數據庫管理系統概論

第1章緒論1
1.1數據庫管理系統1
1.1.1數據庫管理系統概述1
1.1.2數據庫管理系統工作模式2
1.2數據庫管理系統結構3
1.2.1應用層4
1.2.2語言處理層4
1.2.3存儲管理層4
1.3語言處理層5
1.4存儲管理層7
1.4.1數據存取7
1.4.2緩衝區管理7
1.4.3數據存儲的物理組織8
1.5數據庫管理系統基本功能10
1.6小結11
思考題11

第2章數據庫管理系統的數據組織與存儲13
2.1數據庫系統存儲結構13
2.1.1數據庫磁碟記憶體中的數據結構13
2.1.2數據庫系統存儲介質16
2.1.3存儲介質層次結構18
2.2數據檔案的記錄格式19
2.2.1定長記錄格式19
2.2.2變長記錄格式22數據庫管理系統概論目錄2.3數據檔案格式23
2.3.1檔案格式23
2.3.2順序檔24
2.3.3聚集文件25
2.4索引技術26
2.4.1索引基本概念26
2.4.2順序索引27
2.4.3輔助索引30
2.4.4索引的更新31
2.4.5索引的自動生成32
2.5B+樹索引檔32
2.5.1B+樹結構33
2.5.2B+樹的查詢34
2.5.3B+樹的更新35
2.5.4B+樹檔組織36
2.5.5B樹索引檔37
2.6散列索引檔38
2.6.1散列技術38
2.6.2靜態散列索引40
2.6.3可擴充散列結構42
2.7小結45
思考題46

第3章DBMS數據定義、操縱與完整性約束47
3.1SQL概述47
3.1.1數據定義語言48
3.1.2數據操縱語言48
3.1.3數據完整性控制48
3.1.4數據控制語言48
3.1.5事務管理48
3.1.6嵌入式SQL和動態SQL48
3.2專案工程公司數據庫49
3.3DBMS數據定義52
3.3.1模式的定義與刪除53
3.3.2基本表的定義、修改與刪除54
3.3.3視圖建立與刪除簡介57
3.3.4索引的建立、修改與刪除57
3.4DBMS數據操縱58
3.4.1數據查詢58
3.4.2數據更新67
3.4.3視圖69
3.5DBMS完整性約束74
3.5.1完整性概述74
3.5.2實體完整性75
3.5.3參照完整性77
3.5.4非空約束79
3.5.5唯一約束79
3.5.6CHECK約束80
3.5.7完整性約束命名80
3.5.8觸發器81
3.6小結84
思考題84

第4章查詢處理87
4.1概述87
4.2查詢的選擇運算實現89
4.2.1使用單檔掃描和索引的選擇89
4.2.2涉及比較的選擇91
4.2.3複合條件選擇92
4.3查詢的排序處理93
4.3.1外部歸併排序演算法93
4.3.2外部歸併排序的代價分析94
4.4查詢的連接處理95
4.4.1嵌套迴圈演算法95
4.4.2索引嵌套迴圈連接96
4.4.3歸併連接演算法96
4.4.4散列連接演算法98
4.5運算式計算101
4.5.1物化101
4.5.2流水線101
4.6小結102
思考題103

第5章查詢優化105
5.1概述105
5.2代數優化106
5.2.1關聯代數運算式等價變換規則106
5.2.2基於啟發式規則的代數優化108
5.2.3代數優化實例109
5.3物理優化112
5.3.1基於啟發式規則的物理優化112
5.3.2基於代價估算的物理優化113
5.4基於語義的查詢優化113
5.5小結114
思考題114

第6章事務115
6.1事務的概念115
6.2事務的ACID性質116
6.3一個簡單的事務實例116
6.4事務抽象模型與狀態變遷118
6.5SQL中事務的存取模式和隔離級別120
6.6小結121
思考題121

第7章併發控制123
7.1事務的併發執行123
7.1.1事務併發執行的必要性123
7.1.2事務併發執行趨勢124
7.1.3併發操作帶來的問題124
7.1.4併發事務調度可序列化與可恢復性126
7.1.5併發控制技術133
7.2封鎖技術134
7.2.1封鎖類型134
7.2.2封鎖協議135
7.2.3兩段鎖協議138
7.2.4封鎖的實現141
7.3封鎖帶來的問題142
7.3.1活鎖142
7.3.2鎖死142
7.4多細微性封鎖145
7.4.1多細微性樹145
7.4.2意向鎖146
7.4.3多細微性封鎖協議148
7.5時間戳記技術148
7.5.1時間戳記148
7.5.2時間戳記排序協議149
7.5.3改進的時間戳記協定——Thomas寫規則150
7.6多版本機制與快照隔離151
7.6.1多版本併發控制151
7.6.2多版本兩段鎖協議152
7.6.3快照隔離153
7.7幻行現象155
7.8小結157
思考題158

第8章數據庫安全159
8.1數據庫安全概述159
8.1.1威脅數據庫的安全因素159
8.1.2數據庫安全標準簡介160
8.2數據庫系統安全控制163
8.2.1數據庫系統安全模型163
8.2.2數據庫管理系統安全性控制模型163
8.2.3使用者身份標識與鑒別164
8.3存取控制概述165
8.3.1自主存取控制166
8.3.2強制存取控制172
8.4審計173
8.4.1審計事件173
8.4.2審計的作用174
8.4.3AUDIT語句和NOAUDIT語句174
8.4.4ORACLE的審計技術174
8.5數據加密175
8.5.1加密技術175
8.5.2數據庫中的加密支援176
8.6更高安全性保護177
8.6.1推理控制177
8.6.2隱蔽通道178
8.6.3數據隱私179
8.7小結179
思考題180

第9章數據庫恢復181
9.1故障類型181
9.1.1事務故障181
9.1.2系統故障182
9.1.3介質故障182
9.2恢復機制下的記憶體與數據訪問182
9.2.1記憶體種類182
9.2.2穩定記憶體的實現183
9.2.3交易數據存取機制183
9.3恢復的基本原理與實現方法184
9.3.1恢復與事務原子性184
9.3.2日誌恢復的基本原則與實現方法185
9.3.3影子複製恢復的基本原理185
9.4日誌恢復技術186
9.4.1數據轉儲186
9.4.2日誌檔案格式187
9.4.3日誌登記原則188
9.4.4使用日誌重做和撤銷事務189
9.4.5檢查點191
9.5緩衝區管理192
9.5.1日誌記錄緩衝192
9.5.2數據庫緩衝193
9.5.3模糊檢查點194
9.6恢復演算法194
9.6.1事務故障恢復——交易復原195
9.6.2系統故障恢復195
9.6.3介質故障後的恢復197
9.7ARIES恢復技術197
9.7.1ARIES特點198
9.7.2ARIES數據結構198
9.7.3ARIES恢復演算法200
9.7.4ARIES恢復演算法特徵202
9.8容災備份系統203
9.9小結205
思考題206

第10章數據庫管理系統性能配置207
10.1性能配置207
10.1.1瓶頸位置208
10.1.2硬體調整208
10.1.3數據庫系統參數調整210
10.1.4模式與事務調整210
10.2性能基準程式211
10.2.1任務集211
10.2.2數據庫應用類型212
10.2.3TPC基準測試213
10.3數據庫標準217
10.3.1SQL標準217
10.3.2數據庫連接標準218
10.3.3物件數據庫標準218
10.3.4XML標準218
10.4小結219
思考題219

第11章新型數據庫管理系統221
11.1數據庫管理系統發展的三個階段222
11.1.1第一代數據庫管理系統——基於格式化模型DBMS222
11.1.2第二代數據庫管理系統——關係DBMS222
11.1.3第三代數據庫管理系統——新一代DBMS222
11.2基於新型數據模型的數據庫管理系統223
11.2.1物件導向數據庫管理系統223
11.2.2關係物件數據庫管理系統224
11.2.3XML數據庫管理系統224
11.3大數據管理系統225
11.3.1大數據225
11.3.2大數據建模——基於分析的用戶建模227
11.3.3大數據管理系統228
11.4小結230
思考題231
參考文獻232