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出版者:儒林圖書

作者:陶淑瑗

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004年11月11日

价格:NT$ 430

装帧:

isbn号码:9789574997084

丛书系列:

图书标签:

• informix
• Informix 4GL
• 数据库
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• 数据处理

数据库系统设计与实践：从理论到应用的全面指南 图书名称： 数据库系统设计与实践：从理论到应用的全面指南 图书简介： 本书旨在为读者提供一套全面、深入且高度实用的数据库系统设计、开发与维护的知识体系。它超越了单一数据库管理系统（DBMS）的局限性，聚焦于构建健壮、高效、可扩展的数据基础设施所必需的核心原理和工程实践。全书内容组织严谨，结构清晰，从基础的数据模型理论出发，逐步过渡到复杂的关系代数运算、SQL高级应用，再到现代数据架构的设计与优化，力求使不同技术背景的读者都能掌握构建现代数据驱动型应用的关键技能。 第一部分：数据库基础理论与关系模型（奠定坚实的理论基石） 本部分深入探讨了数据库系统的理论基础，为后续的实践操作提供必要的思维框架。 第一章：数据管理概述与历史沿革 本章首先界定了数据、信息与知识的概念，阐述了数据管理的重要性及其在现代企业运营中的核心地位。随后，系统回顾了数据管理技术的发展历程，从早期的层次模型、网状模型，到关系模型的诞生及其主导地位的形成。重点分析了数据冗余、数据不一致性等传统文件系统的弊端，从而引出数据库系统的设计目标：数据独立性、数据共享、数据一致性与数据安全性。本章详细解释了数据抽象的三级模式结构（外模式、概念模式、内模式）及其相互关系，为理解数据库系统的逻辑与物理独立性打下基础。 第二章：关系模型理论精讲 关系模型是现代数据库的基石。本章从集合论和一阶谓词逻辑的角度，严谨地定义了关系、域、元组、关系模式等核心概念。详细讲解了关系代数中的基本运算，包括选择（$sigma$）、投影（$pi$）、并（$cup$）、差（$-$）、笛卡尔积（$ imes$）及其导出运算如连接（$owtie$）和除（$div$）。通过大量的实例推导，读者将掌握如何使用关系代数表达式精确地描述复杂的数据查询需求。此外，本章还引入了元组关系演算和域关系演算，展示了形式化查询语言的表达能力。 第三章：数据完整性与规范化理论 数据质量是数据库应用成功的关键。本章专注于数据约束的定义与实现。系统讲解了实体完整性、参照完整性（外键机制）和用户自定义的完整性约束。重点深入剖析了函数依赖（FD）和多值依赖（MVD），这是关系规范化的理论核心。详细阐述了第一范式（1NF）到巴斯-科德范式（BCNF）的规范化过程，并解释了 3NF 与 BCNF 之间的细微差异及其在实际设计中的权衡。通过实际案例分析，指导读者如何通过规范化消除数据冗余和插入、删除、更新异常，确保数据结构的合理性。 第二部分：结构化查询语言（SQL）深度应用（掌握核心操作工具） 本部分专注于结构化查询语言（SQL），这是与关系数据库交互的标准工具。内容涵盖 SQL 的所有核心组件，并侧重于高级和性能敏感的应用场景。 第四章：SQL 基础与数据定义（DDL） 本章介绍 SQL 的基本语法结构，包括数据类型、表结构的创建（`CREATE TABLE`）、修改（`ALTER TABLE`）和删除（`DROP TABLE`）。重点讲解了如何使用约束子句（如 `CHECK`、`DEFAULT`）来实现前述的完整性要求。此外，还覆盖了视图（`VIEW`）的创建与使用，以及索引（`INDEX`）的创建目的与基本类型。 第五章：SQL 数据操纵（DML）的高级技巧 本章是 DML 应用的精髓。除了标准的 `SELECT`, `INSERT`, `UPDATE`, `DELETE` 操作外，重点讲解了如何利用子查询、联接（`INNER JOIN`, `LEFT/RIGHT JOIN`, `FULL JOIN`）处理复杂关系。深入探讨了集合操作符（`UNION`, `INTERSECT`, `EXCEPT`）和分组查询（`GROUP BY`）的高级用法，特别是 `HAVING` 子句的精确控制。还引入了窗口函数（Window Functions），如 `ROW_NUMBER()`, `RANK()`, `LAG()`, `LEAD()` 等，展示它们在复杂报表生成和排名计算中的强大能力，这是传统聚合函数无法替代的。 第六章：事务管理与并发控制 数据库的可靠性依赖于事务的正确处理。本章详细阐述了 ACID 特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）。重点解析了并发控制的必要性，并详细比较了不同的隔离级别（未提交读、已提交读、可重复读、串行化），分析了它们各自引入的并发异常（脏读、不可重复读、幻读）。随后，系统介绍了基于锁定的并发控制机制，包括两阶段锁定协议（2PL）及其改进，以及乐观并发控制策略（时间戳或版本号机制）。 第三部分：现代数据库系统架构与性能优化（面向工程实践） 本部分将理论与实践相结合，关注如何设计高性能、高可用的数据系统。 第七章：数据库系统架构与存储结构 本章跳出单一DBMS的视角，探讨现代数据库的整体架构。介绍了数据库管理系统的内部组件，包括查询处理器、存储管理器和事务管理器。深入讲解了数据在磁盘上的物理组织方式，包括堆文件组织、顺序文件组织以及页和块的概念。重点剖析了索引的底层实现机制，包括 B 树（B-Tree）和 B+ 树（B+-Tree）的结构、插入、删除和查询过程，以及它们如何实现快速数据检索。 第八章：查询优化与执行计划分析 查询性能是衡量数据库应用的关键指标。本章系统讲解了查询优化器的作用和工作原理。详细分析了查询优化过程中涉及的成本模型，如何评估代数表达式的执行成本。重点讲解了如何读取和理解数据库生成的执行计划（Execution Plan），识别性能瓶颈，例如全表扫描、不当的连接顺序等。随后，讨论了优化策略，包括统计信息的收集与维护、连接算法的选择（嵌套循环连接、哈希连接、合并连接）以及谓词下推的重要性。 第九章：数据库设计方法学与实施 本章指导读者如何将现实世界的业务需求转化为规范化的数据库结构。详细介绍了概念数据模型（如 E-R 图）的绘制与转换过程。重点教授如何将 E-R 图转换为逻辑关系模型，并讨论了设计决策中的权衡，例如反范化（Denormalization）在特定读密集型场景下的应用，以及如何通过冗余数据来换取查询性能的提升。本章强调了设计文档的重要性，以及迭代式数据库设计在敏捷开发中的应用。 第十章：NoSQL 数据库的兴起与适用场景 面对海量非结构化和半结构化数据，本章介绍了关系模型的局限性及 NoSQL 数据库的分类。详细对比了键值存储（Key-Value Stores）、文档数据库（Document Databases）、列式存储（Column-Family Stores）和图数据库（Graph Databases）的内在结构、查询范式和适用场景。重点讨论了 CAP 定理（一致性、可用性、分区容错性）的权衡，指导读者根据业务需求（例如，高写入吞吐量、灵活模式）选择合适的非关系型数据存储方案，实现多模态数据管理。 总结： 本书通过理论的严谨性、操作的实践性以及架构的宏观性，为读者构建了一个坚实的数据工程知识体系。它不仅教授“如何使用”工具，更阐释了“为何如此设计”的底层逻辑，确保读者具备独立分析、设计、优化和维护复杂数据系统的能力。

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这本书的排版和插图设计，坦白地说，是它最不“现代化”的部分，但这反而成为了一种独特的风格烙印。全书大量使用了ASCII艺术风格的屏幕截图来展示 4GL 界面是如何被构建出来的，这些截图虽然像素感十足，但却精准地还原了那个时代交互式应用的样貌。更关键的是，与这些界面截图并排展示的，是对应屏幕上每一个输入字段、每一个菜单项是如何在源代码中被映射和控制的。这种“所见即所得”的源代码对照学习方式，极大地加速了我对屏幕逻辑的理解。对于习惯了现代GUI框架的开发者来说，直观地看到每一个字符位置、每一个颜色属性都是由程序代码精确控制的，这种底层透明度是非常震撼的。这本书没有依赖复杂的图形渲染，而是完全聚焦于逻辑控制，这使得读者能够更纯粹地关注于事件驱动编程的核心思想，而不会被视觉效果所迷惑。

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这本书的价值，我认为更在于它构建了一种完整的“Informix 4GL 开发者思维模式”。它不仅仅是教你语法，更是在传递一种处理信息、构建稳定业务应用的方法论。书中反复强调了代码的可维护性和文档化，尤其是在处理大型复杂项目时，作者给出的命名规范和模块划分建议，即便放到今天来看，也具有极高的参考价值。我发现，在学习过程中，我开始主动思考如何将一个复杂的业务流程拆解成一系列小而自治的 4GL 模块，而不是一味地堆砌冗长的过程代码。书中对“状态机”在 4GL 应用程序设计中的应用有着精彩的论述，它帮助我理解了如何优雅地管理用户在不同界面和操作之间的跳转。这种自上而下的设计哲学指导，是任何一本仅仅罗列语法规则的教材所无法比拟的。阅读完后，我感觉自己对构建健壮的、以数据为核心的事务型应用有了更深刻的认识，这种思维上的提升远超出了掌握一门特定语言的范畴。

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从实用性的角度衡量，这本书的价值主要体现在其对实际项目需求的覆盖度上。我特别留意了书中关于“外部函数调用”（External Functions）的实践案例，这在处理需要集成C语言库或特定系统接口的场景中至关重要。作者通过一个模拟的库存管理系统的案例，非常细致地演示了如何封装外部逻辑，如何在 4GL 代码中定义接口契约，以及处理数据类型在不同语言间传递时的“陷阱”。这种“跨语言协作”的指导在很多当代教程中都被简化或略过，但对于维护和扩展遗留系统或需要高性能计算模块的场景，这简直是救命稻草。此外，书中还花了一整章来讨论应用程序的“部署和性能调优”，内容涉及编译选项的选择、内存使用模式的优化，以及如何使用内置的诊断工具来追踪性能瓶颈。它真正做到了理论与实践的结合，让你在合上书本时，手中已经握有解决实际问题的工具箱，而不仅仅是一堆写在纸上的语法规则。

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这本书的封面设计得相当朴实，那种带着点年代感的深蓝色和白色字体搭配，让人一拿到手里就有一种“这是本正经干货”的感觉，没有太多花哨的图形元素去分散注意力。我特地翻阅了目录，发现它对 Informix 4GL 这门技术栈的覆盖面广度令人印象深刻。从基础的数据类型、变量声明，到复杂的屏幕管理（Screen Section）和报告生成（Report Writer）模块，结构组织得非常清晰。尤其值得称赞的是，作者在介绍数据库交互部分时，没有停留在简单的 `SELECT` 和 `INSERT` 语句，而是深入探讨了事务处理的机制以及如何利用 4GL 特有的动态 SQL 来应对更复杂的业务逻辑需求。这对于那些已经熟悉 SQL，但希望将这些能力无缝集成到高性能、交互式应用程序中的开发者来说，无疑是一座宝库。我尤其关注了关于错误处理的部分，书中详尽地列举了各种运行时异常代码及其对应的处理策略，这在实际的生产环境中是极其宝贵的经验之谈，远比那些只讲理论的教材要实用得多。整体来看，它更像是一本老程序员手把手传授经验的实战手册，而不是空泛的理论概述。

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这本书的叙述风格，说实话，一开始读起来有点挑战性，因为它不像现在市面上流行的那些轻量级教程那样用大量轻松幽默的语言来“哄着”读者。它的笔触是那种非常严谨、甚至略显古板的学术风格，每一个概念的引入都伴随着清晰的逻辑推导和对底层原理的剖析。我花了相当多的时间在理解其关于“并发控制”和“锁机制”的章节上，作者并没有简单地抛出 Informix 4GL 在这方面的默认设置，而是详细阐述了在不同并发级别下，4GL 如何与 Informix 服务器进行通信，以及可能出现的死锁情况和预防措施。这种深度对于我这种追求对技术细节有完全掌控的工程师来说，是极其吸引人的。它迫使你不能只是“能用”了事，而是要去思考“为什么是这样设计”以及“在极端情况下该如何优化”。对于那些渴望从“会写代码”晋升到“精通系统架构”的读者，这种深度的剖析是无法替代的学习资源。它对每一个核心概念的定义都力求精确无误，体现出作者在领域内深厚的功力。

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