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出版者:中央广播电视大学出版

作者:劳动和社会保障部中国就业培训技术指导中心

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2004-9

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787304026714

丛书系列:

图书标签:

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好的，以下是一份关于《数据库系统原理与应用》的详细图书简介，内容侧重于数据库的理论基础、设计实践与前沿技术应用，完全不涉及“图形与图像处理”的相关主题。 --- 图书简介：《数据库系统原理与应用：从理论基石到前沿实践》 导言：数据时代的基石与驱动力 在信息爆炸的今天，数据已成为驱动社会进步与商业决策的核心资产。理解和有效管理这些海量数据，是所有现代信息系统的生命线。本书《数据库系统原理与应用：从理论基石到前沿实践》旨在为读者提供一个全面、深入且与时俱进的知识体系，涵盖从经典关系代数到最新NoSQL范式、从事务处理的严谨性到大数据生态的弹性扩展。本书不仅教授“如何使用”数据库工具，更着重阐明“为何如此设计”背后的深层原理与权衡取舍。 本书面向计算机科学、软件工程、数据科学等专业的本科生、研究生，以及希望系统提升数据库技能的软件开发人员、系统架构师和数据分析师。 --- 第一部分：数据库系统的理论基石与核心概念（基础构建） 本部分奠定坚实的理论基础，确保读者对数据库系统的基本构件和数学原理有清晰的认识。 第一章：数据模型与信息世界 本章首先界定数据库、数据库管理系统（DBMS）和数据库系统的基本概念。我们详细探讨数据模型的演变历史，重点分析层次模型、网状模型的局限性，并为关系模型的引入铺平道路。核心内容包括：数据独立性（物理和逻辑）、三级模式（概念级、外部级、物理级）的架构，以及数据字典和元数据的管理。 第二章：关系代数与元组演算 本章是理解SQL强大功能的理论基础。我们深入讲解关系代数（Relational Algebra）的五种基本运算（选择、投影、并、差、笛卡尔积）及其五种附加运算（连接、自然连接、除法）。通过形式化的语言，阐释如何使用这些代数表达式来构建复杂查询的逻辑蓝图。同时，引入元组关系演算（Tuple Relational Calculus）和域关系演算（Domain Relational Calculus），展示不同逻辑表达形式之间的等价性和转换方法。 第三章：实体-关系模型（E-R Model）与概念设计 本章专注于数据库设计的首要阶段——概念设计。详细剖析实体（Entity）、属性（Attribute）、关系（Relationship）的定义。重点内容包括：基数约束（一对一、一对多、多对多）、参与度约束、以及弱实体集（Weak Entity Sets）的处理。随后，系统介绍如何将E-R图转换为初级的关系模式，为后续的规范化工作做准备。 --- 第二部分：关系数据库的实现与优化（工程实践） 本部分深入剖析关系数据库的内部工作机制，关注如何将理论模型高效地转化为可执行的系统。 第四章：关系模式的规范化理论 规范化是确保数据一致性、消除冗余和避免更新异常的关键技术。本章系统讲解函数依赖（Functional Dependency, FD）的推导和闭包计算。详细剖析第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF），并重点阐述巴斯-科德范式（BCNF）的定义、判断标准及其与3NF的区别和联系。对于更高范式（如4NF、5NF）的原理也将进行介绍。 第五章：SQL：结构化查询语言的深度应用 SQL不仅是数据查询的语言，更是数据库操作的工业标准。本章超越基础的`SELECT/INSERT/UPDATE/DELETE`，深入探讨： 复杂查询构造： 子查询、视图（Views）的创建与限制。 数据定义与控制（DDL/DCL）： 约束（Check, Foreign Key）的定义，权限管理。 高级SQL特性： 窗口函数（Window Functions）、递归CTE（Common Table Expressions）的应用实例，以及事务隔离级别的SQL设置。 第六章：事务管理与并发控制 本部分是理解数据库稳定性的核心。我们首先定义事务（Transaction）的ACID特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）。随后，深入探讨并发控制的必要性，详细分析锁机制（Locking Protocols），包括两阶段锁定（2PL）及其严格版本。隔离级别（Read Uncommitted到Serializable）的精确定义及其在实际系统中的性能影响，是本章的重点分析对象。 第七章：数据存储与文件结构 本章关注数据如何在磁盘上物理组织。讲解堆文件（Heap Files）和有序文件（Sorted Files）的结构。重点分析B+树作为标准索引结构的优势，包括其平衡性、高度的控制以及页分裂和合并的机制。同时，介绍哈希文件（Hashing）在等值查询中的应用，并对比其与B+树在范围查询上的差异。 --- 第三部分：高性能查询处理与系统架构（性能与扩展） 本部分聚焦于如何让数据库系统跑得更快、处理更大的数据量，涵盖查询优化和现代数据库架构。 第八章：查询处理与优化技术 一个优秀的数据库系统必须能够高效地执行复杂的查询。本章系统讲解查询处理的流程：查询解析、查询重写（逻辑优化）和查询执行计划生成（物理优化）。我们详细分析查询优化器的决策过程，包括：如何估算关系代数操作的成本（元组数、I/O次数）。深入讲解各种连接算法（Nested-Loop, Sort-Merge, Hash Join）的性能对比与选择标准。 第九章：故障恢复与持久性保证 持久性是数据库的承诺。本章阐述日志（Logging）在系统恢复中的作用。详细讲解延迟更新（Deferred Update）和立即更新（Immediate Update）策略，以及预写日志（Write-Ahead Logging, WAL）协议的执行流程。分析检查点（Checkpoints）机制如何平衡恢复时间和系统开销，以及如何应对系统崩溃后的恢复操作（Redo和Undo）。 第十章：分布式数据库与数据分布 随着数据规模的增长，单机系统难以应对。本章介绍分布式数据库系统（DDBMS）的基本概念。重点分析数据分片（Fragmentation）技术（水平、垂直、混合）的选择与重构。讨论分布式事务的挑战，并深入解析两阶段提交（2PC）协议的原理及其在分布式系统中的同步和阻塞问题。 --- 第四部分：新一代数据库范式与前沿应用（现代趋势） 本部分将视野投向当代数据管理面临的新挑战和解决方案。 第十一章：NoSQL数据库的兴起与分类 关系模型的局限性促使了非关系型数据库的出现。本章将NoSQL数据库划分为四大主要类别进行系统介绍： 1. 键值存储（Key-Value Stores）： 如Redis，侧重速度与简单性。 2. 文档数据库（Document Databases）： 如MongoDB，介绍JSON/BSON数据结构及其灵活的模式。 3. 列式存储（Column-Family Stores）： 如Cassandra，探讨其如何优化大规模写入和高可用性。 4. 图数据库（Graph Databases）： 介绍其在复杂关系网络分析中的优势。 第十二章：数据仓库与商业智能基础 本章关注数据仓库（Data Warehouse, DW）的设计与OLAP（在线分析处理）需求。介绍星型模型（Star Schema）和雪花模型（Snowflake Schema），以及度量（Facts）和维度（Dimensions）的设计。详细阐述数据立方体（Data Cube）的概念，并对比OLTP与OLAP系统的设计差异。 第十三章：大数据生态中的数据库角色 本章探讨数据库系统如何融入以Hadoop和Spark为代表的大数据生态。分析HDFS、MapReduce（或Spark RDD/DataFrame）与传统DBMS在数据存储和处理哲学上的根本区别。简要介绍如何使用如Hive或Spark SQL等工具，在分布式文件系统之上实现类SQL的查询能力。 --- 结语 《数据库系统原理与应用》致力于提供一本既有深度又具广度的参考书。通过扎实的理论推导和丰富的工程案例，读者不仅能够掌握当前主流数据库系统的操作技巧，更能培养出设计、优化和评估复杂数据系统的架构思维。掌握本书内容，即是掌握了信息世界最核心的“存、取、管”之道。

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老实说，当我翻开这本书时，最初的印象是它的“广度”令人惊叹。它似乎涵盖了该领域内几乎所有核心的、经过时间检验的理论与方法。但更让我印象深刻的是，它在“深度”上也毫不含糊。作者对那些晦涩难懂的核心定理，比如某种迭代算法的收敛性证明，并没有采用敷衍了事的处理方式，而是给出了清晰、严谨的数学推导过程，这对于想真正掌握其工作原理的研究者来说，是不可或缺的财富。这本书的语言风格非常成熟，它不会用过于花哨的词藻来粉饰太平，而是以一种近乎“赤裸”的、面向本质的方式来陈述问题。它仿佛在对读者说：这就是这个领域的真相，你准备好深入了吗？这种坦诚和对知识的敬畏感，使得这本书超越了一般的学习材料，成为了一部值得珍藏的学术经典。

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这本书的装帧设计本身就透露着一种沉稳和可靠感，厚实的纸张和清晰的印刷质量，让人在长时间阅读后也不会感到视觉疲劳。从内容结构上看，它最大的特色是其对“理论的普适性”的强调。作者似乎非常注重跨领域知识的迁移，很多基础概念的讲解，都引入了其他工程领域的类比，这对于我这种背景相对单一的读者来说，极大地拓宽了思路，让我意识到很多看似陌生的难题，其实都建立在相似的数学基础之上。尤其值得称赞的是，书中对一些计算复杂度和效率分析的部分处理得非常到位，它没有回避这些工程实践中至关重要的问题，而是直接给出定量分析，帮助读者在理论可行性和工程实用性之间找到最佳平衡点。这本书更像是一部需要反复研读的工具书，每次翻阅都能从中挖掘出新的层次和领悟。

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我是在一个高强度的项目攻坚期接触到这本著作的，坦白讲，我最初的目的只是想快速查阅几个特定的高级滤波技术。但很快，我发现自己完全沉浸在了它的内容之中，无法自拔。这本书的精妙之处在于，它没有将各个知识点孤立地陈述，而是像编织一张复杂的网，将信号处理、统计学、甚至微积分等多个学科的工具巧妙地整合在一起，共同服务于最终的目标。阅读过程中，我发现它对“细节”的把控达到了偏执的程度，每一个公式的推导、每一个参数的选取背后，都有着详尽的解释和论证，这对于追求完美主义的工程师来说，简直是一种享受。它提供的不仅仅是“是什么”的答案，更是一套完整的“解决问题的思维框架”，教会你如何在高维度的空间中去思考和建模现实世界的问题，这种系统性的提升是任何快速教程都无法比拟的。

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这本书的封面设计得非常直观，一打开扉页，扑面而来的是一种深厚的学术气息，那种字体排版和章节结构安排，让人立刻感受到这不是一本泛泛而谈的入门读物，而是经过精心打磨的专业教材。我首先被它严谨的逻辑框架所吸引，作者显然花费了大量心血来构建一个清晰的学习路径，从最基础的数学原理到复杂的算法实现，每一步都衔接得天衣入扣。尤其是书中对色彩空间理论那几章的阐述，简直是教科书级别的典范，用清晰的比喻和详实的图示，将原本抽象的理论讲得透彻易懂。阅读过程中，我发现它在理论深度上毫不妥协，但同时又兼顾了实践指导性，提供的那些案例分析和代码片段，都非常具有参考价值，让人在理解理论的同时，也能立即上手操作，体会到知识的即时转化。这本书的价值不在于告诉你“是什么”，更在于深入剖析了“为什么是这样”，这种探究底层逻辑的写作方式，对于志在深入研究的读者来说，无疑是如获至宝。

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说实话，我拿到这本厚重的书时，内心是有些忐忑的，我原以为会是一本堆砌公式和晦涩难懂概念的“天书”。然而，阅读体验却远超我的预期。作者在行文风格上展现出一种令人惊喜的亲和力，尽管内容是尖端技术，但叙述的语气仿佛是一位经验丰富的导师，耐心地引导着我们穿越知识的迷雾。特别欣赏它在引入新概念时，总会先从一个直观的实际问题出发，然后再循序渐进地引入数学模型，这种“问题导向”的教学法极大地降低了学习的心理门槛。书中对一些经典算法的历史沿革和不同流派之间的优劣对比分析得尤为精辟，这不仅仅是知识的罗列，更是一种思想的碰撞和学术观点的梳理，让我对整个领域的发展脉络有了更宏观的认识。它让我体会到，真正的专业著作，不仅要教会你技能，更要培养你的批判性思维和对领域的热情。

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