數(shù)據(jù)庫管理已經(jīng)從一種專門的計(jì)算機(jī)應(yīng)用發(fā)展為幾乎所有企業(yè)中的一個核心成分，因此， 有關(guān)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的知識已成為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中必不可少的部分。
本書改編自《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概念》第7版，適合作為本科生三年級或四年級數(shù)據(jù)庫入門課程的教科書。在本書中，講述數(shù)據(jù)庫管理的基本概念，包括數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫語言、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等多個方面。除了這些作為入門課程的基本內(nèi)容外，本書還包括了可作為課程補(bǔ)充材料或作為高級課程介紹性材料的高級內(nèi)容。
我們僅要求讀者熟悉基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成和一種高級程序設(shè)計(jì)語言，例如Java、C、C 或Python。概念都以直觀的方式加以描述，其中的許多概念基于我們大學(xué)運(yùn)行的例子加以闡釋。本書中包括重要的理論結(jié)果，但省略了形式化證明，取而代之的是用圖表和例子來說明為什么結(jié)論是正確的。對于形式化描述和研究結(jié)果的證明，讀者可以參見參考文獻(xiàn)中列出的研究論文和高級教材。
本書中包括的基本概念和算法通常基于當(dāng)今商用或試驗(yàn)性的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中采用的概念和算法。我們的目標(biāo)是在通用環(huán)境下描述這些概念和算法，沒有與某個特定的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)綁定。
在這個《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概念》第7版的改編版本中，我們保留了原書的基本內(nèi)容，壓縮或刪除了一些高級內(nèi)容，目的是使得本改編版本更適合本科生的數(shù)據(jù)庫入門課程使用。下面我們簡單描述本書的內(nèi)容。
本書的組織
除第1章外，本書組織成四個部分：
引言（第1章）。第1章對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性質(zhì)和目標(biāo)進(jìn)行一般性綜述。我們解釋了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念是如何發(fā)展的，各數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的共同特性是什么，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能為用戶做什么，以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)如何與操作系統(tǒng)交互。我們還引入了一個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的例子：一個包括多個系、教師、學(xué)生和課程的大學(xué)。這個應(yīng)用作為貫穿全書的運(yùn)行實(shí)例。這一章本質(zhì)上是激勵性、歷史性和解釋性的。
部分：關(guān)系語言（第2～6章）。第 2 章介紹數(shù)據(jù)的關(guān)系模型，包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫模式、碼、模式圖、關(guān)系查詢語言、關(guān)系運(yùn)算等基本概念。第 3～5章主要介紹影響力的面向用戶的關(guān)系語言：SQL。第6章介紹形式化關(guān)系查詢語言，包括關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算、域關(guān)系演算和關(guān)系查詢語言的表達(dá)能力。
對于一個設(shè)計(jì)完成的模式，這部分描述了查詢、修改、插入和刪除等數(shù)據(jù)操作。雖然這里詳細(xì)講述了數(shù)據(jù)定義的語法，但關(guān)于模式設(shè)計(jì)的問題將推遲到第二部分講述。
第二部分：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與應(yīng)用程序開發(fā)（第7～9章）。第7章概要介紹數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程并詳細(xì)描述實(shí)體-聯(lián)系數(shù)據(jù)模型。實(shí)體-聯(lián)系模型為數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)問題以及在數(shù)據(jù)模型的約束下捕獲現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的語義時所遇到的問題提供了一個高層視圖。UML類圖表示也在這一章中講述。第8章介紹關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。這一章講述了函數(shù)依賴和規(guī)范化的理論，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了提出各種范式的動機(jī)，以及它們的直觀含義。這一章以關(guān)系設(shè)計(jì)的概覽開始，依賴于對函數(shù)依賴的邏輯蘊(yùn)涵的直觀理解。這使得規(guī)范化的概念可以在全面討論函數(shù)依賴?yán)碚撝�前先做介紹，而函數(shù)依賴?yán)碚搶⒃诒菊律院蟛糠钟懻摗Ｊ谡n教師可以只選用這些直觀描述的內(nèi)容，而不會丟失連貫性。不過，完整地講授這一章將有利于學(xué)生對規(guī)范化概念形成較好的理解，從而引導(dǎo)他們?nèi)�學(xué)習(xí)函數(shù)依賴?yán)碚撝幸恍┹^艱深的概念。這一章的后一節(jié)講述時態(tài)數(shù)據(jù)建模。
第9章討論用于構(gòu)建交互式的基于Web的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和移動數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的工具與技術(shù)。這一章對服務(wù)器端和客戶端都進(jìn)行了詳細(xì)介紹，所包括的主題有：Java服務(wù)器端程序（servlet）、JSP、Django、Java描述語言（JavaScript）和Web服務(wù)。同時，還對以下主題進(jìn)行了討論：應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)、對象-關(guān)系映射系統(tǒng)（包括 Hibernate和Django）、性能（包括使用 memcached和Redis的緩存）和確保Web應(yīng)用安全的獨(dú)特挑戰(zhàn)。
第三部分：數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)技術(shù)（第10～14章）。第10章首先介紹存儲設(shè)備以及這些設(shè)備的特性如何影響數(shù)據(jù)庫的物理組織和性能，然后討論數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，包括文件組織、數(shù)據(jù)字典存儲和數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)管理。第11章講解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用的幾種類型的索引。第12章描述如何處理查詢，給出用于實(shí)現(xiàn)單獨(dú)操作的算法，并描述查詢優(yōu)化過程。第13章著重介紹事務(wù)處理系統(tǒng)的基本概念，包括事務(wù)的原子性、一致性、隔離性和持久性，還概述了用于保證這些特性的方法，包括基于日志的恢復(fù)和使用鎖的并發(fā)控制、基于時間戳的技術(shù)以及快照隔離。第14章首先重點(diǎn)講述并發(fā)控制，并介紹幾種保證可串行化的技術(shù)，包括封鎖、時間戳和有效性檢查技術(shù)，還討論了多版本并發(fā)控制技術(shù)，接下來討論在系統(tǒng)崩潰和存儲器故障的情況下保證事務(wù)正確執(zhí)行的主要技術(shù)，包括日志、檢查點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲。
第四部分：高級話題（第15～17章）。第15章首先概述大規(guī)模數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，重點(diǎn)講述與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用相比，這些應(yīng)用如何對數(shù)據(jù)管理提出不尋常的要求，然后討論了這些要求是如何得到滿足的，接下來介紹半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，后介紹數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘的概念與主要方法。第16章從數(shù)據(jù)庫的角度審視區(qū)塊鏈技術(shù)，描述了區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及使用加密散列函數(shù)和公鑰加密來保證匿名性、無可辯駁性