SQL Server資料庫原理——設計與實現

本書從如何設計資料庫管理系統的角度出發，深入介紹了SQLServer2000的相關內容，目的是希望讀者在閱讀此書之後，能夠學習到像SQLServer2000這樣優秀的資料庫管理系統軟體的設計與實現技術，進而掌握、提高設計這種大型複雜的系統軟體的能力。全書圍繞SQLServer2000的核心部分——體系結構、存儲系統、查詢處理、併發控制，以及事務管理，分別敘述了各個部分的設計思想、基本演演算法，以及具體實現。此外，本書還對SQLServer2000新的擴充部分數據倉庫聯機分析處理、XML等也作了介紹。

第1章緒論1

11資料庫管理系統的通用功能與系統組成1

12SQLServer20003

13SQLServer2000技術特色4

14本書的各章安排與內容5

參考文獻5

第2章SQLServer的體系結構6

21SQLServer的客戶/伺服器方式6

211網路程序庫（NetLibrary）7

212用戶態調度器（UserModeScheduler，UMS）9

213開放數據服務（OpenDataServices，ODS）9

22關係引擎與存儲引擎9

23存取方法管理器11

231行操作管理器與索引管理器11

232頁面管理器與文本管理器12

24事務管理器14

25鎖管理器15

26內存管理器16

27事務日誌與故障恢復17

271日誌管理17

272檢查點操作17

273恢復過程18

274使用頁面LSN的恢復技術19

28SQL內核與操作系統間的交互20

281線程處理與對稱多進程處理20282工者線程池21

283磁碟I/O操作22

29本章小結23

參考文獻23

SQLServer資料庫原理——設計與實現目錄第3章資料庫與資料庫文件24

31SQLServer系統資料庫25

311master資料庫25

312model資料庫25

313tempdb資料庫26

314pubs資料庫26

315Northwind資料庫27

316msdb資料庫27

32資料庫文件27

321基本知識27

322SQLServer資料庫文件28

33SQLServer資料庫文件組29

331默認的文件組29

332使用多個文件30

333利用文件組創建資料庫的實例31

34SQLServer資料庫文件結構32

341基本知識32

342SQLServer用戶資料庫32

343SQLServer的空間分配34

35資料庫的備份與恢復37

351備份類型37

352恢復模式38

36本章小結39

參考文獻40

第4章表的物理存儲41

41內部存儲概述42

42數據頁44

421基本知識44

422數據頁的格式44

423SQLServer的數據頁47

424檢查數據頁48

43數據行的結構52

431基本知識52

432SQLServer的數據行結構53

433列偏移數組56

44SQLServer中定長和變長行的存儲56

441定長行的存儲56

442變長列的存儲58

45SQLServer的頁鏈接60

46文本和圖像數據60

461LOB數據存儲在表外61

462LOB數據存儲在數據行62

47SQLServer的PRIMARYKEY和UNIQUE約束66

471列值的可空性66

472索引屬性66

473選擇碼67

48SQLServer的臨時表67

481私有臨時表（#）68

482全局臨時表（##）68

483直接使用tempdb68

484臨時表上的約束69

49SQLServer的系統表69

410本章小結72

參考文獻72

第5章索引及行操作73

51預備知識74

511堆文件74

512B樹與B+樹索引結構74

52SQLServer的索引組織77

521簇集索引79

522非簇集索引79

53在SQLServer中創建索引80

531主要參數說明81

532其他選項說明81

533約束與索引82

54SQLServer的索引頁結構83

541具有惟一標識符的簇集索引行83

542索引行格式85

543簇集索引的結點行87

544非簇集索引的葉級行92

545非簇集索引的結點行96

55索引的空間需求101

551B樹的大小101

552索引的實際大小與估計大小102

56索引的管理103

561索引碎片的類型103

562索引碎片的檢測103

563刪除索引碎片105

57SQLServer的特殊索引106

571先決條件106

572計算列上的索引107

573索引視圖108

58索引的使用109

581查找行109

582連接運算109

583排序109

584分組聚集110

585維護惟一性110

59插入行110

510分裂頁111

5101分裂索引的根頁111

5102分裂索引的中間頁111

5103分裂數據頁111

511刪除行115

5111從堆中刪除行115

5112從B樹中刪除行118

5113從索引的中間結點刪除行121

5114回收頁121

512更新行121

5121移動行121

5122管理轉向指針123

5123在位更新123

5124異位更新124

513表級與索引級的數據更新126

514本章小結127

參考文獻127

第6章SQLServer查詢處理128

61SQLServer查詢處理概述128

611SQLServer查詢的體系結構129

612查詢處理特點131

62執行模型132

621基本知識132

622多種執行模型的介紹134

623SQLServer查詢執行模型134

624物理操作的順序138

63基本運算138

631選擇運算138

632哈希139

633排序142

634其他操作144

64連接145

641嵌套循環連接145

642歸併連接146

643Hash連接147

65聚集155

651基於嵌套循環的聚集演演算法156

652基於排序的聚集156

653基於哈希的聚集157

66子查詢處理157

661假設158

662非同步I/O159

663避免I/O160

664數據流163

665控制流165

67本章小結168

參考文獻168

第7章SQLServer查詢優化技術170

71概述170

711基於代價的方法和啟髮式方法171

712語法優化和語義優化172

713新的優化方法172

72SQLServer的查詢優化概述173

721Cascades查詢優化器框架173

722MEMO結構176

73SQLServer優化策略179

731優化模型179

732優化時間181

733轉換及轉換規則181

734多階段優化184

74連接順序的選擇方法186

75子查詢的優化195

76SQLServer的物理優化201

761查詢分析201

762如何選擇索引205

763連接演演算法的選擇213

77代價計算214

771一般的代價計算方法214

772選擇運算215

773排序和連接218

774SQLServer中統計信息的管理219

78其他的輔助功能220

781如何正確選擇計劃220

782提示技術220

783更新計劃221

79本章小結221

參考文獻222

第8章事務223

81事務概念223

811事務基本性質224

812事務生命周期226

82SQLServer中的事務定義227

821事務定義模式227

822事務執行模式228

823批處理、觸發器中的事務229

83SQLServer中的事務模型230

831平面事務230

832嵌套事務231

833保存點233

834分散式事務235

84事務調度236

85事務隔離性級別240

851併發調度中的不一致性現象240

852SQLServer中事務隔離性級別的定義242

86本章小結245

第9章併發控制246

91基於鎖的併發控制247

92鎖模式247

921基本鎖模式247

922意向鎖250

923其他鎖模式251

924碼區間鎖252

93鎖資源256

94鎖持有度259

95鎖擁有者259

96封鎖協議260

961兩段鎖協議260

962兩階段提交協議261

97顯示鎖信息261

98鎖管理器269

981封鎖體系結構269

982鎖塊271

983鎖資源塊271

984鎖擁有者塊273

99鎖升級273

910封鎖產生的問題274

9101阻塞274

9102活鎖277

9103死鎖277

911綁定連接281

912強制封鎖類型283

913樂觀併發控制原理284

9131有效性檢查協議285

9132游標併發285

914本章小結287

第10章恢復288

101故障類型288

1011事務故障288

1012系統故障289

1013介質故障289

102日誌289

1021基本日誌結構289

1022基於日誌的恢復290

1023檢查點294

103ARIES演演算法介紹295

1031ARIES概述295

1032ARIES中數據結構297

1033ARIES的常規處理299

1034重啟處理300

104SQLServer中的備份與恢復305

1041備份類型305

1042將資料庫還原到前一個狀態309

1043恢復模型310

105SQLServer事務日誌物理構架311

1051創建日誌文件312

1052虛擬日誌文件312

1053截斷事務日誌314

1054收縮日誌文件315

106SQLServer事務日誌邏輯構架317

1061事務日誌內容317

1062日誌管理器317

1063SQLServer的檢查點318

107本章小結320

參考文獻320

第11章AnalysisServices2000概述321

111多維數據模型及相關概念321

1111數據倉庫、OLAP與DataMining基本框架321

1112基本概念323

1113星形模式(StarSchema)325

1114雪花模式(SnowFlakeSchema)326

1115聚集（aggregation）327

112AnalysisServices的體系結構和功能329

113AnalysisServer的多維查詢語言MDX及其處理330

1131MDX的坐標系統330

1132MDX的語法格式331

1133軸維和切片維331

1134MDX查詢示例332

1135MDX語句的查詢處理334

114AnalysisServer的Cube處理336

115AnalysisServer的數據挖掘337

1151OLEDBforDM337

1152數據挖掘模型338

1153AnalysisServices數據挖掘三層體系結構340

116本章小結342

參考文獻342

第12章SQLXML——SQLServer對XML的支持344

121SQLServer對XML的支持345

1211連接兩個世界的橋樑345

1212SQLServer中支持XML訪問的體系結構346

1213SQLXML346

122SQLFORXML查詢347

1221關係視圖上的XML查詢347

1222FORXML查詢的幾種模式348

1223生成XML形式查詢結果的機制351

123建立在關係數據上的XML視圖351

1231XML視圖概述351

1232利用帶註釋的映象模式在關係資料庫上建立XML視圖352

1233基於XML視圖的XPath查詢356

1234基於XML視圖的更新357

124XML數據轉換為關係數據358

1241OpenXML358

1242XMLBulkLoad361

125本章小結366

參考文獻366