Fundamentals of Database Systems（数据库系统基础）

引用

Elmasri, R., & Navathe, S. B. (2016). Fundamentals of Database Systems (7th ed.). Pearson.

章节概要

第7版有12个部分共30章，另有5个附录，约1240页。Pearson 称它是面向本科三、四年级或研究生的一到两学期数据库课程的教材，同时也是一本参考书。用出版社的话说，重点是数据库建模与设计的基础、数据库管理系统提供的语言和模型，以及数据库的实现技术。Pearson 说，这一版新增了两章，并增加了更多真实世界的问题。

第1部分，第1–2章：数据库与数据库用户；数据库系统概念与体系结构

引入部分，介绍什么是数据库、谁在使用它，然后讲数据库系统的概念与体系结构。

第2部分，第3–4章：使用实体联系（ER）模型进行数据建模；增强实体联系（EER）模型

概念建模排在关系模型之前，占两章：ER模型及其增强扩展。

第3部分，第5–9章：关系数据模型与关系数据库约束；基本SQL；更多SQL：复杂查询、触发器、视图与模式修改；关系代数与关系演算；通过ER和EER到关系的映射进行关系数据库设计

先讲关系模型及其约束，接着是分两章的SQL（基本SQL，然后是复杂查询、触发器、视图与模式修改），以及关系代数与关系演算。第9章把ER和EER模式映射为关系设计，与第2部分首尾呼应。

第4部分，第10–11章：SQL编程技术导论；使用PHP的Web数据库编程

两章讲如何编写数据库应用，后一章与一种具体的Web技术PHP绑定。

第5部分，第12–13章：对象与对象—关系数据库；XML：可扩展标记语言

对象与对象—关系数据库，以及XML。（Pearson 的目录把第二个标题印成了“XLM”，应为笔误。）

第6部分，第14–15章：函数依赖与关系数据库规范化基础；关系数据库设计算法与其他依赖

本书的设计理论排在编程和对象、XML模型之后：先是函数依赖与规范化，然后是设计算法和其他种类的依赖。

第7部分，第16–17章：磁盘存储、基本文件结构、散列与现代存储体系结构；文件的索引结构与物理数据库设计

物理层：存储设备、文件与散列，然后是索引结构和物理设计。

第8部分，第18–19章：查询处理策略；查询优化

查询如何执行，以及如何选择执行策略。

第9部分，第20–22章：事务处理概念与理论导论；并发控制技术；数据库恢复技术

事务、并发控制和恢复，连续三章。

第10部分，第23–25章：分布式数据库概念；NOSQL数据库与大数据存储系统；基于MapReduce和Hadoop的大数据技术

先是分布式，然后是NOSQL系统与大数据存储，再是MapReduce和Hadoop。Pearson 说这一版有两个新章，但没有说明是哪两章。

第11部分，第26–29章：增强数据模型（主动、时态、空间、多媒体和演绎数据库）；信息检索与Web搜索导论；数据挖掘概念；数据仓库与OLAP概述

讲更多模型与应用的四章。它们的标题用了“导论”“概念”和“概述”这样的词，说明讲解是入门层次的。

第12部分，第30章：数据库安全

一章讲安全，为正文收尾。

附录A–E

ER模型的其他图示表示法，磁盘参数，QBE语言概述，以及层次数据模型和网状数据模型的概述。

核心概念

第1–3部分：建模与关系模型

• ER与EER建模：先于关系设计的概念设计。
• 关系约束、SQL与关系代数：关系模型及其语言。
• ER到关系的映射：把概念模式转换为表。

第4–6部分：应用、其他模型与设计理论

• 函数依赖与规范化：良好关系设计的理论。
• 对象—关系数据与XML：超出普通表格的模型。
• SQL编程技术：把SQL嵌入应用，Web方面使用PHP。

第7–12部分：实现与较新的系统

• 文件结构、散列与索引；查询处理与优化。
• 事务、并发控制与恢复。
• 分布式数据库、NOSQL、MapReduce与Hadoop；数据挖掘、数据仓库与OLAP；数据库安全。

评析

优点

• 概念建模有深度。 ER与EER占两章，向关系模式的映射有专门一章，附录还概述了ER的其他表示法。相比之下，书单中另一本综合性教材用一章讲E-R设计。
• 从设计到内部实现的一条完整路径。 从建模、关系模型、设计理论、存储与索引、查询处理、事务一直讲到分布式，所以可以作为两学期课程的唯一参考书。
• 涵盖较新的系统。 Pearson 强调了两个新章，第10部分涉及分布式数据库、NOSQL系统和基于MapReduce的大数据技术。
• 教材与参考书合一。 出版社把它同时定位为这两种用途，五个附录把较旧或较专门的内容（QBE、层次与网状模型、磁盘参数）放在正文之外。

局限

• 篇幅。 30章、超过1200页，超出一到两个学期的容量，教师必须取舍。
• 与具体技术绑定的章节。 第11章与PHP绑定，第12–13章讲对象—关系模型和XML。使用其他技术栈的课程要换成自己的材料。
• 后面的章节偏概览。 第26–29章的标题（“……导论”“概念”“……概述”）表明这些主题是入门介绍，而不是完整的论述。
• 无障碍提示。 Pearson 关于电子版的无障碍说明称，图像可能没有得到完整描述，这对使用屏幕阅读器的读者很重要。

在课程中的定位

Fundamentals of Database Systems 是书单中两本综合性数据库教材之一。Silberschatz、Korth 和 Sudarshan 的 Database System Concepts 涵盖大体相同的范围，SQL有三章（本书为两章），并且有更大一块并行与分布式系统的内容；Elmasri 和 Navathe 则更重视概念建模。两本都可以作主教材，选择可能取决于课程是从设计（本书）入手，还是从SQL入手。

Hernandez 的 Database Design for Mere Mortals 是一套通俗的设计方法，适合觉得第2部分和第6部分困难的读者。Ramakrishnan 和 Gehrke 的 Database Management Systems 是范围相近的基础性指南，Coronel 和 Morris 的 Database Systems 面向商业导向的设计、实现与管理。对于想深入了解事务实现的读者，Gray 和 Reuter 的 Transaction Processing 比第20–22章走得远得多。

如何使用本书

Pearson 说明，读者应熟悉基本的程序设计和数据结构概念，并对计算机组成的基础有所接触。本书适合本科三、四年级学生和研究生。

一个实用的读法：

• 第一门课的核心： 第1至3部分（第1–9章），然后读第6部分（第14–15章）学习设计理论。学SQL的章节（第6章和第7章）时，要打开一个真实的数据库。
• 实现： 第7至9部分（第16–22章），用于第二学期或偏实现的课程。
• 选读： 第10章和第11章讲应用编程，第10部分讲分布式与NOSQL系统，第26–30章作为简短的概览。

用章末习题练习建模，并在阅读映射一章之前，先自己画出ER图。