数据库系统原理(四级)修订版计算机等级考试教 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:李大友

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-1-1

价格:28

装帧:

isbn号码:9787111056386

丛书系列:

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• 数据库系统原理
• 数据库
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• 四级
• 教材
• 计算机科学
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• 考试辅导
• 数据管理

图书简介：深入解析信息时代的基石——现代数据库技术精要 本书旨在为读者提供一个全面、深入且与时俱进的数据库系统知识体系，特别关注当代信息技术环境下数据管理的核心概念、理论基础与工程实践。我们立足于数据爆炸式增长的现实，深入剖析如何高效、安全、可靠地组织、存储、查询和维护海量数据，为构建现代应用系统奠定坚实的数据基础。 第一部分：数据库系统的核心概念与历史演进 本部分首先为读者构建一个清晰的知识框架，界定数据库（Database, DB）与数据库管理系统（Database Management System, DBMS）的本质区别与内在联系。我们将追溯数据管理技术从文件系统到层次模型、网状模型，最终过渡到关系模型的关键历史节点，揭示为什么关系模型在过去几十年中占据了主流地位。 1.1 数据管理范式的变迁： 详细对比传统文件系统的弊端（数据冗余、一致性难以保证、程序数据耦合性高）与数据库系统的核心优势（数据共享、独立性、高并发控制）。 1.2 数据模型的基础理论： 深入探讨逻辑数据模型（如实体-关系模型ERM、面向对象模型）的核心思想。着重讲解 实体、联系、属性、主键、外键 等基本构成元素，并结合实例说明如何将现实世界的需求转化为精确的逻辑结构。 1.3 数据库系统的三级模式结构： 阐述物理数据独立性、逻辑数据独立性对于系统维护和应用开发的重要性。从用户视角（外模式）、逻辑视角（概念模式）到存储视角（内模式）的逐层抽象，是理解现代DBMS架构的关键。 第二部分：关系代数与SQL——数据操作的理论与实践语言 关系模型是当前主流数据库技术的核心理论支柱。本部分将理论与实践紧密结合，教授读者如何使用精确的数学工具描述数据操作，并掌握工业界通用的数据操纵语言SQL。 2.1 关系代数： 将关系代数视为一种形式化的查询语言，详细介绍 选择（$sigma$）、投影（$pi$）、并（$cup$）、差（$-$）、笛卡尔积（$ imes$） 等基本操作。更重要的是，讲解 连接（Join） 运算的种类（自然连接、等值连接、左/右外连接）及其在数据检索中的核心作用。通过关系代数表达式的推导，帮助读者理解查询优化背后的基本原理。 2.2 标准查询语言SQL： 涵盖SQL的DDL（数据定义语言，如CREATE, ALTER, DROP）、DML（数据操纵语言，如SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE）和DCL（数据控制语言）。 复杂查询构建： 重点剖析 `SELECT` 语句中聚合函数（`COUNT`, `SUM`, `AVG`, `MAX`, `MIN`）的使用、`GROUP BY` 与 `HAVING` 子句的配合、子查询（Subqueries）的嵌套与相关性。 视图（Views）与索引（Indexes）： 讲解视图在数据抽象和安全控制中的应用，以及索引（如B+树索引）如何通过牺牲部分写效率来极大提升查询性能的权衡。 第三部分：数据库设计与规范化理论 高质量的数据库设计是保证系统长期稳定运行的先决条件。本部分将引导读者从需求分析到逻辑设计的全过程。 3.1 数据库设计过程： 概述需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的迭代流程。 3.2 范式理论（Normalization）： 深入讲解函数依赖（Functional Dependency, FD）的概念。详细阐述第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）以及巴斯-科德范式（BCNF）的定义、判断方法和去除冗余的规范化过程。通过实例对比非规范化与规范化后的数据结构在数据一致性维护上的差异。 3.3 关系分解与无损连接： 讨论在进行规范化时，如何确保分解过程是 无损连接 的，以及如何保持 保持函数依赖，这是判断规范化是否成功的关键标准。 第四部分：事务管理与并发控制 数据库系统的核心特性之一是允许多用户同时访问和修改数据，这带来了数据一致性的严峻挑战。事务（Transaction）是保证数据正确性的基本单位。 4.1 事务的ACID特性： 详细解释原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）的含义及其实现机制。 4.2 并发控制机制： 重点分析多事务并发执行可能导致的数据不一致问题，如脏读（Dirty Read）、不可重复读（Non-repeatable Read）和幻读（Phantom Read）。 封锁协议（Locking）： 介绍共享锁（S锁）和排他锁（X锁），以及两阶段封锁协议（2PL）在保证可串行化调度中的作用。 时间戳与乐观并发控制： 简要介绍除了传统的锁机制外，时间戳排序协议和乐观并发控制策略如何作为替代方案应对高竞争环境。 第五部分：数据库的恢复与安全性 数据持久性和对抗系统故障的能力是任何生产级数据库系统不可或缺的保障。 5.1 故障恢复技术： 讲解数据库系统可能遇到的故障类型（如系统崩溃、介质故障）。阐述 日志（Log） 在恢复机制中的核心地位，重点分析 恢复记录（Redo/Undo） 的操作和检查点（Checkpoint）技术如何有效缩短恢复时间。 5.2 数据库安全性： 从系统和应用层面探讨数据安全问题。包括用户身份验证、授权机制（GRANT/REVOKE）的应用，以及针对SQL注入等常见攻击的防范措施。 第六部分：现代数据管理的新趋势（面向高性能与分布式） 鉴于当前对大规模数据处理的需求，本书最后将视角拓展至超越传统集中式关系模型的领域。 6.1 数据库的性能优化： 深入探究 查询优化器 的工作原理，包括查询重写、代数表达式优化以及基于成本的优化（Cost-Based Optimization, CBO）。 6.2 分布式数据库基础： 简要介绍数据分布的必要性，包括数据分片（Fragmentation）的类型（如水平、垂直分片）以及分布式事务的挑战。 6.3 NoSQL 数据库概述： 对比关系型数据库与NoSQL（如键值存储、文档数据库、图数据库）的适用场景，阐释CAP定理在分布式系统设计中的指导意义，帮助读者理解何时应选择非关系型数据存储方案。 通过系统学习以上内容，读者将不仅掌握操作和使用现有数据库系统的技能，更能理解其背后的理论逻辑，为未来从事数据库管理员、应用开发者或系统架构师的工作打下坚实而全面的基础。

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作为一名正在备考计算机等级考试（四级）的学生，我深切体会到理论知识的扎实程度是多么重要。这本书的编写风格非常贴合我的学习需求。它不像市面上很多杂乱无章的复习资料，而是以一种高度结构化的方式呈现了数据库系统的各个组成部分。对于考试中经常出现的概念，如数据库的三级模式两级内模式、数据独立性、关系代数运算、SQL语句的各种查询和操作、视图、完整性约束、存储结构（页、文件、记录）、存取方法（顺序文件、散列文件、索引文件）等，书中都进行了详尽的阐述。特别是对于SQL语言的讲解，从基本的SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE到复杂的JOIN、子查询、聚合函数、窗口函数，都提供了丰富的示例和练习，这对于我来说是极大的帮助。书中还对数据库设计中的数据字典、模式、子模式等概念进行了清晰的定义和区分，这在理解数据库结构方面非常关键。更重要的是，它在讲解过程中，会适时地穿插一些与考试可能相关的重点提示，虽然不直接点破，但读完后你会对那些关键点印象深刻，这使得我的复习效率大大提高，也更有信心应对考试中的各种题型。

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这本书在学术界和业界都享有盛誉，我一直在寻找一本能够系统性地梳理数据库核心概念的教材，而这本《数据库系统原理》恰好填补了我的这一需求。首先，它在理论深度上的打磨堪称一流。从最基础的数据模型，如关系模型、ER模型，到数据语言，如SQL、QBE，再到查询处理和优化，每一章节的讲解都层层递进，逻辑严谨。书中对于事务管理，包括ACID特性、并发控制（如两段锁协议、时间戳排序）、故障恢复（如日志记录、检查点）的阐述，是我认为最精华的部分。它不仅仅是列出概念，而是深入分析了背后的原理和各种算法的优劣，让你能够真正理解为什么数据库系统需要这些机制来保证数据的一致性和可靠性。此外，作者对数据库设计范式的讲解也非常到位，从1NF到5NF，再到BCNF，讲解清晰，配以大量实例，使得即使是初学者也能迅速掌握规范化设计的精髓，避免数据冗余和更新异常。书中对索引的原理和类型（如B+树、哈希索引）的剖析同样细致，这对于理解数据库查询性能至关重要。整本书的语言风格偏向严谨学术，但又不失条理，使得复杂的技术概念变得易于理解。

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我在使用这本书的过程中，对它在数据模型和数据库设计方面的深度分析印象尤为深刻。书中不仅介绍了最基本的实体-联系（ER）模型，还详细阐述了关系模型，并且非常透彻地解释了从ER模型到关系模式的转换过程。它对于如何进行数据库的逻辑设计和物理设计都提供了清晰的指导。在逻辑设计方面，书中详细讲解了范式理论，包括1NF、2NF、3NF、BCNF等，并且通过大量的实例说明了如何进行模式分解，以达到消除冗余和防止异常的目的。这对于我理解如何构建一个结构良好、高效的数据库至关重要。在物理设计方面，书中对存储结构、存取路径、索引技术（如B+树、B树）的讲解非常细致，详细阐述了它们的工作原理以及如何根据应用场景选择合适的索引策略来优化查询性能。我还特别欣赏书中关于数据库事务管理和并发控制的章节，对于ACID特性、封锁协议、多版本并发控制（MVCC）等概念的解释，以及它们如何协同工作来保证数据的一致性和可用性，都有深入的探讨。这种对底层原理的深入剖析，让我能够超越表面，真正理解数据库系统是如何工作的。

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这本书的魅力在于它能够将复杂的数据库技术概念，以一种清晰且富有逻辑性的方式呈现出来，从而构建起读者对数据库系统的全面认知。它从基础的数据模型入手，逐步深入到更为复杂的数据库管理系统的实现细节。我尤其欣赏它对数据库存储结构和存取方法部分的详尽描述，对于理解数据是如何在磁盘上组织和检索的，起到了关键作用。书中对页、记录、文件等基本概念的解释，以及对顺序文件、索引文件（如B+树索引）等不同存取方法的原理分析，都让我对数据库的性能优化有了更深的理解。此外，对于数据库的事务管理和并发控制的深入探讨，也是本书的一大亮点。它详细讲解了ACID特性、锁机制、多版本并发控制（MVCC）等核心概念，并分析了它们在保证数据一致性和隔离性方面的作用。这些内容对于理解如何在多用户环境下安全高效地访问和修改数据至关重要。整本书的叙述风格严谨而充实，能够有效地帮助读者建立起扎实的数据库理论基础，为后续的学习和实践打下坚实的基础。

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这本书对于想要深入理解数据库内部工作机制的开发者来说，无疑是一份宝贵的财富。它并没有止步于数据模型的介绍，而是将焦点放在了数据库系统的核心组件和运行原理上。我特别喜欢书中对查询处理和查询优化的章节，它详细介绍了查询的解析、遍历、选择、连接、排序等一系列过程，并阐述了如何通过各种优化技术，如谓词下推、索引选择、连接顺序优化等，来提高查询效率。对于数据库的并发控制和恢复机制，书中也进行了深入的讲解，包括各种并发控制技术（如封锁、时间戳、乐观并发控制）的原理和实现，以及事务的原子性、一致性、隔离性、持久性（ACID）如何通过日志、检查点等技术来保证。这些内容对于理解高并发场景下数据库的稳定性和可靠性至关重要。此外，书中对分布式数据库的介绍虽然篇幅可能不及集中式数据库，但也触及了其基本概念、面临的挑战以及一些常见的解决方案，为进一步学习分布式系统打下了基础。整体而言，这本书的专业性很强，对于希望成为一名优秀的数据库工程师或架构师的人来说，是必不可少的参考书。

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