具体描述
Oracle数据库管理系统是目前世界上最流行的关系数据库系统之一。本书从面向用户的角度，以简洁的语言和具体的实例，结合作者多年数据库教学及项目开发的经验，系统地介绍了Oracle9i关系数据库的基本概念、组织结构、交互式命令语言及工具使用、系统管理等知识。通过学习，读者可以快速掌握Oracle的基本概念和各种实用技术，并进行数据库系统的开发和应用。
全书共分11章，第1章和第2章主要概述了Oracle9i数据库的安装及体系结构；第3章和第4章介绍SQL语言及PL/SQL的使用；第5章-第8章讲述了Oracle9i的日常管理、安全特性、备份恢复功能以及Oracle9i的主要开发工具；第9章和第10章简单介绍了数据库性能优化技术及网络管理知识：第11章以连锁经营信息管理系统为例，介绍了Oracle数据库应用系统的分析、设计方法及部分实现程序。全书内容翔实，结构清晰，力求做到理论与实践紧密结合。
本书既可以作为高等院校计算机及相关专业数据库课程的教材，也可以作为其他Oracle技术人员的培训教程和参考书。
本书为授课教师免费提供电子教案，此教案用PowerPoint制作，可以任意修改。需要者可以从中国水利水电出版社网站www.waterpub.com.cn下载，也可与北京万水电子信息有限公司联系，联系电话：(010)82564395。
数据库系统原理与实践：面向新一代数据处理的理论与应用 本书是为计算机科学、信息管理以及相关工程领域的高年级本科生和研究生精心编写的，旨在全面、深入地讲解现代数据库系统的核心理论、设计方法、实现技术及其在复杂应用场景中的实践。本书不侧重于特定商业数据库产品的操作手册，而是聚焦于数据存储、查询优化、事务管理和并发控制等底层机制的科学原理。 --- 第一部分：数据模型与关系代数基础 (Foundation of Data Models and Relational Algebra) 本部分作为全书的基石，系统阐述了数据库设计的理论基础，为后续的深入学习打下坚实的基础。 第一章：数据库系统概述与发展趋势 本章首先界定了数据库系统的概念、结构及其在现代信息社会中的核心地位。重点分析了数据模型（如图模型、网络模型、关系模型、面向对象模型、半结构化模型）的演进历程，对比了不同模型在数据描述能力、复杂性与查询效率上的优劣。同时，本章前瞻性地探讨了大数据时代下，NewSQL、NoSQL（如键值存储、文档数据库、图数据库）的兴起及其与传统关系模型的互补关系，指出未来数据管理系统将是多模型融合的趋势。 第二章：实体-联系模型（E-R Model）与概念设计 本章详尽阐述了概念数据模型的构建过程。重点讲解了实体、属性、联系（包括一对一、一对多、多对多）的精确定义和表示方法。深入剖析了超键、候选键、主键的唯一性约束，以及全/部分映射的业务含义。同时，介绍了继承与泛化/特化在概念模型中的应用，为复杂业务场景的抽象提供工具。本章提供了大量案例，指导读者如何将现实世界的业务需求转化为规范化的E-R图。 第三章：关系模型理论与关系代数 关系模型是本书的核心理论载体。本章首先形式化地定义了关系、元组、域、模式等基本概念。随后，投入大量篇幅系统讲解了关系代数（Relational Algebra）。这包括选择（Selection）、投影（Projection）、并（Union）、差（Set Difference）、笛卡尔积（Cartesian Product）等基本运算，以及更高级的自然连接（Natural Join）、除（Division）等运算的数学定义和计算过程。本章强调关系代数作为查询语言的理论基础地位，并将其与后续的SQL语言进行映射，证明了其完备性。 --- 第二部分：关系数据库设计与规范化 (Relational Database Design and Normalization) 本部分聚焦于如何将概念模型转化为高质量的逻辑模型，确保数据的存储高效、一致且无冗余。 第四章：函数依赖与保持连接分解 函数依赖（Functional Dependency, FD）是规范化的核心驱动力。本章详细定义了平凡FD、非平凡FD、传递依赖、部分依赖等概念，并阐述了如何使用阿姆斯特朗公理（Armstrong's Axioms）来推导闭包。引入了保持连接分解（Join Preservation）和无损连接分解（Lossless Join Decomposition）的概念，这是衡量分解质量的关键标准。 第五章：关系数据库规范化理论 本章系统讲解了数据库规范化的各个级别： 第一范式（1NF）： 消除复合属性和多值属性。 第二范式（2NF）： 消除主键的非主属性对候选键的部分依赖。 第三范式（3NF）： 消除非主属性对候选键的传递依赖。 巴斯-科德范式（BCNF）： 进一步严格化3NF，要求所有函数依赖的决定因素都必须是超键。 本章通过大量的“坏”模式实例，演示了如何系统地通过分解算法达到目标范式，并讨论了高范式可能带来的查询性能权衡问题。 --- 第三部分：结构化查询语言（SQL）的深入应用 (In-depth Application of SQL) 本部分超越了基础的CRUD操作，重点研究SQL作为一种声明式语言的表达能力和高级特性。 第六章：SQL：数据定义、操纵与约束 本章涵盖SQL-99/SQL:2003标准的核心语法。除了基本的DDL（CREATE, ALTER, DROP）和DML（INSERT, UPDATE, DELETE），重点分析了如何使用CHECK, FOREIGN KEY, UNIQUE等复杂约束来强制业务规则。对NULL值的处理、数据类型的高级特性（如集合类型、用户定义类型）也进行了细致的讲解。 第七章：复杂查询、视图与嵌入式SQL 本章深入探讨了SQL的高级查询特性： 集合操作： GROUP BY, HAVING, 窗口函数（Window Functions，如ROW_NUMBER(), RANK(), LEAD/LAG）。 嵌套查询与相关子查询： 分析其执行效率与优化思路。 视图（Views）： 讨论了强制更新视图（Updatable Views）的条件与机制。 嵌入式SQL与动态SQL： 介绍了如何在宿主语言（如C/Java）中调用SQL，并讨论了SQL注入的原理和防御措施。 --- 第四部分：事务管理与并发控制 (Transaction Management and Concurrency Control) 本部分是数据库系统实现层面的核心，关注如何在多用户环境下保证数据的一致性和可靠性。 第八章：事务的ACID特性与存储结构 本章形式化定义了事务（Transaction）的四个基本特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）——ACID。随后，本章简要介绍持久性是如何通过事务日志（Transaction Log）、写前日志（Write-Ahead Logging, WAL）和检查点（Checkpoints）机制实现的。 第九章：并发控制协议 并发控制是数据库系统鲁棒性的关键。本章系统地介绍了实现隔离性的主要协议： 锁协议： 共享锁（S）和排他锁（X），以及两阶段锁定（2PL）及其严格形式（Strict 2PL）。分析了死锁的产生机制和检测/预防策略（如回滚、等待图）。 时间戳排序（Timestamp Ordering）： 基于事务的提交或开始时间进行调度。 多版本并发控制（MVCC）： 深入分析MVCC如何通过维护多个数据版本来实现读不阻塞写的隔离级别，并讨论其在现代系统中（如PostgreSQL, Oracle）的应用。 --- 第五部分：查询处理与优化 (Query Processing and Optimization) 本部分揭示了数据库管理系统（DBMS）如何将用户提交的声明性SQL请求转化为高效的物理执行计划。 第十章：查询处理的阶段与中间表示 详细描述了查询处理的流程：词法分析、语法分析、查询重写（逻辑优化）、查询估算和物理执行计划生成。重点介绍关系代数表达式到查询树的转换，以及使用等价变换规则进行逻辑优化（如谓词下推、投影融合）。 第十一章：查询优化与代价模型 本章是实现层面的难点和重点。讲解了代价模型，即如何估算不同执行操作（如扫描、连接、排序）的I/O和CPU成本。深入探讨连接算法的选择，包括嵌套循环连接（Nested Loop Join）、排序合并连接（Sort-Merge Join）和哈希连接（Hash Join），分析每种算法在不同数据分布下的适用性。讲解了启发式优化和基于代价的优化器（CBO）的工作原理，以及统计信息（如直方图）在优化决策中的作用。 --- 第六部分：数据存储与索引结构 (Data Storage and Indexing Structures) 本部分关注数据如何在物理介质上高效组织和访问。 第十二章：文件组织与堆文件 介绍数据页（Page）的概念，以及堆文件（Heap Files）中记录的存储方式、插入与删除操作的开销。讨论了固定长度和可变长度记录的存储挑战。 第十三章：索引结构的核心原理 索引是提高查询性能的关键。本章深入分析了两种主要的索引结构： B+树索引： 详细讲解B+树的结构特性（范围查询优势、分支因子、分裂与合并操作），及其在主索引和二级索引中的应用。 哈希索引： 讨论静态哈希和动态哈希（如Extendible Hashing）的原理、溢出处理方法，以及其在等值查询中的高效性。 本章还对比了稀疏索引和稠密索引的特点，并介绍了位图索引等特殊索引类型。 --- 总结与展望： 本书旨在培养读者对数据库系统“为什么这样设计”的深刻理解，而非仅仅停留在“如何使用”的层面。通过扎实的理论基础和前沿技术的引入，读者将有能力设计出高性能、高可靠性的数据管理系统，并能对现有系统的性能瓶颈进行深层次的分析和调优。本书的知识体系覆盖了从数据建模到物理实现的全过程，为未来在分布式数据库、数据仓库或数据科学领域的发展奠定坚实的理论根基。
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