کتاب Database System Concepts

بی‌شک یکی از بهترین کتاب‌های حوزه دیتابیس کتاب Database System Concepts می‌باشد که این شاه‌کار توسط آقای Abraham Silberschatz و همکارانش نوشته شده است. این کتاب دیدی بسیار عمیق درباره مسائل دیتابیس و موضوعات حول آن به شما می‌دهد که بسیار و بسیار زیاد در درک و به کارگیری مطالب به شما کمک می‌کند. در حال حاظر ویرایش هفتم Database System Concepts در اختیار شما قرار می‌گیرد و درضمن، به زبان انگلیسی می‌باشد که درک مطالب را برای خواننده بسیار بهتر می‌کند.

پیش‌نیاز‌ها : زبان انگلیسی، دانش مبانی کامپیوتر و به گفته کتاب، آشنایی با مطالب زیر مورد نیاز می‌باشد :

a basic data structures

computer organization

high-level programming language such as Java, C, C++, or Python

نکته : همانطور که در بالا آمده است باید با یکی از زبان های برنامه نویسی سطح بالای java ,C ,C++ ,Python آشنا باشید.

نکته : این کتاب فقط به صورت فایل PDF موجود می‌باشد که پس از خرید قابل دانلود می‌باشد.

مشخصات کتاب Database System Concepts :

زبان : انگلیسی

رنگ صفحات : رنگی

فرمت فایل : PDF ( قابل دانلود پس از خرید )

نویسندگان : Abraham Silberschatz، Henry F. Korth، S. Sudarshan

تعداد صفحات : 1373

تمرین دارد : بلی

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فصل‌ها و سرفصل‌ها :

Chapter 1 Introduction
1.1 Database-System Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Purpose of Database Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 View of Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4 Database Languages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.5 Database Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.6 Database Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.7 Database and Application Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.8 Database Users and Administrators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.9 History of Database Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.10 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
PART ONE RELATIONAL LANGUAGES
Chapter 2 Introduction to the Relational Model
2.1 Structure of Relational Databases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.2 Database Schema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.3 Keys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.4 Schema Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.5 Relational Query Languages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.6 The Relational Algebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.7 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Chapter 3 Introduction to SQL
3.1 Overview of the SQL Query Language . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.2 SQL Data Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.3 Basic Structure of SQL Queries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.4 Additional Basic Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.5 Set Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.6 Null Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.7 Aggregate Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
3.8 Nested Subqueries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.9 Modification of the Database . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3.10 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Chapter 4 Intermediate SQL
4.1 Join Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
4.2 Views . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
4.3 Transactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
4.4 Integrity Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
4.5 SQL Data Types and Schemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.6 Index Definition in SQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
4.7 Authorization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
4.8 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Chapter 5 Advanced SQL
5.1 Accessing SQL from a Programming
Language . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
5.2 Functions and Procedures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
5.3 Triggers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
5.4 Recursive Queries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
5.5 Advanced Aggregation Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
5.6 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
PART TWO DATABASE DESIGN
Chapter 6 Database Design Using the E-R Model
6.1 Overview of the Design Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
6.2 The Entity-Relationship Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
6.3 Complex Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
6.4 Mapping Cardinalities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
6.5 Primary Key . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
6.6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Removing Redundant Attributes in Entity
Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
6.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reducing E-R Diagrams to Relational
Schemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
6.8 Extended E-R Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
6.9 Entity-Relationship Design Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
6.10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Alternative Notations for Modeling
Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
6.11 Other Aspects of Database Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
6.12 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Chapter 7 Relational Database Design
7.1 Features of Good Relational Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
7.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Decomposition Using Functional
Dependencies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
7.3 Normal Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
7.4 Functional-Dependency Theory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
7.5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Algorithms for Decomposition Using
Functional Dependencies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
7.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Decomposition Using Multivalued
Dependencies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
7.7 More Normal Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
7.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Atomic Domains and First Normal
Form. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
7.9 Database-Design Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
7.10 Modeling Temporal Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
7.11 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
PART THREE APPLICATION DESIGN AND
DEVELOPMENT
Chapter 8 Complex Data Types
8.1 Semi-structured Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
8.2 Object Orientation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
8.3 Textual Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
8.4 Spatial Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
8.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Chapter 9 Application Development
9.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Application Programs and User
Interfaces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
9.2 Web Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
9.3 Servlets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
9.4 Alternative Server-Side Frameworks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
9.5 Client-Side Code and Web Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
9.6 Application Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429
9.7 Application Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
9.8 Application Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
9.9 Encryption and Its Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
9.10 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
PART FOUR BIG DATA ANALYTICS
Chapter 10 Big Data
10.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
10.2 Big Data Storage Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
10.3 The MapReduce Paradigm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
10.4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beyond MapReduce: Algebraic
Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
10.5 Streaming Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500
10.6 Graph Databases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508
10.7 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516
Chapter 11 Data Analytics
11.1 Overview of Analytics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
11.2 Data Warehousing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
11.3 Online Analytical Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
11.4 Data Mining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
11.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
PART FIVE STORAGE MANAGEMENT AND
INDEXING
Chapter 12 Physical Storage Systems
12.1 Overview of Physical Storage Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559
12.2 Storage Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562
12.3 Magnetic Disks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
12.4 Flash Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567
12.5 RAID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 570
12.6 Disk-Block Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577
12.7 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584
Chapter 13 Data Storage Structures
13.1 Database Storage Architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587
13.2 File Organization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588
13.3 Organization of Records in Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
13.4 Data-Dictionary Storage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602
13.5 Database Buffer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
13.6 Column-Oriented Storage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
13.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Storage Organization in Main-Memory
Databases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615
13.8 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619
Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621
Chapter 14 Indexing
14.1 Basic Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623
14.2 Ordered Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625
14.3 B+-Tree Index Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634
14.4 B+-Tree Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650
14.5 Hash Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658
14.6 Multiple-Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661
14.7 Creation of Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664
14.8 Write-Optimized Index Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665
14.9 Bitmap Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670
14.10 Indexing of Spatial and Temporal Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
14.11 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679
Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683
PART SIX QUERY PROCESSING AND
OPTIMIZATION
Chapter 15 Query Processing
15.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689
15.2 Measures of Query Cost. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692
15.3 Selection Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695
15.4 Sorting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701
15.5 Join Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 704
15.6 Other Operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719
15.7 Evaluation of Expressions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724
15.8 Query Processing in Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731
15.9 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736
Chapter 16 Query Optimization
16.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743
16.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transformation of Relational
Expressions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747
16.3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estimating Statistics of Expression
Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757
16.4 Choice of Evaluation Plans. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766
16.5 Materialized Views. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 778
16.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Advanced Topics in Query
Optimization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783
16.7 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794
PART SEVEN TRANSACTION MANAGEMENT
Chapter 17 Transactions
17.1 Transaction Concept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799
17.2 A Simple Transaction Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801
17.3 Storage Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804
17.4 Transaction Atomicity and Durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 805
17.5 Transaction Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807
17.6 Serializability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812
17.7 Transaction Isolation and Atomicity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819
17.8 Transaction Isolation Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 821
17.9 Implementation of Isolation Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823
17.10 Transactions as SQL Statements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826
17.11 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 828
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834
Chapter 18 Concurrency Control
18.1 Lock-Based Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835
18.2 Deadlock Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 849
18.3 Multiple Granularity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853
18.4 Insert Operations, Delete Operations, and
Predicate Reads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857
18.5 Timestamp-Based Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 861
18.6 Validation-Based Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866
18.7 Multiversion Schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 869
18.8 Snapshot Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872
18.9 Weak Levels of Consistency in
Practice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 880
18.10 Advanced Topics in Concurrency
Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883
18.11 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904
Chapter 19 Recovery System
19.1 Failure Classification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 907
19.2 Storage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 908
19.3 Recovery and Atomicity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 912
19.4 Recovery Algorithm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922
19.5 Buffer Management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 926
19.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Failure with Loss of Non-Volatile
Storage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 930
19.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . High Availability Using Remote Backup
Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 931
19.8 Early Lock Release and Logical Undo
Operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 935
19.9 ARIES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941
19.10 Recovery in Main-Memory Databases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 947
19.11 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952
PART EIGHT PARALLEL AND DISTRIBUTED
DATABASES
Chapter 20 Database-System Architectures
20.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 961
20.2 Centralized Database Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 962
20.3 Server System Architectures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963
20.4 Parallel Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 970
20.5 Distributed Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 986
20.6 Transaction Processing in Parallel and
Distributed Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 989
20.7 Cloud-Based Services. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 990
20.8 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 995
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 998
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1001
Chapter 21 Parallel and Distributed Storage
21.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003
21.2 Data Partitioning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1004
21.3 Dealing with Skew in Partitioning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1007
21.4 Replication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013
21.5 Parallel Indexing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1017
21.6 Distributed File Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019
21.7 Parallel Key-Value Stores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023
21.8 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1032
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036
Chapter 22 Parallel and Distributed Query Processing
22.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1039
22.2 Parallel Sort. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1041
22.3 Parallel Join. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043
22.4 Other Operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1048
22.5 Parallel Evaluation of Query Plans. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1052
22.6 Query Processing on Shared-Memory
Architectures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1061
22.7 Query Optimization for Parallel
Execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064
22.8 Parallel Processing of Streaming Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1070
22.9 Distributed Query Processing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1076
22.10 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1086
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1089
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093
Chapter 23 Parallel and Distributed Transaction Processing
23.1 Distributed Transactions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1098
23.2 Commit Protocols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1100
23.3 Concurrency Control in Distributed
Databases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1111
23.4 Replication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1121
23.5 Extended Concurrency Control
Protocols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1129
23.6 Replication with Weak Degrees of
Consistency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1133
23.7 Coordinator Selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1146
23.8 Consensus in Distributed Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1150
23.9 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1162
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1165
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1168
PART NINE ADVANCED TOPICS
Chapter 24 Advanced Indexing Techniques
24.1 Bloom Filter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1175
24.2 Log-Structured Merge Tree and
Variants. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1176
24.3 Bitmap Indices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1182
24.4 Indexing of Spatial Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1186
24.5 Hash Indices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1190
24.6 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1205
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1206
Chapter 25 Advanced Application Development
25.1 Performance Tuning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1210
25.2 Performance Benchmarks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1230
25.3 Other Issues in Application
Development. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1234
25.4 Standardization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1237
25.5 Distributed Directory Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1240
25.6 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1245
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1248
Chapter 26 Blockchain Databases
26.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1252
26.2 Blockchain Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254
26.3 Achieving Blockchain Properties via
Cryptographic Hash Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1259
26.4 Consensus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1263
26.5 Data Management in a Blockchain. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1267
26.6 Smart Contracts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1269
26.7 Performance Enhancement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1274
26.8 Emerging Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1276
26.9 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1279
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1280
Further Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1282
PART TEN APPENDIX A
Appendix A Detailed University Schema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1287
Index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1299
PART ELEVEN ONLINE CHAPTERS
Chapter 27 Formal Relational Query Languages
Chapter 28 Advanced Relational Database Design
Chapter 29 Object-Based Databases
Chapter 30 XML
Chapter 31 Information Retrieval
Chapter 32 PostgreSQL