技术大牛成长课,从0到1带你手写一个数据库系统(超清完结)

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在计算机科学领域,数据库系统是至关重要的基础设施,它承载着许多应用程序的数据存储和管理任务。本文将带你走进数据库系统的奥秘,从零开始,一步步手写一个简单但完整的数据库系统。

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第一课:数据库基础

在我们开始动手写数据库之前,首先要理解数据库的基本概念和原理。我们将学习关系型数据库和非关系型数据库的区别,了解数据库的ACID特性(原子性、一致性、隔离性、持久性),以及常见的数据库模型(如关系模型、文档模型、键值模型等)。

第二课:存储引擎设计

数据库系统的存储引擎是其核心组件之一,它负责数据的存储和检索。在这一课中,我们将学习设计一个简单的存储引擎,包括数据页的管理、页面缓存、日志系统等。我们将使用C++语言来实现这些功能,并通过简单的例子演示其工作原理。

第三课:查询处理器实现

数据库系统的查询处理器负责解析用户的查询请求,并执行相应的操作。在这一课中,我们将学习设计一个简单的查询处理器,包括语法解析、查询优化、执行计划生成等。我们将使用自顶向下的递归下降方法来实现语法解析器,并介绍一些简单的查询优化技巧。

第四课:事务管理器设计

事务管理是数据库系统的另一个重要组件,它负责管理事务的提交、回滚和并发控制。在这一课中,我们将学习设计一个简单的事务管理器,包括事务日志、锁管理、MVCC(多版本并发控制)等。我们将介绍一些常见的并发控制算法,如锁粒度、两阶段锁协议等。

第五课:索引设计与优化

索引是数据库系统中提高查询性能的重要手段,它能够加速数据的检索和排序操作。在这一课中,我们将学习设计一个简单的索引结构,并介绍一些常见的索引优化技巧,如B树、哈希索引、覆盖索引等。我们将通过实例演示如何选择和创建合适的索引,以提高查询性能。

第六课:完善与测试

在数据库系统的最后一课中,我们将对之前实现的各个组件进行完善和测试。我们将介绍一些常见的测试方法,如单元测试、集成测试、性能测试等,以确保数据库系统的正确性和稳定性。最后,我们将总结课程内容,展望数据库系统的未来发展方向。

通过这六节课程的学习,你将深入了解数据库系统的原理和实现细节,掌握从零到一构建一个简单但完整的数据库系统的能力。无论是对于数据库系统的学术研究还是对于实际工程项目的开发,这都将是一次难得的成长之旅。


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