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王亚平 著

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• 高等教育

店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302481577

商品编码：29780324669

包装：平装-胶订

出版时间：2018-04-01

基本信息

书名：数据库系统工程师教程(第3版)

定价：128.00元

作者：王亚平

出版社：清华大学出版社

出版日期：2018-04-01

ISBN：9787302481577

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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数据库系统工程师教程（第5版）依据2018年审定通过的数据库系统工程师考试大纲大纲编写，涵盖数据库系统工程师（中级）岗位所要求的主要知识及应用技术。通过数据库系统工程师考试的考生可以获得由人力资源和社会保障部、工业和信息化部认可的职业资格证书，本考试为中级资格认证。

内容提要

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本书作为计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试的中级职称的指定教材，具有比较的指导意义。本书根据2018年审定通过的《数据库系统工程师考试大纲》的重点，阐述了14章的内容，考生在学习教材内容的同时，还须对照考试大纲认真学习和复习大纲的知识点。 本书是在《数据库系统工程师考试大纲》的指导下，对《数据库系统工程师教程（第2版）》进行了认真修编，重写而成。 本书适合参加本考试的考生和大学在校生作为教材。

目录

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目录

章 计算机系统知识... 1

1.1 计算机系统基础知识... 1

1.1.1 中央处理单元... 1

1.1.2 数据表示和校验... 5

1.2 计算机体系结构... 13

1.2.1 概述... 13

1.2.2 存储系统... 19

1.2.3 输入输出技术... 29

1.2.4 总线结构... 33

1.3 安全性、可靠性与系统性能评测
基础知识... 36

1.3.1 计算机安全概述... 36

1.3.2 加密技术和认证技术... 38

1.3.3 计算机可靠性... 45

1.3.4 计算机系统的性能评价... 48

1.4 多媒体基础知识... 52

1.4.1 多媒体计算机系统... 53

1.4.2 声音... 55

1.4.3 图形和图像... 60

1.4.4 动画和视频... 66

1.4.5 虚拟现实... 73

第2章 程序语言基础知识... 76

2.1 程序语言概述... 76

2.1.1 程序语言的基本概念... 76

2.1.2 程序语言的基本成分... 81

2.2 程序语言翻译基础... 87

2.2.1 汇编程序基本原理... 87

2.2.2 编译程序基本原理... 90

2.2.3 解释程序基本原理... 110

第3章 数据结构与算法... 113

3.1 线性结构... 113

3.1.1 线性表... 113

3.1.2 栈和队列... 119

3.1.3 串... 124

3.2 数组和矩阵... 128

3.3 树和图... 131

3.3.1 树... 131

3.3.2 图... 139

3.4 常用算法... 143

3.4.1 算法概述... 143

3.4.2 排序... 148

3.4.3 查找... 156

3.4.4 递归算法... 165

3.4.5 图的相关算法... 167

第4章 操作系统知识... 172

4.1 操作系统基础知识... 172

4.1.1 操作系统的基本概念... 172

4.1.2 操作系统分类及特点... 173

4.1.3 操作系统的发展... 177

4.2 进程管理... 177

4.2.1 基本概念... 177

4.2.2 进程的控制... 181

4.2.3 进程间的通信... 181

4.2.4 管程... 185

4.2.5 进程调度... 187

4.2.6 死锁... 189

4.2.7 线程... 193

4.3 存储管理... 194

4.3.1 基本概念... 194

4.3.2 存储管理方案... 195

4.3.3 分页存储管理... 197

4.3.4 分段存储管理... 199

4.3.5 段页式存储管理... 201

4.3.6 虚拟存储管理... 202

4.4 设备管理... 207

4.4.1 概述... 207

4.4.2 I/O软件... 208

4.4.3 设备管理采用的相关技术... 209

4.4.4 磁盘调度... 212

4.5 文件管理... 215

4.5.1 基本概念... 215

4.5.2 文件的结构和组织... 216

4.5.3 文件目录... 218

4.5.4 存取方法和存储空间的管理... 220

4.5.5 文件的使用... 221

4.5.6 文件的共享和保护... 222

4.5.7 系统的安全与可靠性... 224

4.6 作业管理... 225

4.6.1 基本概念... 225

4.6.2 作业调度... 226

4.6.3 用户界面... 228

第5章 网络基础知识... 230

5.1 计算机网络概述... 230

5.1.1 计算机网络的概念... 230

5.1.2 计算机网络的分类... 233

5.1.3 网络的拓扑结构... 234

5.2 网络硬件基础... 236

5.2.1 网络设备... 236

5.2.2 网络传输介质... 239

5.3 ISO/OSI网络体系结构... 241

5.4 网络的协议与标准... 243

5.4.1 网络的标准... 244

5.4.2 局域网协议... 245

5.4.3 广域网协议... 249

5.4.4 TCP/IP协议簇... 252

5.5 Inter基础知识... 257

5.5.1 Inter概述... 258

5.5.2 Inter地址... 258

5.5.3 Inter服务... 266

5.6 信息安全基础知识... 272

5.7 网络安全概述... 275

第6章 数据库技术基础... 280

6.1 基本概念... 280

6.1.1 数据库与数据库管理系统... 280

6.1.2 数据库技术的发展... 282

6.1.3 DBMS的功能和特点... 285

6.1.4 数据库系统的体系结构... 287

6.1.5 数据库系统的三级模式结构... 290

6.2 数据模型... 293

6.2.1 数据模型的基本概念... 293

6.2.2 数据模型的三要素... 294

6.2.3 E-R模型... 294

6.2.4 基本的数据模型... 303

6.3 数据存储和查询... 307

6.3.1 存储管理器... 307

6.3.2 查询处理器... 307

6.4 数据仓库和数据挖掘基础知识... 307

6.4.1 数据仓库... 308

6.4.2 数据挖掘... 312

作者介绍

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文摘

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序言

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《数据库系统工程师教程（第3版）》是为 aspiring 数据库系统工程师量身打造的深度学习指南。本书并非浅尝辄止的入门读物，而是致力于为您构建坚实的理论基础和全面的实操技能，助您从容应对数据库领域日益复杂的技术挑战。本书涵盖了从基础概念到高级主题的广泛内容，旨在培养具备系统设计、开发、管理和优化能力的复合型人才。 核心理念与设计哲学 本书的设计哲学始终围绕着“理论与实践并重”的核心理念。我们深知，光有理论知识难以转化为解决实际问题的能力，而缺乏理论指导的实践则可能陷入盲目和低效。因此，本书的每一章都力求在清晰讲解理论概念的同时，辅以丰富的案例分析、代码示例和实验指导，帮助读者将抽象的知识转化为可执行的操作。 我们摒弃了碎片化的知识点罗列，而是力求构建一个逻辑严谨、层层递进的学习体系。从数据库的基本原理出发，逐步深入到关系模型、SQL语言、数据库设计、事务管理、并发控制、故障恢复，再到性能优化、安全性、分布式数据库以及新兴技术等前沿领域。这种结构化的学习方式，能够帮助您建立起对数据库系统全局的深刻理解，并能清晰地识别不同技术之间的联系和相互作用。 内容概览 第一部分：数据库系统基础 本部分为读者打下坚实的理论基础。我们将从数据管理的基本概念开始，阐述数据、信息、数据库、数据库管理系统（DBMS）的角色和重要性。随后，深入讲解数据模型，重点介绍关系模型，包括实体-联系（E-R）模型和面向对象模型，这是理解现代数据库设计基石。您将学习如何将现实世界的业务需求转化为规范的数据库模型，掌握实体、属性、联系、键等关键概念，并能熟练绘制E-R图。 第二部分：关系数据库与SQL语言 关系型数据库是当今数据存储的主流。本部分将详细介绍关系代数和关系演算，这些是理解SQL查询优化的理论基础。随后，我们将重点深入SQL语言。这不仅仅是掌握SQL的语法，更在于理解其背后的查询处理机制。我们将讲解DDL（数据定义语言）用于创建和管理数据库结构，DML（数据操纵语言）用于数据的增删改查，DCL（数据控制语言）用于权限管理，以及TCL（事务控制语言）用于控制事务的执行。本书将涵盖各种SQL语句的编写技巧，从基本的SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE到复杂的JOIN、子查询、聚合函数、窗口函数等，并提供大量的实践练习，确保您能够灵活运用SQL解决实际问题。 第三部分：数据库设计与规范化 一个良好的数据库设计是系统稳定性和性能的关键。本部分将引导您完成数据库设计的全过程。从需求分析、概念设计、逻辑设计到物理设计，我们将逐一剖析。重点讲解规范化理论，包括第一、第二、第三范式以及BC范式，理解范式的意义在于减少数据冗余，避免数据不一致性。您将学习如何进行函数依赖分析，并应用规范化技术对关系模式进行优化。此外，还会涉及数据字典的设计、索引的设计原则以及视图的运用。 第四部分：数据库事务与并发控制 数据库的可靠性和一致性离不开对事务的管理。本部分将深入探讨事务的概念， ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）特性是理解事务的关键。我们将详细讲解事务的状态转换、事务的并发执行可能引发的问题，如脏读、不可重复读、幻读。随后，将重点介绍各种并发控制技术，包括锁机制（共享锁、排他锁、意向锁）、时间戳排序、多版本并发控制（MVCC）等，并分析它们的优缺点和适用场景。 第五部分：数据库故障恢复 数据安全不容忽视。本部分将阐述数据库可能遇到的各种故障类型（如介质故障、事务故障、系统崩溃等），以及DBMS如何保证数据的持久性和可靠性。您将学习到日志技术，包括写前日志（WAL）、写后日志、延迟写策略，以及检查点（Checkpoint）机制，理解它们如何协同工作以实现数据的恢复。 第六部分：数据库性能优化 随着数据量的不断增长，数据库性能优化成为一项至关重要的任务。本部分将提供一套系统性的性能调优方法论。我们将深入分析查询执行计划，理解数据库优化器的工作原理，学习如何通过SQL调优、索引优化、参数调优、硬件配置等多种手段来提升数据库的响应速度和吞吐量。还会介绍缓存技术、分区技术等高级优化策略。 第七部分：数据库安全性 保护敏感数据免受未经授权的访问和破坏是数据库管理员的首要职责。本部分将全面讲解数据库安全的基础知识和实践。我们将涵盖用户认证、授权、访问控制、SQL注入防护、数据加密、数据脱敏等关键技术。同时，还会介绍安全审计和安全策略的制定。 第八部分：分布式数据库系统 随着业务的全球化和数据量的爆炸式增长，分布式数据库系统已成为必然趋势。本部分将介绍分布式数据库的基本概念，包括分布式数据存储、分布式事务、分布式查询处理、一致性模型（如CAP定理）等。您将了解不同类型的分布式数据库架构，如分片（Sharding）、复制（Replication），以及常见的分布式数据库产品及其技术特点。 第九部分：新兴数据库技术与展望 数据库领域技术发展日新月异。本部分将对NoSQL数据库、NewSQL数据库、内存数据库、图数据库、时间序列数据库等新兴数据库技术进行介绍和分析，探讨它们在不同应用场景下的优势和局限性。同时，还将展望数据库技术的未来发展趋势，如与大数据、人工智能、云计算的深度融合。 学习方法与配套资源 本书并非死记硬背的工具书，而是一份引导您深入思考和实践的学习伙伴。我们鼓励您在阅读每一章内容后，积极动手进行实验操作，利用提供的示例代码和数据集进行验证。书中提供的练习题和项目案例，将帮助您巩固所学知识，并能将其应用于实际问题。 本书的编写风格力求清晰易懂，避免使用过于晦涩的术语。对于关键概念，我们会提供详细的解释和类比，帮助读者快速理解。同时，本书也具备良好的可读性，即使是初学者，也能循序渐进地掌握数据库系统的核心知识。 目标读者 本书的目标读者包括： 计算机科学与技术、软件工程等专业的在校学生：为即将步入数据库相关行业的学习者提供坚实的基础。 初、中级数据库开发工程师和DBA：希望系统性地提升自身数据库理论知识和实践技能的从业者。 对数据库技术感兴趣的技术人员：希望深入了解数据库系统原理和工作机制的技术爱好者。 准备考取数据库相关技术认证的考生：本书内容涵盖了许多重要的数据库技术考点。 通过本书的学习，您将能够： 深刻理解数据库系统的基本原理和体系结构。 熟练掌握SQL语言，并能编写高效的数据库查询。 掌握数据库设计的原则和方法，能够设计出满足业务需求的数据库。 理解事务、并发控制和故障恢复等核心概念，并能应对相关问题。 掌握数据库性能优化的常用技术和方法。 了解数据库安全的重要性，并能采取必要的安全措施。 初步认识分布式数据库和新兴数据库技术。 《数据库系统工程师教程（第3版）》将是您在数据库技术领域不断探索和成长道路上不可或缺的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

作为一名主要从事后端服务的开发者，我过去在数据库方面总感觉有些“知其然，而不知其所以然”，这本书彻底改变了我的看法。它不仅仅是教会你如何写出能跑的SQL，更是告诉你为什么要那样写才能跑得快。书中关于存储引擎底层实现的部分，比如页如何在磁盘上组织，缓冲池的管理策略，对我理解数据库的I/O瓶颈提供了全新的视角。我记得有一段讲到MVCC（多版本并发控制）的实现细节，作者没有简单地停留在“创建新版本”这个层面，而是详细阐述了undo log、read view的生成时机以及快照读与当前读的细微差别，这让我在排查一些棘手的并发问题时，找到了问题的根源所在。此外，它对新兴的数据库技术，比如NewSQL和NewSQL的趋势也做了适度的介绍和展望，显示出作者对行业前沿的关注。这本书的价值在于，它让你从一个“数据库用户”升级为一个能够理解并能参与到数据库系统设计层面的“数据库工程师”，这种知识的迁移能力，是我认为它最大的亮点。

评分☆☆☆☆☆

这本关于数据库系统工程的书，我读下来感觉它在理论深度和实际应用之间找到了一个非常巧妙的平衡点。它不是那种只停留在概念层面空泛讨论的教材，而是深入到了很多实际操作中会遇到的细节问题。比如，它对索引结构的选择和优化策略的讲解就特别到位，清晰地剖析了B树、B+树以及哈希索引在不同查询场景下的性能差异。我特别欣赏作者在讲解事务管理时，不仅仅是罗列ACID特性，而是用生动的案例说明了并发控制中的锁粒度、隔离级别对系统吞吐量的影响，这对于我们日常设计高并发应用非常有指导意义。书里对SQL优化的篇章也是我反复研读的重点，它没有止步于介绍`EXPLAIN`的用法，而是深入到了查询优化器的工作原理，让我明白了为什么有时候一个简单的JOIN顺序调整能带来性能上的天壤之别。对我而言，这本书更像是一位资深的DBA在手把手教你如何构建和维护一个健壮、高效的数据库系统，而不是一个冷冰冰的理论手册。它成功地将抽象的计算机科学概念转化为了可操作的工程实践指南，这是很多同类书籍难以企及的高度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容组织方式，仿佛是为我量身定制的学习路径图。它并没有被陈旧的理论束缚，而是巧妙地将经典的数据库理论与现代云计算、大数据环境下的实际挑战结合起来。例如，在讲解高可用性时，它不仅涵盖了传统的Master-Slave复制，还细致地对比了Quorum机制在分布式一致性中的应用，这对于理解云原生数据库的架构至关重要。作者对性能基准测试和负载模型的选择也极具洞察力，他没有简单地给出某个工具的参数设置，而是引导读者思考如何构建一个能够真实反映自身业务负载的测试环境，这才是真正的工程思维。我个人觉得，这本书最令人惊喜的一点是，它对于数据安全和权限管理模块的阐述也非常深入，从角色权限模型到透明数据加密（TDE）的实现细节都有涉及，这在很多同类教程中往往是一笔带过的内容。总而言之，这是一部集理论深度、工程实践、前沿视野于一体的综合性著作，让我对整个数据库系统有了更全面、更立体的认知。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的排版和逻辑结构印象非常深刻，阅读体验堪称一流。它的章节划分极其清晰，从最基础的关系代数和范式理论开始，逐步过渡到存储结构、查询处理，最后扩展到分布式和NoSQL领域，这种循序渐进的讲解方式让初学者也能平稳过渡，而有经验的读者则可以快速定位到自己感兴趣的深入章节。书中大量使用的图示和流程图，对于理解复杂的数据流和算法至关重要，我尤其喜欢它在讲解查询执行计划时绘制的那个详细流程图，一下子就打通了我对优化器内部运作的认知壁垒。更值得称赞的是，作者在叙述技术点时，语言风格非常克制和精准，没有过多的修饰，直击核心。比如在描述数据恢复机制时，它将WAL（Write-Ahead Logging）的写入、检查点（Checkpoint）的触发以及不同恢复阶段的日志回放逻辑，描述得井井有条，逻辑链条非常完整。这种严谨的学术态度和清晰的表达能力，使得本书的知识点密度非常高，但阅读起来却不觉得吃力，是那种可以边学边实践的典范之作。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，市面上数据库相关的书籍汗牛充栋，但大多要么过于偏重理论而脱离实际，要么就是过于偏重特定商业产品（如Oracle或MySQL）的配置手册。而我手中的这本，成功地跨越了这种鸿沟。它选择的是一种更具普适性的视角，聚焦于关系数据库管理系统的核心通用原理，使得书中的知识体系能够灵活迁移到PostgreSQL、SQL Server乃至自研系统中。我最欣赏它的实用主义色彩，书中提供的那些针对性能调优的Checklist和故障排查的步骤，简直就是一本实战手册。例如，关于死锁的诊断，书中不仅提到了如何通过系统视图发现锁链，还提供了预防死锁发生的编码实践指南，这比纯理论书高明太多了。它没有回避复杂性，但在讲解复杂的性能指标和统计信息收集时，总是能找到一个恰当的比喻或模型来帮助读者建立直观的理解。读完后，我感觉自己的数据库“内功”扎实了不少，不再是写SQL时碰运气，而是心中有数，目标明确。