基本信息
- 原书名：Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation, and Management, Sixth Edition
编辑推荐
《计算机科学丛书·数据库系统:设计、实现与管理(基础篇)(原书第6版)》既可作为数据库设计与管理相关课程的本科生或研究生教材，亦可作为数据库专业技术人员的参考书籍。
内容简介
书籍
计算机书籍
本书是数据库领域的经典畅销著作，被世界多所大学选为教材，同时被广大技术人员和管理者人员视为必读书。本书作者曾在工业界致力于数据库系统的设计，后进入学术界精耕于教学，深谙专业人士和非专业人士在使用和学习数据库时的痛点。因此，本书采用这两类读者都易于接受和理解的方式，全面介绍数据库设计、实现和管理的基本理论、方法和技术。
本书中文版分为“基础篇”和“进阶篇”，分别对应原书第一—五部分和第六—九部分。附录F-附录O为原书配套的付费资源，有需要的读者请联系培生教育出版集团北京代表处购买，电话010-5735 5169／5735 5171，电子邮件service．cn@pearson．com。参考文献为免费资源，可访问华章网站(www．hzbook．com)免费下载。
本书特色：
方法与案例。提供逐步指导的数据库设计方法学，从概念设计到逻辑模型再到物理实现，基于ER模型并将规范化作为验证技术；通过贯穿全书的DreamHome案例说明如何使用这套方法学，另有若干案例可供学生选做。
更新与升级。扩展了第3章“数据库的结构与Web”，增加了云计算；修改了与SQL相关的章节，全面反映新标准SQL：2011；与Oracle相关的内容全部修改为针对Oracle 11g；每章最后新增了思考题与习题。
形式与风格。每章都采用清晰易懂的表述方法，开篇明确给出学习目标，章中每一则定义都用特殊格式突出显示，通篇使用大量示例和图表来说明问题，最后给出小结，并配有练习。
计算机书籍
本书是数据库领域的经典畅销著作，被世界多所大学选为教材，同时被广大技术人员和管理者人员视为必读书。本书作者曾在工业界致力于数据库系统的设计，后进入学术界精耕于教学，深谙专业人士和非专业人士在使用和学习数据库时的痛点。因此，本书采用这两类读者都易于接受和理解的方式，全面介绍数据库设计、实现和管理的基本理论、方法和技术。
本书中文版分为“基础篇”和“进阶篇”，分别对应原书第一—五部分和第六—九部分。附录F-附录O为原书配套的付费资源，有需要的读者请联系培生教育出版集团北京代表处购买，电话010-5735 5169／5735 5171，电子邮件service．cn@pearson．com。参考文献为免费资源，可访问华章网站(www．hzbook．com)免费下载。
本书特色：
方法与案例。提供逐步指导的数据库设计方法学，从概念设计到逻辑模型再到物理实现，基于ER模型并将规范化作为验证技术；通过贯穿全书的DreamHome案例说明如何使用这套方法学，另有若干案例可供学生选做。
更新与升级。扩展了第3章“数据库的结构与Web”，增加了云计算；修改了与SQL相关的章节，全面反映新标准SQL：2011；与Oracle相关的内容全部修改为针对Oracle 11g；每章最后新增了思考题与习题。
形式与风格。每章都采用清晰易懂的表述方法，开篇明确给出学习目标，章中每一则定义都用特殊格式突出显示，通篇使用大量示例和图表来说明问题，最后给出小结，并配有练习。
作译者
作者：（英国）托马斯 M.康诺利（Thomas M.Connolly） （英国）卡洛琳 E.贝格（Carolyn E.Begg） 译者：宁洪 贾丽丽 张元昭
目录
出版者的话
译者序
前言
第一部分 背景
第1章 数据库简介2
1.1 引言3
1.2 传统的基于文件的系统4
1.2.1 基于文件的方法5
1.2.2 基于文件方法的局限性8
1.3 数据库方法10
1.3.1 数据库10
1.3.2 数据库管理系统（DBMS）11
1.3.3 （数据库）应用程序12
1.3.4 DBMS环境的组成部分13
1.3.5 数据库设计：范型改变15
1.4 数据库环境中的各种角色16
1.4.1 数据管理员和数据库管理员16
1.4.2 数据库设计人员16
1.4.3 应用开发人员17
1.4.4 终端用户17
译者序
前言
第一部分 背景
第1章 数据库简介2
1.1 引言3
1.2 传统的基于文件的系统4
1.2.1 基于文件的方法5
1.2.2 基于文件方法的局限性8
1.3 数据库方法10
1.3.1 数据库10
1.3.2 数据库管理系统（DBMS）11
1.3.3 （数据库）应用程序12
1.3.4 DBMS环境的组成部分13
1.3.5 数据库设计：范型改变15
1.4 数据库环境中的各种角色16
1.4.1 数据管理员和数据库管理员16
1.4.2 数据库设计人员16
1.4.3 应用开发人员17
1.4.4 终端用户17
译者序
随着信息社会的到来，数据日益成为宝贵的资源，数据库作为数据管理的基本技术和工具，正广泛应用于各行各业。然而，正如本书作者在前言中所述：“遗憾的是，正是由于数据库系统的简单性，许多用户有可能尚缺乏必要的知识，还不懂得如何开发正确且高效的系统，就开始创建数据库及其应用程序了。”本书的目标就是以读者易于接受和理解的方式介绍数据库设计、实现和管理的基本理论、方法和技术。本书既涵盖了数据库领域的经典内容，又反映了近期的研究成果，特别是为数据库概念设计、逻辑设计和物理设计提供了步骤完备的方法学，非常有实用价值。2004年我们曾翻译本书的第3版，广受读者欢迎，后来的第4版、第5版扩充了数据库领域的新技术，特别是随着互联网、移动计算的发展衍生出来的应用技术，并增强了可读性。第6版增加了云计算、时态数据库等内容，充实了第21章“数据管理中的职业、法律与道德问题”，与SQL相关的章节全面更新为2011年公布的新标准SQL:2011。
本书的两位作者均具有丰富的数据库管理系统和数据库应用系统的设计经验，托马斯M.康诺利（Thomas M. Connolly）曾参与设计世界上第一个商业可移动数据库管理系统RAPPORT和配置管理工具LIFESPAN，后者获英国设计奖；卡洛琳E.贝格（Carolyn E. Begg）则是数据库技术应用于生物领域的专家。
本书系统性强、结构清晰，特别注重理论联系实际，并以一个可运行的DreamHome（房屋租赁公司）案例贯穿全书，便于阅读和理解。本书既可作为计算机及相关专业本科生数据库管理或数据库设计的导论性教材（选取部分内容），也可作为研究生或高年级本科生相关课程的教材，亦可作为IT专业人士（包括系统分析和设计人员、应用程序开发人员、系统程序员、数据库从业人员及独立的自学者）的参考书。
中文版分为两册，共九个部分。本书为基础篇，包括原书的前五部分：第一部分概述数据库系统和数据库设计的基础知识；第二部分讨论关系模型与语言；第三部分讨论数据库分析和设计的主要技术；第四部分结合实例讲解数据库设计方法学，提供详细的步骤解析；第五部分讨论四个可选专题，涵盖数据库安全、法律与道德问题、事务管理和查询处理。
宁洪教授全面负责本书的翻译，贾丽丽提供了第三、四、五部分的大部分初稿，张元昭提供了第二部分的大部分初稿，全书由宁洪教授统稿并审校。
限于译者水平，译文中的疏漏和错误在所难免，欢迎批评指正。
本书是在2004年翻译的第3版的基础上完成的，借此机会向参与第3版翻译工作的其他译者致谢。
译者
国防科技大学计算机科学与技术系
本书的两位作者均具有丰富的数据库管理系统和数据库应用系统的设计经验，托马斯M.康诺利（Thomas M. Connolly）曾参与设计世界上第一个商业可移动数据库管理系统RAPPORT和配置管理工具LIFESPAN，后者获英国设计奖；卡洛琳E.贝格（Carolyn E. Begg）则是数据库技术应用于生物领域的专家。
本书系统性强、结构清晰，特别注重理论联系实际，并以一个可运行的DreamHome（房屋租赁公司）案例贯穿全书，便于阅读和理解。本书既可作为计算机及相关专业本科生数据库管理或数据库设计的导论性教材（选取部分内容），也可作为研究生或高年级本科生相关课程的教材，亦可作为IT专业人士（包括系统分析和设计人员、应用程序开发人员、系统程序员、数据库从业人员及独立的自学者）的参考书。
中文版分为两册，共九个部分。本书为基础篇，包括原书的前五部分：第一部分概述数据库系统和数据库设计的基础知识；第二部分讨论关系模型与语言；第三部分讨论数据库分析和设计的主要技术；第四部分结合实例讲解数据库设计方法学，提供详细的步骤解析；第五部分讨论四个可选专题，涵盖数据库安全、法律与道德问题、事务管理和查询处理。
宁洪教授全面负责本书的翻译，贾丽丽提供了第三、四、五部分的大部分初稿，张元昭提供了第二部分的大部分初稿，全书由宁洪教授统稿并审校。
限于译者水平，译文中的疏漏和错误在所难免，欢迎批评指正。
本书是在2004年翻译的第3版的基础上完成的，借此机会向参与第3版翻译工作的其他译者致谢。
译者
国防科技大学计算机科学与技术系
前言
背景
在过去的30年中，数据库的研究带来了巨大的生产力，使得数据库系统成为软件工程领域最重要的成果。目前，数据库作为信息系统的基本框架，已从根本上改变了许多公司的运作方式。特别是在最近几年里，随着这项技术本身的发展，产生了一些功能更强大、使用更方便的系统。这使得数据库系统变得越来越普及，用户类型也越来越广泛。遗憾的是，正是由于数据库系统的简单性，许多用户有可能尚缺乏必要的知识，还不懂得如何开发正确且高效的系统，就开始创建数据库及其应用程序了。这样很可能导致所谓的 “软件危机”（software crisis，有时也称为“软件抑郁”（software depression））的延续。
编写本书的最初动因是我们在工业界的工作经历，当时我们为新软件系统中数据库的设计提供咨询，间或也解决遗留系统中存在的种种问题。进入学术界后，我们从另一类用户—学生那里发现了类似的问题。因此，本书的目标就是给出一本教程，尽可能清楚地介绍数据库的基础理论，并给出一套既能为专业技术人员亦能为非技术人员所用的数据库设计方法学。
本书针对当前主流的商用产品—关系数据库管理系统（DBMS）给出的设计方法学，已在学术界和工业界测试和使用了许多年。它包括三个主要阶段：数据库的概念设计、逻辑设计和物理设计。第一个阶段在不考虑任何物理因素的前提下设计概念数据模型，得到的数据模型在第二阶段被细化为逻辑数据模型，细化过程主要是去除在关系系统中无法表示的结构。在第三阶段，逻辑数据模型被转换成针对目标DBMS的物理设计，物理设计阶段主要考虑如何设计存储结构和访问方法，以便有效并安全地访问存储在辅存中的数据库。
该方法学按阶段被分为一系列步骤。对于缺少经验的设计者，最好按步骤进行设计，这里所提供的指南可帮助你完成整个过程。对于有经验的设计者，该方法学的指导作用显然会弱化，但经常可用于开发框架和检查列表。为了帮助读者学习使用上述方法学并理解其要点，整个方法学的描述中始终贯穿一个完整的DreamHome案例研究。附录B还给出了另外三个案例，供读者自行研究。
UML（统一建模语言）
越来越多的公司都在规范各自的数据建模方法，即选择一种特定的建模方法并在整个数据库开发项目中始终如一地使用它。一种在数据库概念设计和逻辑设计阶段较为通用的高级数据模型是ER（实体-联系）模型，这也是本书采用的模型。由于当前还没有表示ER模型的标准方法，因此大部分书籍在描述关系DBMS的数据库设计时，常常使用下述两种表示方法之一：
Chen氏表示方法，即用矩形表示实体，用菱形表示联系，用线段连接矩形和菱形。
Crow Feet（鸦爪）表示方法，仍用矩形表示实体，用实体间的连线表示联系，在一对多联系连线的多端有一个鸦爪标记。
当前，这两种表示方法都有计算机辅助软件工程（CASE）工具。然而，它们都难于使用和解释。本书的较早版本曾使用Chen氏表示方法，而在随后培生教育出版集团进行的一次问卷调查中，比较一致的意见是应该使用最新的称为UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）的面向对象建模语言。UML表示方法结合了面向对象设计三大流派的成分：Rumbaugh的OMT建模语言，Booch的面向对象分析和面向对象设计，以及Jacobson的Objectory。
换用表示方法主要有以下三个原因：（1）UML正成为一种工业标准，例如，对象管理组（OMG）已经采纳UML作为对象方法的标准表示方法；（2）UML表达清楚并易于使用；（3） UML目前已被学术界用于面向对象分析与设计的教学，在数据库模块的教学中也使用UML将会更加一致。因此，在这个版本中，我们将采用UML的类图作为ER模型的表示方法。读者将会发现这种表示方法更加容易理解和使用。
第6版的更新之处
扩展了第3章“数据库的结构与Web”，增加了云计算。
修改了第21章“数据管理中的职业、法律与道德问题”。
增加了“数据仓库与时态数据库”（31.5节）。
每章后增加了新的思考题和习题。
修改了与SQL相关的章节，全面反映2011年公布的新标准SQL:2011。
修订了第26章“复制与移动数据库”。
修改了关于Web-DBMS集成和XML的章节。
与Oracle相关的内容一律修改为针对Oracle 11g。
在过去的30年中，数据库的研究带来了巨大的生产力，使得数据库系统成为软件工程领域最重要的成果。目前，数据库作为信息系统的基本框架，已从根本上改变了许多公司的运作方式。特别是在最近几年里，随着这项技术本身的发展，产生了一些功能更强大、使用更方便的系统。这使得数据库系统变得越来越普及，用户类型也越来越广泛。遗憾的是，正是由于数据库系统的简单性，许多用户有可能尚缺乏必要的知识，还不懂得如何开发正确且高效的系统，就开始创建数据库及其应用程序了。这样很可能导致所谓的 “软件危机”（software crisis，有时也称为“软件抑郁”（software depression））的延续。
编写本书的最初动因是我们在工业界的工作经历，当时我们为新软件系统中数据库的设计提供咨询，间或也解决遗留系统中存在的种种问题。进入学术界后，我们从另一类用户—学生那里发现了类似的问题。因此，本书的目标就是给出一本教程，尽可能清楚地介绍数据库的基础理论，并给出一套既能为专业技术人员亦能为非技术人员所用的数据库设计方法学。
本书针对当前主流的商用产品—关系数据库管理系统（DBMS）给出的设计方法学，已在学术界和工业界测试和使用了许多年。它包括三个主要阶段：数据库的概念设计、逻辑设计和物理设计。第一个阶段在不考虑任何物理因素的前提下设计概念数据模型，得到的数据模型在第二阶段被细化为逻辑数据模型，细化过程主要是去除在关系系统中无法表示的结构。在第三阶段，逻辑数据模型被转换成针对目标DBMS的物理设计，物理设计阶段主要考虑如何设计存储结构和访问方法，以便有效并安全地访问存储在辅存中的数据库。
该方法学按阶段被分为一系列步骤。对于缺少经验的设计者，最好按步骤进行设计，这里所提供的指南可帮助你完成整个过程。对于有经验的设计者，该方法学的指导作用显然会弱化，但经常可用于开发框架和检查列表。为了帮助读者学习使用上述方法学并理解其要点，整个方法学的描述中始终贯穿一个完整的DreamHome案例研究。附录B还给出了另外三个案例，供读者自行研究。
UML（统一建模语言）
越来越多的公司都在规范各自的数据建模方法，即选择一种特定的建模方法并在整个数据库开发项目中始终如一地使用它。一种在数据库概念设计和逻辑设计阶段较为通用的高级数据模型是ER（实体-联系）模型，这也是本书采用的模型。由于当前还没有表示ER模型的标准方法，因此大部分书籍在描述关系DBMS的数据库设计时，常常使用下述两种表示方法之一：
Chen氏表示方法，即用矩形表示实体，用菱形表示联系，用线段连接矩形和菱形。
Crow Feet（鸦爪）表示方法，仍用矩形表示实体，用实体间的连线表示联系，在一对多联系连线的多端有一个鸦爪标记。
当前，这两种表示方法都有计算机辅助软件工程（CASE）工具。然而，它们都难于使用和解释。本书的较早版本曾使用Chen氏表示方法，而在随后培生教育出版集团进行的一次问卷调查中，比较一致的意见是应该使用最新的称为UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）的面向对象建模语言。UML表示方法结合了面向对象设计三大流派的成分：Rumbaugh的OMT建模语言，Booch的面向对象分析和面向对象设计，以及Jacobson的Objectory。
换用表示方法主要有以下三个原因：（1）UML正成为一种工业标准，例如，对象管理组（OMG）已经采纳UML作为对象方法的标准表示方法；（2）UML表达清楚并易于使用；（3） UML目前已被学术界用于面向对象分析与设计的教学，在数据库模块的教学中也使用UML将会更加一致。因此，在这个版本中，我们将采用UML的类图作为ER模型的表示方法。读者将会发现这种表示方法更加容易理解和使用。
第6版的更新之处
扩展了第3章“数据库的结构与Web”，增加了云计算。
修改了第21章“数据管理中的职业、法律与道德问题”。
增加了“数据仓库与时态数据库”（31.5节）。
每章后增加了新的思考题和习题。
修改了与SQL相关的章节，全面反映2011年公布的新标准SQL:2011。
修订了第26章“复制与移动数据库”。
修改了关于Web-DBMS集成和XML的章节。
与Oracle相关的内容一律修改为针对Oracle 11g。
书摘
4.4.3 视图的更新
对某个基本关系的所有更新应该立即反映到涉及这个基本关系的视图中。同样，如果一个视图被更新，那么它涉及的底层基本关系也应该反映出这种变化。但通过视图进行更新存在一些约束。下面给出大多数系统允许通过视图进行更新操作的条件：
如果视图由一个基本关系的简单查询生成，而且它还包含了基本关系中的主关键字或是候选关键字，则可以通过这个视图进行更新操作。
不允许对涉及多个基本关系的视图进行更新。
如果视图的生成中涉及聚集或是分组操作，则不允许通过这个视图进行更新。
可以根据理论上不可更新、理论上可更新和部分可更新来对视图进行分类。Furtado与Casanova在1985年写了一篇关于关系视图更新的综述文章。
本章小结
在目前使用的数据处理软件中，关系数据库管理系统（RDBMS）占据了统治地位，估计每年大约有60亿到100亿美元的新销售许可（如果包括配套工具的销售，每年则有250亿美元）。这类软件基于E.F.Codd所提出的关系数据模型，代表了第二代数据库管理系统（DBMS）。
数学中定义的关系是两个或两个以上集合的笛卡儿乘积的子集。在数据库术语中，关系是属性域的笛卡儿乘积的子集。关系通常被写成n元组的集合，n元组中的每个元素都取值于适当的域。
关系在形式上表现成一个表，表中的每一行对应一个……的元组，每一列对应一个属性。
关系的结构、域说明以及所有约束，统称为关系的内涵（intension），列出所有元组的关系表示一个关系实例或称数据库外延。
数据库关系的性质：每个单元格都确切包含一个原子值，属性名互不相同，同一属性的所有值都取自同一域，属性的顺序并不重要，元组的顺序也无关紧要，不存在重复元组。
关系的维是指其属性的个数，而基数则是指它所包含元组的个数。一元关系只有一个属性，二元关系有两个属性，三元关系有三个属性，n元关系有n个属性。
超关键字是一个属性或者属性集合，它能够……地标识出关系中的每个元组，候选关键字是最小的超关键字。主关键字是选出作为各元组标识的某个候选关键字。一个关系通常都必须有一个主关键字。外部关键字是一个关系中与另一个关系的候选关键字匹配的属性或属性集合。
空代表对一个元组当前取值还不知道或是不可用的属性值。
实体完整性是一种约束，它规定在基本关系中，构成主关键字的属性的值不能为空。引用完整性规定，一个外部关键字的值或者与主关系的某个元组的候选关键字的值相同，或者为空。除了关系完整性，完整性约束还包括要求必须有值、域和多样性约束，其他完整性约束称为一般性约束。
关系模型中的视图是指一个虚关系或称导出关系，它是根据需求由底层基本关系动态导出的。视图提供了一定的安全性，并且允许设计者自定义用户模式。不是所有的视图都可更新。
对某个基本关系的所有更新应该立即反映到涉及这个基本关系的视图中。同样，如果一个视图被更新，那么它涉及的底层基本关系也应该反映出这种变化。但通过视图进行更新存在一些约束。下面给出大多数系统允许通过视图进行更新操作的条件：
如果视图由一个基本关系的简单查询生成，而且它还包含了基本关系中的主关键字或是候选关键字，则可以通过这个视图进行更新操作。
不允许对涉及多个基本关系的视图进行更新。
如果视图的生成中涉及聚集或是分组操作，则不允许通过这个视图进行更新。
可以根据理论上不可更新、理论上可更新和部分可更新来对视图进行分类。Furtado与Casanova在1985年写了一篇关于关系视图更新的综述文章。
本章小结
在目前使用的数据处理软件中，关系数据库管理系统（RDBMS）占据了统治地位，估计每年大约有60亿到100亿美元的新销售许可（如果包括配套工具的销售，每年则有250亿美元）。这类软件基于E.F.Codd所提出的关系数据模型，代表了第二代数据库管理系统（DBMS）。
数学中定义的关系是两个或两个以上集合的笛卡儿乘积的子集。在数据库术语中，关系是属性域的笛卡儿乘积的子集。关系通常被写成n元组的集合，n元组中的每个元素都取值于适当的域。
关系在形式上表现成一个表，表中的每一行对应一个……的元组，每一列对应一个属性。
关系的结构、域说明以及所有约束，统称为关系的内涵（intension），列出所有元组的关系表示一个关系实例或称数据库外延。
数据库关系的性质：每个单元格都确切包含一个原子值，属性名互不相同，同一属性的所有值都取自同一域，属性的顺序并不重要，元组的顺序也无关紧要，不存在重复元组。
关系的维是指其属性的个数，而基数则是指它所包含元组的个数。一元关系只有一个属性，二元关系有两个属性，三元关系有三个属性，n元关系有n个属性。
超关键字是一个属性或者属性集合，它能够……地标识出关系中的每个元组，候选关键字是最小的超关键字。主关键字是选出作为各元组标识的某个候选关键字。一个关系通常都必须有一个主关键字。外部关键字是一个关系中与另一个关系的候选关键字匹配的属性或属性集合。
空代表对一个元组当前取值还不知道或是不可用的属性值。
实体完整性是一种约束，它规定在基本关系中，构成主关键字的属性的值不能为空。引用完整性规定，一个外部关键字的值或者与主关系的某个元组的候选关键字的值相同，或者为空。除了关系完整性，完整性约束还包括要求必须有值、域和多样性约束，其他完整性约束称为一般性约束。
关系模型中的视图是指一个虚关系或称导出关系，它是根据需求由底层基本关系动态导出的。视图提供了一定的安全性，并且允许设计者自定义用户模式。不是所有的视图都可更新。
