數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

前言

　　從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，計(jì)算機(jī)得到普及，被應(yīng)用到了各行各業(yè)各領(lǐng)域。其中有兩樣?xùn)|西功不可沒(méi)，一是微型計(jì)算機(jī)，二是數(shù)據(jù)庫(kù)。微型計(jì)算機(jī)讓每個(gè)人都有能力、有機(jī)會(huì)使用計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)庫(kù)讓每個(gè)人都有需要、有必要使用計(jì)算機(jī)。進(jìn)入21世紀(jì)后，大眾可能更加熟悉“Intel Inside；Windows Outside”，但人們真正需要的是其中的數(shù)據(jù)庫(kù)。所謂的國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的信息化其實(shí)就是將現(xiàn)實(shí)世界中的事物以數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，即信息化是一個(gè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的過(guò)程。因此，如何在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)、管理和使用數(shù)據(jù)應(yīng)該是一個(gè)長(zhǎng)期的問(wèn)題?！　?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了近四十年的發(fā)展和應(yīng)用，先后出現(xiàn)過(guò)層次數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、演繹數(shù)據(jù)庫(kù)（邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)，知識(shí)庫(kù)）、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)、時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、地理數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)，等等。其中，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)從20世紀(jì)80年代以來(lái)獲得了廣泛的應(yīng)用，到目前為止仍然是主流數(shù)據(jù)庫(kù)。這是因?yàn)殛P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是建立在良好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上的，包括以關(guān)系代數(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和以規(guī)范化理論為基礎(chǔ)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)?！　￠L(zhǎng)期以來(lái)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是由“數(shù)據(jù)庫(kù)和訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件系統(tǒng)”兩部分組成。因此，需要先設(shè)計(jì)好一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，然后在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，即所謂的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。由于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)分別來(lái)自于數(shù)據(jù)庫(kù)研究領(lǐng)域和軟件工程研究領(lǐng)域，使得在實(shí)際系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)，常常有一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)小組和一個(gè)應(yīng)用程序小組各行其是，在技術(shù)和文化上都存在嚴(yán)重的“阻抗不匹配”問(wèn)題，難以融合，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)危機(jī)重重。雖然兩個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家都在努力解決這個(gè)問(wèn)題，也提出了面向?qū)ο蠹夹g(shù)和持久程序設(shè)計(jì)技術(shù)等，但到目前為止并沒(méi)有取得里程碑式的進(jìn)展?！耙粋€(gè)位于對(duì)象空間的應(yīng)用系統(tǒng)”這樣的表述聽(tīng)起來(lái)很美，但由于沒(méi)有好用的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，所以對(duì)象要在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)上做持久化，持久化為關(guān)系表。因此，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)在對(duì)象空間上進(jìn)行，并最終在對(duì)象空間上建立數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)只是持久化對(duì)象的一個(gè)存放地，即所謂的對(duì)象驅(qū)動(dòng)。但是，開(kāi)發(fā)出來(lái)的系統(tǒng)本質(zhì)上仍然是“一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)和訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件系統(tǒng)”。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)仍然需要良好的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（如規(guī)范化），數(shù)據(jù)庫(kù)性能調(diào)優(yōu)也常常在數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式上進(jìn)行。這對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程師而言是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)》全面地介紹當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的各個(gè)方面，內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本原理、數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)的ER方法和語(yǔ)義對(duì)象方法、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化原理和方法、數(shù)據(jù)持久化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)性能調(diào)優(yōu)、遺留數(shù)據(jù)庫(kù)重建技術(shù)等等?！稊?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)》還介紹了數(shù)據(jù)資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法和項(xiàng)目管理等內(nèi)容?！稊?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)》主要作為計(jì)算機(jī)軟件專(zhuān)業(yè)碩士研究生教材?！稊?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)》在介紹各種原理、方法和技術(shù)時(shí)，強(qiáng)調(diào)它們的實(shí)際應(yīng)用，以滿(mǎn)足數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)高級(jí)工程師的需要。閱讀《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)》需要讀者具有計(jì)算機(jī)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，尤其需要具備數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件工程知識(shí)以及一定的程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?！稊?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)》亦可作為計(jì)算機(jī)軟件專(zhuān)業(yè)大學(xué)本科高年級(jí)教材或教學(xué)參考書(shū)，以及軟件產(chǎn)業(yè)高級(jí)技術(shù)管理人員的參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

　　朱揚(yáng)勇，1963年生，浙江武義人。1994年于復(fù)旦大學(xué)獲計(jì)算機(jī)軟件專(zhuān)業(yè)理學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)為復(fù)旦大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)系教授、博士生導(dǎo)師；上海市政府信息化專(zhuān)家；上海生物信息研究中心學(xué)術(shù)委員會(huì)委員；上海市計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)理事；上海市生物信息學(xué)會(huì)理事等。當(dāng)前主要研究數(shù)據(jù)挖掘、生物信息學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及其應(yīng)用等。在國(guó)內(nèi)外主要刊物上已發(fā)表論文90多篇，其中權(quán)威刊物40余篇，建立了著名的數(shù)據(jù)挖掘討論組網(wǎng)站。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人先后從事863計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等10多項(xiàng)科研課題的研究工作，獲相關(guān)軟件著作權(quán)6項(xiàng)。

書(shū)籍目錄

第1章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)概念1.1.1 從文件系統(tǒng)到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)1.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)1.1.3 數(shù)據(jù)模型1.1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.1.5 與數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的人員1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展1.2.1 層次數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.3 阻抗不匹配與后關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)狀1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)分類(lèi)1.3.1 根據(jù)數(shù)據(jù)模型分類(lèi)1.3.2 根據(jù)體系結(jié)構(gòu)分類(lèi)1.3.3 根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型分類(lèi)1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)類(lèi)型1.5 數(shù)據(jù)建模與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)1.5.1 人與計(jì)算機(jī)的交流1.5.2 建模的困難與方法的局限1.5.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)內(nèi)容1.5.4 數(shù)據(jù)建模與軟件工程1.6 運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.6.1 集中式系統(tǒng)1.6.2 文件服務(wù)器系統(tǒng)1.6.3 分布式系統(tǒng)1.6.4 客戶(hù)-服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)1.6.5 瀏覽器系統(tǒng)1.6.6 說(shuō)明1.7 小結(jié)思考題第2章 設(shè)計(jì)原理2.1 為什么要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)2.1.1 現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)表格的轉(zhuǎn)換2.1.2 數(shù)據(jù)操作的異常現(xiàn)象2.1.3 關(guān)系表的意義2.1.4 錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)庫(kù)2.1.5 對(duì)象持久化2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)2.2.1 為什么要進(jìn)行概念設(shè)計(jì)2.2.2 ER方法2.2.3 語(yǔ)義對(duì)象方法2.2.4 UML方法2.2.5 XML方法2.2.6 概念設(shè)計(jì)討論2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的框架2.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)2.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)生命周期2.3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容2.3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)運(yùn)用的方法2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)的等價(jià)性2.4.1 等價(jià)性的意義2.4.2 等價(jià)性的定義2.4.3 等價(jià)性的實(shí)現(xiàn)2.4.4 對(duì)象持久化的等價(jià)性2.5 其他問(wèn)題2.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)2.5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)性能2.5.3 遺留數(shù)據(jù)庫(kù)2.5.4 數(shù)據(jù)字典2.6 小結(jié)思考題第3章 ER方法3.1 基本ER構(gòu)造3.1.1 實(shí)體3.1.2 聯(lián)系3.1.3 屬性3.2 高級(jí)ER構(gòu)造3.2.1 泛化3.2.2 匯集3.2.3 弱實(shí)體、存在依賴(lài)和標(biāo)識(shí)依賴(lài)3.3 建立ER模型3.3.1 建立ER模型的基本問(wèn)題3.3.2 區(qū)分實(shí)體和屬性3.3.3 找出匯集層次3.3.4 找出泛化層次3.3.5 找出弱實(shí)體3.3.6 定義聯(lián)系3.3.7 建立ER模型的幾點(diǎn)原則3.4 ER模型的集成3.4.1 集成的基本問(wèn)題3.4.2 簡(jiǎn)單的ER模型集成3.4.3 ER模型集成的基本步驟3.4.4 舉例3.5 實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)3.5.1 ER方法和ER工具軟件的差異3.5.2 ER圖的復(fù)雜性3.6 小結(jié)◇思考題第4章 語(yǔ)義對(duì)象模型及其建模4.1 語(yǔ)義對(duì)象的概念4.1.1 語(yǔ)義對(duì)象4.1.2 屬性4.1.3 語(yǔ)義對(duì)象標(biāo)識(shí)4.1.4 語(yǔ)義對(duì)象實(shí)例4.1.5 語(yǔ)義對(duì)象視圖4.2 語(yǔ)義對(duì)象的種類(lèi)4.2.1 簡(jiǎn)單語(yǔ)義對(duì)象4.2.2 組合語(yǔ)義對(duì)象4.2.3 復(fù)合語(yǔ)義對(duì)象4.2.4 混合語(yǔ)義對(duì)象4.2.5 關(guān)聯(lián)語(yǔ)義對(duì)象4.2.6 父／子類(lèi)型語(yǔ)義對(duì)象4.2.7 原型／版本語(yǔ)義對(duì)象4.3 語(yǔ)義對(duì)象的建模4.3.1 某大學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)4.3.2 語(yǔ)義對(duì)象模型4.3.3 語(yǔ)義對(duì)象建模的步驟4.4 與相關(guān)概念的比較4.4.1 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與語(yǔ)義對(duì)象4.4.2 語(yǔ)義對(duì)象模型和ER模型的比較4.5 小結(jié)◇思考題第5章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式規(guī)范化5.1 規(guī)范化的意義和基本假設(shè)5.1.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)5.1.2 規(guī)范化的意義5.1.3 泛關(guān)系假設(shè)5.2 基本概念5.2.1 投影與聯(lián)結(jié)5.2.2 函數(shù)依賴(lài)5.2.3 Armstrong公理系統(tǒng)5.2.4 閉包和投影5.2.5 覆蓋5.2.6 范式5.3 模式規(guī)范化5.3.1 規(guī)范化的框架5.3.2 無(wú)損聯(lián)結(jié)分解5.3.3 保持函數(shù)依賴(lài)的分解5.4 規(guī)范化算法5.4.1 計(jì)算屬性閉包5.4.2 計(jì)算投影5.4.3 計(jì)算最小覆蓋5.4.4 通用分解方法5.4.5 3NF分解5.4.6 BCNF分解5.5 小結(jié)◇思考題第6章 概念模型轉(zhuǎn)換到關(guān)系模式6.1 基本問(wèn)題6.1.1 正確的概念模型轉(zhuǎn)換6.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)的難易程度6.1.3 轉(zhuǎn)換方法問(wèn)題6.2 將ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式6.2.1 轉(zhuǎn)換實(shí)體6.2.2 轉(zhuǎn)換弱實(shí)體6.2.3 轉(zhuǎn)換匯集實(shí)體6.2.4 轉(zhuǎn)換泛化層次6.2.5 轉(zhuǎn)換聯(lián)系6.2.6 從ER模型中產(chǎn)生函數(shù)依賴(lài)6.3 將語(yǔ)義對(duì)象模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式6.3.1 轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)單語(yǔ)義對(duì)象6.3.2 轉(zhuǎn)換組合語(yǔ)義對(duì)象6.3.3 轉(zhuǎn)換復(fù)合語(yǔ)義對(duì)象6.3.4 轉(zhuǎn)換混合語(yǔ)義對(duì)象6.3.5 轉(zhuǎn)換關(guān)聯(lián)語(yǔ)義對(duì)象6.3.6 轉(zhuǎn)換父／子類(lèi)語(yǔ)義對(duì)象……第7章 數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)第8章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)第9章 遺留系統(tǒng)重建第10章 數(shù)據(jù)利用技術(shù)第11章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　語(yǔ)義對(duì)象有七種類(lèi)型。簡(jiǎn)單對(duì)象沒(méi)有多值屬性和對(duì)象屬性；組合對(duì)象有多值屬性，但沒(méi)有語(yǔ)義對(duì)象屬性；復(fù)合對(duì)象有語(yǔ)義對(duì)象屬性；混合對(duì)象結(jié)合了組合語(yǔ)義對(duì)象和復(fù)合語(yǔ)義對(duì)象；關(guān)聯(lián)對(duì)象關(guān)聯(lián)兩個(gè)或多個(gè)語(yǔ)義對(duì)象；子類(lèi)型對(duì)象用來(lái)表示對(duì)象的特化；最后，原型／版本對(duì)象用來(lái)為包含隨多個(gè)變量或版本變化的基本數(shù)據(jù)的對(duì)象建模?！　?yīng)用開(kāi)發(fā)通過(guò)用戶(hù)視圖來(lái)處理對(duì)象，一個(gè)對(duì)象的視圖包含該對(duì)象的名字和所有從該視圖可見(jiàn)的屬性，視圖定義和對(duì)象定義通常是遞歸的過(guò)程?！　≡O(shè)計(jì)語(yǔ)義對(duì)象模型圖集合的過(guò)程是遞歸的。首先考察報(bào)表或表格，文檔化一個(gè)初始的對(duì)象集合。然后檢查新的報(bào)表和表格來(lái)揭示新的對(duì)象和對(duì)現(xiàn)存對(duì)象的改變。這一個(gè)過(guò)程一直持續(xù)到所有的表格和報(bào)表都考察完畢。　　語(yǔ)義對(duì)象和OOP有一個(gè)共同的思想方向，但它們?cè)诜椒ǚ矫嬗袇^(qū)別，而且是用來(lái)解決不同問(wèn)題領(lǐng)域的。語(yǔ)義對(duì)象模型和實(shí)體關(guān)系模型都是用來(lái)理解和文檔化用戶(hù)的數(shù)據(jù)需求的工具，主要的區(qū)別在于：ER模型把實(shí)體看作基本出發(fā)點(diǎn)，而語(yǔ)義對(duì)象模型則把語(yǔ)義對(duì)象看作基本出發(fā)點(diǎn)，而且語(yǔ)義對(duì)象模型所包含的關(guān)于數(shù)據(jù)意義的信息比實(shí)體關(guān)系模型多。

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