openGauss数据库核心技术电子书

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前言

目录

第1章　数据库发展史

1.1　网状数据库和层次数据库

1.2　关系数据库

1.3　分布式数据库

1.4　云数据库

1.5　NoSQL数据库

1.6　NewSQL数据库

1.7　多模数据库

1.8　AI原生数据库

1.9　其他类型数据库

1.10　小结

习题

第2章　结构化查询语言

2.1　SQL语法

2.1.1　数据类型

2.1.2　表模式定义

2.1.3　数据完整性检查

2.1.4　插入、删除、更新数据

2.1.5　简单查询

2.1.6　连接操作

2.1.7　集合操作

2.1.8　聚集与分组操作

2.1.9　创建索引

2.1.10　视图与物化视图

2.1.11　访问控制

2.1.12　事务处理语句

2.2　存储过程和函数

2.2.1　存储过程的声明

2.2.2　存储过程的修改

2.2.3　函数的声明和修改

2.3　触发器

2.4　游标

2.4.1　声明游标

2.4.2　打开游标

2.4.3　使用游标

2.4.4　关闭游标

2.5　小结

习题

第3章　数据库设计和E-R模型

3.1　关系代数

3.1.1　关系代数的由来

3.1.2　关系代数运算符

3.1.3　关系代数与SQL的转换

3.2　数据库设计

3.2.1　数据库设计概述

3.2.2　数据库设计的特征

3.2.3　实体联系模型：E-R模型

3.2.4　数据库设计流程

3.2.5　数据库设计中的规范化设计

3.3　数据库约束

3.3.1　数据完整性

3.3.2　约束操作

3.3.3　非空约束

3.3.4　唯一约束

3.3.5　主键约束

3.3.6　外键约束

3.3.7　条件约束

3.4　小结

习题

第4章　数据库未来发展趋势

4.1　新硬件驱动的数据库（鲲鹏+昇腾）

4.1.1　处理器架构对数据库系统带来挑战与机遇

4.1.2　异构处理器高速发展为数据库系统创新提出新方向

4.2　新应用驱动的数据库（5G、车、终端云）

4.2.1　5G及其相关应用对数据库系统带来的挑战与机遇

4.2.2　自动驾驶汽车对数据库系统带来的挑战与机遇

4.2.3　终端云对数据库系统带来的挑战与机遇

4.3　小结

习题

第5章　GaussDB架构

5.1　GaussDB发展历史

5.1.1　概述

5.1.2　GMDB内存数据库历史

5.1.3　GaussDB 100 OLTP数据库历史

5.1.4　GaussDB 200OLAP数据库历史

5.2　GaussDB架构概览

5.2.1　数据库架构变化

5.2.2　GaussDB关键技术架构

5.3　GaussDB 100 OLTP数据库架构

5.3.1　设计思想与目标客户

5.3.2　分布式强一致的架构

5.3.3　可插拔存储引擎架构

5.4　GaussDB 200 OLAP数据库架构

5.4.1　设计思想与目标客户

5.4.2　面向数据分析的高效存储和计算架构

5.4.3　分布式并行计算架构

5.4.4　并行数据加载

5.5　GaussDB云数据库架构

5.5.1　设计思想与目标客户

5.5.2　弹性伸缩的多租户数据库架构

5.6　GaussDB多模数据库架构

5.6.1　设计思想与目标客户

5.6.2　面向数据强一致的多模数据库系统架构

5.6.3　面向极致性能的多模数据库系统架构

5.7　小结

习题

第6章　面向鲲鹏和昇腾的创新架构

6.1　鲲鹏和昇腾简介

6.2　面向鲲鹏的创新架构

6.3　面向异构AI昇腾芯片的创新架构

6.3.1　昇腾AI芯片介绍

6.3.2　openGauss在昇腾AI芯片下的技术创新

6.4　智能芯片群调度模块

6.5　小结

习题

第7章　openGaussSQL引擎

7.1　SQL引擎概览

7.2　SQL解析

7.3　查询优化

7.3.1　查询重写

7.3.2　路径搜索

7.3.3　代价估算

7.4　小结

习题

第8章　openGauss执行器技术

8.1　openGauss执行器概述

8.2　openGauss执行引擎

8.2.1　执行流程

8.2.2　执行算子

8.2.3　表达式计算

8.3　openGauss执行器的高级特性介绍

8.3.1　编译执行

8.3.2　向量化引擎

8.4　小结

习题

第9章　openGauss存储技术

9.1　openGauss存储概览

9.2　openGauss行存储引擎

9.2.1　行存储引擎总体架构

9.2.2　行存储的基本模型与页面组织结构

9.2.3　行存储的多版本管理以及DML操作

9.2.4　基于CSN的MVCC机制

9.2.5　行存储的空间回收

9.2.6　行存储的共享缓存管理

9.2.7　并行日志系统设计

9.2.8　持久化及故障恢复系统设计

9.3　openGauss列存储引擎

9.3.1　列存储引擎的总体架构

9.3.2　列存储的页面组织结构

9.3.3　列存储的MVCC设计

9.3.4　列存储的索引设计

9.3.5　列存储自适应压缩

9.3.6　列存储的持久化设计

9.4　openGauss内存引擎

9.4.1　内存引擎的兼容性设计

9.4.2　内存引擎索引

9.4.3　内存引擎的并发控制

9.4.4　内存引擎的内存管控

9.4.5　内存引擎的持久化

9.5　小结

习题

第10章　openGauss事务机制

10.1　openGauss事务概览

10.1.1　显式事务和隐式事务

10.1.2　单机事务和分布式事务

10.2　openGauss事务ACID特性介绍

10.2.1　openGauss中的事务持久性

10.2.2　openGauss中的事务原子性

10.2.3　openGauss中的事务一致性

10.2.4　openGauss中的事务隔离性

10.3　openGauss并发控制

10.3.1　读-读并发控制

10.3.2　读-写并发控制

10.3.3　写-写并发控制

10.3.4　并发控制和隔离级别

10.3.5　对象属性的并发控制

10.3.6　表级锁、轻量锁和死锁检测

10.4　openGauss分布式事务

10.4.1　分布式事务的原子性和两阶段提交协议

10.4.2　分布式事务一致性和全局事务管理

10.5　小结

习题

第11章　openGauss安全

11.1　openGauss安全机制概览

11.2　openGauss安全认证

11.2.1　客户端配置信息

11.2.2　服务端认证方法

11.2.3　安全认证通道

11.2.4　RFC5802认证协议

11.3　openGauss角色管理机制

11.3.1　角色管理模型

11.3.2　三权分立模型

11.3.3　对象访问控制

11.4　openGauss审计与追踪

11.4.1　审计记录机制

11.4.2　审计追踪机制

11.4.3　统一审计

11.5　openGauss数据安全技术

11.5.1　数据加密算法

11.5.2　数据脱敏技术

11.5.3　透明加密技术

11.5.4　全程加密技术

11.6　openGauss云安全技术

11.6.1　IAM认证

11.6.2　安全chroot技术

11.6.3　防篡改技术

11.7　openGauss智能安全机制

11.8　小结

习题

附录A　习题答案

附录B　数据库相关列表

附录C　术语表

参考文献