数据库原理//21世纪高等学校本科系列教材(21)

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isbn号码:9787562423416
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具体描述

数据库原理(21世纪高等学校本科系列教材(21))图书简介 本书简介 本书是“21世纪高等学校本科系列教材”中的一部,专注于深入浅出地讲解数据库原理的核心概念、理论基础与实践应用。本教材旨在为计算机科学与技术、软件工程以及相关工科专业的本科生提供一套全面、系统且与时俱进的数据库知识体系。 核心内容概述 本书内容结构清晰,涵盖了数据库系统的基础理论、核心技术、设计方法以及新兴发展方向。全书共分为若干章节,层层递进,确保读者能够从零开始建立扎实的理论功底,并掌握实际操作技能。 第一部分:基础概念与模型 本部分奠定了数据库知识的基石。首先,系统阐述了数据、信息与数据库的基本概念,明确了数据库管理系统(DBMS)在现代信息系统中的核心地位和作用。 数据模型是本部分的核心。详细介绍了概念模型、逻辑模型和物理模型的区别与联系。重点讲解了实体-联系(E-R)模型,包括实体、属性、联系的表示方法,以及如何从E-R图导出初步的逻辑结构。 随后,深入剖析了关系模型的理论基础,包括关系代数的运算(选择、投影、连接、除法等)和元组演算与域演算。这部分内容为理解后续的SQL语言打下了坚实的理论基础。 第二部分:关系数据库设计 本部分聚焦于如何从现实世界的业务需求出发,设计出高效、无冗余、完整性得到保障的关系数据库。 规范化理论是本部分的核心和难点。系统讲解了函数依赖的定义、闭包运算和候选键的求解。详细阐述了一范式(1NF)到BCNF(巴斯-科德范式)的分解算法和过程,强调了保持函数依赖和无损连接分解的重要性。同时,也会涉及3NF等其他范式,帮助学生理解不同范式在实际应用中的取舍。 数据库设计过程被完整地介绍,从需求分析、概念设计(E-R图)到逻辑设计(关系模式转换),直至物理设计,形成一套完整的设计流程。 第三部分:SQL与数据操作 本部分侧重于数据库的语言——结构化查询语言(SQL)。这是学生未来进行数据管理和应用开发的基础技能。 SQL基础:涵盖数据定义语言(DDL)——表的创建、修改与删除,数据操纵语言(DML)——数据的插入、更新与查询。 复杂查询:重点讲解如何使用SELECT语句实现复杂的数据检索,包括子查询、连接(JOIN)的各种形式、集合操作以及分组(GROUP BY)和聚集函数的使用。 视图、索引与约束:讲解如何定义数据完整性约束(主键、外键、非空等),创建和使用视图以简化复杂查询和增强安全性,以及索引的原理与对查询性能的影响。 第四部分:数据库的实现技术(存储与存取) 本部分开始深入到数据库系统的内部机制,探讨数据如何在存储介质上组织和高效访问。 文件组织与存储结构:介绍数据在磁盘上的组织方式,如堆文件、有序文件等。 索引结构:详尽阐述B/B+树的结构、插入、删除和查找算法,这是现代关系数据库实现高效查询的关键技术。同时,也会涉及散列(Hash)索引的原理。 关系代数到查询优化:讲解DBMS如何将用户的高级SQL语句转换为内部的执行计划。重点介绍查询优化器的目标(成本最小化),以及基于查询树变换和统计信息的优化技术。 第五部分:事务管理与并发控制 本部分是保证数据库系统正确性和可靠性的核心技术领域。 事务理论:清晰定义事务的ACID特性(原子性、一致性、隔离性、持久性),解释它们对数据正确性的保障作用。 并发控制:详细介绍在多用户环境下,如何通过锁定协议(如两阶段封锁2PL)、时间戳协议等机制来解决数据冲突问题,保证事务的隔离性。 故障恢复:讲解系统如何从意外故障(如断电)中恢复。重点介绍日志(Log)技术,如延迟更新和即时更新,以及如何利用日志进行前滚(Roll Forward)和回滚(Roll Back)操作。 第六部分:数据库系统的扩展与前沿 本部分展望了数据库技术的发展方向,拓宽学生的视野。 数据仓库与商业智能(BI):介绍OLTP与OLAP的区别,维度建模(星形/雪花模型)的概念。 面向对象与多媒体数据库:简要介绍对象关系模型(ORM)的发展以及处理非传统数据类型的挑战。 分布式数据库与NoSQL概述:对分布式数据存储的基本挑战(如CAP理论的权衡)以及NoSQL数据库(如键值、文档型数据库)的应用场景进行初步介绍。 教学特色与目标 本书的编写遵循“理论深度与工程实践相结合”的原则。 1. 理论严谨:对关系代数、范式理论和并发控制协议的推导过程描述详尽,确保读者对底层原理有深刻理解。 2. 图文并茂:大量使用流程图、结构图和示意图来阐释复杂的算法(如B+树的维护、事务恢复流程),帮助直观理解。 3. 实践导向:每一章节后均配有适量的习题,涵盖概念理解和设计实践两方面,鼓励学生动手操作。部分章节结合主流的DBMS(如MySQL或PostgreSQL)的实际操作,使理论知识能够快速转化为工程能力。 通过学习本书,学生将不仅掌握设计和实现中小型关系数据库的能力,更重要的是,能够理解现代大型数据库系统的核心技术和设计哲学,为未来深入研究数据管理或从事相关软件开发工作打下坚实的基础。

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读后感

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啊,最近读完了一本《计算机网络:自顶向下方法》,简直是打开了新世界的大门!这本书的叙述方式非常独特,它不是那种干巴巴地堆砌协议和概念,而是从我们日常接触到的网络应用出发,一步步向下剖析底层原理。比如,它会先讲我们怎么用浏览器看网页,然后才引出HTTP、TCP/IP这些“幕后英雄”。这种“从应用到原理”的结构,让学习过程变得非常直观和有趣。尤其是对拥塞控制那一部分的讲解,作者竟然能用生动的比喻将那些复杂的数学模型和算法讲得清晰易懂,让我这个非科班出身的人也能茅塞顿开。书中大量的图示和实战案例分析,更是功不可没,它们就像是地图,清晰地指引着我们在浩瀚的网络知识海洋中航行。我尤其欣赏它对“数据在网络中传输的旅程”的细致描绘,仿佛真的能看到数据包如何被层层封装,穿梭于路由器和交换机之间。这本书绝对是想深入理解现代互联网运作机制的工程师和学生的必备良药,它教会我的不仅仅是知识点,更是一种自上而下的系统性思维。

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我最近沉迷于《深入理解Java虚拟机》这本书,简直是为每一个Java开发者量身定做的“内功心法”。这本书的深度和广度都令人震惊,它没有停留在API的使用层面,而是直接钻进了JVM的“心脏”——内存管理、垃圾回收、即时编译(JIT)。读完之后,我才真正明白为什么Java能保持跨平台性和高性能。作者对于JVM内存模型的阐述,尤其是对新生代、老年代以及元空间的划分和对象分配策略的描述,细致入微到令人发指。更绝的是,它对垃圾回收算法的讲解,从经典的标记-清除到现代的G1、ZGC,不仅解释了原理,还结合实际运行场景分析了它们的优缺点和适用性。那几章关于JIT编译器的内容,更是将C2编译器的工作流程描绘得淋漓尽致,让我对Java代码如何被优化成高效的机器码有了全新的认识。这本书的价值在于,它让你从一个“调包侠”变成一个真正理解Java运行机制的“架构师”,任何想把Java性能压榨到极致的人,这本书都是绕不开的圣经。

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最近在啃《算法导论》,坦白说,阅读体验是相当“硬核”和烧脑的,但一旦攻克一个章节,那种成就感是无与伦比的。这本书的严谨性简直是达到了数学教科书的级别,每一个算法的推导都建立在清晰的数学逻辑之上,不容许任何含糊不清的描述。比如,对于图论部分,从基础的遍历到复杂的最短路径问题(Dijkstra、Bellman-Ford),作者都提供了详尽的证明和复杂度分析,让你彻底理解“为什么”这个算法有效,以及它在最坏情况下的性能表现。它不像市面上很多算法书那样,只关注“怎么实现”,而是深挖其背后的理论基础。尽管学习曲线非常陡峭,需要反复查阅后面的数学工具章节来辅助理解,但正因如此,它构建了我对于计算复杂性理论坚实的基础。这本书就像一个冷峻的导师,它不迁就你的认知习惯,而是要求你提升自己的逻辑思维水平,是构建扎实计算机科学理论体系的必备砖石。

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我最近入手的一本关于《设计模式:可复用面向对象软件的基础》实在是太经典了,这本书的魅力在于,它用一套精炼的语言和结构,将软件设计中的常见问题和成熟的解决方案标准化了。它不是在教你写代码的语法,而是在教你“如何思考”一个健壮、灵活、易于扩展的系统应该如何被组织起来。书中对23种经典模式的讲解,如工厂方法、观察者、策略模式等,都是先从一个具体的、生活中的问题场景切入,然后引出模式的意图,最后再给出UML图和代码示例。这种“场景驱动”的学习方式极大地降低了理解的门槛。我特别喜欢它对模式之间关系的梳理,明确指出了何时该用组合而非继承,以及不同模式的权衡取舍。读完之后,我的代码重构思路发生了质的飞跃,不再是写完一个功能就束之高阁,而是会主动思考如何将变化点隔离,应用恰当的模式来应对未来的需求变更。这本书的价值在于,它提供了一套共享的“设计词汇表”,让团队成员之间能进行高效且准确的设计沟通。

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《人月神话》这本书,我得说,它更像是一本关于软件工程哲学的散文集,而非一本技术手册。它带来的震撼不是技术层面的,而是管理和人际关系层面的。书中那些关于软件项目复杂性、人力投入的边际效应递减(著名的“无药可救的错误”理论),以及“大象”和“外科医生”在项目中的角色定位,无不一针见血地揭示了软件开发中的人性与现实困境。我特别喜欢它对“没有银弹”这个观点的论述,它提醒我们,无论技术如何发展,软件开发本身固有的复杂性和不可预测性是无法被完全消除的。阅读过程中,我不断地将书中的案例与我过去参与的项目进行对照,发现那些曾经的“踩坑经历”竟然都能在书里找到理论支撑。这本书的语言风格非常老练和深刻,带着一种过来人的沧桑感和智慧,读起来让人心悦诚服,同时又感到一丝沉重——因为你知道,这些问题在未来很长一段时间内依然会困扰着我们。它教你如何面对不完美,如何设计出能让人而不是机器来维护的系统。

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