三级数据库技术

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出版者:大连理工大学出版社
作者:黄明
出品人:
页数:196
译者:
出版时间:2006-01-01
价格:24.8
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787561121481
丛书系列:
图书标签:
  • 数据库
  • 数据库技术
  • 三级数据库
  • 计算机科学
  • 信息技术
  • 数据管理
  • SQL
  • 数据库系统
  • 数据存储
  • 计算机等级考试
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具体描述

本书紧扣教育部考试中心新推出的考试大纲,在全面覆盖知识点的基础上,突出重点、难点,分类精解近年考试真题,并提供针对性强的过关练习题及模拟试卷供考生检验学习效果。本书配套光盘提供机试模拟系统和笔试模拟系统。机试模拟系统仿真机试环境,能根据教育部考试中心的考试评分系统的特点进行模拟评分,并且对每一道题都提供解析与答案。笔试模拟系统提供全真模拟试题及其答案。本书的主要内容包括:三级数据库技术考试大纲分析与应考策略;三级数据库技术笔试的主要考点(基础知识、数据结构与算法、操作系统、数据库系统的基本原理、数据库设计和数据库应用);上机考试指南与上机试题分类精解;全真模拟试卷与历届真题。本书适合参加全国计算机等级考试的考生复习时自学使用,也适合作为计算机等级考试辅导班的培训教材。

数据库系统原理与实践:从理论基石到前沿应用 图书简介 本书旨在为读者构建一个全面、深入且与时俱进的数据库知识体系,覆盖从经典关系代数到现代分布式事务处理的广阔领域。我们摒弃了对特定软件版本或过时技术的冗余介绍,专注于奠定坚实的理论基础,并探讨如何在实际工程中应用这些核心原理。 全书结构设计遵循循序渐进的逻辑,首先确立理论基石,随后深入探讨设计与实现,最后聚焦于性能优化、并发控制和新兴的数据管理范式。 --- 第一部分:数据管理基础与关系代数(理论的根基) 本部分是理解所有后续高级概念的出发点。我们深入剖析了数据模型的演变历程,并对关系模型进行了彻底的解析。 1.1 数据模型概述与历史沿革 我们将审视早期模型(如网状和层次模型)的局限性,并着重阐述关系模型的革命性意义。重点讨论了数据独立性的概念(物理数据独立性和逻辑数据独立性),这是现代数据库系统的核心承诺。 1.2 关系代数与元组演算 关系代数被视为关系型数据库的“汇编语言”。本书将详尽介绍选择($sigma$)、投影($pi$)、连接($owtie$)、并集($cup$)、差集($-$)和笛卡尔积($ imes$)等基本和复合操作。我们将通过大量的、结构化的实例,展示如何使用这些代数表达式精确地表达复杂的查询意图,而非仅仅停留在 SQL 语句的表层。 此外,我们还会引入一阶元组关系演算(TRC),用以展示函数完备性,证明关系代数和元组演算在表达能力上是等价的。这对于理解查询优化器的内部工作机制至关重要。 1.3 范式理论与数据冗余消除 规范化(Normalization)是数据库设计的灵魂。我们从函数依赖(FD)入手,系统性地推导出第二范式(2NF)、第三范式(3NF)和巴斯-科德范式(BCNF)。本书不满足于机械地应用规则,而是深入探讨了范式分解的无损连接性和保持依赖性的严格定义和证明。我们还将讨论 BCNF 之后的更高级范式(如 4NF 和 5NF)的应用场景及其在实际业务建模中的权衡考量。 --- 第二部分:数据库设计、实现与查询处理(工程的实现) 本部分将理论转化为可操作的系统组件,重点关注数据存储结构和查询执行的效率。 2.1 存储结构与文件组织 我们详细研究了磁盘I/O的特性,这是决定数据库性能的根本因素。内容涵盖堆文件(Heap Files)、有序文件(Sequential Files)的组织方式。重点在于页(Page)的概念,以及如何管理缓冲池(Buffer Pool)以减少昂贵的磁盘访问。 2.2 索引技术深度解析 索引是提升查询性能的关键。本书将深入剖析 B+ 树的结构、插入、删除和平衡机制,解释为何 B+ 树成为主流的磁盘型索引结构。我们将比较 B+ 树、哈希索引(Static Hashing vs. Extendible Hashing)的优劣,并探讨位图索引和全文索引的适用场景。 2.3 查询处理与优化 查询优化器是数据库管理系统的“大脑”。本章将分解查询处理的几个核心阶段: 查询重写(Logical Optimization): 基于关系代数等价变换,例如谓词下推(Predicate Pushdown)和连接消除。 查询计划生成(Physical Plan Generation): 讨论连接算法的选择,包括嵌套循环连接(Nested-Loop Join)、排序合并连接(Sort-Merge Join)和混合哈希连接(Hybrid Hash Join)。 成本模型与统计信息: 详述如何利用直方图(Histograms)和选择性(Selectivity)估算,建立准确的I/O和CPU成本模型,从而指导优化器选择最优执行路径。 --- 第三部分:事务管理、并发控制与恢复(系统的健壮性) 确保数据在多用户环境下的正确性与持久性,是数据库系统的核心挑战。 3.1 事务的 ACID 特性 我们将严格定义事务的原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持久性(Durability)的含义,并探讨如何通过系统设计来保证这些特性。 3.2 并发控制机制 隔离性是并发控制的主要目标。本书将对比分析锁协议(如两阶段锁定 2PL 及其严格(Strict)和强健(Rigorous)变体),并讨论时间戳(Timestamp)和多版本并发控制(MVCC)的实现原理。我们将重点分析可串行性(Serializability)的定义,并探讨实际系统中常用的、牺牲部分隔离级别以换取性能的折衷方案。 3.3 故障恢复系统 持久性依赖于完善的恢复机制。我们详尽介绍日志(Logging)的作用,包括前滚(Redo)和回滚(Undo)操作。重点阐述检查点(Checkpointing)机制如何减少恢复所需扫描的日志量,以及延迟写入(Deferred Update)和立即写入(Immediate Update)策略的差异。 --- 第四部分:数据存储的演进与现代挑战(面向未来的视角) 随着数据规模和应用场景的爆发式增长,传统的关系模型面临新的压力。本部分关注下一代数据管理技术。 4.1 NoSQL 数据模型概述 本章将系统性地介绍几种主要的非关系型数据模型: 键值存储(Key-Value Stores): 探讨一致性哈希(Consistent Hashing)在分布式环境中的作用。 文档数据库(Document Databases): 分析 JSON/BSON 结构的灵活性与查询挑战。 图数据库(Graph Databases): 深入研究图模型(节点、边、属性)及其在社交网络和推荐系统中的应用,介绍图遍历算法。 列式存储(Columnar Stores): 解释其在 OLAP 和数据仓库场景中,因数据压缩和并行读取带来的巨大优势。 4.2 分布式数据管理与 CAP 定理 分布式数据库面临的根本性约束——CAP 定理(一致性、可用性、分区容忍性)将被深入讨论。我们将分析主流分布式系统的设计哲学(例如,CP 系统与 AP 系统),并探讨实现最终一致性(Eventual Consistency)的机制,如向量时钟(Vector Clocks)的应用。 4.3 分布式事务处理 在分布式环境中实现原子性是极其复杂的。本书将详细介绍两阶段提交(2PC)协议的原理、瓶颈和单点故障问题,并探讨更健壮的替代方案,如 Paxos 和 Raft 协议在状态机复制中的应用,以保证分布式日志和状态的强一致性。 --- 本书特色: 本书采用“理论先行、工程为辅”的教学理念,不依赖于任何特定商业数据库的命令行操作,而是聚焦于为什么系统要这样设计,以及如何从数学和计算机科学的角度证明其正确性和最优性。全书配有大量的数学推导和伪代码示例,旨在培养读者作为数据系统架构师的洞察力与设计能力。它适合于计算机科学专业的高年级学生、研究生,以及希望深入理解底层原理的数据库工程师和系统开发者。

作者简介

目录信息

前言
本书导读
第一部分 应试指南
1 理解考试大纲
2 掌握考试技巧
第二部分 笔试重点难点分析
1 基本知识
2 数据结构与算法
3 操作系统
4 数据库系统基本原理
5 数据库设计和数据库应用
习题参考答案
第三部分 笔试模拟试题及参考答案
第四部分 附录
附录1 全国计算机等级考试(三级数据库技术)考试大纲
附录2 全国计算机等级考试(三级数据库技术)笔试试卷(2002年9月)
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格极其刻板,充满了权威式的断言,几乎不容许任何质疑或补充,读起来让人感到一种单向度的信息倾泻。我发现自己在阅读过程中,不得不频繁地停下来,打开搜索引擎,去核实书中某些概念的最新发展或业界实践。例如,它在讨论事务的ACID特性时,对“一致性”(Consistency)的解释非常狭隘,几乎完全聚焦于从数据结构层面保证约束的有效性,却对应用层面的业务逻辑一致性以及在分布式环境下的复杂挑战(如BASE理论的兴起)避而不谈,仿佛分布式事务是个不存在的议题。这种单向度的视角,极大地限制了读者的视野。此外,书中的示例代码,如果能用代码片段的形式呈现,或许还能增加一些直观性,但遗憾的是,大部分示例都以伪代码或者流程图的形式出现,而且这些伪代码的结构和语法,明显不符合任何主流编程语言的规范,更像是作者为了展示逻辑流程而生硬创造的符号系统。这不仅增加了理解的门槛,也使得读者无法直接将书中学到的知识转化为可执行的程序进行验证,极大地削弱了其实用价值和学习的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讨论数据库安全性和权限管理时,展现出了一种非常初级的安全观。它关注的焦点主要集中在用户认证和基于角色的基本权限划分上,强调了“最小权限原则”的字面意思。然而,对于当今数据库安全领域更为关注的敏感数据脱敏、数据加密(静止数据加密、传输中数据加密)、审计日志的深度分析以及如何应对SQL注入之外的更复杂的应用层攻击,则几乎是空白。书中关于“安全视图”的描述,其实现逻辑简单到令人发指,完全没有考虑到权限继承、动态数据掩码或基于行级安全(RLS)的复杂策略配置。这种肤浅的处理方式,使得整本书在最重要的安全维度上显得软弱无力。仿佛作者认为,只要把门锁好,房间里的一切就是安全的。对于任何一个需要部署面向互联网服务的数据库系统的技术人员来说,仅凭书中所述的安全知识,无异于是裸奔。因此,这本书的价值,似乎更多地体现在提供一个理论框架的骨架上,而支撑这个骨架的“血肉”——那些关乎效率、安全、现代实践的最新技术和工程经验——却被大量的冗余理论和过时信息所稀释和覆盖,让读者在合上书本时,感到的是理论上的充实,工程上的迷茫。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书的目录,一股扑面而来的年代感几乎要将我淹没。内容组织上,它更像是一份陈旧的政府文件,规整得一丝不苟,却缺乏必要的灵活性和现代技术的引入。让我印象深刻的是,它对SQL语言的描述,几乎停留在标准的ANSI SQL-92版本,对于现代数据库系统中至关重要的窗口函数、公用表表达式(CTE)或者JSON数据类型的处理能力,只字未提,或者仅仅用一句轻描淡写的“未来扩展方向”带过。这种滞后的内容设置,使得读者如果仅仅依赖此书来学习数据库语言,那无疑是在用今天的应用需求去适应昨天的技术标准。更令人费解的是,书中大量篇幅被用来介绍某些早已被更优方案取代的旧有技术,比如某种特定的文件系统如何与数据库引擎交互的底层机制,这些细节对于理解数据库的“三级”抽象概念或许有帮助,但在实际操作层面,几乎没有任何参考价值。我的阅读体验就像是学习开车时,教练花费了大量时间讲解蒸汽机的原理,却很少提及电子喷射和自动变速箱。对于那些希望快速掌握现代数据库管理系统(如PostgreSQL或最新版MySQL)核心特性的学习者而言,这本书无疑会产生大量的负面干扰,迫使他们需要不断地在书本的“古老智慧”和实际工作中遇到的“现代问题”之间进行痛苦的转换和修正。

评分☆☆☆☆☆

在尝试理解数据恢复和备份策略这部分内容时,我感到了这本书最明显的时代脱节。书中详细描述了基于磁带备份和冷启动恢复的流程,步骤繁琐且严重依赖于物理介质的操作,这在当前的云原生和高可用性架构盛行的时代,显得格格不入。对于在线备份、增量备份的优化策略,以及现代数据库系统如何利用日志文件进行快速故障切换和时间点恢复(PITR),几乎没有涉及,或者只是泛泛地提到了概念,却缺乏具体的实现细节或行业标准的操作流程。我甚至在书中找到了对RAID级别的某些描述,其侧重点依然停留在硬件层面的冗余配置,对于存储虚拟化和软件定义存储(SDS)带来的变革几乎是“失聪”的。阅读到这里,我不得不承认,如果把这本书视为一本“数据库历史读物”,它或许还有一定的价值,用以了解早期的数据库设计思想是如何构建起来的;但如果将其定位为一本面向“三级技术”学习者的现代技术手册,它无疑是失职的。读者从这本书中学到的“技术栈”,可能在求职市场上已经基本失效,或者需要花费双倍的精力去“遗忘”那些不再适用的陈旧知识。

评分☆☆☆☆☆

这本号称“三级数据库技术”的著作,我花了整整一个周末才勉强读完,坦白说,体验称得上是一场精神上的长途跋涉。首先映入眼帘的是那封面设计,一股浓厚的上世纪九十年代末期教科书风格扑面而来,仿佛时间胶囊一般,将我瞬间拽回了那个刚刚接触计算机图形学和早期关系型数据库概念的年代。书中的文字排版,说实话,相当密集,几乎没有给读者留下喘息的空间。每一页都被密密麻麻的定义、公式和冗长的理论阐述所占据,即便是对于一个已经对数据结构和算法有一定基础的读者来说,理解其中的深层逻辑也需要反复琢磨。我特别注意到,书中对实体关系模型(ER Model)的讲解,虽然力求详尽,但其举例方式显得过于僵化和脱离实际应用场景,更像是纯粹的数学证明过程,而不是指导如何构建一个高效、灵活的实际数据库系统。比如,它花了大篇幅去解释范式的数学推导,但对于在实际项目管理中如何权衡冗余与一致性,却只是一笔带过,留给读者的多是理论上的完美蓝图,而非工程实践中的权宜之计。这种对理论的过度沉迷,使得这本书读起来像是在啃一本晦涩的学术论文集,而非一本面向应用层面的技术指南,让人不禁怀疑,其目标读者究竟是准备在实验室里推导新算法的研究人员,还是需要在生产环境中搭建稳定系统的工程师。我对其中关于索引结构的部分尤其感到失望,深度和广度远远不够,对于B+树的变种和哈希索引在特定场景下的性能差异,几乎没有深入探讨,这在今天的技术背景下,无疑是严重的缺失。

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