数据库系统概论chp16XML数据库

第一篇基础篇第一章绪论1.1数据库系统概述1.1.1 四个基本概念1.1.2 数据管理技术的产生和发展1.1.3 数据库系统的特点1.2数据模型1.2.1 两大类数据模型1.2.2 数据模型的组成要素1.2.3 概念模型1.2.4 最常用的数据模型1.2.5 层次模型1.2.6 网状模型1.2.7 关系模型1.3数据库系统结构1.3.1 数据库系统模式的概念1.3.2 数据库系统的三级模式结构1.3.3 数据库的二级映像功能与数据独立性1.4数据库系统的组成1.5小结第二章关系数据库2.1关系数据结构及形式化定义2.1.1 关系2.1.2 关系模式2.1.3 关系数据库2.2关系操作2.2.1基本关系操作2.2.2 关系数据库语言的分类2.3关系的完整性2.3.1 关系的三类完整性约束2.3.2 实体完整性2.3.3 参照完整性2.3.4 用户定义的完整性2.4关系代数2.4.1传统的集合运算2.4.2专门的关系运算2.5关系演算2.6小结第三章关系数据库标准语言SQL3.1SQL概述3.1.1 SQL 的产生与发展3.1.2 SQL的特点3.1.3 SQL的基本概念3.2学生-课程数据库3.3数据定义3.3.1 模式的定义与删除3.3.2 基本表的定义、删除与修改3.3.3 索引的建立与删除3.4数据查询3.4.1 单表查询3.4.2 连接查询3.4.3 嵌套查询3.4.4 集合查询3.4.5 Select语句的一般形式3.5数据更新3.5.1 插入数据3.5.2 修改数据3.5.3 删除数据3.6视图3.6.1 定义视图3.6.2 查询视图3.6.3 更新视图3.6.4 视图的作用3.7小结第四章数据库安全性4.1计算机安全性概述4.1.1 计算机系统的三类安全性问题4.1.2 安全标准简介4.2数据库安全性控制4.2.1 用户标识与鉴别4.2.2 存取控制4.2.3 自主存取控制方法4.2.4 授权与回收4.2.5 数据库角色4.2.6 强制存取控制方法4.3视图机制4.4审计（Audit）4.5数据加密4.6统计数据库安全性4.7小结第五章数据库完整性5.1实体完整性5.1.1 实体完整性定义5.1.2 实体完整性检查和违约处理5.2参照完整性5.2.1 参照完整性定义5.2.2 参照完整性检查和违约处理5.3用户定义的完整性5.3.1 属性上的约束条件的定义5.3.2 属性上的约束条件检查和违约处理5.3.3 元组上的约束条件的定义5.3.4元组上的约束条件检查和违约处理5.4完整性约束命名子句*5.5域中的完整性限制5.6触发器5.6.1 定义触发器5.6.2 激活触发器5.6.3 删除触发器5.7小结第二篇设计与应用开发篇第六章关系数据理论6.1问题的提出6.2规范化6.2.1 函数依赖6.2.2 码6.2.3 范式6.2.4 2NF6.2.5 3NF6.2.6 BCNF6.2.7 多值依赖6.2.8 4NF6.2.9 规范化小结6.3数据依赖的公理系统*6.4模式的分解6.5小结第七章数据库设计7.1数据库设计概述7.1.1 数据库设计的特点7.1.2 数据库设计方法7.1.3 数据库设计的基本步骤7.1.4 数据库设计过程中的各级模式7.2需求分析7.2.1 需求分析的任务7.2.2 需求分析的方法7.2.3 数据字典7.3概念结构设计7.3.1 概念结构7.3.2 概念结构设计的方法与步骤7.3.3 数据抽象与局部视图设计7.3.4 视图的集成7.4逻辑结构设计7.4.1 E-R图向关系模型的转换7.4.2 数据模型的优化7.4.3 设计用户子模式7.5数据库的物理设计7.5.1 数据库物理设计的内容和方法7.5.2 关系模式存取方法选择7.5.3 确定数据库的存储结构7.5.4 评价物理结构7.6数据库的实施和维护7.6.1 数据的载入和应用程序的调试7.6.2 数据库的试运行7.6.3 数据库的运行和维护7.7小结第八章数据库编程8.1 嵌入式SQL8.1.1 嵌入式SQL的处理过程8.1.2 嵌入式SQL语句与主语言之间的通信8.1.3 不使用游标的SQL语句8.1.4 使用游标的SQL语句8.1.5 动态SQL8.1.6 小结8.2 存储过程8.2.1 PL/SQL的块结构8.2.2 变量常量的定义8.2.3 控制结构8.2.4 存储过程8.2.5 小结8.3 ODBC编程8.3.1 数据库互连概述8.3.2 ODBC工作原理概述8.3.3 ODBC API 基础8.3.4 ODBC的工作流程8.3.5 小结第三篇系统篇第九章关系查询处理和查询优化9.1 关系数据库系统的查询处理9.1.1 查询处理步骤9.1.2 实现查询操作的算法示例9.2 关系数据库系统的查询优化9.2.1 查询优化概述9.2.2 一个实例9.3 代数优化9.3.1 关系代数表达式等价变换规则9.3.2 查询树的启发式优化9.4 物理优化9.4.1 基于启发式规则的存取路径选择优化9.4.2 基于代价的优化9.5 小结第十章数据库恢复技术10.1 事务的基本概念10.2 数据库恢复概述10.3 故障的种类10.4 恢复的实现技术10.4.1 数据转储10.4.2 登记日志文件10.5 恢复策略10.5.1 事务故障的恢复10.5.2 系统故障的恢复10.5.3 介质故障的恢复10.6 具有检查点的恢复技术10.7 数据库镜像10.8 小结第十一章并发控制11.1 并发控制概述11.2 封锁11.3 活锁和死锁11.3.1 活锁11.3.2 死锁11.4 并发调度的可串行性11.4.1 可串行化调度11.4.2 冲突可串行化调度11.5 两段锁协议11.6 封锁的粒度11.6.1 多粒度封锁11.6.2 意向锁11.7 小结*第十二章数据库管理系统第四篇新技术篇第十三章数据库技术新发展*第十四章分布式数据库系统第十五章对象关系数据库系统第十六章XML数据库第十七章数据仓库与联机分析处理技术。

XML与数据库概述XML（eXtensible Markup Language）是一种用于描述数据的标记语言，它使用可扩展的标记来定义数据的结构和内容。

XML广泛应用于数据存储和数据交换的场景中。

而数据库是一种用于管理数据的系统，它提供数据的存储、检索、更新和删除等功能，使得数据更容易访问和管理。

数据库是一个可持久化存储的数据集合，用于在不同的应用程序之间共享和管理数据。

数据库以表的形式组织数据，表由行和列组成，支持复杂的查询和事务处理。

数据库具有高效的数据检索和更新能力，可以大大提高数据的访问效率。

此外，数据库还提供了数据完整性和安全性的机制，可以确保数据的有效性和保密性。

在实际应用中，XML和数据库往往用于不同的场景和目的。

XML适用于以下情况：1.数据交换：XML可以作为一种通用的数据交换格式，在不同的系统和平台间传递和共享数据。

例如，两个企业之间的数据交换可以采用XML格式，以确保数据的一致性和互操作性。

2.配置文件：XML通常用于定义应用程序的配置文件，例如网站的配置信息、服务器的配置参数等。

通过使用XML，可以将配置信息以易读易懂的方式存储和管理。

3.文档存储：对于具有复杂结构的文档，如科技论文、技术规范等，XML能够准确地描述其层次结构和内容，便于存储和检索。

4. 数据描述：XML可以作为元数据的一种表示形式，用于描述数据的结构和语义。

例如，可以使用XML Schema（一种XML的模式语言）定义数据的结构，并对数据进行验证和约束。

而数据库适用于以下情况：1.数据持久化：数据库是数据的持久化存储介质，可以长期保存数据，确保数据的可靠性和一致性。

2.大规模数据处理：对于大规模数据的存储和分析，数据库具有高效的查询和处理能力，能够提高数据的处理效率。

3.数据共享和协作：数据库可以提供多用户的并发访问和协同工作机制，支持多个用户同时访问和修改数据。

4.数据一致性和完整性：数据库支持事务处理，能够确保数据的一致性和完整性。

XML数据库：存储和管理XML数据的利器随着互联网的不断发展，大量的XML文档涌现在互联网上，它们包含了丰富的数据和元数据，但是传统的关系型数据库却无法很好地管理这些文档，因为XML文档结构复杂、嵌套层次多、元素个数不固定。

为了有效地存储和管理XML数据，应运而生。

什么是？是指能够存储、管理和检索XML文档的数据库系统。

可以处理大量的XML文档，提供数据的组织、存储和检索功能，并且能够自适应地处理数据的复杂性。

与传统关系型数据库相比，有以下的显著特点：1. 丰富的数据模型：支持更加丰富的数据模型，而不仅仅是传统关系型数据库的表格数据模型。

可以支持面向对象的数据模型和半结构化的数据模型，可以更好地存储XML文档树中的数据。

2. 强大的查询语言：提供了丰富的查询语言，比如XQuery和XPath等，可以在XML文档中搜索和提取用户所需要的数据。

3. 高效的存储：采用了专门的存储格式，比如二进制XML格式或压缩XML格式等，可以将XML文档转化为二进制格式存储，从而提高存储和检索效率。

4. 自适应的数据管理：能够自适应地管理XML文档的复杂性，支持动态的数据结构和元数据，在数据的组织和管理方面更加自由灵活。

的应用具有广泛的应用前景。

它们能够支持海量的XML文档和多种不同类型的数据，可以用于各种数据密集型应用，包括企业管理、电子商务、搜索引擎、电子图书馆等等。

现在，越来越多的组织和企业选择使用来保存和管理数据。

例如，电子商务网站需要管理大量的商品信息和用户信息，这些信息以XML文档的形式存储在中。

当用户下订单时，可以快速地检索和处理数据库中的XML文档，以满足用户对商品的需求。

另外，某些大型的知识库和文献库也使用来存储和管理信息，这些库包含大量的不同类型的数据和元数据。

的优点在于它们可以自由地处理不同类型的数据，从而提高了知识库的管理效率和数据处理能力。

未来展望越来越受到重视，未来它们将会在大数据领域发挥更加重要的作用。

数据库系统概论The document was prepared on January 2, 2021第一章数据库系统概论本章目的在于使读者对数据库系统的基本知识能有一个较为全面的了解，为今后的学习和工作打下基础。

本章重点介绍了有关数据库结构和数据库系统组织的基本知识和基本概念，以及常见的三种类型的数据库系统的特点。

重点介绍关系数据库的有关知识。

数据管理技术发展史随着生产力的不断发展，社会的不断进步，人类对信息的依赖程度也在不断地增加。

数据作为表达信息的一种量化符号，正在成为人们处理信息时重要的操作对象。

所谓数据处理就是对数据的收集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列工作全部过程的概述。

数据处理的目的就是使我们能够从浩瀚的信息数据海洋中，提取出有用的数据信息，作为我们工作、生活等各方面的决策依据。

数据管理则是指对数据的组织、编码、分类、存储、检索和维护，它是数据处理的一个重要内容中心。

数据处理工作由来以久，早在1880年美国进行人口普查统计时，就已采用穿孔卡片来存储人口普查数据，并采用机械设备来完成对这些普查数据所进行的处理工作。

电子计算机的出现以及其后其硬件、软件的迅速发展，加之数据库理论和技术的发展，为数据管理进入一个革命性阶段提供有力的支持。

根据数据和应用程序相互依赖关系、数据共享以及数据的操作方式，数据管理的发展可以分为三个具有代表性的阶段，即人工管理阶段、文件管理阶段和数据库管理阶段。

【1】人工管理阶段这一阶段发生于六十年代以前，由于当时计算机硬件和软件发展才刚刚起步，数据管理中全部工作，都必须要由应用程序员自己设计程序完成去完成。

由于需要与计算机硬件以及各外部存储设备和输入输出设备直接打交道，程序员们常常需要编制大量重复的数据管理基本程序。

数据的逻辑组织与它的物理组织基本上是相同的，因此当数据的逻辑组织、物理组织或存储设备发生变化时，进行数据管理工作的许多应用程序就必须要进行重新编制。

XML数据库：让数据更具可读性XML（可扩展标记语言）作为一种自描述性强的语言，被广泛应用于数据交换和存储领域。

，简称XDB，是一种专门用于管理和存储XML文档的软件。

本文将从定义、应用、优点和局限性四个方面介绍。

一、定义是一种基于XML数据模型的数据库系统，用于存储和处理XML文档。

与传统关系型数据库相比，更能适应半结构化和非结构化数据的存储和查询需求，可以直接处理XML文档而无需使用转换工具。

通常分为本地和分布式两类。

二、应用广泛应用于Web应用程序、电子商务、数据交换和数据集成等领域。

在Web应用程序中，可以存储网站的配置文件、用户信息和内容管理系统中的内容。

在电子商务领域，可以存储客户信息、订单和产品目录等数据。

在数据交换和数据集成中，可以作为中间件存储数据，通过XQuery进行数据抽取和转换。

三、优点相比较其他类型的数据库，具有以下优点：1. 自描述性强：不仅可以存储文档的数据，还可以存储文档的结构和元数据，使得文档更具可读性。

2. 灵活性高：可以应对非结构化和半结构化数据的存储和查询需求，相应的查询语言XQuery也更加灵活。

3. 增量存储能力：可以将新文档添加到现有文档中，避免了传统数据库需要花费大量时间和资源重新建表的问题。

4. 开放性强：采用开放的标准，可以在各种平台和操作系统下应用。

四、局限性但是，也存在一些局限性：1. 性能受限：在处理大量文档的同时，的性能可能会受到影响，在处理查询和索引时需要有一定的优化。

2. 存储空间占用大：相比传统数据库，在存储空间上会占用更多的资源。

3. 专有格式不支持：某些只支持其专有格式，在应用到其他系统中时可能会存在格式转换等问题。

综上所述，作为一种面向半结构化和非结构化数据的存储和查询工具，具有非常广泛的应用领域和很多优点。

但是，在选择使用时，我们也需要考虑到他的局限性，并结合具体的应用领域做出决策。

XML数据库系统综述摘要：XML数据库是一种新型的数据库技术，本文结合XML数据库研究的最新进展和XML数据库最新产品的实际性能，对XML 数据库技术进行了总体分析，与传统的数据库技术进行了比较，指出了其目前需要改进的方面。

关键词：NXD XEDB 半结构化数据随着Web应用的不断扩展，传统的基于HTML的Web信息表达方式不能适应人们进行信息查询和对web数据进行管理的需要[1]。

由万维网协会(W3C)提出和设计的可扩展标记语言(XML,Extensible Markup Language)正在逐步成为新一代Web数据描述和数据交换标准。

XML是一种自描述的半结构化语言，不仅能描述数据的外观，可以表达数据本身的含义，在兼容原有Web 应用的同时，XML还可以更好地实现Web中的信息共享与交换。

XML的扩展性和灵活性允许它描述不同种类应用软件中的数据，从Web页面信息到数据记录，XML能够使不同来源的结构化的数据很容易地结合在一起。

各种基于XML的应用不断涌现，产生了对XML文档进行统一管理的需求。

另外，传统的数据库在基于Web 的应用中遇到了诸多障碍，在这种情况下XML数据库应运而生。

目前，XML数据库主要有两种类型：XML本源数据库(NXD,Native XML Database)、支持XML的数据库(XEDB,XML enable database)o NXD是专门对XML数据格式的文档进行存取管理和数据查询的数据库。

XEDB是在传统数据库的基础上，通过增加对XML数据的映射功能，从而实现对XML数据的存取管理。

XML数据库的主要用途可以概括为两方面：对XML数据进行有效的管理，提供数据查询和修改功能，对基于Web的各种数据源进行集成。

本文结合XML数据库研究的最新进展和XML数据库最新产品的实际性能，对XML数据库进行总体分析。

1．XML数据库系统的组成1．1 XML数据库的数据区以及存储机制XML文档是XML数据库的数据区，一个XML文档就是一个基本的存储单元，相当于关系数据库中的一个表格。

第16章XML数据库◆随着Web应用的发展，越来越多的应用都将数据表示成XML的形式，XML已成为网上数据交换的标准。

所以当前数据库管理系统都扩展了对XML的处理，存储XML数据，支持XML和关系数据之间的相互转换。

◆由于XML数据模型不同于传统的关系模型和对象模型，其灵活性和复杂性导致了许多新问题的出现。

在学术界，XML数据处理技术成为数据库、信息检索及许多其他相关领域研究的热点，涌现了许多研究方向，包括XML数据模型、XML数据的存储和索引、XML 查询处理和优化、XML数据压缩等。

◆在工业界，各大数据库厂商都在产品中扩展了对XML的支持，并参与了SQL/XML 标准的制定。

◆本章从数据管理的角度介绍XML，介绍如何利用数据库技术存储和管理XML数据。

重点介绍SQL2003标准对XML的扩展。

◆XML具有如下的一些特点：1．更多的结构和语义。

XML侧重于对文档内容的描述，而不是文档的显示。

用户定义的标记描述了数据的语义，便于数据的理解和机器处理。

HTML只能表示文档的格式，而用XML可以描述文档的结构和内涵。

2．可扩展性。

允许用户自己定义标记和属性，可以有各种定制的数据格式。

3．自描述性。

对数据的描述和数据本身都包含在文档中，使数据具有很大的灵活性。

4．数据与显示分离。

XML所关心的是数据本身的语义，而不是数据的显示，所以可以在XML数据上定义多种显示形式。

文档内容与展示格式分离。

展示格式用一个独立的格式单（style sheet）定义。

5．简洁性。

与标准通用标记语言SGML相比，XML简单易用。