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目录1

第1部分　概念篇1

第1章　数据库基本概念1

1.1　数据管理技术的发展1

1.1.1　人工管理阶段1

1.1.2　文件系统阶段2

1.1.3　数据库阶段3

1.1.4　高级数据库阶段5

1.1.5　数据库的基本术语7

1.2　数据描述8

1.2.1　概念设计中的数据描述8

1.2.3　存储介质层次及数据描述9

1.2.2　逻辑设计中的数据描述9

1.2.4　数据联系的描述11

1.3　数据抽象的级别13

1.3.1　数据抽象的过程13

1.3.2　概念模型14

1.3.3　逻辑模型15

1.3.4　外部模型18

1.3.5　内部模型19

1.3.6　高度的数据独立性19

1.4　数据库管理系统20

1.4.1　DBMS的工作模式20

1.4.2　DBMS的主要功能21

1.5.1　DBS的组成22

1.5　数据库系统22

1.5.2　DBS的全局结构24

1.5.3　应用程序的演变26

1.5.4　DBS的效益26

1.6　小结27

习题128

第2部分 关系篇31

第2章　关系运算理论31

2.1　关系模型的基本概念31

2.1.1　基本术语31

2.1.2　关系的定义和性质32

2.1.3　三类完整性规则32

2.1.5　关系查询语言和关系运算34

2.1.4　关系模型的形式定义和优点34

2.2　关系代数35

2.2.1　关系代数的5个基本操作35

2.2.2　关系代数的4个组合操作36

2.2.3　关系代数运算的应用实例39

2.2.4　关系代数的两个扩充操作40

*2.3　关系演算42

2.3.1　元组关系演算42

2.3.2　域关系演算45

2.3.3　关系运算的安全约束和等价性46

*2.4　关系逻辑47

2.4.1　关系逻辑的成分48

2.4.2　从关系代数到关系逻辑的转换49

2.4.3　递归过程51

2.4.4　关系逻辑与关系代数的差异52

2.5　关系代数表达式的优化52

2.5.1　关系代数表达式的优化问题53

2.5.2　关系代数表达式的等价变换规则53

2.5.3　关系代数表达式的启发式优化算法55

2.6　小结58

习题259

3.1　SQL简介63

3.1.1　SQL发展史63

第3章　SQL语言63

3.1.2　SQL数据库的体系结构64

3.1.3　SQL的组成65

3.1.4　SQL的特点65

3.2　SQL的数据定义65

3.2.1　SQL模式的创建和撤销65

3.2.2　基本数据类型66

3.2.3　基本表的创建、修改和撤销67

3.2.4　索引的创建和撤销69

3.3　SQL的数据查询70

3.3.1　SELECT查询语句的基本结构70

3.3.2　SELECT语句的使用技术71

3.3.4　SELECT语句完整的句法74

3.3.3　聚合函数74

3.4 SQL数据查询中的限制和规定75

3.4.1　SELECT语句中的规定76

3.4.2　条件表达式中的比较操作77

3.4.3　嵌套查询的改进写法80

3.4.4　基本表的连接操作81

*3.4.5　SQL3中的递归查询82

3.5　数据更新83

3.5.1　数据插入83

3.5.2　数据删除84

3.5.3　数据修改85

3.6.1　视图的创建和撤销86

3.6　视图86

3.6.2　对视图的操作87

3.7　嵌入式SQL87

3.7.1　嵌入式SQL的实现方式88

3.7.2　嵌入式SQL的使用规定88

3.7.3　嵌入式SQL的使用技术90

3.7.4　动态SQL语句93

3.8　小结94

习题394

第4章　数据库管理98

4.1 事务98

4.1.1　事务的定义98

4.1.2　事务的ACID性质99

4.2.2　故障类型和恢复方法100

4.2　数据库的恢复100

4.2.1　典型的恢复策略100

4.2.3　检查点技术101

4.2.4　SQL对事务的支持102

4.3　数据库的并发控制103

4.3.1　并发操作带来的4个问题103

4.3.2　封锁技术106

4.3.3　封锁带来的问题108

4.3.4　并发操作的调度110

4.3.5　SQL对并发处理的支持111

4.4.2　SQL中的完整性约束113

4.4.1　完整性子系统113

4.4　数据库的完整性113

4.4.3 约束可延迟性117

*4.4.4　SQL3中的触发器118

4.5　数据库的安全性121

4.5.1　安全性问题121

4.5.2　SQL中的安全性机制122

4.5.3　常用的安全性措施124

4.6　小结127

习题4128

5.1　关系模式的设计准则131

5.1.1　关系模式的冗余和异常问题131

第5章 关系模式设计理论131

第3部分　设计篇131

5.1.2　关系模式的非形式化设计准则132

5.2　函数依赖133

5.2.1　函数依赖的定义133

5.2.2　FD的闭包135

5.2.3　FD的推理规则135

5.2.4　FD和关键码的联系136

5.2.5　属性集的闭包137

5.2.6　FD集的最小依赖集137

5.3　关系模式的分解特性138

5.3.1　关系模式的分解138

5.3.2　无损分解139

5.3.3　模式分解的优缺点141

5.3.4　无损分解的测试方法141

5.3.5　保持函数依赖的分解143

5.3.6　模式分解与模式等价问题144

5.4　范式144

5.4.1　第一范式（1NF）144

5.4.2　第二范式（2NF）145

5.4.3　第三范式（3NF）146

5.4.4　BCNF（Boyce-Codd NF）147

5.4.5　分解成BCNF模式集的分解算法148

5.4.6　分解成3NF模式集的合成算法148

5.5　其他数据依赖和范式149

5.5.1 多值依赖149

5.4.7　模式设计方法小结149

5.5.2　关于FD和MVD的推理规则集151

5.5.3　第四范式（4NF）152

5.5.4　嵌入多值依赖152

5.5.5　连接依赖和第五范式153

5.6　小结154

习题5155

第6章 基于ER模型的数据库设计159

6.1　数据库工程与数据库系统生存期159

6.1.1　规划阶段159

6.1.3　概念设计阶段160

6.1.2　需求分析阶段160

6.1.4　逻辑设计阶段162

6.1.5　物理设计阶段163

6.1.6　数据库的实现163

6.1.7　数据库的运行与维护165

6.2　ER模型166

6.2.1　ER模型的基本元素166

6.2.2　属性的分类168

6.2.3　联系的设计171

6.2.4　ER模型的操作175

6.2.5　采用ER模型的数据库概念设计步骤176

6.3　ER模型到关系模型的转换184

6.3.1　ER图转换成关系模式集的算法184

6.3.2　采用ER模型的逻辑设计步骤186

6.4.1　库存管理信息系统的ER模型及转换188

6.4　ER模型实例分析188

6.4.2　人事管理信息系统的ER模型189

6.4.3　住院管理信息系统的ER模型190

6.4.4　公司车队信息系统的ER模型192

6.5　增强的ER模型193

6.5.1　弱实体193

6.5.2　子类实体与超类实体194

6.6　小结196

习题6196

第7章 面向对象的高级概念建模199

7.1 面向对象的数据类型系统199

7.2.1　对象联系图的成分200

7.2　对象联系图200

7.2.2　数据的概化／特化202

7.3 UML类图203

7.3.1　统一建模语言（UML）概述203

7.3.2　用类图表达类和关联203

7.3.3　用类图表达关联类206

7.3.4　用类图表达概化／特化207

7.3.5　用类图表达聚合209

7.4　小结209

习题7210

8.1.1　从关系模型到后关系模型211

8.1 关系模型的发展历程211

第8章 对象关系数据库ORDB211

第4部分　对象篇211

8.1.2　从后关系模型到对象关系模型213

8.2　ORDB的定义语言214

8.2.1　对象关系数据模型的定义214

8.2.2　数据类型的定义214

8.2.3　继承性的定义215

8.2.4　引用类型的定义217

8.2.5　SQL3中的定义语言219

8.3　ORDB的查询语言220

8.3.1　对SELECT语句的新规定220

8.3.2　嵌套与解除嵌套222

8.3.3　复合值的创建和查询223

8.3.4　Oracle中查询的两种技术223

8.4　函数和过程225

8.4.1　SQL函数和过程225

8.4.2　外部语言程序226

8.4.3　过程的构造226

8.5　小结229

习题8229

第9章　面向对象数据库OODB231

9.1　OODBS的基本概念231

9.1.1　ODMG标准231

9.1.3　OODB的基本概念232

9.1.2　OODBS的定义232

9.2　ODMG对象模型236

9.2.1　对象和文字237

9.2.2　接口、类和继承238

9.2.3　类外延、关键码和工厂对象239

9.3　ODMG ODL240

9.4　ODMG OQL241

9.4.1　OQL中的SELECT语句241

9.4.2　OQL表达式的附加格式243

9.4.3　OQL中对象的赋值和建立245

9.5　C++语言的绑定246

9.6.1　OODB与RDB在概念设计上的区别247

9.6　OODB、ORDB与RDB的比较247

9.6.2　OODB与ORDB的比较248

9.7　小结249

习题9249

第5部分　分布篇251

第10章　分布式数据库251

10.1　DDBS的定义和特点251

10.1.1　从集中式、分散式到分布式251

10.1.2　DDBS的定义252

10.1.3　DDBS的特点253

10.1.4　DDBS的优缺点254

10.1.5　DDBS的分类255

10.2.1　数据分片256

10.2　分布式数据存储256

10.2.2　数据分配257

10.3　DDB的体系结构258

10.3.1　体系结构259

10.3.2　分布透明性260

10.4　DDBMS262

10.4.1　DDBS的组成262

10.4.2　DDBMS的功能263

10.4.3 DDBMS的组成263

10.4.4　DDBMS的同构性程度和局部自治性程度263

10.4.6　FDBS的5层模式结构265

10.4.5　FDBS的异构性265

10.5　分布式查询处理266

10.5.1　查询代价的估算方法266

10.5.2　基于半连接的优化策略267

10.5.3　基于连接的优化方法269

10.6　分布式数据库中的并发控制和恢复技术270

10.6.1　DDB中的问题270

10.6.2　基于数据项识别拷贝的分布式并发控制270

10.6.3　基于投票方法的分布式并发控制271

10.6.4　分布式恢复272

10.7　小结272

习题10273

11.1.1 中间件的定义275

11.1　中间件275

第11章　异构多数据源的访问275

11.1.2 中间件的作用276

11.2 ODBC结构276

11.2.1 ODBC概念276

11.2.2 ODBC的体系结构277

11.2.3 ODBC的特性282

11.3 ODBC接口282

11.3.1 ODBC应用程序的基本流程282

11.3.2 ODBC句柄282

11.3.3 数据源的连接与断开285

11.3.4 SQL语句的执行286

11.3.5 查询结果的获取287

11.4 ODBC的符合性级别288

11.4.1 API符合性的三个级别288

11.4.2 SQL符合性的三个级别289

11.4.3 ODBC API与SQL CLI之间的协调290

11.4.4 SQL CLI与嵌入式SQL的比较291

11.4.5 典型的数据库应用系统开发工具291

11.5 JDBC结构292

11.5.1 JDBC的提出292

11.5.2 JDBC的基本功能292

11.5.3 JDBC数据库设计方法293

11.5.4 保持一致性的措施294

11.5.5 JDBC驱动程序295

11.6.1 JDBC API的目标296

11.6 JDBC API296

11.6.2 JDBC API接口概貌297

11.6.3 JDBC的接口和类299

11.6.4 JDBC数据库应用程序的编写300

11.7 小结303

习题11303

第12章 XML技术305

12.1 XML概述305

12.1.1 XML的诞生305

12.1.2 XML文挡306

12.1.3 文档类型定义（DTD）308

12.1.4 XML模式310

12.2 XML编程接口319

12.2.1 文档对象模型（DOM）319

12.2.2 简单的应用程序设计接口（SAX）323

12.3 常用的XML查询语言XQuery326

12.3.1 XQuery的基本功能326

12.3.2 XQuery的基本概念327

12.3.3 简单查询328

12.3.4 各种类型的查询330

12.4 小结334

习题12334

13.1.1 从DB到DW的演变337

13.1 DW概述337

第6部分 决策篇337

第13章 数据仓库337

13.1.2 DB数据和DW数据的区别338

13.1.3 DW的定义和特点338

13.1.4 DW的类型339

13.2 DW的组织结构340

13.2.1 DW的数据组织结构340

13.2.2 粒度与分割341

13.2.3 DWS的结构341

13.3.1 多维立方体343

13.3.2 星形模式343

13.3 DW存储的多维数据模型343

13.2.4 DW的运行结构343

13.3.3 雪花模式345

13.3.4 事实星座模式346

13.4 DW的数据获取与管理347

13.4.1 DW的数据获取347

13.4.2 DW的数据管理348

13.5 DW的设计和发展阶段350

13.5.1 DW设计的原则350

13.5.2 DW设计的步骤351

13.5.3 DW的发展阶段353

13.6 小结355

习题13355

14.1.1 OLAP的定义357

14.1 OLAP概述357

第14章 联机分析处理技术357

14.1.2 OLAP准则358

14.1.3 OLAP的基本概念360

14.1.4 OLAP与OLTP之间的比较361

14.2 OLAP的数据组织362

14.2.1 MOLAP362

14.2.2 ROLAP362

14.2.3 HOLAP363

14.2.4 OLAP数据的处理方式363

14.3 OLAP的多维数据分析364

14.3.1 切片和切块364

14.3.2 钻取366

14.3.3 旋转367

14.3.4 OLAP应用开发实例368

14.3.5 广义OLAP操作369

14.4 OLAP的数据索引技术370

14.4.1 位图索引370

14.4.2 连接索引371

14.5 基于Web的OLAP系统结构372

14.6 小结374

习题14375

第15章 数据挖掘376

15.1 DM概述376

15.1.1 DM的由来376

15.1.3 DM与DW的联系与区别377

15.1.2 DM的定义377

15.1.4 DM与OLAP的联系与区别378

15.2 DM过程379

15.3 DM的关联分析方法381

15.3.1 DM的分析方法381

15.3.2 关联规则的定义382

15.3.3 关联规则的分类383

15.3.4 关联规则的挖掘算法383

15.3.5 多层和多维关联规则的挖掘384

15.3.6 关联规则价值衡量的方法385

15.4 DM的其他分析方法386

15.4.1 序列模式分析方法386

15.4.2 分类分析方法387

15.4.3 聚类分析方法389

15.5 DM的应用领域390

15.5.1 DM的应用行业390

15.5.2 商业化的DM工具392

15.6 新决策支持系统概述393

15.6.1 新DSS的结构图393

15.6.2 新DSS的成功实例394

15.6.3 新DSS与传统DSS的比较395

15.6.4 综合DSS的结构图397

15.7 小结398

习题15399

参考文献400