高级数据库原理与技术(高等学校教材) (2008 年度畅销榜NO.21740 )

随着数据库技术本身的发展和其他新技术的渗透，当今数据库的整体概念、技术内容、应用领域甚至基本原理都有了重大的发展和变化，形成了庞大的数据库家族。本书将全面介绍这些新型高级数据库，包括分布式数据库、并行数据库、Oracle系统、数据仓库以及面向对象数据库和多媒体数据库等相关技术。
本书共分五篇。第一篇是预备知识，主要是解决一些读者或学生缺乏必要的分布式系统和数据库基础知识的问题。第二篇全面讲述分布式数据库的原理与技术，包括分布式数据库的概念、设计、查询优化、并发控制及安全性等。第三篇从理论和应用两个视角，对数据库中的并行处理技术和Oracle数据库管理技术进行深入剖析。第四篇集中阐述数据仓库概念、设计基础、核心技术及它的质量管理等问题。第五篇对其他一些新型数据库技术加以介绍，包括面向对象数据库、多媒体数据库、工程数据库、科学数据库、模糊数据库、演绎数据库、主动数据库、移动数据库、统计数据库等。
本书可作为计算机专业研究生或高年级本科生教材，也可以作为从事计算机研究和开发人员的参考资料。同时，对于高职院校也可以选择部分章节进行讲授。

第一篇 预备知识

第1章 分布式系统 2
1.1 分布式系统的定义 2
1.2 分布性的刻画 3
1.3 高层操作系统 5

第2章 数据库基础知识 7
2.1 数据库技术的发展 7
2.2 数据模型 9
2.2.1 概念模型 9
2.2.2 数据模型 10
2.3 数据库系统的基本组成 12
2.3.1 数据库的三级模式设计 12
2.3.2 数据库管理系统 13
2.3.3 数据库系统与计算机应用系统 14
2.4 数据库设计与实例 14
2.5 数据库操作语言 16
2.5.1 数据结构定义功能 17
2.5.2 数据查询功能 18
2.5.3 数据或结构修改功能 19
本篇思考题 20

第二篇 分布式数据库原理与技术

第3章 分布式数据库系统概论 22
3.1 分布式数据库系统的定义 22
3.1.1 分布式数据库系统的发展 22
3.1.2 分布式数据库的定义 23
3.2 分布式数据库管理系统概述 24
3.3 分布式数据库系统的组成 25
3.4 分布式数据库系统的分类 26
3.4.1 紧耦合式DDBS 26
3.4.2 联邦式DDBS 27
3.4.3 组合式DDBS 27

第4章 分布式数据库设计 28
4.1 分布式数据库的构成方式 28
4.1.1 单层次分布式数据库(SL DDB) 28
4.1.2 多层次分布式数据库(ML DDB) 28
4.2 分布式数据库的模式结构 28
4.2.1 分布式数据库的模式层次 28
4.2.2 模式间的映射 29
4.2.3 分布式数据库系统参考模型 30
4.3 分布式数据库系统中的透明性 31
4.3.1 分片透明性 31
4.3.2 位置透明性 31
4.3.3 本地透明性 32
4.4 分布式数据库的数据分割方法 33
4.4.1 关系代数介绍 33
4.4.2 数据分割方法 35
4.5 分布式数据库的设计方法 37
4.5.1 分布式数据库设计概述 37
4.5.2 分布式数据库设计的原则 38
4.5.3 分布式数据库的设计方法 39

第5章 分布式事务管理与数据库管理系统 42
5.1 分布式事务的定义 42
5.2 事务管理的目标 43
5.3 分布式事务管理的模型 43
5.3.1 主从事务管理模型 43
5.3.2 三角事务管理模型 44
5.3.3 层次事务管理模型 44
5.4 分布式事务的编译与执行 44
5.5 分布式数据库管理系统参考模型 45

第6章 分布式查询处理 47
6.1 问题的提出 47
6.2 数据分配与费用 48
6.2.1 数据分配的单位 48
6.2.2 数据分配的费用估计 49
6.3 关系代数的等价变换 51
6.3.1 算符树 51
6.3.2 关系代数的等价变换 52
6.3.3 公共子表达式的问题 53
6.4 把全局查询变换成段查询 53
6.4.1 限定关系的代数学 53
6.4.2 水平分段关系的化简 54
6.4.3 垂直分段的化简 56
6.4.4 分布式分组和聚集函数求值的查询问题 56
6.4.5 关系代数的扩充 57
6.4.6 Group-by操作的特性 57
6.4.7 参数性查询 58
6.5 基于等价变换的查询优化 59
6.6 基于半连接程序的查询优化 60
6.6.1 半连接程序 60
6.6.2 优化步骤和费用估计 61

第7章 分布式并发控制 63
7.1 问题提出与抽象 63
7.1.1 异常情况示例 63
7.1.2 分布式数据库管理系统的抽象 64
7.2 用于并发控制的DDBS抽象结构 65
7.2.1 集中式事务处理模式 65
7.2.2 分布式事务处理模型 66
7.2.3 分布式事务处理模式 67
7.3 分布式并发控制理论 67
7.3.1 无干扰执行与可串行性 67
7.3.2 操作冲突与执行的等价 68
7.3.3 并发控制处理模式 69
7.4 两相封锁并发控制算法 70
7.4.1 基于锁的并发控制基本方法概述 70
7.4.2 两相封锁(2PL)算法思想 71
7.4.3 2PL算法的基本实现方法 72
7.4.4 主副本2PL算法 72
7.4.5 表决2PL算法 73
7.4.6 集中式2PL 73
7.5 时间戳并发控制方法 73
7.5.1 时间戳方法的基本实现方法 73
7.5.2 Thomas写规则 74
7.5.3 多版本T/O 74
7.5.4 保守的T/O 75
7.5.5 减少重新启动的启发式方法 76
7.5.6 死锁问题 76
7.6 分布式并发控制算法的性能分析 78
7.6.1 性能评价问题 78
7.6.2 2PL性能分析 78
7.6.3 T/O性能分析技术 79
7.6.4 并发控制方法的选择 80

第8章 分布式数据库的可靠性和安全性 81
8.1 分布式数据库的可靠性及其含义 81
8.2 分布式数据库系统的故障分析和对策 82
8.2.1 硬件故障及其容错技术 82
8.2.2 软件故障及其容错技术 83
8.2.3 数据的可靠性及其容错技术 84
8.3 分布式可靠性协议 85
8.3.1 可靠性提交协议 85
8.3.2 可靠性终结协议 86
8.3.3 可靠性恢复协议 87
8.4 三阶段提交协议 88
8.5 分布式数据库的安全性及其含义 89
8.6 数据库管理系统的安全级别介绍 90
8.7 分布式数据库的安全机制 92
本篇思考题 93

第三篇 数据库并行处理技术与典型数据库管理系统

第9章 数据库中的并行处理技术 96
9.1 数据库系统的应用模式 96
9.2 数据库中并行处理相关问题 97
9.3 多线程并行技术 98
9.4 数据库应用接口 99
9.4.1 数据库连接标准 99
9.4.2 多级分布式Web计算模型 100
9.4.3 中间件技术 101
9.5 并行数据库系统的相关技术 102

第10章 Oracle系统 104
10.1 Oracle数据库系统的基本知识 104
10.1.1 实例与进程概念 104
10.1.2 单进程实例和多进程实例 105
10.1.3 Oracle后台进程 105
10.1.4 Oracle内存结构 110
10.1.5 Oracle的配置问题 116
10.2 Oracle数据库结构和空间管理 118
10.2.1 Oracle数据库物理结构及其文件类型 118
10.2.2 Oracle数据库的逻辑结构 123
10.2.3 数据字典 129
10.2.4 Oracle模式结构 130
10.3 Oracle的事务管理 140
10.3.1 事务提交 140
10.3.2 事务回滚 141
10.4 Oracle的分布处理 141
10.4.1 Oracle的C/S结构与自治性 141
10.4.2 Oracle的全局数据库名与远程查询 142
10.4.3 Oracle的透明性 144
10.4.4 Oracle高级复制技术 145

第11章 Oracle数据库系统的性能优化 147
11.1 Oracle数据库优化问题 147
11.1.1 数据库的系统化优化问题 147
11.1.2 数据库的优化目标与基本过程 148
11.2 Oracle数据库的逻辑结构设计优化 149
11.3 数据库操作的执行优化 151
11.3.1 SQL语句的执行计划问题 152
11.3.2 基于规则的优化方法 153
11.3.3 基于代价的优化方法 153
11.3.4 SQL语句的预处理问题 154
11.3.5 SQL性能优化的典型方法介绍 155
11.4 Oracle数据库性能优化和参数调整 164
11.4.1 调整数据库服务器的内存使用性能 165
11.4.2 调整磁盘I/O 166
11.4.3 调整数据库服务器的回滚段 167
11.4.4 调整网络传输与 I/O代价 168
11.4.5 应用程序的调整 169
11.5 Oracle系统的初始化参数调整 170
本篇思考题 171

第四篇 数据仓库

第12章 数据仓库基础 174
12.1 数据仓库的概念 174
12.1.1 正确理解数据仓库技术 174
12.1.2 数据仓库的主要特征 176
12.1.3 数据仓库的应用 179
12.2 数据仓库中的数据组织 180
12.2.1 数据组织的层次结构 180
12.2.2 数据分割 181
12.2.3 元数据 182
12.2.4 数据装载与追加 182
12.2.5 数据仓库的文件组织形式 183
12.2.6 多维数据模型及其实现 183
12.3 数据仓库系统的体系结构 184
12.3.1 多层的数据仓库环境 184
12.3.2 数据仓库系统的应用体系 184
12.3.3 数据仓库系统的关键部件 186
12.3.4 数据集市 187

第13章 数据仓库系统设计 189
13.1 数据仓库系统与传统数据库系统设计方法的比较 189
13.2 数据仓库的数据模型 189
13.2.1 星型模式 190
13.2.2 数据仓库的三级数据模型 190
13.3 数据仓库系统的设计和开发 191
13.3.1 数据仓库系统的实现策略 192
13.3.2 数据仓库系统的开发过程 192
13.4 数据仓库解决方案及工具介绍 196

第14章 数据仓库的主要技术 200
14.1 数据管理技术 200
14.2 数据仓库与OLAP技术 202
14.3 数据仓库与Web技术 203
14.4 数据仓库与数据挖掘 203
14.4.1 数据仓库和数据挖掘的关系 204
14.4.2 数据挖掘的技术介绍 204

第15章 数据仓库的质量管理 211
15.1 数据仓库与质量管理 211
15.2 数据仓库系统的层次模式和质量管理 212
15.3 数据仓库系统的组成要素和质量管理 214
本篇思考题 217

第五篇 其他数据库系统

第16章 面向对象与数据库的结合技术 220
16.1 面向对象数据库系统的特点 220
16.2 面向对象与数据库技术的结合方法 222
16.2.1 对象-关系数据库 222
16.2.2 面向对象数据库 223
16.2.3 演绎面向对象数据库 224
16.2.4 多种技术相互渗透 225
16.3 面向对象的数据库应用开发工具的发展 226
16.4 面向对象与数据库技术结合的产品实例 226

第17章 多媒体数据库技术 229
17.1 多媒体数据库技术的产生和发展 229
17.2 多媒体数据库系统的硬件环境 230
17.3 多媒体数据模型 230
17.4 多媒体数据库管理系统 231
17.5 多媒体数据库的用户接口 233

第18章 专用数据库系统 234
18.1 工程数据库 234
18.2 科学数据库 235
18.2.1 科学数据特点和科学数据库的类型 235
18.2.2 建立和使用科学数据库 236
18.2.3 数字图书馆技术 237

第19章 其他数据库技术介绍 240
19.1 知识库 240
19.2 模糊数据库与演绎数据库 240
19.3 主动数据库 241
19.4 移动数据库 242
19.5 统计数据库 242
本篇思考题 243

主要参考文献 245