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基本信息
- 原书名：Database System Concepts,Fourth Edition
- 原出版社： McGraw-Hill
内容简介
书籍
计算机书籍
本书是经典的数据库系统教科书《Database System Concepts》的最新修订版，它被国际上许多著名大学采用，包括斯坦福大学、德克萨斯大学、印度理工学院等。而且，这本书前一版的中文版被国内的许多大学采用为本科生和研究生的数据库课程的教材或主要教学参考书，收到了良好的效果。 本书包含了数据模型、关系模型、基于对象的系统和XML、数据存储和检索、事务处理、数据库系统体系结构等方面的内容，在第八部分“实例研究”中还讨论了特定的商品化数据库系统的细节。同时，本书还提供了关于网状模型和层次模型的联机附录。文献注解中指出了首先发表各个研究结果的文章，并列出了进一步阅读的参考文献。本书中的概念都以直观的方式加以描述，其中的许多概念基于银行运行示例，另外，书中省略了形式化证明而采用图表和示例来描述概念及预期结果，增强了本书的易读性。本书会使读者在数据库设计、数据库语言、数据库系统实现等方面得到明显提高。 本书既可作为本科生三、四年级的数据库课程教材，也可作为研究生一年级的教科书。同时，本书还提供了高级内容供数据库领域的技术人员阅读。
[font size="2"> ◆[/font>涵盖了数据模型、关系模型、基于对象的系统和XML、数据存储和检索、事务处理、数据库系统体系结构等多方面的内容
[font size="2">◆[/font>采用直观的方式描述所有概念，并以结构清晰的图示和例子代替形式化的证明
[font size="2">◆[/font>以银行数据库实例生动地解释重要概念，增强了本书的易读性
[font size="2">◆[/font>专门用三章来介绍特定的商品化数据库系统Oracle、Microsoft SQL Server和IBM DB2的细节
[font size="2">◆[/font>配有关于网状模型和层次模型的联机附录 (英文)
计算机书籍
本书是经典的数据库系统教科书《Database System Concepts》的最新修订版，它被国际上许多著名大学采用，包括斯坦福大学、德克萨斯大学、印度理工学院等。而且，这本书前一版的中文版被国内的许多大学采用为本科生和研究生的数据库课程的教材或主要教学参考书，收到了良好的效果。 本书包含了数据模型、关系模型、基于对象的系统和XML、数据存储和检索、事务处理、数据库系统体系结构等方面的内容，在第八部分“实例研究”中还讨论了特定的商品化数据库系统的细节。同时，本书还提供了关于网状模型和层次模型的联机附录。文献注解中指出了首先发表各个研究结果的文章，并列出了进一步阅读的参考文献。本书中的概念都以直观的方式加以描述，其中的许多概念基于银行运行示例，另外，书中省略了形式化证明而采用图表和示例来描述概念及预期结果，增强了本书的易读性。本书会使读者在数据库设计、数据库语言、数据库系统实现等方面得到明显提高。 本书既可作为本科生三、四年级的数据库课程教材，也可作为研究生一年级的教科书。同时，本书还提供了高级内容供数据库领域的技术人员阅读。
[font size="2"> ◆[/font>涵盖了数据模型、关系模型、基于对象的系统和XML、数据存储和检索、事务处理、数据库系统体系结构等多方面的内容
[font size="2">◆[/font>采用直观的方式描述所有概念，并以结构清晰的图示和例子代替形式化的证明
[font size="2">◆[/font>以银行数据库实例生动地解释重要概念，增强了本书的易读性
[font size="2">◆[/font>专门用三章来介绍特定的商品化数据库系统Oracle、Microsoft SQL Server和IBM DB2的细节
[font size="2">◆[/font>配有关于网状模型和层次模型的联机附录 (英文)
作译者
杨冬青
北京大学信息科学技术学院教授，博士生导师，网络与信息系统研究所副所长，数据库与信息系统研究室主任。中国计算机学会数据库专委会委员，中国计算机学会普及工作委员会副主任。1969年毕业于北京大学数学力学系数学专业，从事数据库与信息系统领域研究、开发与教学20余年，曾获国家科技进步二等奖等多项奖励。
唐世渭
北京大学信息科学技术学院教授，博士生导师。北京大学视觉与听觉信息处理国家重点实验室主任。中国计算机学会数据库专委会副主任。1964年毕业于北京大学数学力学系计算数学专业，从事数据库与信息系统领域研究、开发与教学20余年，曾获国家科技进步二等奖等多项奖励。
Abraham Silberschaz
于纽约州立大学石溪分校获得博士学位，现任新泽西州Murray Hill贝尔实验室信息科学研究中心副主席，ACM和IEEE会员。他的研究方向包括操作系统、数据库系统和分布式系统。
Henry F.Korth 于普林斯顿大学获得博士学位，现任贝尔实验室信息科学研究中心数据库原理研究室主任，ACM会员和IEEE高级成员。他的研究方向包括高性能数据库系统、实时数据库系统和XML数据库。
Ｓ.Sudarsham 于威斯康星大学麦迪逊分校获得博士学位，现任印度理工学院 (孟买) 计算机科学与工程系副教授。他曾是AT&T贝尔实验室的技术人员。他的研究方向包括查询处理和优化、故障恢复和主存数据库。
北京大学信息科学技术学院教授，博士生导师，网络与信息系统研究所副所长，数据库与信息系统研究室主任。中国计算机学会数据库专委会委员，中国计算机学会普及工作委员会副主任。1969年毕业于北京大学数学力学系数学专业，从事数据库与信息系统领域研究、开发与教学20余年，曾获国家科技进步二等奖等多项奖励。
唐世渭
北京大学信息科学技术学院教授，博士生导师。北京大学视觉与听觉信息处理国家重点实验室主任。中国计算机学会数据库专委会副主任。1964年毕业于北京大学数学力学系计算数学专业，从事数据库与信息系统领域研究、开发与教学20余年，曾获国家科技进步二等奖等多项奖励。
Abraham Silberschaz
于纽约州立大学石溪分校获得博士学位，现任新泽西州Murray Hill贝尔实验室信息科学研究中心副主席，ACM和IEEE会员。他的研究方向包括操作系统、数据库系统和分布式系统。
Henry F.Korth 于普林斯顿大学获得博士学位，现任贝尔实验室信息科学研究中心数据库原理研究室主任，ACM会员和IEEE高级成员。他的研究方向包括高性能数据库系统、实时数据库系统和XML数据库。
Ｓ.Sudarsham 于威斯康星大学麦迪逊分校获得博士学位，现任印度理工学院 (孟买) 计算机科学与工程系副教授。他曾是AT&T贝尔实验室的技术人员。他的研究方向包括查询处理和优化、故障恢复和主存数据库。
目录
第1章 引言 1
1.1 数据库系统的应用 1
1.2 数据库系统与文件系统 2
1.3 数据视图 3
1.3.1 数据抽象 4
1.3.2 实例和模式 5
1.4 数据模型 5
1.4.1 实体-联系模型 5
1.4.2 关系模型 6
1.4.3 其他数据模型 7
1.5 数据库语言 7
1.5.1 数据定义语言 7
1.5.2 数据操纵语言 8
1.5.3 来自应用程序的数据库访问 9
1.6 数据库用户和管理员 9
1.6.1 数据库用户和用户界面 9
1.6.2 数据库管理员 10
1.7 事务管理 10
1.8 数据库系统结构 11
1.8.1 存储管理器 11
1.1 数据库系统的应用 1
1.2 数据库系统与文件系统 2
1.3 数据视图 3
1.3.1 数据抽象 4
1.3.2 实例和模式 5
1.4 数据模型 5
1.4.1 实体-联系模型 5
1.4.2 关系模型 6
1.4.3 其他数据模型 7
1.5 数据库语言 7
1.5.1 数据定义语言 7
1.5.2 数据操纵语言 8
1.5.3 来自应用程序的数据库访问 9
1.6 数据库用户和管理员 9
1.6.1 数据库用户和用户界面 9
1.6.2 数据库管理员 10
1.7 事务管理 10
1.8 数据库系统结构 11
1.8.1 存储管理器 11
译者序
数据库系统是对数据进行存储、管理、处理和维护的软件系统，是现代计算环境中的一个核心成分。随着计算机硬件、软件技术的飞速发展和计算机系统在各行各业的广泛应用，数据库技术的发展尤其迅速，引人注目。有关数据库系统的理论和技术是计算机科学技术教育中必不可少的部分。《数据库系统概念》是一本经典的、备受赞扬的数据库系统教科书。其内容由浅入深，既包含数据库系统基本概念，又反映数据库技术新进展。它被国际上许多著名大学所采用，包括斯坦福大学、德克萨斯大学、印度理工学院（孟买）等。
我们于2000年初将《数据库系统概念》一书的第 3 版译成中文，由机械工业出版社出版，国内许多大学采用其作为本科生和研究生数据库课程的教材或主要教学参考书，收到了良好的效果。现在我们又翻译了2002年出版的该书第 4 版。第 4 版保持了前三版的总体风格，同时重点强调了数据库技术的新进展。第 4 版的内容大体上可以分为四个部分。
第1~10章讲述数据库系统的基本概念，包括对数据库系统的性质和目标的综述、关系数据模型和几种关系语言、数据库的完整性约束及其在数据库设计中的应用。这一部分中还介绍了新型的数据库系统─面向对象数据库和对象-关系数据库，以及XML数据表示和数据查询。
第11~20章讨论数据库系统实现技术，包括数据存储结构、数据存取技术、查询优化方法、事务处理系统的基本概念和并发控制、故障恢复技术。这一部分中还介绍了数据库系统体系结构，以及并行数据库系统和分布式数据库系统中所采用的一些主要策略和技术。
第21~24章讨论数据库研究中的新进展和新的数据库应用。主要内容包括数据库的Web接口、数据库性能调整和性能测试标准、电子商务中的数据库问题，联机分析处理（OLAP）、数据挖掘、数据仓库工程、用于查询正文数据的信息检索技术等高级查询问题，时态数据、空间和地理数据、多媒体数据、移动式和个人数据库管理等高级数据类型和新应用，以及事务处理监控器、高性能事务系统、实时事务系统和事务工作流等高级事务处理问题。
第25~27章对Oracle、IBM DB2和Microsoft SQL Server三种商品化数据库系统进行实例研究，结合这几种具体产品来讨论前面各部分描述的各种实现技术是如何应用到实际系统中的。
这本书的第一部分以及第二和第三部分的部分内容可以作为本科数据库概论课程的教材或主要参考资料，第二和第三部分的其余内容可以用于研究生的数据库课程教学，第四部分可以作为帮助学生了解实际系统的补充材料。
杨冬青、唐世渭组织并参加了本书的翻译和审校工作，参加翻译的还有佘剑纯、张俊虎、郭迎春、章悦、王洹、陈佳、郭炜、应莺，张立新为本书的翻译做了许多资料整理工作。
限于译者水平，译文中疏漏和错误难免，欢迎批评指正。
译 者
2002年于北京大学
我们于2000年初将《数据库系统概念》一书的第 3 版译成中文，由机械工业出版社出版，国内许多大学采用其作为本科生和研究生数据库课程的教材或主要教学参考书，收到了良好的效果。现在我们又翻译了2002年出版的该书第 4 版。第 4 版保持了前三版的总体风格，同时重点强调了数据库技术的新进展。第 4 版的内容大体上可以分为四个部分。
第1~10章讲述数据库系统的基本概念，包括对数据库系统的性质和目标的综述、关系数据模型和几种关系语言、数据库的完整性约束及其在数据库设计中的应用。这一部分中还介绍了新型的数据库系统─面向对象数据库和对象-关系数据库，以及XML数据表示和数据查询。
第11~20章讨论数据库系统实现技术，包括数据存储结构、数据存取技术、查询优化方法、事务处理系统的基本概念和并发控制、故障恢复技术。这一部分中还介绍了数据库系统体系结构，以及并行数据库系统和分布式数据库系统中所采用的一些主要策略和技术。
第21~24章讨论数据库研究中的新进展和新的数据库应用。主要内容包括数据库的Web接口、数据库性能调整和性能测试标准、电子商务中的数据库问题，联机分析处理（OLAP）、数据挖掘、数据仓库工程、用于查询正文数据的信息检索技术等高级查询问题，时态数据、空间和地理数据、多媒体数据、移动式和个人数据库管理等高级数据类型和新应用，以及事务处理监控器、高性能事务系统、实时事务系统和事务工作流等高级事务处理问题。
第25~27章对Oracle、IBM DB2和Microsoft SQL Server三种商品化数据库系统进行实例研究，结合这几种具体产品来讨论前面各部分描述的各种实现技术是如何应用到实际系统中的。
这本书的第一部分以及第二和第三部分的部分内容可以作为本科数据库概论课程的教材或主要参考资料，第二和第三部分的其余内容可以用于研究生的数据库课程教学，第四部分可以作为帮助学生了解实际系统的补充材料。
杨冬青、唐世渭组织并参加了本书的翻译和审校工作，参加翻译的还有佘剑纯、张俊虎、郭迎春、章悦、王洹、陈佳、郭炜、应莺，张立新为本书的翻译做了许多资料整理工作。
限于译者水平，译文中疏漏和错误难免，欢迎批评指正。
译 者
2002年于北京大学
前言
数据库管理已经从一种专门的计算机应用发展为现代计算环境的一个核心成分。因此，有关数据库系统的知识已成为计算机科学教育中的一个必不可少的部分。在本书中，我们讲述数据库管理的基本概念，这些概念包括数据库设计、数据库语言及数据库系统实现等多个方面。
本书可作为本科生三年级或四年级数据库入门课程的教科书，也可作为研究生一年级的教科书。除了可用于入门课程的基本内容外，本书还包括了作为课程补充或作为高级课程介绍性材料的高级内容。
我们仅要求读者熟悉基本的数据结构、计算机组织和一种高级程序设计语言，例如Java、C或Pascal。书中的概念都以直观的方式加以描述，其中的许多概念基于我们的银行运行例子。本书中包括了一些重要的理论结果，但省略了形式化证明。对于各个研究结果，文献注解中指出了首先发表并证明该结果的文章，文献注解中还列出了进一步阅读的参考文献。在应该给出证明的地方，我们使用图表和例子来说明为什么结论是正确的。
本书中所包括的基本概念和算法通常基于商品化的或试验性的数据库系统中所采用的概念和算法。然而我们以一种一般化的形式来描述这些概念和算法，而不是和一个特定的数据库系统联系在一起。我们在第八部分“实例研究”中讨论特定的商品化数据库系统的细节。
在《数据库系统概念》的第4版中，我们保持了前三版的总体风格，同时重点强调了数据库管理的进展。新增加了几章来讨论新的技术。对每一章都进行了编辑，并对大多数的章进行了修改扩充。下面我们对各章做一个简短描述。
本书的组织
本书组织成八个主要部分和三个附录：
综述（第1章）。第1章对数据库系统的性质和目标进行一般性综述。我们解释了数据库系统的概念是如何发展起来的，各种数据库系统的共同特性是什么，数据库系统能为用户做什么，以及数据库系统如何与操作系统接口。我们还引入了一个数据库应用系统的例子：包括多个支行的一个银行企业。这个例子是贯穿全书的运行实例。这一章讲动机、历史和性质。
数据模型（第2章和第3章）。第2章介绍实体-联系模型，该模型为数据库设计问题，以及我们在数据模型的约束下捕获现实应用的语义时所遇到的问题，提供了一个高层视图。第3章介绍关系数据模型，包括与之相关的关系代数和关系演算。
关系模型（第4～7章）。第4章介绍最有影响的面向用户的关系语言—SQL。第5章介绍另外两种关系语言—QBE和Datalog。这两章对数据操纵—查询、修改、插入、删除进行了描述。算法和设计问题在以后的章节中描述。因此，这两章适合于入门课程和某些只想了解数据库系统是什么，而不想深入掌握其内部算法和结构的人员阅读。
第6章从数据库完整性和安全性的角度介绍了约束；第7章说明在关系数据库的设计中如何使用约束。第6章介绍了参照完整性、触发器和断言等完整性维护机制以及授权机制。这一章的要点是保护数据库，免遭意外的和有意的破坏。
第7章介绍关系数据库设计理论，包括数据依赖和规范化等，重点强调了提出各种范式的原因以及它们的直观含义。这一章还详细描述了数据库设计的整个过程。
基于对象的系统和XML（第8～10章）。第8章介绍面向对象数据库，包括面向对象程序设计的概念以及如何用这些概念去形成一个数据模型的基础。在这儿不需要读者事先具有面向对象语言的知识。第9章介绍对象-关系数据库，说明SQL:1999标准如何对关系数据模型进行扩展，以包括面向对象的特性，例如继承性、复杂类型和对象标识。
第10章介绍数据表示的XML标准，它正日益广泛地应用于数据通信和复杂数据类型存储。这一章还描述了XML查询语言。
数据存储和查询（第11～14章）。第11章讨论磁盘、文件和文件系统结构，以及关系和对象数据到文件系统的映像。在第12章中介绍了多种数据存取技术，包括散列、B+ 树索引和网格文件索引。第13章和14章的重点是查询计算算法，以及基于保持等价性的查询转换的查询优化。
这几章旨在使读者理解数据库存储和检索的内部机制。
事务管理（第15～17章）。第15章介绍事务处理系统的基本概念，包括事务的原子性、一致性、隔离性和持久性以及可串行性概念。
第16章的重点是并发控制，我们介绍了保证可串行性的几种技术，包括封锁、时间戳和乐观（有效性检查）技术。在这一章中还讨论了死锁问题。第17章讨论了在系统崩溃和磁盘故障情况下保证事务正确执行的主要技术。这些技术包括日志、影子页面、检查点和数据库转储。
数据库系统体系结构（第18～20章）。第18章介绍计算机系统体系结构，并描述了作为基础的计算机对于数据库系统的影响。在这一章中我们讨论了集中式系统、客户-服务器系统、并行体系结构和分布式体系结构，以及网络类型。第19章讨论分布式数据库系统，在分布式数据库系统的环境下再一次讨论数据库设计、事务管理、查询计算和优化问题。这一章还包括了故障时的系统可用性问题，并介绍了LDAP目录系统。
在第20章关于并行数据库的讨论中，我们探讨了各种并行技术，包括I/O并行、查询间并行和查询内并行，以及操作间并行和操作内并行。这一章中还讨论了并行系统设计。
本书可作为本科生三年级或四年级数据库入门课程的教科书，也可作为研究生一年级的教科书。除了可用于入门课程的基本内容外，本书还包括了作为课程补充或作为高级课程介绍性材料的高级内容。
我们仅要求读者熟悉基本的数据结构、计算机组织和一种高级程序设计语言，例如Java、C或Pascal。书中的概念都以直观的方式加以描述，其中的许多概念基于我们的银行运行例子。本书中包括了一些重要的理论结果，但省略了形式化证明。对于各个研究结果，文献注解中指出了首先发表并证明该结果的文章，文献注解中还列出了进一步阅读的参考文献。在应该给出证明的地方，我们使用图表和例子来说明为什么结论是正确的。
本书中所包括的基本概念和算法通常基于商品化的或试验性的数据库系统中所采用的概念和算法。然而我们以一种一般化的形式来描述这些概念和算法，而不是和一个特定的数据库系统联系在一起。我们在第八部分“实例研究”中讨论特定的商品化数据库系统的细节。
在《数据库系统概念》的第4版中，我们保持了前三版的总体风格，同时重点强调了数据库管理的进展。新增加了几章来讨论新的技术。对每一章都进行了编辑，并对大多数的章进行了修改扩充。下面我们对各章做一个简短描述。
本书的组织
本书组织成八个主要部分和三个附录：
综述（第1章）。第1章对数据库系统的性质和目标进行一般性综述。我们解释了数据库系统的概念是如何发展起来的，各种数据库系统的共同特性是什么，数据库系统能为用户做什么，以及数据库系统如何与操作系统接口。我们还引入了一个数据库应用系统的例子：包括多个支行的一个银行企业。这个例子是贯穿全书的运行实例。这一章讲动机、历史和性质。
数据模型（第2章和第3章）。第2章介绍实体-联系模型，该模型为数据库设计问题，以及我们在数据模型的约束下捕获现实应用的语义时所遇到的问题，提供了一个高层视图。第3章介绍关系数据模型，包括与之相关的关系代数和关系演算。
关系模型（第4～7章）。第4章介绍最有影响的面向用户的关系语言—SQL。第5章介绍另外两种关系语言—QBE和Datalog。这两章对数据操纵—查询、修改、插入、删除进行了描述。算法和设计问题在以后的章节中描述。因此，这两章适合于入门课程和某些只想了解数据库系统是什么，而不想深入掌握其内部算法和结构的人员阅读。
第6章从数据库完整性和安全性的角度介绍了约束；第7章说明在关系数据库的设计中如何使用约束。第6章介绍了参照完整性、触发器和断言等完整性维护机制以及授权机制。这一章的要点是保护数据库，免遭意外的和有意的破坏。
第7章介绍关系数据库设计理论，包括数据依赖和规范化等，重点强调了提出各种范式的原因以及它们的直观含义。这一章还详细描述了数据库设计的整个过程。
基于对象的系统和XML（第8～10章）。第8章介绍面向对象数据库，包括面向对象程序设计的概念以及如何用这些概念去形成一个数据模型的基础。在这儿不需要读者事先具有面向对象语言的知识。第9章介绍对象-关系数据库，说明SQL:1999标准如何对关系数据模型进行扩展，以包括面向对象的特性，例如继承性、复杂类型和对象标识。
第10章介绍数据表示的XML标准，它正日益广泛地应用于数据通信和复杂数据类型存储。这一章还描述了XML查询语言。
数据存储和查询（第11～14章）。第11章讨论磁盘、文件和文件系统结构，以及关系和对象数据到文件系统的映像。在第12章中介绍了多种数据存取技术，包括散列、B+ 树索引和网格文件索引。第13章和14章的重点是查询计算算法，以及基于保持等价性的查询转换的查询优化。
这几章旨在使读者理解数据库存储和检索的内部机制。
事务管理（第15～17章）。第15章介绍事务处理系统的基本概念，包括事务的原子性、一致性、隔离性和持久性以及可串行性概念。
第16章的重点是并发控制，我们介绍了保证可串行性的几种技术，包括封锁、时间戳和乐观（有效性检查）技术。在这一章中还讨论了死锁问题。第17章讨论了在系统崩溃和磁盘故障情况下保证事务正确执行的主要技术。这些技术包括日志、影子页面、检查点和数据库转储。
数据库系统体系结构（第18～20章）。第18章介绍计算机系统体系结构，并描述了作为基础的计算机对于数据库系统的影响。在这一章中我们讨论了集中式系统、客户-服务器系统、并行体系结构和分布式体系结构，以及网络类型。第19章讨论分布式数据库系统，在分布式数据库系统的环境下再一次讨论数据库设计、事务管理、查询计算和优化问题。这一章还包括了故障时的系统可用性问题，并介绍了LDAP目录系统。
在第20章关于并行数据库的讨论中，我们探讨了各种并行技术，包括I/O并行、查询间并行和查询内并行，以及操作间并行和操作内并行。这一章中还讨论了并行系统设计。
