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1 数据库技术概论1

1.1 引言1

1.2 数据库的由来和发展2

1.2.1 人工管理阶段2

1.2.2 文件系统阶段2

1.2.3 数据库系统阶段4

1.2.4 高级数据库技术阶段8

1.3 数据描述10

1.3.1 概念设计中的数据描述10

1.3.2 逻辑设计中的数据描述10

1.3.3 物理数据描述11

1.3.4 数据联系的描述12

1.4 数据模型14

1.4.1 数据模型的定义、种类和三要素14

1.4.2 概念数据模型：实体联系模型14

1.4.3 四种主要的结构数据模型16

1.5 数据库的三级模式结构21

1.5.1 三级模式结构的形成21

1.5.2 三级结构中的五个要素22

1.5.3 两级数据独立性23

1.5.4 用户及用户界面24

1.6 数据库系统结构24

1.6.1 DBMS 的工作模式24

1.6.2 DBMS 的主要功能25

1.6.3 DBS 的组成27

1.6.4 DBS 的全局结构29

1.6.5 DBS 的效益30

1.7 数据库技术的应用30

小结31

习题132

2 关系运算理论34

2.1 关系模型34

2.1.1 关系模型的形式定义34

2.1.2 关系模型的基本术语34

2.1.3 关系模型的三类完整性规则36

2.2 关系代数37

2.2.1 关系运算和关系查询语言37

2.2.2 关系代数的五个基本操作38

2.2.3 关系代数的四个组合操作39

2.2.4 关系代数表达式及其应用实例42

2.2.5 关系代数的七个扩充操作43

2.3 关系演算46

2.3.1 元组关系演算46

2.3.2 域关系演算49

2.3.3 关系运算的安全性和等价性50

2.4 关系代数表达式的优化51

2.4.1 关系代数表达式的等价变换规则52

2.4.2 启发式优化算法53

2.5 关系逻辑57

2.5.1 谓词和原子57

2.5.2 规则和查询58

2.5.3 规则的安全性58

2.5.4 从关系代数到关系逻辑59

2.5.5 递归过程61

2.5.6 关系逻辑与关系代数的差异63

小结63

习题264

3 关系数据库语言 SQL68

3.1 SQL 概况68

3.1.1 SQL 的发展历程68

3.1.2 SQL 数据库的体系结构69

3.1.3 SQL 的特点70

3.1.4 SQL 的组成70

3.2 数据查询71

3.2.1 SELECT 语句的基本句法71

3.2.2 SELECT 语句完整的句法76

3.2.3 SELECT 语句中的限定77

3.2.4 基本表的联接操作82

3.2.5 SQL3中的递归查询84

3.3 数据更新85

3.3.1 数据插入85

3.3.2 数据删除86

3.3.3 数据修改87

3.4 数据定义88

3.4.1 SQL 模式的管理88

3.4.2 基本数据类型89

3.4.3 基本表的管理89

3.4.4 索引的管理91

3.4.5 视图的管理92

3.5 嵌入式 SQL94

3.5.1 SQL 的运行环境94

3.5.2 嵌入式 SQL 的使用规定95

3.5.3 嵌入式 SQL 的使用技术96

3.5.4 动态 SQL 语句99

小结100

习题3101

4 模式设计理论105

4.1 关系模式的冗余和异常问题105

4.2 函数依赖106

4.2.1 函数依赖的定义106

4.2.2 FD 和关键码的联系108

4.2.3 FD 集的闭包108

4.2.4 FD 的推理规则108

4.2.5 属性集的闭包110

4.2.6 FD 集的等价性110

4.3 模式分解特性111

4.3.1 关系模式的分解111

4.3.2 无损分解112

4.3.3 无损分解的测试方法113

4.3.4 保持函数依赖的分解115

4.3.5 模式分解与模式等价问题116

4.4 范式和规范化方法116

4.4.1 第一范式(1NF)117

4.4.2 第二范式(2NF)117

4.4.3 第三范式(3NF)118

4.4.4 BCNF(Boyce-Codd NF)119

4.4.5 分解成 BCNF 模式集的算法120

4.4.6 分解成3NF 模式集的算法120

4.4.7 模式设计方法的原则121

4.5 其他数据依赖和范式121

4.5.1 多值依赖121

4.5.2 关于 FD 和 MVD 的推理规则集122

4.5.3 第四范式123

4.5.4 嵌入多值依赖124

4.5.5 联接依赖和第五范式124

小结126

习题4126

5 数据库设计与 ER 模型130

5.1 数据库设计的过程130

5.1.1 数据库设计概述130

5.1.2 规划阶段131

5.1.3 需求分析阶段133

5.1.4 概念设计阶段133

5.1.5 逻辑设计阶段135

5.1.6 物理设计阶段137

5.1.7 数据库的实现137

5.1.8 数据库的运行与维护139

5.2 ER 模型140

5.2.1 ER 模型的基本元素140

5.2.2 属性的分类142

5.2.3 联系的设计144

5.2.4 ER 模型的扩充147

5.2.5 ER 模型的操作148

5.2.6 采用 ER 方法的概念设计步骤149

5.3 ER 模型到关系模型的转换149

5.3.1 ER 图转换成关系模式集的规则149

5.3.2 转换实例150

5.3.3 采用 ER 模型的逻辑设计步骤151

5.4 ER 模型实例分析152

5.4.1 图书发行系统的 ER 模型及转换152

5.4.2 证券业务系统的 ER 模型154

5.4.3 库存管理系统的 ER 模型154

5.4.4 公司车队信息系统的 ER 模型155

小结156

习题5157

6 系统实现技术158

6.1 事务158

6.1.1 事务的定义158

6.1.2 事务的 ACID 性质158

6.1.3 事务的状态变迁图160

6.2 数据库的恢复161

6.2.1 存储器结构161

6.2.2 恢复的基本原则和方法163

6.2.3 故障类型和恢复方法164

6.2.4 检查点技术164

6.2.5 SQL 对事务的支持166

6.3 数据库的并发控制166

6.3.1 并发操作带来的三个问题166

6.3.2 封锁技术169

6.3.3 封锁带来的问题171

6.3.4 并发操作的调度173

6.3.5 SQL 中事务的存取模式和隔离级别174

6.4 数据库的完整性175

6.4.1 完整性子系统和完整性规则175

6.4.2 SQL 中的完整性约束175

6.4.3 SQL3中的触发器179

6.5 数据库的安全性182

6.5.1 安全性问题182

6.5.2 SQL 中的安全性机制183

6.5.3 常用的安全性措施185

小结188

习题6188

7 对象数据库系统190

7.1 对象联系图190

7.1.1 关系模型的发展190

7.1.2 引用类型192

7.1.3 对象联系图的成分193

7.1.4 继承性194

7.2 面向对象的类型系统195

7.3 ORDB 的定义语言196

7.3.1 ORDBS 的定义197

7.3.2 数据类型的定义197

7.3.3 继承性的定义198

7.3.4 引用类型的定义199

7.3.5 SQL3中的定义语言200

7.4 ORDB 的查询语言201

7.4.1 以关系为值的属性201

7.4.2 路径表达式202

7.4.3 Oracle 中查询的两种技术203

7.4.4 嵌套与解除嵌套204

7.4.5 函数的定义和使用205

7.4.6 复合值的创建和查询206

7.5 OODBS 的基本概念206

7.5.1 ODMG 组织和标准206

7.5.2 OODBS 的定义207

7.5.3 面向对象数据模型的概念207

7.6 ODMG93和持久化 C＋＋系统211

7.6.1 持久化程序设计语言211

7.6.2 ODMG C＋＋对象定义语言213

7.6.3 ODMG C＋＋对象操作语言214

7.7 ODMG97和对象语言215

7.7.1 ODMG 数据模型215

7.7.2 ODMG ODL216

7.7.3 ODMG OQL217

7.8 OODB 与 ORDB 的比较222

小结223

习题7224

8 分布计算226

8.1 “分布计算”概念226

8.2 客户机/服务器系统的计算模式228

8.2.1 C/S 结构的工作模式228

8.2.2 C/S 环境下应用成分的分布228

8.2.3 C/S 主要技术特征229

8.3 客户机/服务器系统的结构229

8.3.1 C/S 系统的体系结构229

8.3.2 C/S 结构的演变231

8.3.3 网络服务器的类型233

8.3.4 C/S 系统的管理问题234

8.4 分布式数据库系统的基本概念235

8.4.1 集中式系统与分布式系统236

8.4.2 DDBS 的定义236

8.4.3 DDBS 的特点和优缺点237

8.4.4 DDBS 的分类240

8.4.5 分布式数据存储240

8.5 分布式数据库系统的体系结构242

8.5.1 六层模式242

8.5.2 六层模式的特征244

8.5.3 分布透明性245

8.6 分布式数据库管理系统246

8.6.1 DDBS 的组成246

8.6.2 DDBMS 的功能246

8.6.3 DDBMS 的组成247

8.7 分布式查询处理248

8.7.1 查询代价的估算方法248

8.7.2 基于半联接的优化策略249

8.7.3 基于联接的优化策略251

小结252

习题8253

9 ODBC 和 JDBC254

9.1 中间件254

9.2 ODBC 结构255

9.2.1 ODBC 概念255

9.2.2 ODBC 的体系结构256

9.3 ODBC 接口260

9.3.1 ODBC 应用程序的基本流程260

9.3.2 ODBC 句柄260

9.3.3 ODBC 连接263

9.3.4 SQL 语句的执行263

9.3.5 查询结果的获取265

9.4 ODBC 的符合性级别266

9.4.1 API 符合性的三个级别266

9.4.2 SQL 符合性的三个级别267

9.4.3 ODBC API 与 SQL CLI268

9.4.4 典型的数据库应用系统开发工具269

9.5 JDBC 概念271

9.5.1 JDBC 的基本功能272

9.5.2 JDBC 与 CGI 的比较273

9.6 JDBC 的结构274

9.6.1 JDBC 数据库设计方法274

9.6.2 保持一致性的措施275

9.6.3 JDBC 驱动程序276

9.7 JDBC API277

9.7.1 JDBC API 的目标277

9.7.2 JDBC API 接口概貌278

9.7.3 JDBC 数据库应用程序的编写279

小结282

习题9282

10 数据库与 WWW284

10.1 网络基本概念284

10.1.1 Internet284

10.1.2 WWW285

10.1.3 网络协议模型286

10.2 WWW 与数据库288

10.2.1 WWW 与数据库的结合288

10.2.2 WWW 与数据库交互的方法289

10.2.3 CGI、JDBC 和 API 的比较291

10.3 公共网关接口292

10.3.1 CGI 程序292

10.3.2 CGI 特点294

10.4 安全性问题295

10.4.1 Web 安全性问题296

10.4.2 安全的 HTTP——S-HTTP298

10.4.3 安全接插层300

10.4.4 CGI 的安全性302

10.4.5 Java 的安全性303

小结303

习题10304

11 Oracle Web 数据库的开发305

11.1 Oracle WebServer 体系结构305

11.1.1 基本的 WebServer 体系结构305

11.1.2 三种版本的 WebServer 体系结构306

11.1.3 WebServer 的基本成分解释308

11.2 WebServer 的 htp 和 OWA 实用工具309

11.3 WebServer 的 PL/SQL 和存储过程311

11.3.1 PL/SQL 的语法结构311

11.3.2 PL/SQL 和存储过程313

11.4 WebServer 和 Java 之间的联系316

11.5 WebServer 和 LiveHTML 之间的联系319

11.6 WebServer 的并发管理322

11.6.1 WebServer 更新和并发性322

11.6.2 Oracle 数据库封锁323

11.6.3 为 WebServer 选择完整性325

11.7 安全性问题327

11.7.1 WebServer 的安全性327

11.7.2 Oracle 的安全性328

11.8 使用 Net8进行 WebServer 通信334

11.8.1 Oracle 部件的层次334

11.8.2 与数据库的连接339

11.8.3 Oracle Net8的部件340

小结341

习题11341

12 多媒体数据库342

12.1 多媒体数据管理技术342

12.1.1 媒体和多媒体342

12.1.2 多媒体数据的特征343

12.1.3 数据管理准备343

12.2 多媒体数据库技术345

12.2.1 多媒体数据库的特征345

12.2.2 媒体独立性概念347

12.3 多媒体数据模型347

12.4 多媒体数据库管理体系349

12.4.1 多媒体数据库管理系统的基本功能349

12.4.2 多媒体数据库管理系统的体系结构351

12.5 多媒体数据库查询353

12.5.1 多媒体数据库查询例子354

12.5.2 多媒体数据库查询类型354

12.5.3 查询过程的选择355

12.5.4 查询管理356

12.6 多媒体数据库查询语言356

12.6.1 SQL/MM 查询语言357

12.6.2 PICQUERY＋查询语言359

12.6.3 VIDEO SQL360

小结361

习题12361

主要参考文献362