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目录出版者的话专家指导委员会译者序前言第一部分 绪论第1章 数据库和事务概述2

1.1 什么是数据库和事务2

1.2 现代数据库和事务处理系统的特点4

1.3 实现和支持数据库与事务处理系统的主要成员6

1.4 决策支持系统——OLAP和OLTP7

1.5 练习8

第2章 进阶10

2.1 案例研究：学生注册系统10

2.2 关系数据库概述10

2.3 怎样使程序成为事务14

2.5 练习18

2.4 参考书目18

第3章 案例研究：开发学生注册系统20

3.1 软件工程方法学20

3.2 需求文档21

3.3 需求分析——新问题26

3.4 应用程序生成器27

3.5 图形用户界面和对象27

3.6 事件和过程30

3.7 访问数据库和执行事务32

3.8 详细说明学生注册系统33

3.9 规格说明文档34

3.10 参考书目35

3.11 练习35

4.1 什么是数据模型38

第二部分 数据库管理第4章 关系数据模型38

4.2 关系模型40

4.2.1 基本概念41

4.2.2 完整性约束43

4.3 SQL——数据定义子语言48

4.3.1 指定关系类型49

4.3.2 系统目录49

4.3.3 键约束50

4.3.4 处理空缺信息50

4.3.5 语义约束51

4.3.6 用户自定义域53

4.3.7 外键约束54

4.3.8 反应性约束56

4.3.9 数据库视图58

4.3.10 修改已有的定义59

4.3.11 SQL-模式60

4.3.12 访问控制60

4.4 参考书目62

4.5 练习62

第5章 数据库设计Ⅰ：实体-联系模型64

5.1 E-R方法的概念建模64

5.2 实体和实体类型65

5.3 联系和联系类型67

5.4 E-R方法的高级特性71

5.4.1 实体类型层次结构71

5.4.2 参与约束74

5.5 一个经纪公司的例子76

5.6 E-R方法的局限性79

5.7 案例研究：学生注册系统的设计82

5.8 参考书目86

5.9 练习86

第6章 查询语言Ⅰ：关系代数和SQL88

6.1 关系代数：在SQL的覆盖之下88

6.1.1 基本运算符89

6.1.2 导出运算符96

6.2 SQL的查询子语言101

6.2.1 简单的SQL查询101

6.2.2 集合运算106

6.2.3 嵌套查询108

6.2.4 数据的聚合112

6.2.5 简单查询计算算法117

6.2.6 再论SQL中的视图118

6.2.7 空值的窘境122

6.3 在SQL中修改关系实例123

6.4 参考书目127

6.5 练习127

第7章 查询语言Ⅱ：关系演算和可视化查询语言131

7.1 元组关系演算131

7.2 通过元组关系演算理解SQL138

7.3 域关系演算和可视化查询语言140

7.4 可视化查询语言：QBE和PC数据库143

7.5 关系代数和关系演算之间的联系148

7.6 SQL：1999中的递归查询150

7.8 练习155

7.7 参考书目155

第8章 数据库设计Ⅱ：关系规范化理论157

8.1 冗余所带来的问题157

8.2 分解158

8.3 函数依赖160

8.4 函数依赖的性质161

8.5 范式165

8.6 分解的性质167

8.6.1 无损分解与有损分解168

8.6.2 依赖保持分解170

8.7 分解BCNF的一个算法173

8.8 3NF模式的合成175

8.8.1 最小覆盖175

8.8.2 通过模式合成的3NF分解177

8.8.3 通过3NF合成的BCNF分解178

8.9 第四范式180

8.10 高级4NF设计＊183

8.10.1 MVD和它们的性质183

8.10.2 设计4NF的困难性184

8.10.3 如何进行4NF分解187

8.11 范式分解的总结188

8.12 案例研究：学生注册系统的模式精化188

8.13 性能调整问题：是否进行分解190

8.14 参考书目191

8.15 练习192

第9章 触发器和动态数据库195

9.1 触发器处理的语义195

9.2 SQL：1999中的触发器197

9.3 避免链式反应202

9.4 参考书目203

9.5 练习203

第10章 真实世界中的SQL205

10.1 在应用程序中执行SQL语句205

10.2 嵌入式SQL206

10.2.1 状态处理208

10.2.2 会话、连接和事务209

10.2.3 执行事务210

10.2.4 游标212

10.2.5 服务器存储过程216

10.3 再论完整性约束218

10.4 动态SQL219

10.4.1 动态SQL的语句预备220

10.4.2 预备语句和描述符区222

10.4.3 游标224

10.4.4 服务器端的存储过程224

10.5 JDBC和SQLJ225

10.5.1 JDBC的基本概念225

10.5.2 预处理语句227

10.5.3 结果集和游标227

10.5.4 获取结果集的信息229

10.5.5 状态处理230

10.5.6 执行事务230

10.5.8 示例231

10.5.9 SQLJ：Java的语句级接口231

10.5.7 服务器端的存储过程231

10.6 ODBC＊234

10.6.1 预处理语句235

10.6.2 游标236

10.6.3 状态处理238

10.6.4 执行事务238

10.6.5 服务器端的存储过程238

10.6.6 示例239

10.7 比较240

10.8 参考书目240

10.9 练习241

第11章 数据的物理组织和索引243

11.1 磁盘组织243

11.2 堆文件247

11.3 排序文件249

11.4 索引251

11.4.1 聚簇索引与非聚簇索引254

11.4.2 稀疏索引和稠密索引256

11.4.3 包含多个属性的查找键257

11.5 多级索引259

11.5.1 索引顺序访问261

11.5.2 B＋树263

11.6 散列索引269

11.6.1 静态散列269

11.6.2 动态散列算法271

11.7 特殊用途的索引277

11.7.1 位图索引277

11.8 调整问题：为一个应用选择索引278

11.7.2 联结索引278

11.9 参考书目279

11.10 练习279

第12章 案例研究：实现学生注册系统282

12.1 设计文档282

12.1.1 文档结构283

12.1.2 设计评审284

12.2 测试计划285

12.3 项目计划287

12.4 编程289

12.5 渐进式开发290

12.6 学生注册系统的设计和编程291

12.6.1 完成数据库设计：完整性约束291

12.6.2 设计注册事务293

12.6.3 部分注册事务程序295

12.7 参考书目297

12.8 练习297

第13章 查询处理基础298

13.1 外部排序298

13.2 计算投影、并和差301

13.3 计算选择303

13.3.1 具有简单条件的选择303

13.3.2 存取路径304

13.3.3 具有复杂条件的选择306

13.4 计算联结307

13.4.1 用嵌套循环来计算联结307

13.4.2 排序-合并联结309

13.4.3 散列联结310

13.5 多关系联结311

13.6 计算聚合函数313

13.7 调优问题：对物理数据库设计的影响313

13.8 参考书目314

13.9 练习314

第14章 查询优化概述316

14.1 查询处理概述316

14.2 基于代数等价的启发式优化317

14.3 估计查询执行计划的代价320

14.4 估计输出的大小326

14.5 选择计划327

14.6 调整问题：对查询设计的影响330

14.7 参考书目332

14.8 练习333

第15章 事务处理概述336

15.1 隔离性336

15.1.1 可串行化337

15.1.2 两段锁338

15.1.3 死锁340

15.1.4 关系数据库中的锁341

15.1.5 隔离级别342

15.1.6 锁粒度和意向锁344

15.1.7 用意向锁的可串行化封锁策略345

15.1.8 总结346

15.2 原子性和持久性346

15.2.1 先写日志347

15.2.2 从大规模存储器失效中恢复348

15.3 实现分布式事务349

15.3.1 原子性和持久性——两阶段提交协议350

15.3.2 全局可串行性和死锁351

15.3.3 复制352

15.3.4 总结353

15.4 参考书目353

15.5 练习354

第三部分 数据库的高级主题第16章 对象数据库356

16.1 关系数据模型的缺点356

16.2 发展历史361

16.3.1 对象和值363

16.3 概念上的对象数据模型363

16.3.2 类364

16.3.3 类型365

16.3.4 对象-关系数据库367

16.4 ODMG标准367

16.4.1 ODL：ODMG对象定义语言370

16.4.2 OQL：ODMG对象查询语言374

16.4.3 ODMG中的事务377

16.4.4 ODMG中的对象操纵378

16.4.5 语言绑定378

16.5 SQL：1999中的对象382

16.5.1 行类型382

16.5.2 用户定义类型383

16.5.3 对象384

16.5.4 查询用户定义类型385

16.5.5 更新用户定义类型385

16.5.6 引用类型387

16.5.7 集合类型389

16.6 公共对象请求代理体系结构389

16.6.1 CORBA基础390

16.6.2 CORBA和数据库394

16.7 小结398

16.8 参考书目398

16.9 练习399

第17章 XML和Web数据401

17.1 半结构化数据401

17.2 XML概述403

17.2.1 XML元素和数据库对象406

17.2.2 XML属性407

17.2.3 命名空间409

17.2.4 文档类型定义412

17.2.5 DTD作为数据定义语言的不足414

17.3 XMLSchema415

17.3.1 XMLSchema和命名空间416

17.3.2 简单类型418

17.3.3 复杂类型422

17.3.4 一个完整的Schema文档428

17.3.5 完整性约束431

17.4 XML查询语言436

17.4.1 XPath：一种轻量的XML查询语言436

17.4.2 XSLT：XML的一种转换语言442

17.4.3 XQuery：XML的一个功能完善的查询语言450

17.4.4 小结464

17.5 参考书目464

17.6 练习465

第18章 分布式数据库469

18.1 应用设计者对数据库的观点470

18.2 在不同数据库中分布数据472

18.2.1 分段472

18.2.2 更新和分段474

18.2.3 复制475

18.3 查询策略476

18.3.1 全局查询优化476

18.3.3 调整问题：分布式环境下的数据库设计和查询计划481

18.3.2 多数据库系统的策略481

18.4 参考书目482

18.5 练习482

第19章 OLAP和数据挖掘484

19.1 OLAP和数据仓库484

19.2 OLAP应用的多维模型485

19.3 聚合488

19.3.1 下钻、上卷、切片和切块488

19.3.2 CUBE操作符490

19.4 ROLAP和MOLAP494

19.5 实现中的一些问题495

19.6 数据挖掘495

19.7 数据仓库的数据载入499

19.9 练习500

19.8 参考书目500

第四部分 事务处理第20章 事务的ACID性质504

20.1 一致性504

20.2 原子性506

20.3 持久性507

20.4 隔离性508

20.5 事务的ACID性质510

20.6 参考书目512

20.7 练习512

第21章 事务模型513

21.1 平坦事务513

21.2 提供事务的结构514

21.2.1 存储点514

21.2.2 分布式事务515

21.2.3 嵌套事务518

21.2.4 多级事务520

21.3 把应用分解成多个事务523

21.3.1 链式事务523

21.3.2 用可恢复队列调度事务526

21.3.3 扩展事务529

21.3.4 工作流和工作流管理系统531

21.4 参考书目534

21.5 练习535

第22章 事务处理系统的体系结构537

22.1 集中式系统中的事务处理537

22.1.1 单用户系统的组织537

22.1.2 集中式多用户系统的组织538

22.2 分布式系统上的事务处理539

22.2.1 分布式系统的组织540

22.2.2 会话和上下文信息544

22.2.3 队列事务处理545

22.3 异构系统和TP监控器546

22.3.1 事务管理器547

22.3.2 TP监控器548

22.4 TP监控器：通信和全局原子性550

22.4.1 远程过程调用551

22.4.2 对等通信556

22.4.3 事务中异常情况的处理558

22.5 因特网上的事务处理560

22.5.1 一般的体系结构561

22.5.2 因特网上事务系统的组织563

22.6 参考书目564

22.7 练习564

第23章 隔离性的实现566

23.1 调度和等价调度567

23.1.1 串行化570

23.1.2 冲突等价与观察等价571

23.1.3 串行图572

23.2 可恢复性、级联异常中止和严格性574

23.3 并发控制的模型576

23.4 立即更新的悲观并发控制策略577

23.4.1 避免冲突577

23.4.2 死锁579

23.5.1 锁集和等待集的实现580

23.5 立即更新的悲观并发控制的设计580

23.5.2 两段锁581

23.5.3 锁的粒度582

23.6 对象和语义交换＊583

23.7 结构化事务模型中的隔离587

23.7.1 存储点587

23.7.2 链式事务588

23.7.3 可恢复队列588

23.7.4 嵌套事务589

23.7.5 多级事务＊589

23.8 其他的并发控制592

23.8.1 时间戳顺序的并发控制593

23.8.2 乐观的并发控制594

23.10 练习597

23.9 参考书目597

第24章 关系数据库中的隔离性601

24.1 加锁601

24.1.1 幻影602

24.1.2 谓词加锁603

24.2 加锁与SQL隔离级别605

24.2.1 更新丢失、游标稳定性和更新锁609

24.2.2 案例研究：正确性和非可串行级调度——学生注册系统612

24.2.3 可串行化、SERIALIZABLE和正态的617

24.3 粒度加锁：概念锁和索引锁618

24.3.1 索引锁：无幻影的粒度加锁619

24.3.2 对象数据库里的粒度加锁＊624

24.4 系统性能的改进625

24.5 多版本并发控制626

24.5.1 只读型的多版本并发控制627

24.5.2 读取一致性的多版本并发控制628

24.5.3 SNAPSHOT隔离级别628

24.6 参考书目633

24.7 练习633

第25章 原子性和持久性637

25.1 崩溃、异常中止和介质故障637

25.2 直接型更新系统和先写型日志638

25.2.1 性能和先写型登录641

25.2.2 检测点和恢复644

25.2.3 逻辑型登录和物理逻辑型登录＊648

25.3 延迟更新系统的恢复649

25.4 介质故障的恢复650

25.5 参考书目653

25.6 练习653

第26章 分布式事务的实现655

26.1 ACID特性的实现655

26.2 原子终止656

26.2.1 两阶段提交协议657

26.2.2 两阶段提交协议中故障的处理661

26.2.3 格式和协议：X/Open标准664

26.2.4 对等原子提交协议664

26.3 协调的传递665

26.3.1 线性提交协议665

26.4 分布式死锁666

26.3.2 无准备状态的两阶段提交协议666

26.5 全局可串行化667

26.6 不能保证全局原子性的场合668

26.7 复制数据库670

26.7.1 同步更新复制系统672

26.7.2 异步更新复制系统674

26.8 现实世界里的分布式事务677

26.9 参考书目677

26.10 练习678

第27章 安全性与因特网商务681

27.1 认证、授权与加密681

27.2 加密681

27.3 数字签名684

27.4 密钥发布与认证686

27.4.1 Kerberos协议：票据687

27.4.2 临时串690

27.5 授权690

27.6 已认证的远程过程调用692

27.7 因特网商务693

27.7.1 SSL协议：证书693

27.7.2 SET协议：对偶签名695

27.7.3 货物原子性、托管与已认证交付698

27.7.4 电子现金：盲签名700

27.8 参考书目705

27.9 练习705

附录附录A 关于系统的问题708

附录B 参考文献716