2.3 復雜選擇的實現 123
7.3 外部排序 123
7.4 連接操作的處理 126
7.4.1 嵌套循環(huán)連接 127
7.4.2 塊嵌套循環(huán)連接 127
7.4.3 索引嵌套循環(huán)連接 128
7.4.4 歸并連接 129
7.4.5 哈希連接 130
7.5 查詢優(yōu)化 131
7.5.1 代數優(yōu)化 132
7.5.2 物理優(yōu)化 134
本章小結 135
習題 135
第8章 并發(fā)控制 138
8.1 事務的狀態(tài) 138
8.2 可串行化 139
8.3 基于鎖的協議 143
8.3.1 鎖的授予 143
8.3.2 兩階段封鎖協議 144
8.3.3 封鎖的實現 145
8.4 死鎖處理 146
8.4.1 死鎖預防 146
8.4.2 死鎖檢測與恢復 147
本章小結 148
習題 148
第9章 恢復系統 150
9.1 故障分類 150
9.2 基于日志的恢復 151
9.2.1 日志記錄 152
9.2.2 事務提交 153
9.2.3 事務重做和撤銷 153
9.2.4 檢查點 154
9.3 恢復算法 156
9.4 遠程備份系統 158
本章小結 160
習題 160
第10章 NoSQL數據庫 163
10.1 NoSQL數據庫概述 163
10.1.1 NoSQL數據庫的定義與發(fā)展歷史 163
10.1.2 NoSQL數據庫的特點 163
10.1.3 關系數據庫與NoSQL數據庫的對比 164
10.2 理論基礎 165
10.2.1 CAP理論 165
10.2.2 BASE理論 167
10.2.3 最終一致性 167
10.3 數據模型 168
10.3.1 鍵值型數據模型 168
10.3.2 列存儲數據模型 169
10.3.3 文檔型數據模型 169
10.3.4 圖形數據模型 170
10.4 典型系統 170
10.4.1 Memcached 171
10.4.2 HBase 171
10.4.3 MongoDB 172
本章小結 173
習題 174
第11章 MongoDB數據庫 176
11.1 MongoDB數據庫概述 176
11.1.1 產生和發(fā)展 176
11.1.2 基本概念 176
11.1.3 特點和優(yōu)勢 184
11.2 數據庫操作 186
11.2.1 集合操作 186
11.2.2 數據查詢 187
11.2.3 數據更新 188
11.3 數據庫設計實例 190
本章小結 191
習題 191
第12章 NewSQL數據庫 192
12.1 NewSQL數據庫概述 192
12.1.1 產生和發(fā)展 192
12.1.2 特點和優(yōu)勢 193
12.1.3 與關系數據庫、NoSQL數據庫的對比 193
12.2 NewSQL數據庫分類 194
12.2.1 新架構NewSQL 194
12.2.2 透明數據庫分片中間件 195
12.2.3 DBaaS 196
12.3 典型系統 196
12.3.1 VoltDB 196
12.3.2 TiDB 198
12.3.3 Google Spanner 201
12.4 Spanner數據庫 201
12.4.1 體系結構 201
12.4.2 數據模型 202
12.4.3 并發(fā)控制 203
12.4.4 查詢語言 203
12.4.5 設計實例 204
本章小結 207
習題 208
參考文獻 209