**篇基礎篇
第1章概述31.1數據庫系統概述3
1.1.1數據庫系統的基本概念3
1.1.2為什么使用數據庫系統5
1.2數據庫技術的發展5
1.2.1數據模型推動數據庫技術發展6
1.2.2應用需求推動數據庫技術發展9
1.2.3計算平臺推動數據庫技術發展13
1.3數據庫管理系統組成17
1.3.1數據庫管理系統的功能結構17
1.3.2數據庫管理系統的模式結構19
1.3.3數據庫管理系統的體系結構20
1.3.4數據庫管理系統的執行過程21
1.4我國數據庫的發展歷程23
1.5本章小結25
習題25
第2章關系數據模型27
2.1關系模型的數據結構及形式化定義27
2.1.1關系概述27
2.1.2關系模式30
2.1.3關系數據庫30
2.1.4關系模型的存儲結構31
2.2關系代數31
2.2.1傳統的集合運算31
2.2.2專門的關系運算32
2.3關系的完整性34
2.3.1實體完整性34
2.3.2參照完整性35
2.3.3用戶定義的完整性36
2.4本章小結36習題36
第3章關系數據庫標準語言SQL37
3.1SQL概述37
3.2數據定義37
3.2.1模式的定義與刪除37
3.2.2基本表的定義、修改與刪除38
3.2.3索引的創建41
3.3基本SQL查詢41
3.3.1單表查詢41
3.3.2連接查詢43
3.3.3集合查詢45
3.3.4空值查詢46
3.3.5聚集查詢46
3.4數據更新47
3.4.1插入數據47
3.4.2修改數據48
3.4.3刪除數據48
3.5視圖49
3.5.1定義視圖49
3.5.2查詢視圖50
3.5.3更新視圖50
3.6本章小結50
習題51
實驗51
第4章高級SQL53
4.1復雜SQL查詢53
4.1.1嵌套查詢53
4.1.2遞歸查詢55
4.1.3基于派生表的查詢56
4.2數據庫完整性57
4.2.1實體完整性57
4.2.2參照完整性57
4.2.3用戶定義的完整性58
4.3數據庫安全性58
4.3.1數據庫安全性等級58
4.3.2自主存取控制60
4.3.3強制存取控制61
4.4數據庫編程62
4.4.1過程化SQL62
4.4.2存儲過程與函數65
4.4.3觸發器65
4.5本章小結66
習題67
實驗67
第二篇數據存取篇
第5章存儲管理715.1物理存儲系統71
5.1.1存儲介質概述71
5.1.2常用存儲介質72
5.1.3磁盤I/O性能的提升策略75
5.2數據組織76
5.2.1數據庫的邏輯與物理組織方式76
5.2.2記錄表示77
5.2.3塊的組織78
5.2.4關系表的組織81
5.3元數據存儲84
5.4緩沖區85
5.4.1緩沖區管理85
5.4.2頁面置換策略86
5.5本章小結88
習題89
實驗89
第6章索引91
6.1順序表的索引92
6.1.1稠密索引92
6.1.2稀疏索引93
6.1.3多級索引94
6.2輔助索引95
6.3B 樹索引96
6.3.1B 樹索引的結構96
6.3.2B 樹索引的查詢97
6.3.3B 樹索引的維護98
6.4哈希索引100
6.4.1靜態哈希索引100
6.4.2動態哈希索引102
6.5Bitmap索引106
6.5.1Bitmap索引概述106
6.5.2編碼Bitmap索引107
6.6本章小結109
習題109
實驗110
第三篇查詢處理篇
第7章查詢處理1137.1查詢處理概述113
7.2查詢編譯114
7.2.1查詢編譯概述114
7.2.2詞法與語法分析115
7.2.3語義分析118
7.2.4查詢優化119
7.3物理操作符121
7.3.1物理操作符的代價模型121
7.3.2掃描操作122
7.3.3排序操作124
7.3.4連接操作126
7.3.5去除重復值132
7.3.6分組聚集132
7.3.7集合操作133
7.4本章小結133
習題134
實驗134
第8章查詢優化135
8.1查詢優化概述135
8.1.1查詢優化的意義135
8.1.2查詢優化的方法136
8.1.3查詢優化器的結構137
8.2關系代數表達式等價變換規則138
8.2.1選擇運算的相關規則138
8.2.2投影運算的相關規則139
8.2.3連接運算的相關規則140
8.2.4去重運算的相關規則143
8.2.5聚集運算的相關規則144
8.2.6集合運算的相關規則147
8.3統計信息147
8.4基數估算148
8.4.1選擇運算結果集的估算149
8.4.2連接運算結果集的估算152
8.4.3其他運算結果集的估算153
8.5多表連接的優化154
8.5.1多表連接的查詢計劃樹154
8.5.2多表連接順序的搜索空間155
8.5.3動態規劃157
8.5.4貪心算法160
8.6本章小結161
習題161
實驗162
第9章查詢執行163
9.1查詢執行概述163
9.1.1物化164
9.1.2流水線165
9.1.3查詢計劃的執行166
9.2查詢執行模型167
9.2.1火山模型167
9.2.2向量執行模型168
9.3查詢并行執行169
9.3.1并行執行概述169
9.3.2并行執行模型170
9.3.3并行執行算法172
9.4查詢編譯執行173
9.5本章小結174
習題175
實驗175
第四篇事務處理篇
第10章事務處理概述17910.1事務基本概念179
10.1.1事務的定義179
10.1.2事務的ACID特性181
10.2數據異常與隔離級別182
10.2.1事務的執行模型182
10.2.2數據異常183
10.2.3隔離級別186
10.3正確的調度187
10.3.1調度與串行調度187
10.3.2可串行化調度189
10.3.3沖突可串行化調度190
10.3.4基于優先圖的沖突可串行化驗證191
10.4本章小結192
習題192
實驗193
第11章并發控制195
11.1兩階段封鎖協議196
11.1.1基本實現技術196
11.1.2嚴格與強嚴格兩階段封鎖協議198
11.1.3死鎖預防實現技術200
11.1.4小結202
11.2時間戳排序協議203
11.2.1基本實現技術203
11.2.2避免級聯回滾205
11.2.3小結207
11.3樂觀并發控制協議208
11.3.1基本實現技術208
11.3.2小結210
11.4三級封鎖協議210
11.5多版本并發控制技術212
11.5.1基本實現技術212
11.5.2快照隔離214
11.5.3寫偏序214
11.5.4版本管理215
11.6本章小結217
習題217
實驗218
第12章故障恢復219
12.1故障恢復概述219
12.1.1故障的分類219
12.1.2事務讀寫的訪問模式220
12.1.3故障下數據一致性的破壞222
12.2恢復的基本實現技術225
12.2.1日志文件225
12.2.2WAL日志226
12.2.3備份227
12.3恢復的基本原理229
12.3.1事務故障的恢復229
12.3.2系統故障的恢復230
12.3.3介質故障的恢復232
12.4ARIES算法233
12.4.1系統正常運行時的日志記錄233
12.4.2WAL算法的實現234
12.4.3模糊檢查點235
12.4.4系統故障恢復236
12.5本章小結238
習題238
實驗240
參考文獻241