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第1章 绪论1

1.1 数据库管理系统1

1.1.1 数据库管理系统概述1

1.1.2 数据库管理系统工作模式2

1.2 数据库管理系统结构3

1.2.1 应用层4

1.2.2 语言处理层4

1.2.3 存储管理层4

1.3 语言处理层5

1.4 存储管理层7

1.4.1 数据存取7

1.4.2 缓冲区管理7

1.4.3 数据存储的物理组织8

1.5 数据库管理系统基本功能10

1.6 小结11

思考题11

第2章 数据库管理系统的数据组织与存储13

2.1 数据库系统存储结构13

2.1.1 数据库磁盘存储器中的数据结构13

2.1.2 数据库系统存储介质16

2.1.3 存储介质层次结构18

2.2 数据文件的记录格式19

2.2.1 定长记录格式19

2.2.2 变长记录格式22

2.3 数据文件格式23

2.3.1 文件格式23

2.3.2 顺序文件24

2.3.3 聚集文件25

2.4 索引技术26

2.4.1 索引基本概念26

2.4.2 顺序索引27

2.4.3 辅助索引30

2.4.4 索引的更新31

2.4.5 索引的自动生成32

2.5 B树索引文件32

2.5.1 B树结构33

2.5.2 B＋树的查询34

2.5.3 B＋树的更新35

2.5.4 B＋树文件组织36

2.5.5 B树索引文件37

2.6 散列索引文件38

2.6.1 散列技术38

2.6.2 静态散列索引40

2.6.3 可扩充散列结构42

2.7 小结45

思考题46

第3章 DBMS数据定义、操纵与完整性约束47

3.1 SQL概述47

3.1.1 数据定义语言48

3.1.2 数据操纵语言48

3.1.3 数据完整性控制48

3.1.4 数据控制语言48

3.1.5 事务管理48

3.1.6 嵌入式SQL和动态SQL48

3.2 项目工程公司数据库49

3.3 DBMS数据定义52

3.3.1 模式的定义与删除53

3.3.2 基本表的定义、修改与删除54

3.3.3 视图建立与删除简介57

3.3.4 索引的建立、修改与删除57

3.4 DBMS数据操纵58

3.4.1 数据查询58

3.4.2 数据更新67

3.4.3 视图69

3.5 DBMS完整性约束74

3.5.1 完整性概述74

3.5.2 实体完整性75

3.5.3 参照完整性77

3.5.4 非空约束79

3.5.5 唯一约束79

3.5.6 CHECK约束80

3.5.7 完整性约束命名80

3.5.8 触发器81

3.6 小结84

思考题84

第4章 查询处理87

4.1 概述87

4.2 查询的选择运算实现89

4.2.1 使用单文件扫描和索引的选择89

4.2.2 涉及比较的选择91

4.2.3 复合条件选择92

4.3 查询的排序处理93

4.3.1 外部归并排序算法93

4.3.2 外部归并排序的代价分析94

4.4 查询的连接处理95

4.4.1 嵌套循环算法95

4.4.2 索引嵌套循环连接96

4.4.3 归并连接算法96

4.4.4 散列连接算法98

4.5 表达式计算101

4.5.1 物化101

4.5.2 流水线101

4.6 小结102

思考题103

第5章 查询优化105

5.1 概述105

5.2 代数优化106

5.2.1 关系代数表达式等价变换规则106

5.2.2 基于启发式规则的代数优化108

5.2.3 代数优化实例109

5.3 物理优化112

5.3.1 基于启发式规则的物理优化112

5.3.2 基于代价估算的物理优化113

5.4 基于语义的查询优化113

5.5 小结114

思考题114

第6章 事务115

6.1 事务的概念115

6.2 事务的ACID性质116

6.3 一个简单的事务实例116

6.4 事务抽象模型与状态变迁118

6.5 SQL中事务的存取模式和隔离级别120

6.6 小结121

思考题121

第7章 并发控制123

7.1 事务的并发执行123

7.1.1 事务并发执行的必要性123

7.1.2 事务并发执行趋势124

7.1.3 并发操作带来的问题124

7.1.4 并发事务调度可串行化与可恢复性126

7.1.5 并发控制技术133

7.2 封锁技术134

7.2.1 封锁类型134

7.2.2 封锁协议135

7.2.3 两段锁协议138

7.2.4 封锁的实现141

7.3 封锁带来的问题142

7.3.1 活锁142

7.3.2 死锁142

7.4 多粒度封锁145

7.4.1 多粒度树145

7.4.2 意向锁146

7.4.3 多粒度封锁协议148

7.5 时间戳技术148

7.5.1 时间戳148

7.5.2 时间戳排序协议149

7.5.3 改进的时间戳协议——Thomas写规则150

7.6 多版本机制与快照隔离151

7.6.1 多版本并发控制151

7.6.2 多版本两段锁协议152

7.6.3 快照隔离153

7.7 幻行现象155

7.8 小结157

思考题158

第8章 数据库安全159

8.1 数据库安全概述159

8.1.1 威胁数据库的安全因素159

8.1.2 数据库安全标准简介160

8.2 数据库系统安全控制163

8.2.1 数据库系统安全模型163

8.2.2 数据库管理系统安全性控制模型163

8.2.3 用户身份标识与鉴别164

8.3 存取控制概述165

8.3.1 自主存取控制166

8.3.2 强制存取控制172

8.4 审计173

8.4.1 审计事件173

8.4.2 审计的作用174

8.4.3 AUDIT语句和NOAUDIT语句174

8.4.4 ORACLE的审计技术174

8.5 数据加密175

8.5.1 加密技术175

8.5.2 数据库中的加密支持176

8.6 更高安全性保护177

8.6.1 推理控制177

8.6.2 隐蔽信道178

8.6.3 数据隐私179

8.7 小结179

思考题180

第9章 数据库恢复181

9.1 故障类型181

9.1.1 事务故障181

9.1.2 系统故障182

9.1.3 介质故障182

9.2 恢复机制下的存储器与数据访问182

9.2.1 存储器种类182

9.2.2 稳定存储器的实现183

9.2.3 事务数据访问机制183

9.3 恢复的基本原理与实现方法184

9.3.1 恢复与事务原子性184

9.3.2 日志恢复的基本原则与实现方法185

9.3.3 影子复制恢复的基本原理185

9.4 日志恢复技术186

9.4.1 数据转储186

9.4.2 日志文件格式187

9.4.3 日志登记原则188

9.4.4 使用日志重做和撤销事务189

9.4.5 检查点191

9.5 缓冲区管理192

9.5.1 日志记录缓冲192

9.5.2 数据库缓冲193

9.5.3 模糊检查点194

9.6 恢复算法194

9.6.1 事务故障恢复——事务回滚195

9.6.2 系统故障恢复195

9.6.3 介质故障后的恢复197

9.7 ARIES恢复技术197

9.7.1 ARIES特点198

9.7.2 ARIES数据结构198

9.7.3 ARIES恢复算法200

9.7.4 ARIES恢复算法特征202

9.8 容灾备份系统203

9.9 小结205

思考题206

第10章 数据库管理系统性能配置207

10.1 性能配置207

10.1.1 瓶颈位置208

10.1.2 硬件调整208

10.1.3 数据库系统参数调整210

10.1.4 模式与事务调整210

10.2 性能基准程序211

10.2.1 任务集211

10.2.2 数据库应用类型212

10.2.3 TPC基准测试213

10.3 数据库标准217

10.3.1 SQL标准217

10.3.2 数据库连接标准218

10.3.3 对象数据库标准218

10.3.4 XML标准218

10.4 小结219

思考题219

第11章 新型数据库管理系统221

11.1 数据库管理系统发展的三个阶段222

11.1.1 第一代数据库管理系统——基于格式化模型DBMS222

11.1.2 第二代数据库管理系统——关系DBMS222

11.1.3 第三代数据库管理系统——新一代DBMS222

11.2 基于新型数据模型的数据库管理系统223

11.2.1 面向对象数据库管理系统223

11.2.2 关系对象数据库管理系统224

11.2.3 XML数据库管理系统224

11.3 大数据管理系统225

11.3.1 大数据225

11.3.2 大数据建模——基于分析的用户建模227

11.3.3 大数据管理系统228

11.4 小结230

思考题231

参考文献232