具体描述
This book constitutes the refereed proceedings of the 27th International Conference on Conceptual Modeling, ER 2008, held in Barcelona, Spain, in October 2008. The 33 revised full papers presented together with 18 demo papers were carefully reviewed and selected from 178 submissions. The papers are organized in topical sections on novel semantics; ontology; patterns; privacy, compliance, location; process management and design; process models; queries; similarity and coherence; space and time; system design; translation, transformation, and search.
深入探索：数据库设计与信息系统建模的基石 图书名称：《高级关系代数与数据库范式理论实战指南》 图书简介： 本书旨在为数据库设计者、数据架构师和信息系统分析师提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的理论与技术框架。本书聚焦于关系型数据库设计的核心——关系代数、函数依赖理论，以及数据库范式（Normal Forms）的精深应用，旨在超越基础SQL层面，直击数据模型构建的底层逻辑与优化策略。 在当前数据爆炸式增长的时代，构建高效、一致、可维护的数据结构比以往任何时候都更为关键。本书并非停留在对标准数据库理论的简单罗列，而是通过大量真实的商业案例和复杂的业务场景模拟，引导读者掌握如何利用严谨的数学工具来指导日常的数据库设计工作。 第一部分：关系代数——数据操作的逻辑基石 本部分从关系代数的严格定义出发，详细阐述了选择（Selection）、投影（Projection）、并（Union）、差（Set Difference）、笛卡尔积（Cartesian Product）以及连接（Join）等基本运算的数学属性与计算效率。我们深入探讨了更高级的运算，如除法（Division）的应用场景，特别是在处理“所有…都…”类型的复杂查询时，如何精确地构造关系代数表达式。 书中详细分析了不同连接操作符（内连接、外连接、半连接）在查询优化器中的底层实现机制。通过对比关系代数表达式与等效的SQL语句，读者将清晰地理解查询优化器进行转换和简化的内在逻辑，从而能够编写出更高效、资源消耗更低的SQL代码。我们引入了“关系代数树”的概念，展示了如何通过对代数表达式的重排（例如，将选择操作尽可能提前），实现查询性能的显著提升，即使在没有外部优化器干预的情况下，也能手动进行性能调优。 第二部分：函数依赖与数据约束的精确建模 数据库的正确性依赖于对数据间内在联系的精确捕捉。本书将函数依赖（Functional Dependencies, FD）提升到核心地位，将其视为定义数据完整性和冗余的基础工具。我们不仅仅定义了平凡函数依赖和非平凡函数依赖，更详细介绍了如何利用阿姆斯特朗公理（Armstrong’s Axioms）来推导出所有隐含的函数依赖，从而构建出完整的依赖集。 读者将学会如何使用闭包运算来验证特定属性集是否决定了另一个属性集，这在识别设计缺陷和制定完整性约束时至关重要。书中特别强调了候选键（Candidate Keys）和主键（Primary Keys）的确定过程，并提供了一套系统化的算法，用于从给定的函数依赖集中系统地提取所有候选键，包括处理具有多个属性的复合键的复杂情况。 第三部分：数据库范式——从第一范式到BCNF的彻底解析 范式理论是消除数据冗余、避免更新异常的理论保证。本书对从第一范式（1NF）到第三范式（3NF）的每一步演进进行了细致的剖析，并重点攻克了Boyce-Codd范式（BCNF）的实际应用难题。 1NF与2NF： 强调消除重复组和部分依赖的重要性，通过具体的“员工-项目-技能”案例，直观展示了如何通过分解（Decomposition）来解决插入、删除和更新异常。 3NF的精髓： 深入探讨了传递依赖（Transitive Dependency）的危害。我们提供了一套清晰的流程，指导设计者如何识别并消除传递依赖，确保每个非主属性都直接依赖于整个候选键，而非主键的一部分。 BCNF的严苛标准： BCNF比3NF更为严格，要求“每一个决定因素都是一个超键（Superkey）”。本书专门开辟章节，处理3NF但非BCNF的经典案例——例如，涉及多个相互重叠的候选键的表。我们将演示如何使用无损连接分解（Lossless-Join Decomposition）的原则，在保持数据语义完整性的前提下，将表分解至BCNF，同时论证其保持函数依赖的特性。 第四部分：高级分解技术与依赖保持性 数据模型的优化往往需要进行分解，但并非所有分解都是理想的。本书批判性地分析了分解过程可能带来的问题，并提供了严格的数学保证： 1. 无损连接性（Lossless Join Property）： 确保分解后的关系表可以通过自然连接还原到原始关系，而不引入虚假元组。书中详细阐述了判断关系分解是否具有无损连接性的充要条件。 2. 依赖保持性（Dependency Preservation Property）： 这是一个更具挑战性的目标，旨在确保分解后的关系集合中，原始的函数依赖集可以在局部上得到体现。本书提供了算法来测试并构造出同时满足无损连接和依赖保持的分解方案，特别是在设计一个规范化程度最高的数据库时，如何在实践中平衡BCNF和依赖保持性之间的冲突。 第五部分：实践中的模型评估与反规范化策略 理论的价值在于指导实践。本书的最后一部分转向实际应用中的权衡取舍。我们探讨了在OLTP（在线事务处理）系统中追求极致规范化的必要性，以及在OLAP（在线分析处理）或数据仓库环境中，何时需要引入反规范化（Denormalization）。 读者将学习到如何通过性能度量指标（如 I/O 次数、CPU 使用率）来量化规范化带来的性能收益和反规范化带来的查询加速效果。通过对比严格BCNF模型与经过策略性冗余引入的第四范式模型的查询执行计划，读者能够基于业务需求和系统负载，制定出最适合的持久化数据模型。 目标读者： 本书适合具有一定数据库基础（了解SQL和基本ER建模概念）的读者。尤其推荐给致力于成为高级数据库管理员（DBA）、数据建模专家、或参与复杂企业资源规划（ERP）系统底层数据架构设计的IT专业人士。通过本书的学习，读者将能够自信地应对任何复杂数据结构的设计挑战，从“能用”的数据库迈向“健壮、高效、可扩展”的数据库系统。
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