高級數(shù)據(jù)庫原理與技術

第一篇  預備知識
第1章  分布式系統(tǒng)  2
1.1  分布式系統(tǒng)的定義  2
1.2  分布性的刻畫  3
1.3  高層操作系統(tǒng)  5
第2章  數(shù)據(jù)庫基礎知識  7
2.1  數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展  7
2.2  數(shù)據(jù)模型  9
2.2.1  概念模型  9
2.2.2  數(shù)據(jù)模型  10
2.3  數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本組成  12
2.3.1  數(shù)據(jù)庫的三級模式設計  12
2.3.2  數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)  13
2.3.3  數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與計算機應用系統(tǒng)  14
2.4  數(shù)據(jù)庫設計與實例  14
2.5  數(shù)據(jù)庫操作語言  16
2.5.1  數(shù)據(jù)結構定義功能  17
2.5.2  數(shù)據(jù)查詢功能  18
2.5.3  數(shù)據(jù)或結構修改功能  19
本篇思考題  20
第二篇  分布式數(shù)據(jù)庫原理與技術
第3章  分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論  22
3.1  分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義  22
3.1.1  分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展  22
3.1.2  分布式數(shù)據(jù)庫的定義  23
3.2  分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)概述  24
3.3  分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成  25
3.4  分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類  26
3.4.1  緊耦合式DDBS  26
3.4.2  聯(lián)邦式DDBS  27
3.4.3  組合式DDBS  27
第4章  分布式數(shù)據(jù)庫設計  28
4.1  分布式數(shù)據(jù)庫的構成方式  28
4.1.1  單層次分布式數(shù)據(jù)庫(SL DDB)  28
4.1.2  多層次分布式數(shù)據(jù)庫(ML DDB)  28
4.2  分布式數(shù)據(jù)庫的模式結構  28
4.2.1  分布式數(shù)據(jù)庫的模式層次  28
4.2.2  模式間的映射  29
4.2.3  分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)參考模型  30
4.3  分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)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  分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)分割方法  33
4.4.1  關系代數(shù)介紹  33
4.4.2  數(shù)據(jù)分割方法  35
4.5  分布式數(shù)據(jù)庫的設計方法  37
4.5.1  分布式數(shù)據(jù)庫設計概述  37
4.5.2  分布式數(shù)據(jù)庫設計的原則  38
4.5.3  分布式數(shù)據(jù)庫的設計方法  39
第5章  分布式事務管理與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)  42
5.1  分布式事務的定義  42
5.2  事務管理的目標  43
5.3  分布式事務管理的模型  43
5.3.1  主從事務管理模型  43
5.3.2  三角事務管理模型  44
5.3.3  層次事務管理模型  44
5.4  分布式事務的編譯與執(zhí)行  44
5.5  分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)參考模型  45
第6章  分布式查詢處理  47
6.1  問題的提出  47
6.2  數(shù)據(jù)分配與費用  48
6.2.1  數(shù)據(jù)分配的單位  48
6.2.2  數(shù)據(jù)分配的費用估計  49
6.3  關系代數(shù)的等價變換  51
6.3.1  算符樹  51
6.3.2  關系代數(shù)的等價變換  52
6.3.3  公共子表達式的問題  53
6.4  把全局查詢變換成段查詢  53
6.4.1  限定關系的代數(shù)學  53
6.4.2  水平分段關系的化簡  54
6.4.3  垂直分段的化簡  56
6.4.4  分布式分組和聚集函數(shù)求值的查詢問題  56
6.4.5  關系代數(shù)的擴充  57
6.4.6  Group-by操作的特性  57
6.4.7  參數(shù)性查詢  58
6.5  基于等價變換的查詢優(yōu)化  59
6.6  基于半連接程序的查詢優(yōu)化  60
6.6.1  半連接程序  60
6.6.2  優(yōu)化步驟和費用估計  61
第7章  分布式并發(fā)控制  63
7.1  問題提出與抽象  63
7.1.1  異常情況示例  63
7.1.2  分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的抽象  64
7.2  用于并發(fā)控制的DDBS抽象結構  65
7.2.1  集中式事務處理模式  65
7.2.2  分布式事務處理模型  66
7.2.3  分布式事務處理模式  67
7.3  分布式并發(fā)控制理論  67
7.3.1  無干擾執(zhí)行與可串行性  67
7.3.2  操作沖突與執(zhí)行的等價  68
7.3.3  并發(fā)控制處理模式  69
7.4  兩相封鎖并發(fā)控制算法  70
7.4.1  基于鎖的并發(fā)控制基本方法概述  70
7.4.2  兩相封鎖(2PL)算法思想  71
7.4.3  2PL算法的基本實現(xiàn)方法  72
7.4.4  主副本2PL算法  72
7.4.5  表決2PL算法  73
7.4.6  集中式2PL  73
7.5  時間戳并發(fā)控制方法  73
7.5.1  時間戳方法的基本實現(xiàn)方法  73
7.5.2  Thomas寫規(guī)則  74
7.5.3  多版本T/O  74
7.5.4  保守的T/O  75
7.5.5  減少重新啟動的啟發(fā)式方法  76
7.5.6  死鎖問題  76
7.6  分布式并發(fā)控制算法的性能分析  78
7.6.1  性能評價問題  78
7.6.2  2PL性能分析  78
7.6.3  T/O性能分析技術  79
7.6.4  并發(fā)控制方法的選擇  80
第8章  分布式數(shù)據(jù)庫的可靠性和安全性  81
8.1  分布式數(shù)據(jù)庫的可靠性及其含義  81
8.2  分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的故障分析和對策  82
8.2.1  硬件故障及其容錯技術  82
8.2.2  軟件故障及其容錯技術  83
8.2.3  數(shù)據(jù)的可靠性及其容錯技術  84
8.3  分布式可靠性協(xié)議  85
8.3.1  可靠性提交協(xié)議  85
8.3.2  可靠性終結協(xié)議  86
8.3.3  可靠性恢復協(xié)議  87
8.4  三階段提交協(xié)議  88
8.5  分布式數(shù)據(jù)庫的安全性及其含義  89
8.6  數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的安全級別介紹  90
8.7  分布式數(shù)據(jù)庫的安全機制  92
本篇思考題  93
第三篇  數(shù)據(jù)庫并行處理技術與典型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
第9章  數(shù)據(jù)庫中的并行處理技術  96
9.1  數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應用模式  96
9.2  數(shù)據(jù)庫中并行處理相關問題  97
9.3  多線程并行技術  98
9.4  數(shù)據(jù)庫應用接口  99
9.4.1  數(shù)據(jù)庫連接標準  99
9.4.2  多級分布式Web計算模型  100
9.4.3  中間件技術  101
9.5  并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的相關技術  102
第10章  Oracle系統(tǒng)  104
10.1  Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本知識  104
10.1.1  實例與進程概念  104
10.1.2  單進程實例和多進程實例  105
10.1.3  Oracle后臺進程  105
10.1.4  Oracle內(nèi)存結構  110
10.1.5  Oracle的配置問題  116
10.2  Oracle數(shù)據(jù)庫結構和空間管理  118
10.2.1  Oracle數(shù)據(jù)庫物理結構及其文件類型  118
10.2.2  Oracle數(shù)據(jù)庫的邏輯結構  123
10.2.3  數(shù)據(jù)字典  129
10.2.4  Oracle模式結構  130
10.3  Oracle的事務管理  140
10.3.1  事務提交  140
10.3.2  事務回滾  141
10.4  Oracle的分布處理  141
10.4.1  Oracle的C/S結構與自治性  141
10.4.2  Oracle的全局數(shù)據(jù)庫名與遠程查詢  142
10.4.3  Oracle的透明性  144
10.4.4  Oracle高級復制技術  145
第11章  Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能優(yōu)化  147
11.1  Oracle數(shù)據(jù)庫優(yōu)化問題  147
11.1.1  數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)化優(yōu)化問題  147
11.1.2  數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化目標與基本過程  148
11.2  Oracle數(shù)據(jù)庫的邏輯結構設計優(yōu)化  149
11.3  數(shù)據(jù)庫操作的執(zhí)行優(yōu)化  151
11.3.1  SQL語句的執(zhí)行計劃問題  152
11.3.2  基于規(guī)則的優(yōu)化方法  153
11.3.3  基于代價的優(yōu)化方法  153
11.3.4  SQL語句的預處理問題  154
11.3.5  SQL性能優(yōu)化的典型方法介紹  155
11.4  Oracle數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化和參數(shù)調(diào)整  164
11.4.1  調(diào)整數(shù)據(jù)庫服務器的內(nèi)存使用性能  165
11.4.2  調(diào)整磁盤I/O  166
11.4.3  調(diào)整數(shù)據(jù)庫服務器的回滾段  167
11.4.4  調(diào)整網(wǎng)絡傳輸與 I/O代價  168
11.4.5  應用程序的調(diào)整  169
11.5  Oracle系統(tǒng)的初始化參數(shù)調(diào)整  170
本篇思考題  171
第四篇  數(shù)據(jù)倉庫
第12章  數(shù)據(jù)倉庫基礎  174
12.1  數(shù)據(jù)倉庫的概念  174
12.1.1  正確理解數(shù)據(jù)倉庫技術  174
12.1.2  數(shù)據(jù)倉庫的主要特征  176
12.1.3  數(shù)據(jù)倉庫的應用  179
12.2  數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)組織  180
12.2.1  數(shù)據(jù)組織的層次結構  180
12.2.2  數(shù)據(jù)分割  181
12.2.3  元數(shù)據(jù)  182
12.2.4  數(shù)據(jù)裝載與追加  182
12.2.5  數(shù)據(jù)倉庫的文件組織形式  183
12.2.6  多維數(shù)據(jù)模型及其實現(xiàn)  183
12.3  數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的體系結構  184
12.3.1  多層的數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境  184
12.3.2  數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的應用體系  184
12.3.3  數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的關鍵部件  186
12.3.4  數(shù)據(jù)集市  187
第13章  數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)設計  189
13.1  數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計方法的比較  189
13.2  數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)模型  189
13.2.1  星型模式  190
13.2.2  數(shù)據(jù)倉庫的三級數(shù)據(jù)模型  190
13.3  數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的設計和開發(fā)  191
13.3.1  數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的實現(xiàn)策略  192
13.3.2  數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的開發(fā)過程  192
13.4  數(shù)據(jù)倉庫解決方案及工具介紹  196
第14章  數(shù)據(jù)倉庫的主要技術  200
14.1  數(shù)據(jù)管理技術  200
14.2  數(shù)據(jù)倉庫與OLAP技術  202
14.3  數(shù)據(jù)倉庫與Web技術  203
14.4  數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘  203
14.4.1  數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘的關系  204
14.4.2  數(shù)據(jù)挖掘的技術介紹  204
第15章  數(shù)據(jù)倉庫的質(zhì)量管理  211
15.1  數(shù)據(jù)倉庫與質(zhì)量管理  211
15.2  數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的層次模式和質(zhì)量管理  212
15.3  數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的組成要素和質(zhì)量管理  214
本篇思考題  217
第五篇  其他數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
第16章  面向?qū)ο笈c數(shù)據(jù)庫的結合技術  220
16.1  面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點  220
16.2  面向?qū)ο笈c數(shù)據(jù)庫技術的結合方法  222
16.2.1  對象-關系數(shù)據(jù)庫  222
16.2.2  面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫  223
16.2.3  演繹面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫  224
16.2.4  多種技術相互滲透  225
16.3  面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫應用開發(fā)工具的發(fā)展  226
16.4  面向?qū)ο笈c數(shù)據(jù)庫技術結合的產(chǎn)品實例  226
第17章  多媒體數(shù)據(jù)庫技術  229
17.1  多媒體數(shù)據(jù)庫技術的產(chǎn)生和發(fā)展  229
17.2  多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的硬件環(huán)境  230
17.3  多媒體數(shù)據(jù)模型  230
17.4  多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)  231
17.5  多媒體數(shù)據(jù)庫的用戶接口  233
第18章  專用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)  234
18.1  工程數(shù)據(jù)庫  234
18.2  科學數(shù)據(jù)庫  235
18.2.1  科學數(shù)據(jù)特點和科學數(shù)據(jù)庫的類型  235
18.2.2  建立和使用科學數(shù)據(jù)庫  236
18.2.3  數(shù)字圖書館技術  237
第19章  其他數(shù)據(jù)庫技術介紹  240
19.1  知識庫  240
19.2  模糊數(shù)據(jù)庫與演繹數(shù)據(jù)庫  240
19.3  主動數(shù)據(jù)庫  241
19.4  移動數(shù)據(jù)庫  242
19.5  統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫  242
本篇思考題  243
主要參考文獻  245