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第1章　数据库方法3

1.1 学习目标3

第Ⅰ部分　数据库基本概念3

1.2　数据系统的演化过程4

1.2.1 技术发展5

1.2.2　信息需求6

1.2.3　发展历程7

1.3.1 驱动力8

1.3　数据库系统8

1.2.4　面向文件的数据系统8

1.3.2　早期数据系统的不足9

1.3.3　数据库系统满足要求12

1.4.2　数据驱动14

1.4.1　数据库的定义14

1.4　数据库方法14

1.4.3　基本概念15

1.4.4　数据库的使用16

1.5.1　层次结构模型17

1.5　数据模型简介17

1.5.2　网状结构模型18

1.5.3　关系模型19

1.5.4　对象-关系模型20

1.6.1　集中式数据库21

1.6　数据库类型21

1.7　数据库产业概述22

1.6.2　分布式数据库22

1.7.1 简史23

1.7.3　未来展望24

1.7.2　主要商业数据库24

1.9　复习题25

1.8　本章小结25

1.10　练习题26

2.1　学习目标27

第2章　主要组件概览27

2.2　数据库环境的组件28

2.2.1　总体系结构29

2.2.3　支持软件30

2.2.2　硬件基础结构30

2.3 数据库和数据库管理系统（DBMS）31

2.2.4　人员和过程31

2.3.2　使用DBMS的原因32

2.3.1 数据库和DBMS的区别32

2.3.4　语言和接口34

2.3.3 DBMS分类34

2.4.1　硬件36

2.4　功能和特性36

2.4.3　操作系统软件37

2.4.2　数据存储37

2.4.5　用户38

2.4.4　数据库软件38

2.4.7　方法和过程39

2.4.6　专业人员39

2.4.8　数据库的用法40

2.5.1　数据库引擎41

2.5 DBMS详解41

2.5.3　查询处理器43

2.5.2　数据词典43

2.5.4　窗体生成器44

2.5.5　报表编写器45

2.5.6　应用程序开发者46

2.5.8　实用程序47

2.5.7　通信接口47

2.8　练习题48

2.7　复习题48

2.6　本章小结48

3.1 学习目标53

第3章　数据库环境的重要性53

第Ⅱ部分　数据库开发过程53

3.2.2　主要流程54

3.2.1 核心业务54

3.2　组织机构54

3.2.3　信息是主要资产55

3.2.4　机构中的数据库系统56

3.3 信息需求57

3.3.1 根据用户级别分组58

3.3.3　按地理位置分组59

3.3.2　按职能部门分组59

3.4　信息共享60

3.3.4　提供信息60

3.4.1　共享信息的原因61

3.4.2　主要益处62

3.4.3　信息共享方案63

3.4.4　数据库系统作为支持者64

3.5.1　数据存储65

3.5　数据库系统的枢纽角色65

3.5.3　应用程序的基础66

3.5.2　信息传送66

3.6　本章小结67

3.5.4　现代企业必不可少的工具67

3.8　练习题68

3.7　复习题68

4.2　主要开发步骤69

4.1 学习目标69

第4章　数据库开发周期69

4.2.1 开始过程70

4.2.2　设计和开发71

4.2.3　开发和实现72

4.2.5　角色和责任73

4.2.4　步骤和任务73

4.2.6　管理和控制75

4.3　数据库系统规划76

4.3.2　规划者77

4.3.1　总体规划范围77

4.3.3　业务规划的影响78

4.3.5　关键规划问题79

4.3.4　数据库规划79

4.4.1 目标和范围80

4.4　可行性研究80

4.4.2　技术基础结构81

4.4.3　技能分析82

4.4.4　成本评估83

4.4.5 收益评估84

4.4.6　权衡选项85

4.5 需求定义86

4.5.2　用户采访87

4.5.1 需求收集方法87

4.5.4　分析应用程序91

4.5.3 流程观察91

4.5.6　合并信息需求92

4.5.5　研究文档92

4.6　设计阶段93

4.5.7　需求定义文档93

4.6.2　逻辑设计与物理设计94

4.6.1 设计目标94

4.6.3 外部模式95

4.6.5 内部模式96

4.6.4　概念模式96

4.7　实现和部署97

4.7.4　填充数据库98

4.7.3　创建数据词典98

4.7.1　从概念模式到内部模式98

4.7.2 DBMS的安装98

4.8.1 管理工具99

4.8　维护和成长99

4.7.5　开发应用程序接口99

4.8.3　性能调整100

4.8.2　持续监控100

4.10　复习题101

4.9　本章小结101

4.8.4　管理成长101

4.11 练习题102

5.1 学习目标105

第5章　数据建模基础105

第Ⅲ部分　概念数据建模105

5.2.1　建立数据模型的原因106

5.2　数据模型的含义106

5.2.3　数据模型是复制品107

5.2.2 现实信息需求107

5.2.4　数据模型组件108

5.3　数据建模概念109

5.3.2　过滤无关信息110

5.3.1　信息需求的表示110

5.3.4　数据模型到数据设计111

5.3.3　组件映射111

5.4　数据建模式样112

5.4.2　基于对象的建模技术113

5.4.1 高级别数据模型113

5.5　数据视图114

5.4.4　数据建模辅助工具114

5.4.3　实体.关系建模技术114

5.5.2　信息需求的集合115

5.5.1 数据视图的含义115

5.5.3　透过窗户看数据系统116

5.6　视图集成117

5.5.4　数据视图：两种理解117

5.6.1　合并个体用户视图118

5.6.3　增强和验证119

5.6.2　集成局部数据模型119

5.6.4　统一数据模型120

5.9　练习题121

5.8 复习题121

5.7　本章小结121

6.2　基于对象的建模技术简介123

6.1 学习目标123

第6章　基于对象建模的原理和组件123

6.2.2　基于对象的数据模型的益处124

6.2.1　通用数据模型124

6.2.3　组件简介125

6.2.4　现实信息映射126

6.2.5　模型图示例128

6.3.1　对象组和实例130

6.3　业务对象130

6.3.3　识别对象组131

6.3.2　对象类型131

6.3.4　属性132

6.3.5 实例标识符133

6.4.1　关系的角色134

6.4　对象之间的关系134

6.4.2　关系中的基数136

6.4.3 聚合对象139

6.5　归纳和专化141

6.4.4　关系的度141

6.5.1　超组和子组142

6.5.3　属性继承143

6.5.2 归纳层次143

6.5.4　关系继承144

6.5.5　特例145

6.6.1　概念和物理对象147

6.6　特殊对象类型和关系147

6.6.2　递归关系148

6.7.2　完整数据模型图149

6.7.1　组件总览149

6.6.3　装配结构149

6.7　回顾基于对象的数据模型149

6.9　复习题150

6.8　本章小结150

6.10　练习题151

7.1 学习目标153

第7章　实体-关系数据模型153

7.2.2　数据建模过程154

7.2.1　基本概念154

7.2 E-R模型简介154

7.2.3　主要组件155

7.3.1　实体定义156

7.3 实体156

7.3.3　实体组157

7.3.2　实体类型157

7.3.4　弱实体类型158

7.4.1　属性规范159

7.4　属性159

7.4.3　属性类型160

7.4.2　值和域160

7.5 关系163

7.4.4　候选键和主键163

7.5.2　关系的度164

7.5.1 实体之间的关联164

7.5.4　可选和强制条件165

7.5.3　关系的基数165

7.6.1 建模依赖于时间的组件168

7.6　特例168

7.6.2　标识和非标识关系169

7.6.4　使用动名词170

7.6.3　关系类型的属性170

7.7.1 重述组件及符号171

7.7　实体-关系图171

7.6.5　归纳和专化171

7.7.2　示例ERD172

7.8　本章小结173

7.7.3　分析示例ERD173

7.10　练习题174

7.9　复习题174

8.1 学习目标177

第8章　关系数据模型基础177

第Ⅳ部分　关系数据模型177

8.2.2　关系表：一个建模概念178

8.2.1　关系模型的优点178

8.2　结构和组件178

8.2.3　列表示属性179

8.2.5　主键180

8.2.4　行表示实例180

8.2.6　通过外键建立关系181

8.2.7　关系模型的符号182

8.3.2　基本关系属性183

8.3.1　确保数据完整性的原因183

8.3　数据完整性约束183

8.3.3　实体完整性184

8.3.5　函数依赖185

8.3.4　引用完整性185

8.4.1　数据语言的角色186

8.4　数据操纵186

8.4.3　关系代数187

8.4.2　数据操纵语言187

8.4.4　关系演算195

8.4.5　通用语言比较196

8.5　关系模型设计197

8.5.3　从语义模型到关系模型198

8.5.2　设计方法198

8.5.1 数据模型的要求198

8.5.5　评估两种设计方法199

8.5.4　传统方法199

8.7　复习题200

8.6　本章小结200

8.8　练习题201

9.1　学习目标203

第9章　从语义数据模型到关系数据模型203

9.2.1　优点204

9.2　模型转换方法204

9.2.3　步骤和任务205

9.2.2　转换方法的适用范围205

9.3　组件映射206

9.2.4　关键问题206

9.3.2　对象组到关系表的映射207

9.3.1　映射和转换207

9.3.3　属性208

9.4　关系转换209

9.3.4　实例标识符209

9.4.1　一对一关系210

9.4.2　一对多关系211

9.4.3　多对多关系213

9.4.4　强制和可选条件217

9.4.5　将聚合对象作为关系220

9.4.7　超组和子组221

9.4.6　标识关系221

9.5.1　模型比较222

9.5　模型转换的结果222

9.6　本章小结223

9.5.2　转换归纳223

9.8　练习题224

9.7　复习题224

10.2　非正式设计225

10.1　学习目标225

第10章　数据规范化方法225

10.2.2　非正式设计的缺陷226

10.2.1　根据需求建立关系表226

10.2.4　删除异常228

10.2.3　更新异常228

10.3.1 目标和优点229

10.3　规范化方法229

10.2.5　添加异常229

10.3.3　步骤和任务230

10.3.2　规范化方法的用法230

10.4.1　第一范式231

10.4　基本范式231

10.4.2　第二范式232

10.4.3　第三范式234

10.4.4 Boyce-Codd范式236

10.5.1　第四范式237

10.5　高级范式237

10.5.2　第五范式238

10.6　规范化方法综述240

10.5.3　域-键范式240

10.6.1　步骤分析241

10.6.3　规范化的示例242

10.6.2　关键问题242

10.9　练习题244

10.8　复习题244

10.7　本章小结244

11.1 学习目标249

第11章　完成逻辑设计249

第Ⅴ部分　设计和实现249

11.2.1　逻辑设计和物理设计250

11.2　逻辑设计的重要性250

11.2.3 逻辑设计阶段的必要性251

11.2.2 DDLC中的逻辑设计阶段251

11.2.5 确保设计的完整性252

11.2.4 物理设计的输入252

11.3 逻辑设计中的数据建模253

11.3.2 表示实体254

11.3.1 完成逻辑设计的步骤254

11.3.3　表示属性255

11.3.5　规则和约束256

11.4　关系数据模型的设计256

11.3.4　表示关系256

11.4.2　逻辑设计组件257

11.4.1　将关系表作为单个设计概念257

11.4.4　特殊注意事项258

11.4.3　逻辑模式258

11.5.2　输出的用法259

11.5.1　逻辑设计输出259

11.5　逻辑设计的文档记录259

11.5.4　文档记录纲要260

11.5.3　使用CASE工具260

11.8　练习题261

11.7　复习题261

11.6　本章小结261

12.1　学习目标263

第12章　物理设计过程263

12.2.1　从逻辑设计到物理设计264

12.2　物理设计简介264

12.2.2　目标和设计决策265

12.2.5　数据词典的用法266

12.2.4　物理设计任务266

12.2.3　物理设计组件266

12.3　数据存储和访问268

12.3.2　访问物理数据269

12.3.1　存储管理269

12.3.3　文件、块和记录270

12.3.4　文件组织272

12.3.5　链接相关数据元素274

12.3.6 RAID技术基础275

12.4　索引技术278

12.4.1　主索引279

12.4.2　折半查找280

12.4.4　辅助索引281

12.4.3　对称树索引281

12.4.5　位图索引282

12.5.1　聚集284

12.5　其他性能考虑事项284

12.5.3　拆分285

12.5.2　反向规范化285

12.5.4　内存缓冲管理286

12.6　本章小结287

12.5.5　预建联接287

12.8　练习题288

12.7　复习题288

13.1 学习目标291

第13章　特殊的实现注意事项291

13.2.2　语言的角色292

13.2.1　模型实现的含义292

13.2　实现语言292

13.2.3 用于关系模型的语言294

13.3 SQL296

13.3.2　发展简史297

13.3.1 总体特性297

13.3.3 SQL的数据定义298

13.3.4 SQL的数据检索300

13.3.5 SQL的数据维护302

13.3.6 SQL中的数据控制303

13.3.7 查询305

13.3.8 SQL查询组件概览308

13.3.9 从应用程序访问数据库309

13.4 查询处理310

13.4.2 查询优化器311

13.4.1 查询处理步骤311

13.4.3 诱导方法312

13.4.4 基于成本的优化314

13.5 数据库系统部署315

13.5.2 在集中式体系结构中实现316

13.5.1 部署任务316

13.5.3 在客户机／服务器中实现317

13.6 本章小结318

13.8 练习题319

13.7 复习题319

14.1　学习目标323

第14章　管理职能概述323

第Ⅵ部分 数据库管理和维护323

14.2.1　管理的必要性324

14.2　管理的重要性324

14.2.2　管理目标326

14.2.3　数据管理327

14.3　技能和责任328

14.2.4　数据库管理328

14.3.1　管理角色329

14.3.2　责任范围330

14.3.4　与用户和专业人员交互331

14.3.3　技能、知识和经验331

14.4　在开发周期各阶段的任务和责任332

14.4.2　需求定义333

14.4.1　规划和可行性研究333

14.4.4　物理设计334

14.4.3　逻辑设计334

14.5.1　持续职能335

14.5　完成部署后的任务335

14.4.5　实现和部署335

14.5.4　数据库系统的成长和变化336

14.5.3　数据库系统的增强336

14.5.2　维护服务级别336

14.8　练习题337

14.7　复习题337

14.6　本章小结337

15.1 学习目标339

第15章　数据完整性339

15.2.1　事务概念340

15.2　事务处理340

15.2.2　事务属性341

15.2.3　事务状态343

15.2.5　完整性考虑事项344

15.2.4　事务处理344

15.3　并发事务347

15.3.2　并发问题348

15.3.1　并发处理事务的原因348

15.3.3　事务和调度349

15.3.4 可串行性350

15.3.5　可恢复性353

15.4.1 基于锁的解决方法354

15.4　并发控制354

15.4.2　基于锁的技术的应用356

15.4.3　死锁的防止和检测359

15.4.4　基于时间戳的解决方案361

15.4.5　乐观技术363

15.5.1　故障分类364

15.5　数据库故障和恢复364

15.5.2　恢复概念365

15.5.3　日志记录366

15.5.4　检查点367

15.5.5　基于日志的恢复技术368

15.5.6　阴影分页371

15.5.7　恢复示例372

15.7　复习题373

15.6　本章小结373

15.8　练习题374

16.1 学习目标375

第16章　数据库安全375

16.2.1 目标和目的376

16.2　安全问题376

16.2.3　解决方案选项377

16.2.2　安全问题377

16.3　访问控制379

16.2.5 Web安全379

16.2.4　隐私问题379

16.3.1　数据访问级别和类型380

16.3.2　任意控制381

16.3.4 SQL示例383

16.3.3　使用视图383

16.3.5　强制控制384

16.4.1　授权385

16.4　特殊的安全考虑事项385

16.4.2　身份验证387

16.4.4　统计数据库388

16.4.3 DBA的角色388

16.5　加密389

16.5.1　加密的含义390

16.5.2　加密方法391

16.5.3　数据加密标准392

16.5.4　公钥加密393

16.6　本章小结394

16.8　练习题395

16.7　复习题395

17.1　学习目标397

第17章　持续维护和成长397

17.2.1　备份和恢复398

17.2 日常维护398

17.2.2　安全维护401

17.2.4　并发控制402

17.2.3　空间管理402

17.3.1　监控目的403

17.3　监控和分析403

17.2.5　问题解决方案403

17.3.2　监控过程404

17.3.4　分析操作405

17.3.3 收集统计数据405

17.4　成长和增强406

17.3.5　基准的用法406

17.4.2　应用程序增强407

17.4.1　持续成长和增强407

17.4.3　模式修正408

17.4.4 DBMS版本升级409

17.5.1 目标和解决方案选项410

17.5　调整性能410

17.5.2　调整索引411

17.5.4　调整模式412

17.5.3　调整查询和事务412

17.6　本章小结413

17.8　练习题414

17.7　复习题414

18.1　学习目标417

第18章　分布式数据库系统417

第Ⅶ部分　高级篇417

18.2.1　分布式数据库的含义418

18.2　基本原理418

18.2.2　基本概念419

18.2.4　优点和缺点420

18.2.3　动机和目标420

18.3.1　类型和配置421

18.3　分布式数据库421

18.3.2 DDBMS423

18.3.3 网络组件426

18.3.4　数据分布427

18.3.5　体系结构选项430

18.3.6　设计和实现问题432

18.4.1　透明是重要理念433

18.4　透明433

18.4.3　复制透明434

18.4.2　拆分透明434

18.5　分布式处理435

18.4.7　故障透明435

18.4.4　位置透明435

18.4.5　网络透明435

18.4.6　命名透明435

18.5.1　查询处理436

18.5.2　事务处理440

18.5.3　并发控制442

18.5.4　分布恢复445

18.6　本章小结447

18.8　练习题448

18.7　复习题448

19.1　学习目标449

第19章　数据库系统和Web449

19.2.1 Internet和Web450

19.2 Web技术回顾450

19.2.2 HTTP451

19.2.4 HTML452

19.2.3 URL452

19.2.5　超越HTML454

19.2.6　内部网和外部网455

19.3.1　集成动机456

19.3 　Web和数据库集成456

19.3.3　集成的体系结构457

19.3.2　集成的必要条件457

19.3.4　优缺点459

19.4.1 CGI460

19.4　集成方法460

19.4.2 API462

19.4.3 SSI463

19.4.5 使用Java应用程序464

19.4.4 cookie464

19.4.6 使用脚本语言466

19.4.7 数据库工具467

19.5.1 保护的意义468

19.5 安全选项468

19.5.2 防火墙、包装器和代理469

19.5.4 SET和SST471

19.5.3 数字签名和数字证书471

19.5.6 Java安全472

19.5.5 SSL和S-HTTP472

19.6 本章小结474

19.8 练习题475

19.7 复习题475

20.1 学习目标477

第20章 数据库技术发展趋势477

20.2.1 基本概念478

20.2 面向对象的数据库478

20.2.2 对象和类479

20.2.3 方法和消息481

20.2.4 继承482

20.2.6 面向对象的数据模型483

20.2.5 多态483

20.3.1 驱动力485

20.3 对象-关系数据库485

20.3.3 ORDBMS的特性486

20.3.2 ORDBMS的含义486

20.4 支持决策的数据库487

20.3.4 SQL-3的对象-关系支持487

20.4.1 数据仓库488

20.4.2 联机分析处理496

20.4.3 数据挖掘500

20.5.1 并行数据库504

20.5 主要趋势概述504

20.5.2 主动数据库505

20.5.4 推论数据库506

20.5.3 智能数据库506

20.5.5 多媒体数据库507

20.5.6 移动数据库508

20.5.7 地理数据库510

20.6 本章小结511

20.7 复习题512

20.8 练习题512

第Ⅷ部分 附录517

附录A 传统系统模型：层次和网状结构517

附录B Codd的关系规则521

附录C 图示和符号523

附录D CASE工具的用法529

附录E 主要商业数据库管理系统533

附录F 数据库设计和开发概览539

术语表543