Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition) pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Addison Wesley Longman

作者:Shamkant B. Navathe

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2002-01-15

價格:USD 95.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780201741537

叢書系列:

圖書標籤:

• 數據庫係統
• 數據庫
• 計算機科學
• 信息技術
• 數據管理
• E-book
• 第三版
• 基礎
• 教學
• 高等教育

深入探索現代數據管理：數據庫係統原理與實踐（第X版） 本書導言：數據驅動時代的基石 在這個信息爆炸的時代，數據已成為驅動社會、經濟和科學進步的核心資産。從金融交易的實時處理到社交媒體的用戶行為分析，再到復雜的科學模擬，所有這一切都建立在高效、可靠和安全的數據管理基礎設施之上。本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且與時俱進的數據庫係統知識體係，覆蓋從基礎理論到前沿實踐的每一個關鍵環節。我們專注於闡明設計、實現和管理現代數據庫係統的核心概念、技術和挑戰。 第一部分：基礎理論與關係模型 本部分奠定數據庫理論的堅實基礎，為後續更復雜的議題做好鋪墊。 第一章：數據管理概述與曆史演進 本章首先界定“數據”、“信息”與“知識”的概念，並探討數據管理係統的演變曆程，從早期的文件係統到層次模型、網格模型，最終聚焦於關係模型的崛起。我們將分析不同數據管理範式的優缺點，並闡述為何關係模型（Relational Model）在過去幾十年中占據主導地位。同時，本章將介紹當前新興的NoSQL和NewSQL範式，對比它們與傳統關係係統的適用場景。 第二章：關係模型與理論基礎 本章是理解現代數據庫係統的核心。我們將詳細介紹關係代數（Relational Algebra）作為一門形式化查詢語言的完備性與實用性。隨後，讀者將學習到元組微積分（Tuple Relational Calculus）和域微積分（Domain Relational Calculus），理解它們與關係代數的等價性。 第三章：實體-關係（E-R）模型與概念數據建模 在著手物理設計之前，理解用戶需求至關重要。本章側重於概念數據建模技術，特彆是實體-關係（E-R）模型。我們將深入探討實體、屬性、關係、基數約束（Cardinality Constraints）和參與約束（Participation Constraints）。此外，還將介紹擴展的E-R特性，如泛化/特化（Generalization/Specialization）和聚閤（Aggregation），幫助讀者構建清晰、無二義性的數據視圖。 第四章：關係模式分解與範式理論 數據冗餘和更新異常是關係數據庫設計中的主要陷阱。本章將係統地介紹函數依賴（Functional Dependencies, FD）的概念，這是理解規範化的關鍵。我們將詳細闡述第一範式（1NF）、第二範式（2NF）和第三範式（3NF）。隨後，我們將深入探討巴斯-科德範式（BCNF），並解釋如何通過無損連接分解（Lossless-Join Decomposition）和保持依賴分解（Dependency-Preserving Decomposition）來優化模式設計，同時討論不可避免的分解選擇權衡。 第二部分：數據庫實現與查詢處理 本部分聚焦於將概念模型轉化為高效運行的物理係統的技術細節，這是數據庫管理係統（DBMS）實現的核心。 第五章：SQL——結構化查詢語言的精髓 SQL作為事實上的標準數據操作語言，其掌握程度直接決定瞭數據操作的效率。本章將全麵覆蓋SQL的各個方麵：數據定義語言（DDL，如CREATE, ALTER, DROP）、數據操作語言（DML，如SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE），以及更高級的主題，如視圖（Views）、嵌套查詢（Subqueries）和集閤操作。特彆強調SQL的聲明式特性，以及如何編寫高效、可讀的復雜查詢。 第六章：存儲結構與文件組織 數據庫性能的瓶頸往往在於磁盤I/O。本章探討數據在物理存儲上的組織方式。我們將分析不同類型的文件組織，如堆文件（Heap Files）和有序文件（Sequential Files）。深入研究數據塊的讀取和寫入機製，並介紹數據記錄（Records）的布局和尋址技術。 第七章：索引結構與高性能訪問 索引是提高查詢性能的關鍵。本章將詳細對比不同索引結構的優缺點。首先介紹基於排序的索引，如B+樹（B+ Trees）在實踐中的廣泛應用，包括其變體如B樹和BAM結構。隨後，我們將探討位圖索引（Bitmap Indexes）在數據倉庫中的應用，以及多維索引（如R-Trees）在空間數據管理中的角色。理解索引的選擇、構建和維護策略對優化係統性能至關重要。 第八章：查詢處理與優化 DBMS的核心智慧體現在其查詢優化器中。本章首先分解查詢處理的流水綫：查詢解析、查詢重寫（Relational Algebra Simplification）和查詢執行計劃生成。重點闡述成本模型（Cost Model）的重要性，如何利用統計信息（如數據分布、直方圖）來估算不同操作符（如Join, Select, Group By）的執行代價。最後，我們將對比嵌套循環連接（Nested-Loop Join）、哈希連接（Hash Join）和歸並連接（Sort-Merge Join）等主要連接算法的性能特徵。 第三部分：事務管理與並發控製 可靠性是數據庫係統的生命綫。本部分深入探討如何確保數據在多用戶、高並發環境下的正確性和一緻性。 第九章：事務的特性與恢復基礎 本章定義瞭事務（Transaction）的ACID特性：原子性（Atomicity）、一緻性（Consistency）、隔離性（Isolation）和持久性（Durability）。我們將探討如何通過日誌記錄（Logging）來實現前滾（Roll Forward）和迴滾（Rollback），保證係統在發生故障時能夠恢復到一緻狀態。 第十章：並發控製機製 多用戶環境要求係統必須妥善處理並發訪問。本章詳細介紹實現隔離性的主要技術。我們將分析基於鎖的協議，如兩階段鎖定（Two-Phase Locking, 2PL）及其變體，包括共享鎖和排他鎖。此外，還將介紹時間戳排序（Timestamp Ordering）和樂觀並發控製（Optimistic Concurrency Control, OCC）等非鎖機製，並討論死鎖的檢測與預防策略。 第十一章：數據庫恢復係統 本章側重於係統故障後的數據恢復。我們將詳細講解基於延遲寫入（Deferred Update）和立即寫入（Immediate Update）的日誌記錄策略。重點分析檢查點（Checkpoints）機製如何平衡恢復時間和日誌記錄開銷，確保係統在係統崩潰、介質故障等不同場景下的魯棒性。 第四部分：高級主題與現代趨勢 本部分將視綫投嚮更廣闊的領域，介紹支撐大型復雜應用和應對新型數據挑戰的關鍵技術。 第十二章：數據倉庫與決策支持係統 本章區彆於在綫事務處理（OLTP）係統，探討在綫分析處理（OLAP）的需求。介紹數據倉庫的設計範式，特彆是星型模型（Star Schema）和雪花模型（Snowflake Schema）。深入研究OLAP操作，如鑽取（Drill-down）、切片（Slice）、切塊（Dice）和鏇轉（Pivot），以及如何使用多維數組（Data Cubes）進行高效的數據立方體計算。 第十三章：分布式數據庫係統 隨著數據規模的爆炸式增長，分布式係統成為必然選擇。本章探討數據在多個站點間如何分布（如水平/垂直/混閤分片），以及如何進行數據復製（Replication）。我們將分析分布式事務的挑戰，特彆是兩階段提交（Two-Phase Commit, 2PC）協議的原理及其局限性。 第十四章：NoSQL與新型數據管理範式 本章應對當前技術棧的快速變化，介紹非關係型數據庫的興起。我們將分類討論四大主要NoSQL類彆：鍵值存儲（Key-Value Stores）、文檔數據庫（Document Databases）、列族數據庫（Column-Family Stores）和圖數據庫（Graph Databases）。重點分析它們如何通過犧牲部分ACID特性（特彆是強一緻性）來換取極高的可用性和分區容錯性，並闡述CAP理論在選擇這些係統時的指導意義。 結論：麵嚮未來的數據架構師 本書的最終目標是培養讀者具備設計、評估和實現健壯、高效數據庫係統的能力。通過對理論的深刻理解和對實踐技術的掌握，讀者將能夠自信地應對未來數據挑戰，無論是構建傳統的關係型應用，還是駕馭前沿的大規模分布式數據平颱。

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閱讀《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》這本書，就像是與一位經驗豐富的數據庫架構師進行深度對話。書中關於數據庫設計原則（Database Design Principles）的論述，給我提供瞭寶貴的指導。它不僅僅是關於如何繪製ER圖或設計錶結構，更是關於如何根據業務需求，設計齣靈活、可擴展且易於維護的數據庫係統。書中強調瞭數據庫設計中的最佳實踐，例如命名規範、數據類型選擇、約束的閤理運用以及錶之間的關係設計。作者通過大量的案例分析，展示瞭如何避免在設計中常見的陷阱，例如過度規範化或規範化不足可能帶來的問題，以及如何權衡設計的復雜性和易用性。特彆是在講解關係模型和函數依賴（Functional Dependencies）時，書中通過清晰的數學定義和直觀的例子，讓我理解瞭如何判斷一個關係模式是否符閤一定的範式，以及如何進行模式分解以達到更高的範式級彆。這種理論與實踐相結閤的講解方式，使我能夠真正掌握數據庫設計的精髓。E-book的搜索功能讓我能夠快速找到書中關於特定設計原則的討論，這對於我在實際項目中進行數據庫設計時，能夠快速迴顧和參考，提供瞭極大的便利。

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《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》這本書的內容組織得非常閤理，能夠引導讀者逐步深入數據庫的復雜世界。我在學習過程中，對書中關於數據庫語言（Database Languages）的章節印象尤其深刻。SQL（Structured Query Language）作為數據庫交互的標準語言，書中對其進行瞭全麵而深入的介紹。從最基礎的SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE語句，到更復雜的JOIN、GROUP BY、HAVING子句，再到子查詢、視圖（Views）、索引（Indexes）的創建和管理，以及存儲過程（Stored Procedures）和觸發器（Triggers）的編寫，書中都提供瞭清晰的語法解釋和豐富的示例。作者還深入剖析瞭SQL查詢的執行過程，包括查詢解析、查詢優化和查詢執行等階段，這有助於我理解為什麼某些SQL語句的效率會更高，以及如何編寫齣更優化的查詢。此外，書中還介紹瞭數據庫的DDL（Data Definition Language）和DML（Data Manipulation Language），以及DCL（Data Control Language）和TCL（Transaction Control Language）等不同類彆的SQL語句，讓我對SQL語言的整體有瞭更全麵的認識。E-book的版本允許我方便地復製書中的SQL代碼片段，並在自己的數據庫環境中進行實踐和測試，這極大地提高瞭我的學習效率和動手能力。

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《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》這本書不僅僅是一本教科書，它更像是一份精心編排的數據庫學習路綫圖。書中對於分布式數據庫係統（Distributed Database Systems）的章節，極大地擴展瞭我對數據庫概念的理解。隨著互聯網和雲計算的發展，分布式數據庫的應用越來越廣泛。書中詳細介紹瞭分布式數據庫的架構，包括數據分片（Data Sharding）、復製（Replication）和一緻性模型（Consistency Models）。例如，對於CAP定理（Consistency, Availability, Partition Tolerance）的解釋，讓我深刻理解瞭在分布式係統中，需要在一緻性、可用性和分區容錯性之間進行權衡。書中還探討瞭不同的分布式事務處理協議，如兩階段提交（Two-Phase Commit, 2PC）和三階段提交（Three-Phase Commit, 3PC），以及它們在保證數據一緻性方麵的作用和局限性。這些內容對於理解現代大規模數據係統的設計至關重要。此外，書中對於NoSQL數據庫（Not Only SQL）的介紹，也讓我認識到關係型數據庫並非唯一的選擇，在某些特定的應用場景下，NoSQL數據庫具有其獨特的優勢。E-book版本允許我隨時搜索書中提到的任何技術或概念，極大地提高瞭我的學習效率，我可以在短時間內找到自己需要的信息，並進行深入的學習。

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在接觸《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》之前，我對數據模型（Data Models）的理解局限於一些皮毛。然而，這本書通過對不同數據模型，特彆是關係模型（Relational Model）的深入剖析，徹底改變瞭我的看法。書中詳細介紹瞭關係模型的基本概念，如關係（Relation）、屬性（Attribute）、元組（Tuple）、鍵（Key）等，並對關係代數（Relational Algebra）和元組演算（Tuple Calculus）等形式化的查詢語言進行瞭講解。作者通過清晰的數學定義和豐富的圖示，展示瞭如何將現實世界的數據錶示為關係模式，以及如何使用關係代數中的各種運算（如選擇、投影、連接、差等）來從數據庫中提取所需信息。此外，書中還對層次模型（Hierarchical Model）和網絡模型（Network Model）等早期數據模型進行瞭簡要介紹，並對比瞭它們與關係模型的優缺點，這有助於我理解數據庫技術的發展曆程和演進方嚮。E-book版本的搜索功能，讓我能夠快速定位到關於特定數據模型或查詢語言的章節，並進行深入學習。這本書的詳盡性使得我能夠從零開始，逐步構建起對數據庫理論的全麵理解，為我未來的學習和工作奠定瞭堅實的基礎。

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這本《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》是一部涵蓋範圍廣闊的數據庫領域的百科全書。在數據安全（Data Security）和數據庫管理（Database Administration）方麵，這本書也提供瞭非常詳盡的指導。它不僅僅是關於如何設計和實現數據庫，更是關於如何維護數據庫的長期健康和安全。書中詳細介紹瞭數據庫安全的重要性，以及各種安全威脅，如未經授權的訪問、數據泄露、惡意攻擊等。為瞭應對這些威脅，書中介紹瞭多種安全機製，包括用戶認證（Authentication）、授權（Authorization）、訪問控製（Access Control）、數據加密（Data Encryption）以及審計（Auditing）。例如，在講解用戶認證時，書中不僅介紹瞭密碼認證，還提到瞭更高級的生物識彆和令牌認證等方式。在訪問控製方麵，書中詳細闡述瞭基於角色的訪問控製（Role-Based Access Control, RBAC）和基於屬性的訪問控製（Attribute-Based Access Control, ABAC）等模型。此外，書中還對數據庫管理員（DBA）的職責進行瞭詳細的介紹，包括數據庫的安裝、配置、備份、恢復、性能監控以及故障排除等。E-book的搜索功能是我學習過程中不可或缺的助手，我可以輕鬆地找到與特定安全策略或管理任務相關的章節，並深入學習。

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我不得不說，《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》這本書為我開啓瞭數據庫領域的新視野。書中關於數據倉庫（Data Warehousing）和聯機分析處理（Online Analytical Processing, OLAP）的章節，讓我對如何從海量數據中提取有價值的信息有瞭更深入的理解。傳統的數據庫係統更側重於事務處理，而數據倉庫則專注於支持決策分析。書中詳細介紹瞭數據倉庫的架構，包括數據抽取、轉換和加載（ETL）過程，以及維度建模（Dimensional Modeling）的方法，如星形模型（Star Schema）和雪花模型（Snowflake Schema）。這些模型的設計原則和優缺點分析，讓我能夠理解如何在數據倉庫中有效地組織和存儲數據，以便支持復雜的分析查詢。同時，書中也介紹瞭OLAP操作，如切片（Slice）、切塊（Dice）、鑽取（Drill-down）和上捲（Roll-up），這些操作使得用戶能夠以多維度的視角探索數據，發現隱藏在數據背後的業務洞察。這本書的E-book格式也極大地便利瞭我的學習，我可以在任何設備上同步閱讀進度，並且可以通過鏈接跳轉到相關的參考資料，進一步拓展我的知識邊界。書中對於大數據（Big Data）處理技術的初步介紹，如Hadoop和Spark，也讓我看到瞭數據庫技術在不斷演進，並緊跟時代發展的步伐。

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在我接觸《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》之前，我對數據庫的認識僅限於一些零散的概念和簡單的操作。然而，這本書如同打開瞭一扇通往全新領域的大門，讓我對數據庫係統有瞭係統而深入的認識。書中對於數據模型理論的闡述，尤其是關係模型，給我留下瞭深刻的印象。作者沒有停留在定義和屬性的羅列，而是通過對範式理論（Normalization）的詳盡解釋，揭示瞭如何通過消除數據冗餘和提高數據一緻性來設計齣高質量的數據庫。例如，在講解第三範式（3NF）和巴斯-科德範式（BCNF）時，書中不僅清晰地闡述瞭它們各自的規範條件，還通過反例分析，形象地展示瞭違反範式可能帶來的問題，以及如何通過模式分解來解決這些問題。這種深入淺齣的講解方式，讓我能夠真正理解範式的重要性，而不僅僅是機械地記憶規則。此外，書中對於並發控製（Concurrency Control）的章節更是讓我大開眼界。在多用戶環境中，如何保證數據的一緻性和完整性是一個至關重要的問題。書中詳細介紹瞭多種並發控製技術，如鎖協議（Locking Protocols）、時間戳排序（Timestamp Ordering）以及多版本並發控製（Multi-Version Concurrency Control, MVCC）。作者不僅解釋瞭這些技術的工作原理，還對其優缺點進行瞭對比分析，並結閤實際案例說明瞭在不同應用場景下應如何選擇閤適的並發控製策略。這部分內容對於理解現代數據庫係統的底層機製至關重要，也為我日後進行數據庫性能優化打下瞭堅實的基礎。E-book的便捷性也體現在其交互性上，許多概念和術語都可以直接點擊查看更詳細的解釋或相關的補充材料，極大地提升瞭學習的效率和深度。

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這本《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》就像是一張詳盡的藏寶圖，指引著我在數據庫世界的海洋中航行。當我第一次翻開它時，就仿佛踏上瞭一段充滿挑戰卻又異常充實的學習旅程。書中對於數據庫設計的每一個環節都進行瞭深入的剖析，從最初的概念模型，到邏輯模型，再到物理模型的實現，作者都用一種循序漸進的方式，將復雜的理論知識娓娓道來。例如，在講解實體-關係模型（ERM）時，書中不僅詳細介紹瞭實體、屬性、關係、多重性等基本概念，還通過大量的實例，展示瞭如何將現實世界的問題抽象成數據庫模型。尤其是對於連接（Join）操作的講解，不僅僅是列齣幾種常見的連接類型，更是深入探討瞭不同連接方式在性能上的差異，以及在實際應用中如何根據具體場景做齣最優選擇。書中提供的E-book版本更是極大地增加瞭學習的靈活性，我可以在通勤路上，或者是在咖啡館裏，隨時隨地打開它進行復習和查閱，這對於我這樣工作繁忙的學習者來說，無疑是一項巨大的便利。它讓我能夠將碎片化的時間充分利用起來，不斷鞏固和深化對數據庫知識的理解。而且，書中並沒有僅僅停留在理論層麵，它還提供瞭許多關於SQL語言的實踐指導，從基礎的查詢語句，到復雜的數據操作，甚至是存儲過程和觸發器的編寫，都有詳盡的示例和練習。這些實踐性的內容，讓我能夠將學到的理論知識直接應用到實際的數據庫操作中，從而大大提高瞭我的學習效率和掌握程度。這本書的排版也十分精良，章節的劃分清晰明瞭，關鍵概念的突齣顯示，以及豐富的圖錶和插圖，都使得閱讀過程更加輕鬆愉快。它就像一位耐心的導師，時刻準備著解答我在數據庫學習過程中遇到的任何疑惑。

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《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》這本書在概念的清晰度和邏輯的嚴謹性上都做得非常齣色，讓我對數據庫係統有瞭更加深刻和係統的認知。我特彆喜歡書中關於數據庫體係結構（Database Architecture）的講解。它不僅介紹瞭單體數據庫係統的組成部分，如查詢處理器（Query Processor）、存儲管理器（Storage Manager）和事務管理器（Transaction Manager），還對客戶-服務器（Client-Server）架構、多層架構（Multi-Tier Architecture）以及雲計算環境下的數據庫部署模式進行瞭詳細的闡述。通過對不同架構的理解，我能夠更好地把握數據庫係統在整個應用係統中的位置和作用，以及它們如何協同工作來提供服務。書中還深入探討瞭數據庫引擎（Database Engine）的工作原理，包括查詢執行計劃的生成、數據在內存和磁盤之間的交互、以及緩衝管理（Buffer Management）等關鍵技術。這些底層的細節，讓我對數據庫的運行機製有瞭更直觀的認識，也為我日後進行性能調優和故障排查打下瞭堅實的基礎。E-book的交互式特性，例如書中對某些術語的超鏈接，能夠直接跳轉到相關的定義或更詳細的解釋，使得學習過程更加流暢和高效。

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《Fundamentals of Database Systems, with E-book (3rd Edition)》這本書的價值遠不止於技術層麵的講解，它更像是一本關於如何構建高效、可靠的數據管理係統的“聖經”。我特彆欣賞書中對於數據庫事務（Database Transactions）處理的深入探討。事務是數據庫管理的核心概念之一，它確保瞭數據庫操作的原子性（Atomicity）、一緻性（Consistency）、隔離性（Isolation）和持久性（Durability），即ACID屬性。書中不僅詳細解釋瞭ACID的含義，還通過生動的圖示和例子，展示瞭事務在執行過程中可能遇到的各種異常情況，例如故障、並發訪問衝突等，以及數據庫係統是如何通過日誌記錄（Logging）、檢查點（Checkpoints）和恢復機製（Recovery Mechanisms）來保證事務的ACID屬性的。特彆是關於恢復機製的講解，讓我對數據庫在麵對硬件故障或軟件錯誤時如何快速恢復到一緻狀態有瞭清晰的認識。此外，書中關於數據庫性能調優（Performance Tuning）的章節也給我帶來瞭極大的啓發。數據庫的性能直接影響著應用程序的響應速度和用戶體驗。作者係統地介紹瞭影響數據庫性能的各種因素，包括索引設計、查詢優化、存儲結構、硬件配置等方麵，並提供瞭許多實用的調優技巧和方法。例如，在講解索引時，書中不僅介紹瞭B樹索引、哈希索引等基本類型，還深入討論瞭復閤索引、覆蓋索引等高級索引技術，以及如何根據查詢模式選擇最閤適的索引。這本書的E-book版本允許我方便地搜索關鍵詞，快速定位到感興趣的內容，對於我這種需要經常迴顧特定知識點的學習者來說，簡直是福音。

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