本书主要介绍近年来数据库理论、技术和应用的最新发展。内容包括数据库技术回顾和展望、数据库理论、数据库管理系统、分布式数据库、面向对象数据库、Web数据管理、流数据管理、智能数据库、特种数据库（主动数据库、模糊数据库、时态数据库、空间数据库、时空数据库、工程数据库、多媒体数据库、实时数据库、内存数据库）、数据仓库与数据挖掘、无线传感器网络数据管理、数据库应用开发方法与工具、数据库安全、数据库标准、数据库新产品等。内容新颖、丰富，具有先进性、实用性和可读性。既是一本专著，更是一本综合性的数据库教材。

本书可作为计算机专业、计算机应用专业以及各类信息技术、管理专业等学科的大学本科高年级学生和硕士、博士研究生的教材或参考书；也可作为数据库研究和应用工程开发的科技、管理、工程人员的工作参考书。本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。

在1992年召开的第三届全国数据库教学研讨会上，代表们一致认为：数据库技术的相关著作和教材，在国内已出版不少，但较全面和系统地反映20世纪90年代数据库技术新进展的内容、特点的书还甚为鲜见，大家一致倡议组织全国知名专家、教授集体编写一本较系统地介绍数据库技术新进展的教材，并委托北京航空航天大学李昭原教授负责筹划和组织。在1994年第五届全国数据库教学研讨会上，成立了编委会，并落实了编写大纲和作者。当时的编委会由罗晓沛教授、施伯乐教授、何新贵教授、王珊教授、唐世渭教授、李昭原教授、罗文化教授、徐洁磐教授、马应章教授组成，李昭原教授任主编、罗晓沛教授任主审。该书的内容包括数据库技术的进展、面向对象数据库、分布式数据库、并行数据库、知识库、主动数据库、模糊数据库、工程数据库、多媒体数据管理、客户/服务器结构数据库、数据库应用快速开发工具、数据库标准化、数据库安全、当前流行的数据库DBMS等14章内容。编委会召开过两次审稿会议，于1997年5 月由清华大学出版社出版和发行。全国各著名大学和一些地方大学都采用为计算机相关专业研究生的教材，一些企事业单位作为数据库技术研究、开发的主要参考书，收到了很好的社会反响。

2003年第20届全国数据库学术会议期间，许多数据库专委会委员和与会代表提议，希望重新编写《数据库技术新进展》一书，希望全国研究生的数据库教学有一本全国性的教材或主要教学参考书。于是，我们成立了编审组，由罗晓沛教授、李昭原教授和马玉书教授组成，重新组织国内数据库技术知名专家、教授和学者重新编写《数据库技术新进展》一书，以每位数据库专家从事的数据库相关领域优势为基础，编写数据库研究与应用领域的理论、技术、应用和实现方法等，以反映近年来数据库理论、技术和应用的最新发展和最新研究成果。

2004-2005年期间，在主编、作者电子邮件沟通的基础上，召开了两次作者会议，通过面对面的讨论不断明确编写的目标、大纲、方法、要求。以达到“统一思想、统一结构、统一规范、统一写法”. 2006年是交书稿、审议书稿、修改书稿的一年，许多书稿修改了若干遍，2006年底全书定稿。在内容上，力求“承上启下，突出新进展”，突出一个“新”字；在“结构、逻辑、内容、形式”等方面追求精练、紧凑、少而精，文字上力求“开门见山、直切主题、言简意赅、清晰通顺”，突出一个“精”字。通过3年的努力，新版的《数据库技术新进展》即将复印。其内容包括：数据库技术回顾和展望、数据库理论、数据库管理系统、分布式数据库、面向对象数据库、Web数据管理、流数据管理、智能数据库、特种数据库（主动数据库、模糊数据库、时态数据库、空间数据库、时空数据库、工程数据库、多媒体数据库、实时数据库、内存数据库）、数据仓库与数据挖掘、无线传感器网络数据管理、数据库应用开发方法与工具、数据库安全、数据库标准、数据库新产品等16章内容。

从1997年5月《数据库技术新进展》出版，至今已有整整十年。十年来，数据库技术作为信息技术的重要组成内容已得到长足的发展和进步。除了较传统的技术有新的内容引入外，比较两本书的目录就会发现，新书比旧版增加了不少新的，过去没有的内容，如Web数据管理、数据流管理、时空数据库、数据仓库与数据挖掘、传感器数据管理等，这些都是近年来数据库技术领域的热门研究内容，其成果应视为信息技术应用发展对数据库技术研究的推动和促进。

数据库技术新进展（第二版）第二版当前数据处理领域呈现的形势，一是应用需求的多样，促进了多种相关技术与数据库技术的有机结合，出现了很多数据处理新内容、新领域。二是数据管理对象的多样化，呈现出数据的内容和数量从有结构、半结构发展到无结构，从有限发展到无限（海量），从有序发展到无序，从低维发展到高维的趋势。总之，与传统、经典的数据库概念相比，当前的数据库研究对象与内容已经从单一到多样，从一枝独秀发展成五光十色的数据库大家族。

应用需求促进了数据库研究的领域和内容的极大丰富，研究成果反过来又促进了应用的深化，这些数据库技术产品及其延生产品是将两者很好结合的媒介。可以认为，当前信息技术应用领域中的任何信息系统或应用系统都已离不开数据库技术及数据库管理系统的支持。本书虽力求完整，但也只能就技术发展的主要内容进行讨论。本书各章内容具有独立性，自成体系，全书力求保持系统性和连贯性。

本书由北京航空航天大学李昭原教授任主编，负责对全书内容进行统编；中国科学院研究生院罗晓沛教授任主审，负责对全书内容进行统审，中国石油大学马玉书教授参加了第2、9、10、11章的编审工作和有关编审活动。参加编著的人员有：中国人民大学王珊教授（第1章）；辽宁科技大学马垣教授（第2章）；中国科学院数学所周龙骧教授、中国人民大学杜小勇教授（第3章）；贵州大学王翰虎教授、陈梅副教授(第4章)；武汉大学彭智勇教授（第5章）；北京大学刘云峰博士、王腾蛟副教授、杨冬青教授、唐世渭教授、孙令波博士（第6章）；复旦大学周傲英教授（第7章）；中国石油大学马玉书教授（第8章）；北京大学何新贵院士、中山大学汤庸教授、南京航空航天大学秦小麟教授、中国科技大学金培权副教授（第9章）；西北工业大学李战怀教授、陈世亮讲师、广西大学刘连芳教授、华中科技大学刘云生教授（第10章）；郑州大学范明教授、四川大学唐常杰教授（第11章）；东北大学于戈教授、杨晓春副教授（第12章）; 北京航空航天大学李昭原教授、徐玮博士、刘瑞副教授（第13章）；南京大学徐洁磐教授（第14章）；华北计算所马应章教授（第15章）；北京航空航天大学李昭原教授（第16章）. 

中国计算机学会数据库专业委员会主任王珊教授对本书的编写工作给予了积极的支持和关心，在此表示衷心感谢。

本书编写过程中得到ORACLE中国有限公司黄玮女士、徐向东博士，SYBASE中国有限公司李岷先生、黄欣先生的积极支持和帮助，提供了大量的有关现代数据库产品的技术资料，特别是在第16章的编写中给予很大的支持，提出了很多宝贵意见。在此表示衷心感谢。

还要感谢清华大学出版社的领导对本书编写的积极支持和关心，特别是感谢责任编辑张瑞庆副教授的积极支持和工作。

北京航空航天大学研究生贾锦、王磊等同学作了大量的编辑排版等工作，对他们的辛勤劳动表示感谢。

本书采用统一大纲，分散编写，集中交流，集思广益与编审相结合的方式，力求全面、统一，但由于内容广泛，作者分散，并限于编审人水平，定有不完善、不妥当之处，请读者和专家批评指正。

第1章 数据库技术回顾和展望1

1.1 概述1

1.2 数据库发展的三个阶段2

 1.2.1 第一代数据库系统3

 1.2.2 第二代数据库系统4

 1.2.3 新一代数据库系统5

1.3 数据库系统发展的特点6

 1.3.1 数据模型的发展7

 1.3.2 数据库技术与相关技术相结合11

 1.3.3 面向应用领域的数据库新技术11

1.4 数据库技术发展趋势12

 1.4.1 数据来源和特性的变化12

 1.4.2 应用领域的变化13

 1.4.3 计算机硬件及相关技术的发展14

 1.4.4 当前若干研究热点15

 1.4.5 未来几年发展趋势预测19

参考文献23

第2章 数据库理论24

2.1 数据库理论发展历程及新的挑战24

2.2 值依赖及伪内涵26

 2.2.1 值依赖形式化定义27

 2.2.2 伪内涵28

 2.2.3 伪内涵计算方法28

2.3 概率关系模型29

 2.3.1 联合分布与边缘分布30

 2.3.2 合并与约束31

 2.3.3 概率关系代数32

2.4 序关系数据库理论35

 2.4.1 序关系模型35

 2.4.2 数据库的保序自同构35

 2.4.3 序代数及层次36

 2.4.4 非经典函数依赖38

2.5 时态数据模型40

 2.5.1 时间模型40

 2.5.2 数据模型41

 2.5.3 时态函数依赖42

参考文献44

数据库技术新进展（第二版） 第3章  数据库管理系统45

3.1 数据库系统、数据库管理系统和数据库45

3.2 数据库管理系统的分层体系结构45

3.3 数据库管理系统的用户接口层47

3.4 数据库管理系统的数据系统层49

3.5 数据库管理系统的存取系统层52

3.6 数据库管理系统的存储系统层54

3.7 数据库管理系统的存储结构56

3.8 数据库系统的结构58

3.9 数据库管理系统并发控制的实现60

 3.9.1 基于封锁的调度61

 3.9.2 基于时间戳的调度方法63

 3.9.3 适当修改写规则可以减少回退率64

 3.9.4 基于有效性检验的调度方法65

 3.9.5 多版本并发控制机制66

3.10 数据库管理系统的恢复技术66

3.11 数据库管理系统的查询优化70

3.12 数据库管理系统的索引技术73

参考文献75

第4章 分布式数据库76

4.1 第一代分布式数据库系统76

 4.1.1 概述76

 4.1.2 分布式数据库系统四层结构76

 4.1.3 数据分片和数据复制77

 4.1.4 分布式查询处理及其优化78

 4.1.5 分布式并发控制和可靠性协议79

4.2 新一代分布式数据库技术80

 4.2.1 分布式数据库系统结构80

 4.2.2 动态数据复制和缓存技术82

 4.2.3 分布式查询优化83

 4.2.4 高级事务模型84

 4.2.5 分布式内容管理85

4.3 多数据库系统86

 4.3.1 多数据库系统体系结构87

 4.3.2 模式集成88

 4.3.3 多数据库系统的查询处理及优化89

4.4 虚拟数据库90

 4.4.1 虚拟数据库管理系统体系结构92

 4.4.2 数据集成93

4.5 P2P数据管理技术94

 4.5.1 P2P数据管理体系结构95

 4.5.2 P2P资源管理96

 4.5.3 P2P分布式查询及优化96

 4.5.4 P2P数据管理系统实例100

参考文献102

第5章 面向对象数据库103

5.1 面向对象数据库概述103

 5.1.1 面向对象数据模型103

 5.1.2 面向对象数据库语言106

 5.1.3 面向对象数据库系统108

 5.1.4 面向对象数据库应用109

5.2 对象关系数据库112

 5.2.1 对象关系数据模型113

 5.2.2 对象关系数据库语言114

 5.2.3 对象关系数据库系统118

 5.2.4 对象关系数据库应用120

5.3 对象代理数据库122

 5.3.1 对象代理数据模型123

 5.3.2 对象代理数据库语言124

 5.3.3 对象代理数据库系统128

 5.3.4 对象代理数据库应用132

参考文献134

第6章 Web数据管理135

6.1 Web数据的提取与集成 135

 6.1.1 半结构化数据模型136

 6.1.2 Web数据提取技术137

 6.1.3 Web数据集成与共享142

6.2 XML数据管理 145

 6.2.1  XML数据模型 145

 6.2.2  XML数据的查询151

 6.2.3  XML数据的索引157

6.3 Web环境下基于XML的关系数据发布 163

 6.3.1 基于XML的关系数据发布的概述163

 6.3.2 基于XML的数据发布系统的体系结构165

 6.3.3 基于XML的关系数据发布方法166

参考文献170

第7章 流数据管理173

7.1 流数据管理的应用背景和特点173

 7.1.1 应用背景173

 7.1.2 流数据应用的特点174

7.2 流数据管理系统（DSMS）的体系结构176

 7.2.1 流数据管理系统的结构176

 7.2.2 流数据管理原型系统177

7.3 流数据上的概要数据结构维护186

 7.3.1 概要数据结构及其维护的理论基础186

 7.3.2 哈希方法187

 7.3.3 基于直方图的方法188

 7.3.4 基于抽样的方法190

 7.3.5 基于小波的方法191

 7.3.6 滑动窗口上的概要数据结构维护192

7.4 连续查询处理194

 7.4.1 流数据上的查询语言194

 7.4.2 查询执行195

 7.4.3 查询优化与调度197

 7.4.4 降载198

7.5 流数据上的数据挖掘199

 7.5.1 流数据挖掘与传统数据的不同199

 7.5.2 流数据上的频繁项和频繁项集维护200

 7.5.3 流数据上的聚类分析203

 7.5.4 流数据上的分类器构造205

 7.5.5 流数据上的突变检测与趋势预测208

 7.5.6 多条流数据上的监视与挖掘209

参考文献211

第8章 智能数据库217

8.1 智能数据库及其发展217

 8.1.1 智能数据库的定义与发展217

 8.1.2 演绎数据库与基于一阶谓词逻辑的知识库系统218

8.2 智能数据库系统的研究方向与发展趋势221

 8.2.1 人类知识系统存在的主要问题及其解决途径221

 8.2.2 扩大知识的表示形式与处理范围222

 8.2.3 推理方法与搜索策略的改进223

 8.2.4 知识库语言的改进与扩充229

 8.2.5 知识库的查询优化、智能检索和知识库校验算法研究230

 8.2.6 知识获取（机器学习）与知识发现234

8.3 智能数据库和智能信息系统的最新实现技术234

 8.3.1 基于计算智能的智能数据库与智能信息系统234

 8.3.2 网络计算与分布式智能数据库系统242

参考文献250

第9章 特种数据库（1) 251

9.1 主动数据库251

 9.1.1 主动数据库技术的发展和展望251

 9.1.2 主动数据库的应用领域253

 9.1.3 主动数据库的一般模型254

 9.1.4 主动数据库管理系统255

 9.1.5 基于主动数据库的应用系统257

9.2 模糊数据库257

 9.2.1 模糊数据的表示方法258

 9.2.2 各种模糊数间的语义距离258

 9.2.3 模糊数据库的特征260

 9.2.4 模糊数据模型261

 9.2.5 模糊数据库管理系统263

 9.2.6 模糊数据库的发展小史和展望264

9.3 时态数据库265

 9.3.1 时态数据库的发展265

 9.3.2 时态数据库的基本概念266

 9.3.3 时态关系模型及语言268

 9.3.4 时态应用模式及热点课题272

9.4 空间数据库273

 9.4.1 空间数据模型274

 9.4.2 空间拓扑分析操作276

 9.4.3 空间数据结构与索引278

 9.4.4 空间数据库管理系统实现技术280

 9.4.5 三维空间数据库282

9.5 时空数据库283

 9.5.1 时空数据与时空数据管理283

 9.5.2 时空语义284

 9.5.3 时空数据模型284

 9.5.4 时空数据库语言288

 9.5.5 时空数据的存储结构和索引289

 9.5.6 时空查询处理290

 9.5.7 时空数据库未来研究的若干方向291

参考文献291

第10章 特种数据库（2) 293

10.1 工程数据库293

 10.1.1 工程数据库的基本概念293

 10.1.2 工程数据模型296

 10.1.3 工程数据库语言300

 10.1.4 工程数据库管理系统300

 10.1.5 工程数据库中的版本管理方法302

 10.1.6 工程数据库应用实例305

10.2 多媒体数据库310

 10.2.1 多媒体技术310

 10.2.2 多媒体数据的管理与查询316

 10.2.3 多媒体数据的查询与检索320

10.3 实时数据库323

 10.3.1 实时数据库的发展323

 10.3.2 实时数据库的特征324

 10.3.3 实时数据库管理系统325

 10.3.4 实时数据库事务326

 10.3.5 实时事务处理328

 10.3.6 实时数据库的数据管理330

 10.3.7 实时数据库的I/O调度332

10.4 内存数据库333

 10.4.1 内存数据库的发展333

 10.4.2 内存数据库概念333

 10.4.3 内存数据库的关键问题334

 10.4.4 内存数据库组织336

 10.4.5 内存数据库的恢复340

参考文献342

第11章 数据仓库与数据挖掘344

11.1 数据仓库与联机分析处理344

 11.1.1 数据仓库和OLAP的产生背景344

 11.1.2 数据仓库344

 11.1.3 多维数据模型346

 11.1.4 OLAP操作350

 11.1.5 数据仓库的系统结构352

 11.1.6 OLAP操作的有效实现353

 11.1.7 多维数据建模实例--市场销售数据建模356

 11.1.8 数据仓库与Web357

 11.1.9 数据仓库与数据挖掘357

 11.1.10 数据仓库与OLAP技术的进一步发展358

11.2 数据挖掘359

 11.2.1 数据挖掘技术的产生和发展359

 11.2.2 数据挖掘与专家系统在哲学思想上的差别359

 11.2.3 数据挖掘技术的分类360

 11.2.4 关联规则挖掘的特点360

 11.2.5 基于基因表达式编程的知识发现364

 11.2.6 其他数据挖掘研究方向371

参考文献374

第12章 无线传感器网络中的数据管理376

12.1 无线传感器网络的应用376

12.2 无线传感器网络基本概念377

 12.2.1 无线传感器网络典型结构377

 12.2.2 无线传感器网络特点378

 12.2.3 无线传感器网络数据管理的特点379

12.3 以数据为中心的路由策略、数据存储和索引技术380

 12.3.1 以数据为中心的路由策略380

 12.3.2 以数据为中心的存储方法381

 12.3.3 索引技术382

12.4 数据模型与查询语言382

12.5 无线传感器网络的查询处理383

 12.5.1 基于网内聚集的查询处理384

 12.5.2 基于网内连接的查询处理386

 12.5.3 近似查询处理386

 12.5.4 复杂查询处理389

12.6 无线传感器网络的数据清洗技术391

参考文献392

第13章 数据库应用开发方法与工具396

13.1 数据库应用开发方法与工具的发展396

13.2 基于构件的软件开发方法397

 13.2.1 构件模型397

 13.2.2 著名的构件开发方法402

 13.2.3 业务建模405

 13.2.4 构件设计408

 13.2.5 构件管理412

 13.2.6 构件组装413

 13.2.7 应用实例415

13.3 敏捷开发方法425

 13.3.1 敏捷开发原则426

 13.3.2 极限编程427

 13.3.3 SCRUM方法430

13.4 新一代数据库应用开发工具431

 13.4.1 数据库应用开发工具发展的特点431

 13.4.2 设计工具432

 13.4.3 开发（编程）工具436

 13.4.4 语义说明式产品线开发平台440

参考文献441

第14章 数据库安全442

14.1 信息安全与数据库安全442

 14.1.1 信息系统安全与信息安全442

 14.1.2 信息安全的基本概念443

 14.1.3 信息安全的均衡性原则444

 14.1.4 信息安全的发展历史445

 14.1.5 信息安全与数据库安全445

 14.1.6 数据库安全的研究目标与内容446

14.2 数据库安全的基本概念447

14.3 数据库安全中的基本理论451

 14.3.1 数据安全的存取控制模型的研究451

 14.3.2 数据库安全中的推理控制技术研究456

 14.3.3 数据库安全中的加密技术研究469

14.4 数据库的安全标准462

 14.4.1 TCSEC (TDI）标准463

 14.4.2 我国标准与TCSEC标准464

 14.4.3 SQL对数据库安全的支持464

 14.4.4 ORACLE对数据库安全的支持466

14.5 数据库安全系统的实现466

参考文献466

第15章 数据管理标准化468

15.1 数据管理标准技术的发展 468

 15.1.1 数据管理技术 468

 15.1.2 数据管理的标准化技术 470

 15.1.3 数据管理标准技术框架 471

15.2 数据库语言SQL标准 474

 15.2.1 SQL标准的发展 474

 15.2.2 SQL标准的内容 475

 15.2.3 SQL标准的应用与实现 476

15.3 多媒体数据管理标准 477

 15.3.1 多媒体数据管理标准概述 477

 15.3.2 ISO/IEC 13249-1:2002 框架 478

 15.3.3 ISO/IEC 13249-2:2003 全文本 478

 15.3.4 ISO/IEC 13249-3:2003 空间 478

 15.3.5 ISO/IEC 13249-5:2003 静态图像 479

 15.3.6 ISO/IEC 13249-6:2003 数据挖掘 479

 15.3.7 ISO/IEC SC32 WG4标准的应用 480

 15.3.8 多媒体数据管理标准的研究情况分析 481

15.4 元数据管理及其标准 481

 15.4.1 ISO/IEC 11179 信息技术--元数据注册 482

 15.4.2 ISO/IEC 14957 信息技术--数据元素符号的格式 483

 15.4.3 ISO/IEC 19773 信息技术--元数据模块 483

 15.4.4 ISO/IEC TR 20943 信息技术--元数据注册内容一致性

规程 483

 15.4.5 ISO/IEC 20944 信息技术--元数据注册一致性和绑定 484

 15.4.6 ISO/IEC 19763 信息技术--元模型互操作性框架 484

 15.4.7 关于元数据的其他标准 485

 15.4.8 元数据标准的应用 485

参考文献 486

第16章 数据库新产品简介 487

16.1 Oracle Database 10g 网格计算数据库 487

 16.1.1 网格计算概述 487

 16.1.2 Oracle全面支持网格计算488

 16.1.3 Oracle Database10g网格计算技术优势 49016.2 高性能数据库服务器--Sybase ASE 15.0 496

 16.2.1 数据库分区技术 496

 16.2.2 查询优化技术 497

 16.2.3 磁盘数据加密技术 499

 16.2.4 其他优势 499