《数据库云平台理论与实践》
1332内容简介：
数据库云平台
理论与实践
MA献章著
清华大学出版社
内容简介
数据库云平台是当今乃至今后一段时期信息化领域普遍关注的一个热点领域。云技术的本质是分布
式计算,而数据库云平台揭示的正是分布式计算在数据处理领域的本质问题。本书介绍了数据库的起源
与发展,分析了关系型数据库与 NOSQL数据库的适应场景,介绍了guo产自主可控数据库云平台发展现状
针对云计算环境大数据时代对结构化和非结构化数据的管理需要,介绍了关系型数据库中的事务、数据
恢复、SQL、分布式数据库和 NOSQL数据库的一致性与事务等理论:针对越来越多的大数据业务,介绍
了数据库应用系统的设计、优化和集成技术。结合发展趋势,重点介绍了当前流行的关系数据库和 NOSQL
数据库的编程技术:针对信息化建设演进式发展,介绍了数据库重构技术
本书作为计算机、网络工程、信息管理院校研究生的高端教材,适合具有一定计算机基础知识的读
者学习,也可作为数据分析师、系统架构师的数据库、云技术培训教材,以及各企事业组织实信息化
建设、,流程再造、大数据的生态系统构建和信息化基础知识训练的参考书
本书封面有清华大学出版社防伪标签,无标签者不得销售
版权所有,侵权必究。侵权举报电话:0106278298913701121933
图书在版编目(CIP)数据
数据库云平台理论与实践MA献章著,一北京:清华大学出版社,2016
ISBN978-7-302-42150-4
1.①数….①MA….①关系数据库系统一研究I.①TP3113
中guo版本图书馆CIP数据核字(2015)第271770号
责任编辑:冯志强
封面设计;吕单单
责任校对:徐俊伟
责任印制:Li红英
出版发行:清华大学出版社
网址:htp/www.tup.com.cn,htp:/w.abook.com
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印装者:清华大学印刷
经销:全guo新华书店
开本:185mm×260mm印张:32.5插页
字数:818千字
版次:2016年1月第1版
印次:2016年1月第1次印刷
印数:1~3000
定价:
产品编号:066188-01
人类活动的空间延伸到哪里,数据便从哪里产生。数据是人类活动的重要资源。数据
管理技术的优劣,直接影响数据处理的效率,直接影响决策的时效。数据库技术正是瞄准
这一目标发展起来的专业技术,它主要研究如何存储、使用和管理数据。数据库系统就是
研究如何高效地存取和科学地管理数据的计算机系统
近年来,数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一,它的出现使得计算机
应用透到工农业生产、商业管理、科学研究、工程技术以及guo防军事等各个领域,大到
guo民经济、guo家.安.全.,小到个人网上购物、通信录管理,与我们每一个人息息相关。现在
数据库系统的建设规模、处理能力以及应用程度,已经成为衡量一个企事业单位甚至政府
机关、军队信息化程度的重要标志。数据库技术是计算机信息系统与应用系统的核心技术
信息.安.全.的新战场,企事业单位甚至guo家间核心竟争能力的新抓手
本书由三部分组成。第一部分数据库云平台导论,由第1~4章组成。这部分是背景
知识,专为IT主管部门、企事业单位的CEO、CIO们以及院校本科生、研究生的学习数
据库而准备,介绍了数据库的起源,分析了关系型数据库与 NOSQL数据库的优缺点,讲
述了两者如何从不同角度来解决数据存储问题。在混合持久化的新环境下,二者互为补充,
相辅相成:针对当前云计算的大潮,介绍了数据库云平台的概念,以及guo产自主可控数据
库云平台的代表产品一一虚谷云数据库和南大通用列存数据库,提出了在guo家.安.全.前提下,
企事业单位选择使用数据库云平台时如何权衡guo外产品与guo产自主可控产品
第二部分数据库云平台理论基础,由第5~9章组成。这部分既包含了经典的数据库
理论,又包含了前沿的数据库发展理论,一定篇幅涉及了枃建数据库管理系统,特别是
关系型数据库的时态数据支持、窗口和窗口函数、管线化数据操作、查询取回数量的控制
等SQL标准的最新内容,以及 NOSQL数据库的一致性与事务等新内容首次纳入教学中
使读者可以掌握最前沿的知识,适合具有一定数据库理论基础的读者学习
第三部分数据库云平台的应用,由第10~13章组成。主要内容是关系型数据库与
NOSQL数据库的编程、调优、应用设计和重构等知识,其主要考虑是大部分学生在未来要
实现或重构数据库及其应用程序,只有很少一部分学生会去构建数据库管理系统。因此,
篇幅很大,分量很重,是教学的重点。数据库重构技术,也是数据库领域专家必备的知
识。此外,本书包含丰富的材料来描述事务用来访问数据库的语言和API,比如嵌入式SOL
动态SQL、ODBC、JDBC和ADO.NET接口等,100多个精彩示例代码可以帮助读者快速
掌握编程,避免作者探索中曾经付出的代价,适合具有一定数据库理论基础的读者学习
本书在编写过程中,许多人从该书的最初策划到框架结构的确定和具体内容的撰写
倾注了大量心血,并提出了非常宝贵的意见,在此谨表示衷心地感谢。特别是戴浩院士
张景中院士、Li德毅院士、凌永顺院士、张锡祥院士、黄先祥院土、于全院士、Li乐民院
士、Zhu中梁院士、Chen鯨院士、Yin浩院士、Chen志杰院士、赵晓哲院士、吕跃光院士、赵捷教
数据库云平台理论与实践
授、袁文先教授、宋自林教授、王振guo教授、秦志光教授、裘杭萍教授等资深专家对书稿
进行了帮助指导,戴浩院士亲自撰写了序言孔辉博土、膝明贵博士、柳虔林博士、钟军
博士、王汉瑛高工对本书的内容给出了广泛和宝贵的反馈意见:王汉瑛高工帮助我编写了
虚谷云数据库一节,江一民工程师、段光明工程师、孔令梅工程师对书中例子进行详细的
验证。他们为本书的编写、审定和出版付出了辛勤的劳动,贡献了卓越的智慧,在本书付
梓之际,谨表示最诚挚的感谢和崇高的敬意。感谢我的妻子王丽平,在我创作这本书的整
个过程中对我一如既往的支持
本书在撰写过程中,汲取、借鉴了guo内外一些学者和同行的最新研究成果,在此向他
们表示衷心的感谢!正是有了他们的劳动成果才使得我能够站在“巨人肩上”看得更远
也才能使这部专著得以问世
由于数据库云平台理论尚在研究与发展之中,许多学术问题有特进一步深入研究,尽
管对此做了很大努力,但由于能力水平有限,仍有不尽人意之处,恳请读者批评指正。
2015年5月
序
近年来,大数据热潮使得非关系型数据库( NOSQL)受到了人们更多的关注,甚至有
人提出:非关系型数据库将主导未来大数据分析领域,关系型数据库(SQL)将走向死亡。
事实上,关系型数据库和非关系型数据库在大数据时代都有很大的发展空间。大数据的特
点之一是价值密度低,数据挖据可以说是沙里海金、海里捞针,有可能如获至宝,也有可
能一无所获。例如北京市“公交ー卡通”每天刷卡高达四千万次,地铁流量达一千万人次
运用 NOSQL技术分析这些大数据,其结果对于优化北京公交线路具有重要的参考价值
类似的成功案例还有许多。但 NOSQL并不能全面解决数据库技术面临的挑战,传统的关
系型数据库技术仍有用武之地,它具有数据结构易于理解、操纵语言使用方便、数据完型
性有充分保证等特点,并在事务处理等领域取得了相当大的成功。40多年来,人们在数
查询和应用开发等方面积累了丰富的经验和研究成果,关系型数据库可作为开发大数据管
理系统研究的框架或QiDian
从理论上讲,关系型数据库和非关系型数据库两者呈互补关系。数据库的CAP理论指
出:一致性( Consistency)、可用性( Availability)、分区容错性( tolerance to network Partitions)
者无法兼顾,任何分布式系统只能同时满足其中两点。该理论已经实践证明成为业界的
众所周知,各种关系型数据库的理论基础是ACID,即原子性( Atomicity)、一致性
( Consistency)、隔离性( Isolation)和持久性( Durability)。ACID模型体现了传统数据库
的设计思想,但也限制了系统的某些性能,如横向扩展能力、高效存储与访问能力、非结
构化查询与分析能力等,尤其在应对社会网络上大容量、高并发数据时显得力不从心。非
关系型数据库的理论基础是BASE模型,即基本可用( Basi.C.A.L.L.y Available)、软状态(soft
state)、最终一致性( Eventually consistent)。ACID和BASE在化学中分别指代“酸”和“碱”,
在分布式信息系统中,BASE和ACID正好代表了两种不同的数据管理方法
NOSQL的正确解读是“不仅仅是SQL”( Not only SQL),它泛指非关系型、分布式的
数据存储系统,包括列存储数据库、键值存储数据库、文档型数据库、图形数据库、对象
数据库等。BASE模型的核心思想是牺牲强一致性要求,可以基于ri志实现异步复制,可
以处理超大量的数据;数据分区存放,具有天然的冗余备份特征:根据应用的特点采用比
较简单的数据模型,不需要预定义表结构。虽然非关系型数据库的结构化查询统计能力
弱,在数据一致性方面还需应用层保障,但因 NOSQL除具有较高的可用性和柔性的可靠
性个,还有很强的横向、纵向扩展能力,在特定的应用领域它仍有很大的发展空间
随着SNS(社会性网络服务)类型的Web2.0网站的兴起,用户每天生产的数据量剧
增,要求数据库有高扩展性,用户高并发的读写请求,要求网站能及时响应:与此同时
数据的一致性显得不是那么重要了,于是非关系型数据库应运而生。严格地说,非关系型
数据库是一种数据结构化存储方法的集合,而云计算时代海量数据管理系统就是为可扩展
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