CMU 15-445 数据库系统¶
课程概述
CMU 15-445 是卡内基梅隆大学 Andy Pavlo 教授主讲的数据库系统核心课程，是数据库领域最受欢迎的公开课程之一。课程系统讲解了数据库管理系统（DBMS）的内部实现原理，涵盖存储引擎、查询处理、并发控制、事务管理等关键主题。
本笔记 基于课程视频与课件整理，以中文为主，辅以代码示例和图解，适合作为复习参考或快速回顾。
学习目标¶
学完本课程应掌握的核心能力
- 关系模型：理解关系代数、SQL 语法、数据完整性约束
- 存储引擎：掌握页式存储、缓冲池管理、数据表示方式
- 查询处理：了解查询优化、执行计划、索引结构
- 事务管理：熟悉并发控制、恢复机制、ACID 语义
Lecture 导航¶
-
Lecture 1 — 关系模型与关系代数
数据库基础概念：关系模型（Relational Model）、主键/外键、DML 语言分类，以及关系代数核心操作（σ、π、∪、∩、×、⋈）。
-
Lecture 2 — 高级 SQL
DDL/DML/DCL 语句分类，聚合函数（COUNT、AVG、SUM）、GROUP BY / HAVING、字符串操作、日期函数、嵌套查询、输出控制（ORDER BY、LIMIT）。
-
Lecture 3 — 数据库存储（一）
存储层次结构（Registers → Network Storage）、Disk-Oriented DBMS、数据库页与堆文件组织（链表 vs 页目录）、Slotted Page 与 Log-Structured 布局。
-
Lecture 4 — 数据库存储（二）
文件组织（Slotted Pages、Log-Structured）、元组数据表示（Integer、Float、Decimal、String）、大值存储与外部存储方案。
参考资源
- 课程官网：CMU 15-445/645
- 视频：YouTube Andy Pavlo 频道
- 教材：Database Internals by Alex Petrov