Database Design and Implementation, Second Edition pdf epub mobi txt 电子书下载在线阅读 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Springer

作者:Edward Sciore

出品人:

页数:458

译者:

出版时间:2020-2-29

价格:USD 59.99

装帧:Paperback

isbn号码:9783030338350

丛书系列:

图书标签:

数据库
软件工程
计算机科学
计算机
2020
数据库设计
数据库实现
关系数据库
SQL
数据建模
数据库管理系统
数据库原理
数据存储
数据库开发
信息技术

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具体描述

This textbook examines database systems from the viewpoint of a software developer. This perspective makes it possible to investigate why database systems are the way they are. It is of course important to be able to write queries, but it is equally important to know how they are processed. We e.g. don’t want to just use JDBC; we also want to know why the API contains the classes and methods that it does. We need a sense of how hard is it to write a disk cache or logging facility. And what exactly is a database driver, anyway?

The first two chapters provide a brief overview of database systems and their use. Chapter 1 discusses the purpose and features of a database system and introduces the Derby and SimpleDB systems. Chapter 2 explains how to write a database application using Java. It presents the basics of JDBC, which is the fundamental API for Java programs that interact with a database. In turn, Chapters 3-11 examine the internals of a typical database engine. Each chapter covers a different database component, starting with the lowest level of abstraction (the disk and file manager) and ending with the highest (the JDBC client interface); further, the respective chapter explains the main issues concerning the component, and considers possible design decisions. As a result, the reader can see exactly what services each component provides and how it interacts with the other components in the system. By the end of this part, s/he will have witnessed the gradual development of a simple but completely functional system. The remaining four chapters then focus on efficient query processing, and focus on the sophisticated techniques and algorithms that can replace the simple design choices described earlier. Topics include indexing, sorting, intelligent buffer usage, and query optimization.

This text is intended for upper-level undergraduate or beginning graduate courses in Computer Science. It assumes that the reader is comfortable with basic Java programming; advanced Java concepts (such as RMI and JDBC) are fully explained in the text. The respective chapters are complemented by “end-of-chapter readings” that discuss interesting ideas and research directions that went unmentioned in the text, and provide references to relevant web pages, research articles, reference manuals, and books. Conceptual and programming exercises are also included at the end of each chapter. Students can apply their conceptual knowledge by examining the SimpleDB (a simple but fully functional database system created by the author and provided online) code and modifying it.

数据库设计与实现，第二版图书简介本书深入探讨了现代数据库系统的核心概念、设计方法论和实际应用技术。内容结构严谨，理论深度与实践指导并重，旨在为读者构建全面而扎实的数据库知识体系。本书从基础的数据库理论出发，逐步引导读者掌握从需求分析到系统实施的完整生命周期。我们摒弃了对特定商业软件的过度依赖，而是聚焦于通用的、跨平台的数据库原理和最佳实践，确保知识的持久价值。第一部分：数据库基础与关系模型理论本部分奠定了坚实的理论基础，是理解后续所有高级主题的基石。第一章：数据管理概述与演变本章首先界定了数据、信息与知识的概念，并考察了数据管理技术从早期的文件系统到层次模型、网状模型的发展历程。重点分析了关系模型的出现如何解决了早期数据模型的固有缺陷，如数据冗余和不一致性问题。同时，本章探讨了数据库系统的架构，包括用户层、应用层、管理层和存储层，以及数据独立性的重要性（物理数据独立性和逻辑数据独立性）。第二章：关系代数与元组关系演算关系代数是关系数据库操作的理论基础。本章详细阐述了关系代数的基本运算子：选择（$sigma$）、投影（$pi$）、并（$cup$）、差（$-$）、笛卡尔积（$ imes$）。在此基础上，深入讲解了复合运算，如连接（Join，包括自然连接、内连接、外连接）和除法（Division）。随后，本书引入了元组关系演算（Tuple Relational Calculus, TRC）和域关系演算（Domain Relational Calculus, DRC）。通过形式化语言的视角，展示了如何精确地表达复杂的数据查询需求，并讨论了关系代数与关系演算在表达能力上的等价性。第三章：实体-关系（E-R）模型与概念设计概念数据建模是数据库设计的第一步，本章集中于实体-关系（E-R）模型。详细定义了实体（Entity）、属性（Attribute，包括简单属性、复合属性、派生属性）和关系（Relationship）。重点讲解了关系的基数约束（一对一、一对多、多对多）和参与约束（部分参与和完全参与）。此外，还引入了弱实体集的概念及其在模型中的表示方法。本章的实践部分指导读者如何将现实世界的业务规则转化为精确的E-R图，并探讨了E-R模型向逻辑模型（如关系模型）的转换规则。第二部分：关系数据库设计与规范化本部分将概念模型转化为可操作的逻辑结构，并专注于确保数据结构的健壮性和效率。第四章：关系模式与规范化理论本章聚焦于如何评估和改进关系模式的质量。首先，引入函数依赖（Functional Dependency, FD）的概念，它是规范化的核心驱动力。详细分析了平凡函数依赖、平凡闭包和非平凡函数依赖。接着，系统阐述了规范化的主要阶段： 1. 第一范式（1NF）：消除重复组，确保原子性。 2. 第二范式（2NF）：消除部分函数依赖。 3. 第三范式（3NF）：消除传递函数依赖。 4. 巴斯-科德范式（BCNF）：比3NF更严格，处理了由多个候选码共同决定的依赖问题。本书通过大量的实例，展示了如何逐步分解存在冗余和异常的模式，以达到3NF或BCNF。第五章：高级规范化与分解算法本章深入探讨了规范化理论的更深层次内容。讨论了多值依赖（Multivalued Dependency, MVD）及其与第四范式（4NF）的关系，主要用于处理实体间的一对多关系交织问题。此外，还简要介绍了第五范式（5NF，或称连接分解范式）及其在处理连接依赖时的应用。更重要的是，本章详细介绍了无损连接分解（Lossless-Join Decomposition）的理论基础和算法。强调了在进行规范化分解时，必须保证分解后的关系集在重新连接时能够无损地恢复原始信息，并讨论了保持函数依赖（Dependency-Preserving）的必要性和挑战。第三部分：SQL：结构化查询语言的精通 SQL是实现和操作关系数据库的标准语言。本部分提供了对SQL语言的全面、深入的讲解，超越了基础的CRUD操作。第六章：SQL 数据定义与完整性约束本章覆盖了数据库对象的创建、修改和删除（DDL），包括表的定义、视图的创建、索引的建立等。重点讲解了如何利用SQL定义强大的数据完整性约束：实体完整性（主键）、参照完整性（外键及其级联操作）和用户定义完整性（CHECK约束和NOT NULL）。第七章：SQL 数据操作与查询详细分析了数据操纵语言（DML）的使用。基本查询：SELECT语句的结构、WHERE子句中的复杂条件、ORDER BY和LIMIT的应用。集合操作：UNION, INTERSECT, EXCEPT的用法。分组与聚合：GROUP BY, HAVING子句，以及所有聚合函数（COUNT, SUM, AVG, MIN, MAX）的高级应用。连接的精通：详述了INNER JOIN, LEFT/RIGHT/FULL OUTER JOIN的内部机制，并处理了自连接（Self-Join）的场景。第八章：高级SQL特性与编程接口本章面向进阶用户和应用开发者。子查询与视图：讲解了标量子查询、多行子查询（使用ANY, ALL, IN, EXISTS）的性能考量，以及视图的本质和其在安全、简化查询中的作用。窗口函数（Window Functions）：深入讲解了如何在不折叠行的情况下执行复杂的排名、移动平均和百分位计算，如ROW_NUMBER(), RANK(), LAG(), LEAD()等。存储过程、触发器与函数：介绍了数据库过程化编程（Procedural SQL）的概念，如PL/SQL或T-SQL的基础结构，以及触发器如何自动响应数据修改事件，保持业务逻辑的一致性。第四部分：事务管理与并发控制数据库系统的可靠性依赖于其处理并发访问和系统故障的能力。本部分深入探讨了事务的 ACID 特性及其实现机制。第九章：事务理论与隔离级别定义了事务（Transaction）的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）属性。本章核心内容是隔离性，详细解释了不同隔离级别（Read Uncommitted, Read Committed, Repeatable Read, Serializable）如何平衡性能和数据正确性。通过分析数据事务所产生的异常，如脏读（Dirty Read）、不可重复读（Non-Repeatable Read）和幻读（Phantom Read），读者可以理解为何需要不同的隔离级别。第十章：并发控制机制本章探讨实现隔离性的具体技术： 1. 封锁协议（Locking Protocols）：介绍共享锁（S-Lock）和排他锁（X-Lock），以及两阶段封锁（2PL）协议，包括严格两阶段封锁。深入分析了死锁（Deadlock）的产生原因、检测方法（如等待图）和预防/恢复策略。 2. 时间戳排序（Timestamp Ordering）：基于事务开始时间或提交时间的排序调度算法。 3. 乐观并发控制（Optimistic Concurrency Control, OCC）：基于验证阶段的并发控制方法，用于高并发、低冲突率的场景。第十一章：数据库恢复管理本章关注系统故障后的数据恢复。详细介绍了日志文件的作用和结构（如Write-Ahead Logging, WAL）。分析了主要的恢复技术：延迟更新（Deferred Update）与立即更新（Immediate Update）。重点讲解了检查点（Checkpoint）机制在加速恢复过程中的作用，以及如何通过日志记录（如）执行UNDO和REDO操作，确保系统的持久性。第五部分：数据库性能与物理存储本部分关注数据库系统在物理层面的实现细节，是优化查询性能的关键。第十二章：数据存储与文件结构本章从操作系统和硬件接口层面审视数据存储。讨论了磁盘I/O的特性、块（Block）与页（Page）的概念。介绍了堆文件（Heap File）和有序文件（Sequential File）的组织方式。详细阐述了数据页组织中的记录结构和指针管理。第十三章：索引结构与访问路径索引是提高查询性能的根本手段。本章系统讲解了不同索引类型： 1. 位图索引（Bitmap Indexes）：适用于低基数字段。 2. B+ 树索引：作为关系数据库中最常用的索引结构，详细分析了B+树的结构特点、插入、删除和搜索操作的效率分析（O(log N)）。 3. 哈希索引：讨论了静态哈希和动态哈希（如Extendible Hashing）在等值查询中的优势与局限性。第十四章：查询处理与优化查询优化器是数据库管理系统的“大脑”。本章剖析了查询处理的流程：查询解析、查询重写和查询优化。重点讨论了查询优化的两种主要方法： 1. 基于规则的优化：应用代数等价变换规则（如选择提前、连接消除）。 2. 基于成本的优化（CBO）：介绍如何利用统计信息（如表的元组数、属性的唯一值数量、直方图）来估算不同执行计划的I/O和CPU成本，并选择最低成本的执行计划。详细分析了嵌套循环连接、哈希连接和排序合并连接的成本模型。 --- 本书的编写风格力求严谨、清晰，避免使用口语化的表达，内容聚焦于核心理论和成熟的技术框架。通过对这些基础原理的透彻掌握，读者将能够设计出高效、稳定且易于维护的数据库系统，并能深入理解各类商业或开源数据库系统的内部工作机制。

作者简介

Edward Sciore is a recently retired Associate Professor at the Computer Science Department, Boston College. He is the author of numerous research articles on database systems, which span both theory and practice. His favorite activity, however, is to teach database courses to captive students. These teaching experiences, accumulated over a 35-year period, are what led to the writing of this text.

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

《Database Design and Implementation, Second Edition》这本书的价值体现在其严谨的学术性和实用的操作性完美结合。作者在书中对数据库理论的讲解，既有深度又不失严谨，而且每一个理论都紧密地联系着实际的应用场景。我尤其喜欢书中关于数据完整性约束的讨论，它详细讲解了主键、外键、唯一约束、检查约束等不同约束类型的作用，以及它们如何有效地保证数据的准确性和一致性。这对于防止数据错误和提高数据质量至关重要。此外，书中对关系型数据库和NoSQL数据库的对比分析也让我对不同数据库的适用场景有了更清晰的认识。我尝试着按照书中提供的步骤，去设计和实现一些小型数据库项目，结果非常顺利。这本书为我建立了一个扎实的数据库设计基础，让我能够更加从容地面对各种数据库相关的挑战。

评分☆☆☆☆☆

在阅读《Database Design and Implementation, Second Edition》之前，我总觉得数据库设计是一门需要天赋的艺术，难以掌握。但这本书彻底改变了我的看法。作者将复杂的数据库设计过程分解成一系列清晰、可执行的步骤，并且用通俗易懂的语言进行讲解。我尤其喜欢书中关于ER图和UML建模的章节，它为我提供了一个可视化的工具，能够更直观地表达和沟通数据库的结构。而且，书中还针对不同的业务场景，提供了多种数据库设计模式，这让我能够避免重复造轮子，并且借鉴前人的经验。让我印象深刻的是，书中还探讨了数据库版本控制和迁移的问题，这对于保持数据库在不断迭代的项目中保持一致性至关重要。这本书就像一把钥匙，为我打开了数据库设计的大门，让我看到了一个全新的世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界，简直是数据库设计领域的宝典！我一直觉得数据库设计是个又重要又头疼的活儿，但自从读了《Database Design and Implementation, Second Edition》，那些复杂的概念瞬间变得清晰明了。作者的叙述方式非常引人入胜，他没有像很多技术书籍那样枯燥乏味地堆砌理论，而是通过大量生动的实际案例，循序渐进地引导读者理解数据库设计的精髓。从最基础的实体-关系模型，到复杂的三范式理论，再到更高级的性能优化技巧，每一个环节都被讲解得淋漓尽致。尤其让我印象深刻的是，书中关于数据建模的部分，作者详细阐述了如何根据业务需求抽象出准确的模型，并提供了多种可视化工具的使用方法，这对于初学者来说简直是福音。而且，书中不仅仅是理论讲解，还深入探讨了不同数据库系统的实现细节，比如SQL Server、Oracle以及PostgreSQL的异同，让我能够根据实际项目需求选择最合适的工具。即使你不是数据库专家，仅仅是想提升自己的数据管理能力，这本书也能给你带来巨大的帮助。它不仅仅是一本技术书籍，更是一本能够帮助你解决实际问题的实用指南。我强烈推荐给任何对数据库感兴趣的朋友，无论是学生、开发者还是项目经理，都能从中受益匪浅。这本书带来的不仅是知识的增长，更是解决问题的信心和能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构和内容安排非常合理，逻辑清晰，循序渐进，非常适合我这种想要系统学习数据库设计的读者。作者在开篇就奠定了坚实的基础，从最基本的概念入手，逐步深入到更高级的主题。我特别喜欢书中关于数据规范化和反规范化的讲解，作者清晰地阐述了它们各自的优缺点，以及在不同场景下的适用性，这帮助我更好地权衡数据冗余和查询效率。而且，书中对事务和并发控制的深入剖析，让我对如何保证数据的一致性有了更深刻的理解。我尝试着将书中的一些设计原则应用到我的项目中，取得了显著的成效。这本书不仅仅是一本技术书籍，更是一位经验丰富的导师，在我前进的道路上给予了重要的指引。

评分☆☆☆☆☆

《Database Design and Implementation, Second Edition》这本书的实用性是我最为看重的。作者在书中不仅仅停留在理论层面，而是非常注重实践操作。书中提供了大量的代码示例，并且针对不同的数据库系统（如MySQL、PostgreSQL、SQL Server等）进行了详细的演示。我尝试着跟着书中的例子去实践，不仅巩固了理论知识，还掌握了许多实际操作技巧。例如，书中关于数据库性能调优的章节，提供了许多实用的SQL语句优化技巧，以及如何利用数据库工具来分析和解决性能问题。这让我能够更有效地提升数据库的运行效率。而且，书中还讨论了数据库的安全性和备份恢复策略，这对于保障数据的安全和可靠性至关重要。总而言之，这本书为我提供了一个全方位的数据库设计和实施指南，让我能够更加自信地投入到实际工作中。

评分☆☆☆☆☆

《Database Design and Implementation, Second Edition》这本书的出现，着实解决了我在实际工作中长期以来对数据库设计理解的模糊之处。在接触这本书之前，我常常觉得数据库设计是个“玄学”，理论知识很多，但真正落地到项目时却常常遇到瓶颈。这本书的伟大之处在于，它能够将那些抽象的概念具象化，通过清晰的逻辑和丰富的图示，让原本晦涩难懂的理论变得触手可及。例如，在讲解索引优化的章节，作者不仅仅列出了各种索引类型，更是深入分析了不同场景下何种索引更为高效，并提供了实际的代码示例来验证其效果。这种“理论与实践并重”的风格，是我在其他同类书籍中很少见到的。此外，书中对事务管理和并发控制的阐述也极为到位，让我深刻理解了如何在保证数据一致性的前提下，提高系统的吞吐量。我特别喜欢的是，作者在讲解完一个概念后，都会提供相应的练习题，并附有详细的解答，这极大地巩固了我对知识的理解。对我而言，这本书的价值远不止于技术层面的提升，它更像是一位经验丰富的导师，在我迷茫时给予指引，在我困惑时提供启发。我毫不犹豫地将其列为我近几年来阅读过的最优秀的技术书籍之一。

评分☆☆☆☆☆

《Database Design and Implementation, Second Edition》这本书的深度和广度都令人惊叹。我之前在数据库设计方面一直处于“摸着石头过河”的状态，很多时候凭感觉来做，导致后期问题频发。读了这本书之后，我才恍然大悟，原来之前很多看似合理的设计，其实存在着潜在的隐患。作者在书中提供了一套系统性的数据库设计方法论，从需求分析、概念设计、逻辑设计到物理设计，每一个阶段都给予了详细的指导和建议。我特别欣赏书中关于数据库事务和并发控制的章节，它不仅讲解了ACID特性，还深入探讨了不同事务隔离级别对系统性能和数据一致性的影响，这让我能够根据实际业务场景做出更明智的选择。此外，书中对SQL注入、跨站脚本等安全漏洞的防护措施也做了详细的介绍，这对于保障数据库安全至关重要。总而言之，这本书为我提供了一个坚实而全面的数据库设计知识体系，让我能够更加自信地应对各种数据库设计挑战。

评分☆☆☆☆☆

《Database Design and Implementation, Second Edition》这本书给我带来的最大惊喜，在于它能够将那些抽象、枯燥的数据库理论，转化成生动、易懂的知识。作者在书中运用了大量的比喻和类比，让原本晦涩难懂的概念变得触手可及。我尤其喜欢书中关于数据模型选择的章节，作者详细分析了关系型数据库、文档数据库、图数据库等不同类型数据库的特点和适用场景，这为我选择最适合项目需求的数据模型提供了重要的参考。而且，书中对数据库性能优化的讲解也十分到位，涵盖了从SQL语句优化到数据库架构设计的方方面面，并且都配有详实的图表和案例，让原本枯燥的性能问题变得生动形象。这本书不仅仅是知识的传递，更是对思维方式的启发。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，一开始我对《Database Design and Implementation, Second Edition》并没有抱有太高的期望，毕竟市面上的数据库书籍实在太多了。然而，当我翻开第一页，我就被其独特的视角和深入的洞察力所吸引。作者在书中不仅仅是简单地罗列数据库设计的规则和模式，而是深入剖析了“为什么”要这样做。例如，在讲解范式理论时，他并没有生硬地灌输三范式、四范式，而是通过分析数据冗余、更新异常等实际问题，来揭示范式存在的根本原因和重要性。这种“溯本追源”的讲解方式，让我能够从更深层次去理解数据库设计的原理。更令人称赞的是，书中对性能调优的介绍，涵盖了从SQL语句优化到数据库架构设计的方方面面，而且都配有详实的图表和案例，让原本枯燥的性能问题变得生动形象。我尤其喜欢关于数据库分片和分区的讨论，这对于构建大型、高并发的分布式数据库系统至关重要。阅读这本书的过程，就像是在与一位资深的数据库架构师进行深度交流，每一次阅读都能获得新的启发和感悟。这本书绝对是值得反复阅读和深入研究的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和内容组织都做得非常出色。我一直觉得技术书籍的阅读体验很重要，《Database Design and Implementation, Second Edition》在这方面做得无可挑剔。清晰的章节划分、精美的图表、以及恰到好处的代码示例，都让阅读过程变得轻松愉快。作者在讲解数据库索引时，不仅仅给出了创建索引的语法，还详细分析了不同索引类型的优缺点，以及在不同查询场景下的适用性。这对于我这种需要深入理解底层原理的读者来说，非常有价值。书中关于数据库性能调优的部分，更是让我受益匪浅。作者分享了许多实用的技巧，比如如何识别慢查询、如何优化SQL语句、以及如何调整数据库参数等等。我尝试着将书中的一些建议应用到我目前的项目中，效果立竿见影。这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，在我遇到困难时，总能给我提供有效的解决方案。

评分☆☆☆☆☆