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第一部分　事务处理的概念2

第1章　事务处理的概念与理论简介2

1.1　事务处理简介2

1.1.1　单用户系统与多用户系统2

1.1.2　事务、读写操作和DBMS缓冲区3

1.1.3　并发控制的必要性4

1.1.4　恢复的必要性6

1.2　事务和系统概念6

1.2.1 事务状态及附加操作7

1.2.2 系统日志7

1.2.3 事务的提交点8

1.3　事务的描述特性8

1.4　描述基于可恢复性调度的特征9

1.4.1　事务的调度（历史）9

1.4.2　描述基于可恢复性调度的特征10

1.5　描述基于可串行性调度的特征11

1.5.1 串行、非串行和冲突-可串行化调度11

1.5.2　测试调度的冲突可串行性14

1.5.3　可串行性的用途16

1.5.4　视图等价和视图可串行性17

1.5.5　调度等价性的其他类型18

1.6　SQL中的事务支持18

小结19

复习题20

练习题20

参考文献21

第2章　并发控制技术22

2.1 并发控制的两阶段加锁技术22

2.1.1　锁类型与系统锁表22

2.1.2　通过两阶段加锁保证可串行性26

2.1.3 死锁和饥饿处理27

2.2　基于时间戳顺序的并发控制29

2.2.1　时间戳29

2.2.2　时间戳排序算法30

2.3 多版本并发控制技术31

2.3.1　基于时间戳排序的多版本技术31

2.3.2　使用验证锁的多版本两阶段加锁32

2.4　确认（乐观的）并发控制技术32

2.5　数据项粒度和多粒度加锁33

2.5.1　加锁的粒度级别考虑34

2.5.2　多粒度级别加锁34

2.6　索引中使用加锁进行并发控制36

2.7　并发控制的其他问题37

2.7.1　插入、删除以及幻像记录37

2.7.2　交互式事务38

2.7.3　锁存器38

小结38

复习题38

练习题39

参考文献39

第3章　数据库恢复技术41

3.1　恢复概念41

3.1.1　恢复概述和恢复算法的分类41

3.1.2　磁盘块的高速缓存（缓冲）42

3.1.3　先写日志、潜入／非潜入和强制／非强制42

3.1.4　系统日志中的检查点和模糊检查点43

3.1.5　事务回滚44

3.2　基于延迟更新的恢复技术45

3.2.1　单用户环境下使用延迟更新的恢复46

3.2.2 多用户环境下并发执行的延迟更新46

3.2.3 不影响数据库的事务活动48

3.3　基于即时更新的恢复技术48

3.3.1　单用户环境下基于即时更新的UNDO/REDO恢复49

3.3.2　多用户环境下基于即时更新的UNDO/REDO恢复49

3.4　镜像分页49

3.5　ARIES恢复算法50

3.6　多数据库系统中的恢复53

3.7　数据库备份和灾难性故障恢复53

小结54

复习题54

练习题55

参考文献57

第二部分　对象和对象-关系数据库第4章　面向对象数据库的概念60

4.1　面向对象的概念61

4.2　对象标识、对象结构和类型构造器63

4.2.1 对象标识63

4.2.2　对象结构63

4.2.3　类型构造器66

4.3　操作、方法和持久性的封装67

4.3.1　通过类操作指定对象行为67

4.3.2　通过命名和可达性指定对象的持久性69

4.4　类型、类层次和继承70

4.4.1　类型层次和继承70

4.4.2　对应于类型层次的外延约束72

4.5　复杂对象72

4.5.1 非结构化复杂对象和类型可扩展性73

4.5.2　结构化复杂对象73

4.6　其他面向对象的概念74

4.6.1　多态性（操作符重载）74

4.6.2 多重继承与选择性继承75

4.6.3　版本和配置75

小结76

复习题76

练习题77

参考文献77

第5章　对象数据库标准、语言和设计78

5.1　ODMG对象模型概述79

5.1.1 对象和文字79

5.1.2　汇集对象的内置接口83

5.1.3　原子（用户定义）对象85

5.1.4　接口、类和继承86

5.1.5　类外延、码和工厂对象86

5.2　对象定义语言（ODL）88

5.3　对象查询语言（OQL）92

5.3.1 简单OQL查询、数据库入口点和迭代变量92

5.3.2　查询结果和路径表达式93

5.3.3　OQL的其他特性95

5.4　C＋＋语言绑定概述98

5.5　对象数据库概念设计99

5.5.1　ODB与RDB概念设计的区别99

5.5.2　EER模式到ODB模式的映射100

小结101

复习题102

练习题102

参考文献102

第6章　对象-关系和扩展-关系系统104

6.1　SQL及其对象-关系特性概述104

6.1.1 SQL标准及其组件104

6.1.2　SQL-99中的对象-关系支持105

6.1.3　SQL中一些新操作和特性109

6.2　数据模型的演变和数据库技术的当前发展趋势109

6.3 Informix Universal Server110

6.3.1　可扩展数据类型111

6.3.2 支持用户定义例程112

6.3.3 支持继承113

6.3.4　支持索引扩展115

6.3.5　支持外部数据源115

6.3.6　支持数据刀片应用编程接口115

6.4　Oracle 8的对象-关系特性118

6.4.1　Oracle对象-关系特性的一些示例118

6.4.2　管理大对象以及其他存储特性119

6.5　扩展类型系统的实现和相关问题120

6.6　嵌套关系数据模型120

小结122

参考文献122

第三部分　高级主题：安全性、高级建模和分布式第7章　数据库的安全性126

7.1 数据库安全性问题简介126

7.1.1　安全性的类型126

7.1.2　控制措施127

7.1.3　数据库安全性和DBA128

7.1.4　访问保护、用户账户和数据库审计128

7.2　基于授予和收回权限的自主访问控制129

7.2.1 自主性权限的类型129

7.2.2　使用视图指定权限130

7.2.3　收回权限130

7.2.4 使用GRANT OPTION选项传播权限130

7.2.5　一个示例130

7.2.6　指定权限传播的限定131

7.3 多级安全性的强制访问控制和基于角色访问控制132

7.3.1 自主访问控制与强制访问控制的比较134

7.3.2　基于角色的访问控制134

7.3.3　XML访问控制135

7.3.4　电子商务和Web的访问控制策略135

7.4　统计数据库的安全性简介136

7.5　流控制简介137

7.6　加密和公钥构架138

7.6.1　数据加密标准和高级加密标准138

7.6.2　公钥加密138

7.6.3　数字签名139

7.7　保密性问题和保护140

7.8　数据库安全性所面临的挑战140

7.8.1　数据质量140

7.8.2　知识产权140

7.8.3　数据库生存能力140

小结141

复习题141

练习题142

参考文献142

第8章　面向高级应用的增强数据模型144

8.1　主动数据库概念和触发器145

8.1.1　主动数据库和Oracle触发器的一般模型145

8.1.2　主动数据库的设计和实现148

8.1.3　STARBURST系统中使用语句级主动规则的示例150

8.1.4　主动数据库的潜在应用151

8.1.5　SQL-99中的触发器152

8.2　时态数据库概念152

8.2.1 时间表示法、日历和时间维153

8.2.2　使用元组版本化在关系数据库中加入时间154

8.2.3　使用属性版本化在面向对象数据库中加入时间159

8.2.4 时态查询构造与TSQL2语言160

8.2.5 时间序列数据161

8.3　空间和多媒体数据库162

8.3.1　空间数据库概念介绍162

8.3.2　多媒体数据库概念介绍163

8.4　演绎数据库介绍164

8.4.1　演绎数据库概述164

8.4.2　Prolog/Datalog表示法165

8.4.3　Datalog表示法166

8.4.4　子句形式与Horn子句167

8.4.5　规则解释168

8.4.6　Datalog程序及其安全性169

8.4.7　关系操作的使用171

8.4.8 非递归Datalog查询的估算172

小结173

复习题174

练习题174

参考文献177

第9章　分布式数据库和客户-服务器体系结构178

9.1　分布式数据库概念178

9.1.1　并行与分布式技术179

9.1.2　分布式数据库的优势180

9.1.3　分布式数据库的附加功能181

9.2　分布式数据库设计的数据分片、复制和分配技术182

9.2.1　数据分片182

9.2.2　数据复制和分配184

9.2.3　分片、分配和复制示例185

9.3　分布式数据库系统的类型187

9.4　分布式数据库中的查询处理189

9.4.1 分布式查询处理的数据传输代价189

9.4.2　使用半连接的分布式查询处理191

9.4.3　查询和更新分解191

9.5　分布式数据库中并发控制和恢复概述193

9.5.1　基于识别数据项副本的分布式并发控制194

9.5.2　基于投票方法的分布式并发控制195

9.5.3　分布式恢复195

9.6　三层客户-服务器体系结构概述195

9.7　Oracle分布式数据库197

小结199

复习题199

练习题200

参考文献201

第四部分　新兴技术204

第10章　使用PHP进行Web数据库程序设计204

10.1 结构化、半结构化以及非结构化数据204

10.2　一个简单的PHP示例207

10.3　PHP基本特性概述209

10.3.1　PHP变量、数据类型和程序设计结构209

10.3.2　PHP数组210

10.3.3 PHP函数211

10.3.4　PHP服务器变量和表单213

10.4　PHP数据库程序设计概述214

10.4.1　连接数据库214

10.4.2　从表单中汇集数据并插入记录215

10.4.3　数据库表的检索查询216

小结217

复习题217

练习题217

实验练习题217

参考文献218

第11章　XML：可扩展标记语言219

11.1　XML层次（树）数据模型219

11.2　XML文档、DTD和XML模式221

11.2.1　合式、有效XML文档及XML DTD221

11.2.2　XML模式222

11.3　XML文档和数据库226

11.3.1　存储XML文档的方法226

11.3.2　从关系数据库中抽取XML文档227

11.3.3　断开环以实现从图到树的转换230

11.3.4　从数据库抽取XML文档的其他步骤230

11.4　XML查询231

11.4.1　XPath：在XML中指路径表达式231

11.4.2　XQuery：在XML中指定查询232

小结232

复习题233

练习题233

参考文献233

第12章　数据挖掘概念234

12.1　数据挖掘技术概述234

12.1.1　数据挖掘和数据仓库234

12.1.2　数据挖掘是知识发现过程的一部分234

12.1.3　数据挖掘和知识发现的目标235

12.1.4　数据挖掘期间知识发现的类型236

12.2　关联规则237

12.2.1　市场购物篮模型、支持度与可信度237

12.2.2　Apriori算法238

12.2.3　采样算法239

12.2.4　频繁模式树算法239

12.2.5　分区算法241

12.2.6　其他类型的关联规则242

12.2.7　关联规则的附加考虑244

12.3　分类244

12.4　聚类246

12.5　其他数据挖掘问题的方法248

12.5.1　序列模式的发现248

12.5.2　时间序列中模式的发现248

12.5.3 回归249

12.5.4　神经网络249

12.5.5　遗传算法249

12.6　数据挖掘的应用250

12.7　商业化数据挖掘工具250

12.7.1　用户界面251

12.7.2　应用编程接口251

12.7.3　未来的方向251

小结252

复习题252

练习题252

参考文献254

第13章　数据仓库和OLAP概述255

13.1　概述、定义和术语255

13.2　数据仓库的特性256

13.3　数据仓库的数据模型257

13.4　构建数据仓库261

13.5　数据仓库的典型功能263

13.6　数据仓库和视图263

13.7　数据仓库中的难题和开放问题264

13.7.1　数据仓库实现中的困难264

13.7.2　数据仓库的开放问题264

小结265

复习题265

参考文献265

第14章　新兴的数据库技术及应用266

14.1　移动数据库266

14.1.1　移动计算体系结构266

14.1.2　移动环境的特征269

14.1.3　数据管理问题270

14.1.4　应用：间歇同步数据库270

14.2　多媒体数据库271

14.2.1 多媒体数据和应用的特征271

14.2.2　数据管理问题272

14.2.3 开放研究问题273

14.2.4 多媒体数据库应用274

14.3　地理信息系统（GIS）275

14.3.1 GIS系统组件276

14.3.2　GIS中数据的特征276

14.3.3　GIS概念数据模型278

14.3.4　GIS的DBMS增强功能278

14.3.5　GIS标准和操作279

14.3.6　GIS应用和软件281

14.3.7　GIS未来的工作282

14.4　基因组数据管理283

14.4.1 生物科学和遗传学283

14.4.2　生物数据的特征284

14.4.3　人类基因组项目和现有的生物数据库286

参考文献289

致谢291

附录A　ER模型的可选图形表示法292

附录B　磁盘参数294

附录C QBE语言概述296