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第1章 数据库技术回顾和展望1

1.1 概述1

1.2　数据库发展的三个阶段2

1.2.1 第一代数据库系统3

1.2.2　第二代数据库系统4

1.2.3　新一代数据库系统5

1.3　数据库系统发展的特点6

1.3.1 数据模型的发展7

1.3.2　数据库技术与相关技术相结合11

1.3.3　面向应用领域的数据库新技术11

1.4　数据库技术发展趋势12

1.4.1 数据来源和特性的变化12

1.4.2　应用领域的变化13

1.4.3　计算机硬件及相关技术的发展14

1.4.4　当前若干研究热点15

1.4.5　未来几年发展趋势预测19

参考文献23

第2章 数据库理论24

2.1 数据库理论发展历程及新的挑战24

2.2　值依赖及伪内涵26

2.2.1 值依赖形式化定义27

2.2.2　伪内涵28

2.2.3　伪内涵计算方法28

2.3　概率关系模型29

2.3.1 联合分布与边缘分布30

2.3.2　合并与约束31

2.3.3　概率关系代数32

2.4　序关系数据库理论35

2.4.1 序关系模型35

2.4.2　数据库的保序自同构35

2.4.3　序代数及层次36

2.4.4　非经典函数依赖38

2.5　时态数据模型40

2.5.1　时间模型40

2.5.2　数据模型41

2.5.3 时态函数依赖42

参考文献44

第3章 数据库管理系统45

3.1 数据库系统、数据库管理系统和数据库45

3.2　数据库管理系统的分层体系结构45

3.3　数据库管理系统的用户接口层47

3.4　数据库管理系统的数据系统层49

3.5　数据库管理系统的存取系统层52

3.6　数据库管理系统的存储系统层54

3.7　数据库管理系统的存储结构56

3.8　数据库系统的目录结构58

3.9　数据库管理系统并发控制的实现60

3.9.1 基于封锁的调度61

3.9.2　基于时间戳的调度方法63

3.9.3　适当修改写规则可以减少回退率64

3.9 4　基于有效性检验的调度方法65

3.9.5　多版本并发控制机制66

3.10　数据库管理系统的恢复技术66

3.11 数据库管理系统的查询优化70

3.12　数据库管理系统的索引技术73

参考文献75

第4章　分布式数据库76

4.1 第一代分布式数据库系统76

4.1.1　概述76

4.1.2　分布式数据库系统四层结构76

4.1.3　数据分片和数据复制77

4.1.4　分布式查询处理及其优化78

4.1.5　分布式并发控制和可靠性协议79

4.2　新一代分布式数据库技术80

4.2.1 分布式数据库系统结构80

4.2.2　动态数据复制和缓存技术82

4.2.3　分布式查询优化83

4.2.4　高级事务模型84

4.2.5　分布式内容管理85

4.3　多数据库系统86

4.3.1 多数据库系统体系结构87

4.3.2　模式集成88

4.3.3　多数据库系统的查询处理及优化89

4.4　虚拟数据库90

4.4.1 虚拟数据库管理系统体系结构92

4.4.2　数据集成93

4.5　P2P数据管理技术94

4.5.1 P2P数据管理体系结构95

4.5.2　P2P资源管理96

4.5.3　P2P分布式查询及优化96

4.5.4　P2P数据管理系统实例100

参考文献102

第5章 面向对象数据库103

5.1 面向对象数据库概述103

5.1.1 面向对象数据模型103

5.1.2　面向对象数据库语言106

5.1.3　面向对象数据库系统108

5.1.4　面向对象数据库应用109

5.2　对象关系数据库112

5.2.1 对象关系数据模型113

5.2.2　对象关系数据库语言114

5.2.3　对象关系数据库系统118

5.2.4　对象关系数据库应用120

5.3　对象代理数据库122

5.3.1 对象代理数据模型123

5.3.2　对象代理数据库语言124

5.3.3　对象代理数据库系统128

5.3.4　对象代理数据库应用132

参考文献134

第6章　Web数据管理135

6.1 Web数据的提取与集成135

6.1.1　半结构化数据模型136

6.1.2　Web数据提取技术137

6.1.3　Web数据集成与共享142

6.2　XML数据管理145

6.2.1　XML数据模型145

6.2.2 XML数据的查询151

6.2.3 XML数据的索引157

6.3　Web环境下基于XML的关系数据发布163

6.3.1　基于XML的关系数据发布的概述163

6 3.2　基于XML的数据发布系统的体系结构165

6.3.3　基于XML的关系数据发布方法166

参考文献170

第7章 流数据管理173

7.1 流数据管理的应用背景和特点173

7.1.1　应用背景173

7.1.2　流数据应用的特点174

7.2　流数据管理系统（DSMS）的体系结构176

7.2.1 流数据管理系统的结构176

7.2.2　流数据管理原型系统177

7.3　流数据上的概要数据结构维护186

7.3.1 概要数据结构及其维护的理论基础186

7.3.2　哈希方法187

7.3.3　基于直方图的方法188

7.3.4　基于抽样的方法190

7.3.5　基于小波的方法191

7.3.6　滑动窗口上的概要数据结构维护192

7.4　连续查询处理194

7.4.1　流数据上的查询语言194

7.4.2　查询执行195

7.4.3　查询优化与调度197

7.4.4　降载198

7.5　流数据上的数据挖掘199

7.5.1　流数据挖掘与传统数据的不同199

7.5.2　流数据上的频繁项和频繁项集维护200

7.5.3　流数据上的聚类分析203

7.5.4　流数据上的分类器构造205

7.5.5　流数据上的突变检测与趋势预测208

7.5.6 多条流数据上的监视与挖掘209

参考文献211

第8章 智能数据库217

8.1 智能数据库及其发展217

8.1.1 智能数据库的定义与发展217

8.1.2　演绎数据库与基于一阶谓词逻辑的知识库系统218

8.2　智能数据库系统的研究方向与发展趋势221

8.2.1 人类知识系统存在的主要问题及其解决途径221

8.2.2　扩大知识的表示形式与处理范围222

8.2.3　推理方法与搜索策略的改进223

8.2.4　知识库语言的改进与扩充229

8.2.5　知识库的查询优化、智能检索和知识库校验算法研究230

8.2.6　知识获取（机器学习）与知识发现234

8.3　智能数据库和智能信息系统的最新实现技术234

8.3.1 基于计算智能的智能数据库与智能信息系统234

8.3.2　网络计算与分布式智能数据库系统242

参考文献250

第9章 特种数据库（1）251

9.1　主动数据库251

9.1.1 主动数据库技术的发展和展望251

9.1.2　主动数据库的应用领域253

9.1.3　主动数据库的一般模型254

9.1.4　主动数据库管理系统255

9.1.5　基于主动数据库的应用系统257

9.2　模糊数据库257

9.2.1 模糊数据的表示方法258

9.2.2　各种模糊数间的语义距离258

9.2.3　模糊数据库的特征260

9.2.4　模糊数据模型261

9.2.5　模糊数据库管理系统263

9.2.6　模糊数据库的发展小史和展望264

9.3　时态数据库265

9.3.1 时态数据库的发展265

9.3.2　时态数据库的基本概念266

9.3.3　时态关系模型及语言268

9.3.4　时态应用模式及热点课题272

9.4　空间数据库273

9.4.1 空间数据模型274

9.4.2　空间拓扑分析操作276

9.4.3　空间数据结构与索引278

9.4.4　空间数据库管理系统实现技术280

9.4.5　三维空间数据库282

9.5　时空数据库283

9.5.1 时空数据与时空数据管理283

9.5.2　时空语义284

9.5.3　时空数据模型284

9.5.4　时空数据库语言288

9.5.5　时空数据的存储结构和索引289

9.5.6　时空查询处理290

9.5.7　时空数据库未来研究的若干方向291

参考文献291

第10章　特种数据库（2）293

10.1　工程数据库293

10.1.1 工程数据库的基本概念293

10.1.2　工程数据模型296

10.1.3　工程数据库语言300

10.1.4　工程数据库管理系统300

10.1.5　工程数据库中的版本管理方法302

10.1.6　工程数据库应用实例305

10.2　多媒体数据库310

10.2.1 多媒体技术310

10.2.2 多媒体数据的管理与查询316

10.2.3　多媒体数据的查询与检索320

10.3　实时数据库323

10.3.1 实时数据库的发展323

10.3.2　实时数据库的特征324

10.3.3　实时数据库管理系统325

10.3.4　实时数据库事务326

10.3.5　实时事务处理328

10.3.6　实时数据库的数据管理330

10.3.7 实时数据库的I/O调度332

10.4 内存数据库333

10.4.1 内存数据库的发展333

10.4.2 内存数据库概念333

10.4.3 内存数据库的关键问题334

10.4.4　内存数据库组织336

10.4.5 内存数据库的恢复340

参考文献342

第11章 数据仓库与数据挖掘344

11.1 数据仓库与联机分析处理344

11.1.1 数据仓库和OLAP的产生背景344

11.1.2　数据仓库344

11.1.3　多维数据模型346

11.1.4　OLAP操作350

11.1.5　数据仓库的系统结构352

11.1.6　OLAP操作的有效实现353

11.1.7　多维数据建模实例——市场销售数据建模356

11.1.8　数据仓库与Web357

11.1.9　数据仓库与数据挖掘357

11.1.10 数据仓库与OLAP技术的进一步发展358

11.2　数据挖掘　359

11.2.1 数据挖掘技术的产生和发展359

11.2.2　数据挖掘与专家系统在哲学思想上的差别359

11.2.3　数据挖掘技术的分类360

11.2.4　关联规则挖掘的特点360

11.2.5　基于基因表达式编程的知识发现364

11.2.6　其他数据挖掘研究方向371

参考文献374

第12章　无线传感器网络中的数据管理　376

12.1 无线传感器网络的应用376

12.2　无线传感器网络基本概念377

12.2.1 无线传感器网络典型结构377

12.2.2　无线传感器网络特点378

12.2.3　无线传感器网络数据管理的特点379

12.3 以数据为中心的路由策略、数据存储和索引技术380

12.3.1 以数据为中心的路由策略380

12.3.2 以数据为中心的存储方法381

12.3.3　索引技术382

12.4　数据模型与查询语言382

12.5　无线传感器网络的查询处理383

12.5.1 基于网内聚集的查询处理384

12.5.2　基于网内连接的查询处理386

12.5.3　近似查询处理386

12.5.4　复杂查询处理389

12.6　无线传感器网络的数据清洗技术391

参考文献392

第13章 数据库应用开发方法与工具396

13.1 数据库应用开发方法与工具的发展396

13.2　基于构件的软件开发方法397

13.2.1　构件模型397

13.2.2　著名的构件开发方法402

13.2.3　业务建模405

13.2.4　构件设计408

13.2.5　构件管理412

13.2.6　构件组装413

13.2.7　应用实例415

13.3　敏捷开发方法425

13.3.1　敏捷开发原则426

13.3.2　极限编程427

13.3.3　SCRUM方法430

13.4　新一代数据库应用开发工具431

13.4.1　数据库应用开发工具发展的特点431

13.4.2　设计工具432

13.4.3　开发（编程）工具436

13.4.4　语义说明式产品线开发平台440

参考文献441

第14章　数据库安全442

14.1 信息安全与数据库安全442

14.1.1　信息系统安全与信息安全442

14.1.2　信息安全的基本概念443

14.1.3　信息安全的均衡性原则444

14.1.4 信息安全的发展历史　445

14.1.5　信息安全与数据库安全445

14.1.6　数据库安全的研究目标与内容446

14.2　数据库安全的基本概念447

14.3　数据库安全中的基本理论451

14.3.1 数据安全的存取控制模型的研究451

14.3.2　数据库安全中的推理控制技术研究456

14.3.3　数据库安全中的加密技术研究469

14.4　数据库的安全标准462

14.4.1　TCSEC（TDI）标准463

14.4.2　我国标准与TCSEC标准464

14.4.3　SQL对数据库安全的支持464

14.4.4　ORACLE对数据库安全的支持466

14.5　数据库安全系统的实现466

参考文献466

第15章　数据管理标准化468

15.1 数据管理标准技术的发展468

15.1.1　数据管理技术468

15.1.2　数据管理的标准化技术470

15.1.3　数据管理标准技术框架471

15.2　数据库语言SQL标准474

15.2.1 SQL标准的发展474

15.2.2　SQL标准的内容475

15.2.3　SQL标准的应用与实现476

15.3 多媒体数据管理标准477

15.3.1 多媒体数据管理标准概述　477

15.3.2 ISO/IEC 13249—1:2002框架478

15.3.3　ISO/IEC 13249—2:2003全文本478

15.3.4　ISO/IEC 13249—3:2003空间478

15.3.5　ISO/IEC 13249—5:2003静态图像479

15.3.6 ISO/IEC 13249—6:2003数据挖掘479

15.3.7　ISO/IEC SC32 WG4标准的应用480

15.3.8　多媒体数据管理标准的研究情况分析481

15.4　元数据管理及其标准481

15.4.1　ISO/IEC 11179信息技术——元数据注册482

15.4.2　ISO/IEC 14957信息技术——数据元素符号的格式483

15.4.3　ISO/IEC 19773信息技术——元数据模块483

15 4.4　ISO/IEC TR 20943信息技术——元数据注册内容一致性规程483

15.4.5　ISO/IEC　20944信息技术——元数据注册一致性和绑定　484

15.4.6　ISO/IEC 19763信息技术——元模型互操作性框架484

15.4.7　关于元数据的其他标准485

15.4.8　元数据标准的应用485

参考文献486

第16章 数据库新产品简介487

16.1 Oracle Database 10g网格计算数据库　487

16.1.1 网格计算概述487

16.1.2　Oracle全面支持网格计算488

16.1.3 Oracle Database 10g网格计算技术优势490

16.2 高性能数据库服务器——Sybase ASE 15.0496

16.2.1 数据库分区技术496

16.2.2　查询优化技术497

16.2.3　磁盘数据加密技术499

16.2.4　其他优势499