数据库原理与技术

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出版者:中国水利水电出版社
作者:程学先
出品人:
页数:284
译者:
出版时间:2001-10
价格:30.00
装帧:平装
isbn号码:9787508408262
丛书系列:
图书标签:
  • 该死的数据库
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  • 数据库设计
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具体描述

本书较系统、全面地叙述了数据库系

《现代信息系统架构与前沿技术实践》 内容概要: 本书深入探讨了当代信息系统构建的核心理论、主流架构范式以及面向未来的新兴技术应用。不同于传统侧重于数据存储与管理基础的教科书,本书将视角聚焦于数据在复杂、动态环境中的流动、处理、安全与智能决策,旨在培养读者构建高可用、高性能、可扩展的现代分布式系统的实践能力。 全书内容组织为六个主要部分,逻辑严密,层层递进: --- 第一部分:新一代信息系统基础与范式转型(约300字) 本部分首先回顾了从集中式到分布式系统演进的历史背景,明确了当前企业级应用对弹性、韧性与敏捷性的迫切需求。重点分析了微服务(Microservices)、无服务器(Serverless)以及事件驱动架构(EDA)等现代架构范式与传统单体架构的本质区别和适用场景。 分布式系统基础理论回顾: 强调CAP原理在实际选型中的权衡艺术,以及一致性模型(如最终一致性、因果一致性)在不同业务场景中的落地策略。 DevOps与持续交付流水线(CI/CD): 探讨如何通过自动化工具链(如Jenkins, GitLab CI, ArgoCD)实现从代码提交到生产环境部署的全流程效率提升,强调“基础设施即代码”(IaC)的重要性。 云原生(Cloud Native)核心要素: 详细解读容器化技术(Docker)与容器编排系统(Kubernetes)在资源隔离、自动伸缩和故障恢复方面的核心作用,为后续系统设计打下基础。 --- 第二部分:高性能数据处理与流式计算(约350字) 在海量数据和实时决策驱动的背景下,本部分详尽阐述了超越传统批处理的数据处理技术,侧重于实时性、低延迟的数据管道构建。 消息队列与事件总线深入解析: 对Kafka、RabbitMQ等主流消息中间件的底层机制(分区、副本、高吞吐量保障)进行深入剖析。重点讨论了如何利用这些中间件构建可靠的事件溯源(Event Sourcing)系统。 流处理引擎应用: 详细介绍了Apache Flink和Spark Streaming在复杂状态管理、窗口计算(滚动窗口、滑动窗口、会话窗口)和Exactly-Once语义保证方面的实现细节与调优技巧。 实时数据集成与同步: 探讨Debezium等Change Data Capture (CDC) 技术,如何将传统关系型数据库的变更实时捕获并同步到NoSQL存储或数据湖中,支撑实时分析需求。 --- 第三部分:现代数据存储选型与优化(约300字) 本部分不再局限于单一数据库类型,而是建立起一个多模态数据存储选型框架,根据业务对持久性、查询模式、数据结构的需求进行最优组合。 NoSQL数据库精细化分类与实践: 区分键值存储(Redis/Memcached的缓存策略)、文档数据库(MongoDB/Couchbase的聚合查询)、列式数据库(Cassandra/HBase的宽行设计)和图数据库(Neo4j的关联分析)。 NewSQL与分布式事务: 考察TiDB、CockroachDB等NewSQL数据库,如何在大规模分布式环境中提供接近传统RDBMS的ACID保证,以及分布式事务(如2PC/3PC及Paxos/Raft的应用)。 数据湖与数据仓库的融合(Lakehouse架构): 分析Delta Lake、Apache Hudi等技术如何为数据湖带来事务性和Schema管理能力,实现结构化、半结构化数据的统一治理与查询。 --- 第四部分:系统可靠性、安全与可观测性(约300字) 构建健壮的生产系统,需要将可靠性工程(SRE)和安全内建于设计之初。本部分关注系统的“非功能性需求”。 服务弹性与故障注入: 介绍Netflix Chaos Monkey等工具背后的理念,探讨如何通过主动的故障演练(Chaos Engineering)来验证系统的鲁棒性。讨论熔断器(Circuit Breaker)、限流(Rate Limiting)和超时机制的设计模式。 身份验证与授权机制: 深入讲解OAuth 2.0、OpenID Connect (OIDC) 协议流程,以及JWT(JSON Web Token)在微服务间安全通信中的应用。 可观测性(Observability)三要素实践: 详细指导如何整合日志(Logging,如ELK/Loki)、指标(Metrics,如Prometheus/Grafana)和分布式追踪(Tracing,如Jaeger/Zipkin),构建统一的系统诊断平台,实现对复杂系统行为的深入洞察。 --- 第五部分:人工智能与智能系统集成(约200字) 本部分探讨如何将前沿的机器学习模型高效、安全地集成到实时生产系统中,实现系统的“智能化升级”。 模型部署与服务化(MLOps): 介绍TensorFlow Serving、TorchServe等工具如何将训练好的模型转化为低延迟的API服务,并讨论模型版本控制、灰度发布策略。 向量数据库与相似性搜索: 阐述向量嵌入(Embeddings)的概念,以及Faiss、Milvus等向量数据库在推荐系统、语义搜索和RAG(检索增强生成)架构中的关键作用。 --- 第六部分:边缘计算与未来趋势展望(约100字) 最后,本书展望了系统架构的下一站,即如何应对IoT和低延迟场景对计算资源部署的需求。 边缘计算架构挑战: 讨论资源受限环境下的容器化部署、数据同步机制和安全策略。 WebAssembly (Wasm) 在后端和边缘的应用潜力: 分析Wasm作为轻量级、安全沙箱的运行时环境,如何可能革新传统服务端应用的部署模型。 目标读者: 本书适合具有一定编程和网络基础,希望从传统的应用开发转向复杂系统架构设计、数据平台构建和SRE实践的高级工程师、技术架构师,以及对现代分布式技术栈有系统性学习需求的计算机专业研究生。本书旨在提供“知其所以然”的深度,而非停留在API调用的表面。

作者简介

目录信息

前言
第1章 绪论
本章学习
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计倒是挺抓人眼球的,那种深蓝配着银色的线条,给人一种既专业又略带神秘的感觉,像是在引导你进入一个信息结构严谨的迷宫。我原本是抱着一种学习基础知识的态度去翻阅的,毕竟“原理与技术”这几个词听起来就意味着要啃硬骨头。然而,初读之下,我发现作者在叙述概念时,并没有像许多教材那样堆砌晦涩难懂的术语,而是巧妙地穿插了一些贴近实际应用的场景。比如,在讲解关系代数的时候,他没有停留在纯粹的数学推导上,而是用了一个电商平台订单处理的例子,一下子就把抽象的集合操作具体化了。我记得当时正赶上我们项目的一个性能瓶颈期,正好在思考如何优化一个复杂的查询,这本书中的一个关于索引设计和查询优化的小章节,虽然篇幅不大,但提供的思路却异常清晰,甚至让我产生了一种“原来如此”的豁然开朗的感觉。特别是关于事务的ACID特性,作者没有简单地罗列四个字母,而是花了大量篇幅去阐述它们在并发控制中的实际意义,以及在不同数据库系统(比如早期的锁机制和现代的多版本并发控制MVCC)中是如何实现的。这让我对数据一致性的理解从理论上的接受,转变为一种可以操作和控制的工程能力。坦白说,这本书的价值并不在于它包含了所有“最前沿”的技术,而在于它扎实地打磨了那些即便技术迭代数次也依然稳固的基石。它更像是一位经验丰富的老工程师,在你即将踏入复杂架构设计时,递给你的一把精准的测量尺,让你能带着敬畏之心去构建稳健的系统。

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说实话,我最初对这本书的期望是能帮我快速掌握某个特定数据库产品的操作技巧,毕竟现在市面上各种数据库工具层出不穷,各有千秋。但这本书的侧重点显然不在于教你如何敲击特定的SQL命令,或者如何配置MongoDB的集群。它的叙事风格更像是一部“数据库的哲学史”,它深入探讨了数据模型背后的逻辑必然性。读起来,我感觉自己不是在学习一门技术,而是在理解一种思维范式。例如,在讲解范式理论时,作者没有仅仅停留在第一、第二、第三范式,而是深入探讨了为什么会有BCNF,以及过度范式化在某些OLAP场景下可能带来的性能权衡。这种对“为什么”的深度挖掘,极大地拓宽了我的视野。我曾经在一个遗留系统的重构项目中遇到一个头疼的问题:数据冗余和更新异常交织在一起,如何平衡规范化和性能成为一个难题。这本书提供的分析框架,特别是关于反范式化设计的讨论,让我能够从更宏观的角度去评估不同设计选择的长期影响,而不是仅仅满足于眼前的修补。此外,书中对不同数据结构(如B树、B+树)的性能分析也极其到位,它没有停留在图示的层面,而是用细致的I/O次数对比,说明了为何在磁盘存储系统中,B+树的叶子节点采用链表结构是如此必要和高效。这种从物理存储到逻辑模型层层的剖析,让我对数据库的“黑箱”有了更透明的认知。

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这本书的阅读体验,对我个人而言,更像是一次对计算机科学核心概念的“考古之旅”。它没有过分渲染那些最新的云原生技术或者NoSQL的时尚感,而是沉下心来,挖掘了关系型数据库这个经典模型能够穿越时间考验的底层智慧。我特别喜欢书中关于查询优化器内部工作机制的阐述。许多技术书籍对优化器往往一笔带过,只强调“它会自动优化”,但这本书却详细剖析了成本估算、统计信息收集以及如何构建查询执行树。我记得书中提到了一种直观的方式来理解笛卡尔积的爆炸性增长,通过一个非常简单的多表连接例子,配以图表展示了不同连接顺序对中间结果集规模的巨大影响,这比纯粹的数学公式来得有效得多。此外,作者对存储过程和触发器等数据库内嵌编程能力的讨论也颇具洞见,他不仅展示了如何使用,更深入地分析了它们在系统解耦和性能陷阱方面的双重属性,提醒我们不要将过多的业务逻辑过度下沉到数据库层。总体来说,这本书的风格是沉稳而有力量的,它不追求广度,而是致力于在深度上建立起一座坚实的桥梁,连接理论的彼岸与实践的此岸。

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这本书的组织结构非常有层次感,虽然内容密度很高,但阅读起来却出乎意料地流畅,这得益于作者对知识模块间联系的精妙把握。我发现,它巧妙地避开了那种“先介绍理论A,再介绍技术B,最后再强行把A和B联系起来”的生硬教科书式写作。相反,它是以一个具体问题的解决过程为引导线索,自然而然地引出所需的理论支撑。举个例子,在讨论并发控制时,作者不是先抛出两阶段锁定(2PL)的概念,而是先模拟了一个典型的读写冲突场景,展示了如果不加控制会导致什么灾难性的后果,只有在读者体验到“失控”的痛苦后,才会迫切地需要2PL这样的解决方案。这种“问题驱动”的学习路径,大大增强了知识的粘性。我特别欣赏它在系统架构部分对分布式数据库的探讨,内容没有陷入到各种新技术的罗列,而是聚焦于一致性、可用性和分区容错性(CAP理论)的权衡。作者用大量的篇幅去分析Paxos和Raft算法的设计哲学和投票机制的差异,这远超出了普通入门教材的深度,让我明白了为什么不同的场景会倾向于选择不同的共识协议。读完这部分,我对“最终一致性”和“强一致性”的理解,不再是两个孤立的术语,而是在特定网络条件下做出的工程妥协。

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这本书的排版和用词习惯,透露出一种严谨的学术态度,但幸运的是,它在解释复杂概念时,总能找到一个恰到好处的“着力点”来拉近与读者的距离。我发现,它在处理“隔离级别”这个令人困惑的主题时,运用了一种非常形象的比喻系统。它将不同的隔离级别比作不同“协作团队”的工作方式,比如“脏读”就像是成员A正在修改一份文档,成员B还没有保存就读取了A未提交的内容,这在实际协作中是多么容易发生却又难以察觉的错误。通过这种生活化的类比,即便是对锁机制不甚熟悉的读者,也能迅速抓住不同隔离级别试图解决的核心问题。书中对恢复机制的讲解也极为细致,特别是关于前滚(Rollforward)和回滚(Rollback)操作中日志记录的细节,让我对数据库的“持久性”保障有了全新的认识。在一次线上故障排查中,我们需要分析事务日志来确定数据状态,这本书中关于日志写入顺序、检查点(Checkpoint)机制的描述,直接为我们提供了分析问题的关键线索。这本书并非一本速成手册,它更像是一份需要时间去品味的武功秘籍,只有反复研读,才能真正领悟其中对数据完整性、可用性背后复杂权衡艺术的深刻理解。

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