数据库系统工程师教程（第3版）/全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试指定用书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王亚平，全国计算机专业技术资格考试办公室 编

图书标签:

• 数据库
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• 全国计算机技术
• 软件技术
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• 技术教程
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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302481577

版次：3

商品编码：12327339

包装：平装

丛书名： 全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试指定用书

开本：16开

出版时间：2018-04-01

用纸：胶版纸

页数：673

字数：930000

正文语种：中文

编辑推荐

数据库系统工程师教程（第5版）依据2018年审定通过的数据库系统工程师考试大纲大纲编写，涵盖数据库系统工程师（中级）岗位所要求的主要知识及应用技术。

通过数据库系统工程师考试的考生可以获得由人力资源和社会保障部、工业和信息化部认可的职业资格证书，本考试为中级资格认证。

内容简介

　　《数据库系统工程师教程（第3版）/全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试指定用书》作为计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试的中级职称的指定教材，具有比较专业的指导意义。《数据库系统工程师教程（第3版）/全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试指定用书》根据2018年审定通过的《数据库系统工程师考试大纲》的重点，阐述了14章的内容，考生在学习教材内容的同时，还须对照考试大纲认真学习和复习大纲的知识点。
　　《数据库系统工程师教程（第3版）/全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试指定用书》是在《数据库系统工程师考试大纲》的指导下，对《数据库系统工程师教程（第2版）》进行了认真修编，重写而成。

目录

第1章 计算机系统知识
1．1 计算机系统基础知识
1．1．1 中央处理单元
1．1．2 数据表示和校验
1．2 计算机体系结构
1．2．1 概述
1．2．2 存储系统
1．2．3 输入输出技术
1．2．4 总线结构
1．3 安全性、可靠性与系统性能评测基础知识
1．3．1 计算机安全概述
1．3．2 加密技术和认证技术
1．3．3 计算机可靠性
1．3．4 计算机系统的性能评价
1．4 多媒体基础知识
1．4．1 多媒体计算机系统
1．4．2 声音
1．4．3 图形和图像
1．4．4 动画和视频
1．4．5 虚拟现实

第2章 程序语言基础知识
2．1 程序语言概述
2．1．1 程序语言的基本概念
2．1．2 程序语言的基本成分
2．2 程序语言翻译基础
2．2．1 汇编程序基本原理
2．2．2 编译程序基本原理
2．2．3 解释程序基本原理

第3章 数据结构与算法
3．1 线性结构
3．1．1 线性表
3．1．2 栈和队列
3．1．3 串
3．2 数组和矩阵
3．3 树和图
3．3．1 树
3．3．2 图
3．4 常用算法
3．4．1 算法概述
3．4．2 排序
3．4．3 查找
3．4．4 递归算法
3．4．5 图的相关算法

第4章 操作系统知识
4．1 操作系统基础知识
4．1．1 操作系统的基本概念
4．1．2 操作系统分类及特点
4．1．3 操作系统的发展
4．2 进程管理
4．2．1 基本概念
4．2．2 进程的控制
4．2．3 进程间的通信
4．2．4 管程
……

第5章 网络基础知识
第6章 数据库技术基础
第7章 关系数据库
第8章 SQL语言
第9章 系统开发和运行知识
第10章 数据库设计
第11章 事务管理
第12章 数据库发展和新技术
第13章 标准化和知识产权基础知识
第14章 数据库案例分析

精彩书摘

第3章 数据结构与算法

数据结构是指数据元素的集合及元素间的相互关系和构造方法，结构就是元素之间的关系。在数据结构中，元素之间的相互关系是数据的逻辑结构。按照逻辑关系的不同将数据结构分为线性结构和非线性结构，其中，线性结构包括线性表、栈、队列、串，非线性结构主要包括树和图。数据元素及元素之间关系的存储形式称为存储结构，可分为顺序存储和链接存储两种基本方式。

算法与数据结构密切相关，数据结构是算法设计的基础，合理的数据结构可使算法简单而高效。

3.1 线性结构

线性结构的特点是数据集合中的元素之间是一种线性关系，数据元素“一个接一个地排列”，也就是一个序列。

3.1.1 线性表

线性表是指一个序列，常采用两种存储方法：顺序存储和链式存储，主要的操作是插入、删除和查找。

1．线性表的定义

一个线性表是n个元素的有限序列（n³0），通常表示为（a1, a2, …, an），其特点是在非空的线性表中：

（1）存在唯一的一个称作“第一个”的元素。

（2）存在唯一的一个称作“最后一个”的元素。

（3）除第一个元素外，序列中的每个元素均只有一个直接前驱。

（4）除最后一个元素外，序列中的每个元素均只有一个直接后继。

前言/序言

第3版前言

全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试实施至今已经历了二十余年，在社会上产生了很大的影响，对我国软件产业的形成和发展做出了重要的贡献。为了适应我国计算机信息技术发展的需求，人力资源和社会保障部、工业和信息产业部决定将考试的级别拓展到计算机信息技术行业的各个方面，以满足社会上对各种计算机信息技术人才的需要。

编者受全国计算机专业技术资格考试办公室委托，对《数据库系统工程师教程》一书进行改写，以适应新的考试大纲要求。在考试大纲中，要求考生掌握的知识面很广，每个章节的内容都能构成相关领域的一门课程，因此编写的难度很高。考虑到参加考试的人员已有一定的基础，所以本书中只对考试大纲中所涉及的知识领域的要点加以阐述，但限于篇幅所限，不能详细地展开，请读者谅解。

全书共分14章，各章节内容安排如下：

第1章主要介绍计算机系统基础知识、计算机体系结构以及安全性、可靠性和系统性能评测基础、多媒体基础知识。

第2章主要介绍程序设计语言的基本概念与基本成分，阐述了汇编程序、编译程序与解释程序的基本原理。

第3章主要介绍数据结构中线性结构、数组、矩阵、树和图的基本概念，阐述了查找和排序的基本方法和算法；算法设计与分析的基本概念等。

第4章主要介绍操作系统中进程管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理以及网络语嵌入式操作系统基础知识。

第5章主要介绍网络体系结构、网络互联硬件、网络协议与标准、Internet应用以及网络安全知识。

第6章主要介绍数据库系统的基本概念、数据模型、数据存储与查询、数据仓库与数据挖掘基础知识。

第7章主要介绍关系数据库基本概念、关系运算、元组演算、域演算、查询优化以及关系数据库设计基础理论。

第8章主要介绍SQL的功能与特点、SQL数据定义语言（表、视图、索引、约束）、 SQL数据操作语言（数据检索、数据插入/删除/更新）、创建与删除触发器、SQL数据控制语言（安全性和授权、事务处理）以及嵌入式SQL。

第9章主要介绍软件工程基础知识、面向对象的基本概念、面向对象程序设计与开发技术、讨论了面向对象分析与设计方法，介绍了软件系统设计、实施和运行维护方面的知识。

第10章主要介绍数据库应用系统设计过程涉及的内容，包括概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库系统实施、数据库运行维护与管理、性能调整以及用户支持。

第11章主要介绍事务的基本概念、并发控制和封锁协议、数据库备份与恢复、数据库的安全性与完整性。

第12章主要介绍分布式数据库基本概念与应用、网络环境下数据库系统的设计与实施、面向Web的数据库管理系统（DBMS）技术以及数据库系统的发展趋势。

第13章主要介绍标准化与知识产权基础知识。

第14章主要介绍数据库应用案例，重点介绍SQL应用案例和数据库设计应用案例。

本书第1～3章由张淑平编写，第4章由王亚平编写，第5章由严体华编写，第6～8章由王亚平编写，第9章由褚华编写，第10章由王亚平、苏向阳编写，第11章由王亚平编写，第12章由高海昌编写，第13章由刘强编写，第14章由王亚平编写，最后由王亚平统稿。

在本书的编写过程中，参考了许多相关的书籍和资料，编者在此对这些参考文献的作者表示感谢。同时感谢清华大学出版社在本书出版过程中所给予的支持和帮助。

因作者的水平有限，书中难免存在错漏和不妥之处，望读者指正，以利改进和提高。

编 者

2018年元月

《数据库系统工程师教程（第3版）》—— 架构、设计与实践的深度探索 本书并非一本简单的教材，而是为 aspiring 数据库系统工程师精心打造的知识盛宴，更是通往全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试（以下简称“考试”）成功之路的坚实阶梯。本书以其前瞻性的视角、精炼的理论、详实的案例和前沿的技术实践，全面覆盖了数据库系统工程师所需的核心能力，致力于培养具备深厚理论功底和卓越工程实践的专业人才。 第一部分：数据库系统基础原理与体系结构 本书的开篇，我们从数据库系统的基石——基础原理与体系结构——着手。这部分内容深入浅出地剖析了数据管理的核心概念，包括数据的组织、存储、检索、并发控制、事务管理以及数据恢复等关键环节。读者将在此阶段建立起对数据库系统运作机制的宏观认知，理解为何我们需要数据库，以及数据库如何高效、可靠地管理海量数据。 数据模型： 我们将详细介绍关系模型、网状模型、层次模型以及面向对象模型等经典数据模型，并重点阐述关系模型在现代数据库系统中的主导地位。读者将学习到如何通过实体-联系（E-R）模型进行概念设计，理解属性、实体、联系以及基数等概念，并掌握将其转化为逻辑模型和物理模型的过程。 关系代数与SQL： 关系代数作为关系模型的理论基础，本书将对其基本运算（选择、投影、连接、除法等）进行详尽讲解，并展示其与SQL查询语言之间的对应关系。SQL作为事实上的数据库标准查询语言，我们将深入探讨其 DDL（数据定义语言）、DML（数据操纵语言）、DCL（数据控制语言）和 TCL（事务控制语言）的各个方面，从基础查询语句到复杂的连接、子查询、聚合函数、窗口函数，再到存储过程、触发器和视图的创建与管理，力求让读者熟练掌握SQL的精髓。 数据库体系结构： 理解数据库系统的内部架构是构建高效系统的关键。本书将深入剖析数据库系统的多层体系结构，包括用户界面层、应用层、数据库管理系统（DBMS）核心层以及存储层。我们将详细解读存储引擎、查询处理器、事务管理器、日志管理器、缓冲管理器等核心组件的功能与协作方式，帮助读者理解数据库系统是如何将逻辑数据转化为物理存储，并高效地响应用户请求的。 文件组织与索引： 数据的高效检索离不开精妙的文件组织和索引策略。本书将介绍各种文件组织方式，如堆文件、顺序文件、哈希文件等，并重点讲解 B-tree、B+ tree、倒排索引等主流索引结构的工作原理，分析它们的优劣势，以及在不同场景下的适用性。读者将学习如何根据数据特点选择合适的索引，以优化查询性能。 并发控制与事务管理： 在多用户并发访问的环境下，保证数据的一致性和完整性至关重要。本书将深入探讨并发控制机制，包括锁机制（共享锁、排他锁、意向锁、粒度锁等）、时间戳排序、多版本并发控制（MVCC）等。同时，我们将详细讲解事务的 ACID 特性（原子性、一致性、隔离性、持久性），并深入研究实现这些特性的方法，如日志记录、检查点、恢复策略等，为读者构建健壮的事务处理系统奠定基础。 数据库恢复： 数据丢失是灾难性的，因此可靠的数据库恢复机制是必不可少的。本书将全面介绍数据库恢复的原理和技术，包括日志文件（重做日志、回滚日志）、检查点、延迟写策略等。读者将学习如何利用这些机制来应对系统故障、介质故障等各种意外情况，确保数据的安全与可用。 第二部分：数据库设计与开发实践 在掌握了数据库系统的基础原理后，本书将带领读者进入数据库设计与开发的实际应用层面。这部分内容注重理论与实践的结合，通过实际案例的讲解，帮助读者将抽象的数据库概念转化为可执行的系统设计。 数据库规范化： 规范化是关系数据库设计的重要原则，旨在消除数据冗余、提高数据独立性。本书将详细讲解第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）以及巴斯-科德范式（BCNF）等，并通过具体的例子演示如何进行规范化设计，避免异常情况的发生，如插入异常、删除异常和更新异常。 数据库设计流程： 本书将遵循业界成熟的数据库设计流程，从需求分析、概念设计、逻辑设计到物理设计，层层深入。读者将学习如何与业务部门沟通，准确理解业务需求，将其转化为数据模型；如何利用 E-R 图进行概念建模；如何将概念模型转化为逻辑模型，包括表、列、主键、外键、约束等的设计；最后，如何根据实际硬件环境和性能需求进行物理设计，包括文件组织、索引选择、分区策略等。 SQL性能优化： 编写正确的SQL只是第一步，如何让SQL运行得更快、更高效则是工程师的关键技能。本书将深入探讨SQL查询的执行计划，分析不同语句的性能瓶颈，并提供行之有效的优化技巧。内容包括：索引的正确使用与失效原因分析、查询语句的重写与简化、子查询与连接方式的优化、聚合与分组的效率提升、利用物化视图和分区表等高级特性。 存储过程与函数： 存储过程和函数是数据库中实现复杂业务逻辑、提高代码复用性和性能的重要手段。本书将介绍如何利用 SQL 存储过程和用户定义函数来实现业务规则的封装、数据的批量处理以及自定义的计算逻辑。我们将讲解变量、控制流（IF, WHILE, CASE）、游标等语法，并示范如何编写高效、可维护的存储过程和函数。 触发器： 触发器是一种特殊的存储过程，它能在特定的数据库事件（如 INSERT, UPDATE, DELETE）发生时自动执行。本书将讲解触发器的创建、修改和删除，并演示其在数据校验、日志记录、数据同步等方面的应用。 视图： 视图是一种虚拟表，其内容由查询定义。本书将介绍视图的创建、修改和删除，并阐述其在简化复杂查询、增强数据安全性以及提供逻辑数据独立性等方面的作用。 第三部分：数据库管理与维护 数据库系统的生命周期不仅仅在于设计和开发，更在于其后期的稳定运行和高效维护。本书的第三部分将聚焦于数据库管理与维护的关键技术，确保数据库系统能够持续、可靠地为业务提供服务。 数据库安装与配置： 本部分将指导读者掌握不同主流数据库管理系统（如 MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQL Server 等）的安装、基本配置以及参数调优。我们将详细介绍安装过程中的关键步骤，以及如何根据服务器硬件和业务负载进行合理的参数设置，为数据库的稳定运行打下基础。 备份与恢复策略： 可靠的备份与恢复是数据库灾难恢复的关键。本书将深入讲解各种备份类型（完全备份、增量备份、差异备份）和恢复策略，包括时间点恢复、介质恢复等。我们将分析不同备份方式的优缺点，以及如何根据业务需求设计合适的备份计划。 性能监控与调优： 数据库性能的劣化是导致应用响应缓慢的常见原因。本书将介绍各种性能监控的工具和方法，包括系统视图、性能视图、日志分析等。读者将学习如何识别性能瓶颈，并掌握相应的调优技巧，如索引优化、SQL 优化、参数调优、硬件升级等。 安全管理： 数据库安全是企业信息安全的重要组成部分。本书将全面讲解数据库安全策略，包括用户和角色的管理、权限控制、数据加密、审计机制以及防范 SQL 注入等常见安全威胁的措施。 高可用与容灾： 为了应对单点故障和自然灾害，构建高可用和容灾系统是现代数据库架构的重要课题。本书将介绍各种高可用技术，如主从复制、读写分离、集群（Active-Passive, Active-Active）等，以及容灾技术，如异地备份、数据同步等，帮助读者构建更具韧性的数据库系统。 数据库集群与分布式数据库： 随着数据量的爆炸式增长，单机数据库已无法满足需求。本书将介绍数据库集群的概念，以及常见的集群技术，如数据库分区（Sharding）和分布式事务。此外，还将初步探讨分布式数据库的架构和挑战，为读者迎接未来数据处理的趋势做好准备。 第四部分：考试导向与实战演练 本书的第四部分将紧密围绕全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试的要求，提供针对性的复习指导和实战演练。 考试大纲解读： 本部分将详细解读考试大纲，分析各知识点的权重和考察方式，帮助考生清晰了解考试的重点和难点。 历年真题解析： 通过对历年真题的深入剖析，本书将帮助考生理解命题思路，掌握解题技巧，熟悉考试的题型和难度。 模拟题与考前指导： 提供精心设计的模拟题，覆盖考试的各个知识点，帮助考生进行全面复习和查漏补缺。同时，提供实用的考前准备建议，帮助考生以最佳状态迎接考试。 综合案例分析： 结合前三部分的内容，本书将提供一系列综合性的数据库系统设计与开发案例，要求考生运用所学知识进行分析、设计和论证，全面提升解决实际问题的能力。 本书特色 体系全面： 覆盖了数据库系统工程师考试所要求的所有核心知识领域，从基础理论到高级实践。 深入浅出： 理论讲解清晰透彻，结合大量生动的例子和图示，帮助读者理解抽象概念。 实践导向： 注重理论与实践的结合，通过案例分析和技术演练，培养读者的工程实践能力。 考试针对性强： 紧密结合考试大纲，提供丰富的复习资源和解题技巧，是备考的理想选择。 前沿性： 关注数据库领域最新的技术发展和趋势，为读者提供前瞻性的视野。 本书的目标是成为每一位有志于成为优秀数据库系统工程师的读者，以及每一位即将参加全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试的考生，不可或缺的学习伙伴和知识宝典。通过本书的学习，您将不仅能够轻松应对考试，更能为未来的数据库工程职业生涯奠定坚实的基础，成为一名真正具备实战能力的数据库系统工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节结构清晰，逻辑递进，但其内容深度和广度，让我觉得更像是为即将踏入数据库领域，或者希望在现有基础上进行系统性提升的专业人士准备的。我特别喜欢其在“数据库架构设计”这一章节的讲解。作者从宏观的角度，阐述了如何根据业务需求选择合适的数据库类型（关系型、NoSQL、NewSQL），以及如何进行数据库的垂直和水平扩展。书中对于微服务架构下如何设计和管理分布式数据库的挑战，以及常用的解决方案，例如CAP理论、BASE理论在实际应用中的考量，都有深入的讨论。我印象深刻的是关于数据一致性模型，作者详细对比了强一致性、最终一致性等不同模型在不同场景下的适用性，并给出了如何在实际系统中权衡和实现的建议。此外，对于数据库集群的搭建、维护和监控，包括主从复制、读写分离、分片等技术，书中都给出了详尽的操作步骤和注意事项。这本书对于我理解复杂数据库系统的内部机制，以及进行大规模、高可用数据库的架构设计，提供了非常宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的学生，正在为即将到来的计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试做准备，而这本书无疑是我最重要的参考资料之一。它的内容非常符合考试大纲的要求，涵盖了从数据结构、算法基础到高级数据库理论和实践的各个方面。在备考过程中，我发现书中对“数据库管理员（DBA）”和“数据库工程师”的核心技能要求进行了详细的讲解，这让我对未来的职业发展有了更清晰的认识。我尤其感谢书中提供的“考点分析”和“模拟试题”部分，这些内容极大地帮助我梳理了知识重点，并检验了我的学习成果。书中关于数据库系统的生命周期管理，包括需求分析、设计、开发、测试、部署、维护等各个阶段的流程和关键点，都进行了清晰的阐述，这对于理解整个项目开发过程至关重要。此外，书中还涉及到了项目管理和质量保证的一些基本概念，虽然不是数据库核心内容，但对于整体的工程师素养的提升非常有帮助。总而言之，这本书不仅是一本技术教材，更是一本实用的考试备考指南，为我的学习和考试之路提供了强大的支持。

评分☆☆☆☆☆

从一名实战派DBA的角度来看，这本书在“数据库系统工程师”这一职业定位上，做得非常到位。它不仅仅是知识的堆砌，更是能力的训练。我最看重的是书中关于数据库性能调优和故障排查的部分。在性能调优方面，作者深入讲解了SQL查询优化的策略，例如如何分析执行计划，识别慢查询，以及如何通过索引、分区、物化视图等手段提升查询效率。书中对于数据库参数的调优也有详细的指导，特别是针对一些常见数据库（如MySQL、PostgreSQL）的配置参数，给出了具体的建议和解释，这对于优化数据库的整体性能至关重要。在故障排查方面，书中列举了大量典型故障场景，并给出了系统性的排查思路和方法。比如，当遇到数据库CPU占用过高、内存溢出、磁盘I/O瓶颈等问题时，如何一步步定位问题根源，如何利用日志和监控工具收集信息，这些都是在实际工作中经验积累的宝贵财富。书中还强调了数据库的备份与恢复策略，包括不同备份方式的优缺点，以及如何进行灾难恢复演练，这对于保障业务的连续性至关重要。这本书就像是一位经验丰富的导师，在我的职业道路上提供了坚实的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排方式给我留下了深刻的印象，它不像很多技术书籍那样枯燥乏味，而是将复杂的概念用生动形象的比喻和清晰的逻辑流程串联起来。我在阅读过程中，尤其被其在数据仓库和数据挖掘部分的阐述所吸引。作者并没有简单地罗列算法和模型，而是从实际业务场景出发，讲解了如何构建数据仓库，包括ETL（Extract, Transform, Load）流程的设计和实现，维度建模的艺术，以及OLAP（Online Analytical Processing）技术的应用。在数据挖掘部分，从数据预处理、特征选择到各种经典算法（如决策树、聚类、关联规则挖掘）的原理剖析和应用，都做了详尽的介绍，并且提供了相应的Python代码示例，这对我来说是巨大的福音，我可以直接复制代码并进行实验，快速掌握这些技术。书中对数据可视化工具的提及和简单介绍，也为我后续的学习提供了方向。虽然我对某些算法的数学推导部分没有深入研究，但作者提供的直观解释和代码实现，已经足够让我理解其核心思想并在实际项目中使用。这本书不仅传授了知识，更培养了解决实际数据分析问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容涵盖了数据库系统的方方面面，从基础概念的讲解到高级技术的应用，都进行了深入的剖析。初学者可以从第一部分开始，逐步理解数据模型、关系代数、SQL语言等核心知识，书中提供了大量的示例和练习，帮助读者巩固理解。而对于有一定基础的读者，则可以跳过部分基础章节，直接进入数据库设计、事务管理、并发控制、恢复技术等更具挑战性的内容。我特别欣赏作者在讲解过程中，不仅仅停留在理论层面，而是紧密结合实际工程应用，例如在介绍索引优化时，详细阐述了不同索引类型（B-tree, hash index等）的适用场景、优缺点，以及如何根据查询模式进行选择，还提供了实际的性能调优案例分析，这对于我这样希望提升数据库性能的工程师来说，无疑是雪中送炭。书中对于数据库安全性的讨论也相当充分，包括用户权限管理、数据加密、审计机制等，这些都是实际工作中不可或缺的知识点。此外，对于分布式数据库和NoSQL数据库的介绍，虽然篇幅有限，但也为读者打开了新的视野，了解了这些新兴技术的基本原理和应用方向。总的来说，这本书是一本非常全面的数据库系统学习指南，无论是作为入门教材还是进阶参考，都具有很高的价值。

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新版实用

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