《chp数据库原理》课件

数据库原理课程简介CHP本课程介绍CHP数据库的基本原理，旨在帮助学生理解CHP数据库的内部机制、数据模型和操作方式课程内容涵盖数据库的概念、关系模型、SQL语言、事务处理、索引和查询优化等重要主题数据库系统概述数据存储和管理数据模型数据库系统用于存储、管理和处理大量数据它提供数据组织、访问和数据模型定义数据结构、操作和约束，描述数据的组织方式不同的数安全机制，确保数据的完整性和一致性据模型适用于不同的数据类型和应用场景数据库系统可以有效地组织、存储和检索信息，满足各种应用需求数据模型简介数据模型的定义数据模型的分类数据模型是描述数据的结构•概念模型、操作和约束的抽象表示•逻辑模型它为数据库设计提供蓝图，•物理模型确保数据的一致性和完整性数据模型的作用数据模型帮助我们理解数据之间的关系、设计数据库结构，并定义数据的操作方式关系数据模型关系模型表结构主键约束关系模型是数据库中最常用的模型之关系模型使用表来存储数据，每个表每个表都必须有一个主键，用来唯一一都有一个唯一的表名标识表中的每行数据关系代数与关系演算关系代数关系演算12提供一组操作来处理关系，如选择、投影、连接使用谓词逻辑表达查询，方便用户描述查询等价性应用34关系代数和关系演算在表达能力上是等价的两者都用于数据库查询语言的设计关系数据库设计需求分析1理解业务需求,确定数据需求,明确数据之间的关系.概念设计2建立实体-关系模型E-R模型,描述数据结构,表达数据之间关系.逻辑设计3将E-R模型转换为关系模型,定义关系模式,选择数据类型,确定主键等.物理设计4选择存储结构,确定索引,优化数据库性能,提高数据安全性.数据定义语言DDL创建数据库创建表创建新的数据库实例，用于存储定义表结构，包括字段名称、数数据据类型和约束创建列添加主键定义表中的字段，指定数据类型指定表的主键，用于唯一标识每、长度、默认值等条记录数据操纵语言DML简介命令DML DML数据操纵语言DML用于对数据库中的数据进行操作，•INSERT:用于向数据库表中添加新记录包括插入、删除、修改和查询数据•DELETE:用于从数据库表中删除记录DML提供了一套命令，使您可以管理数据，例如添加新•UPDATE:用于修改数据库表中现有记录的数据记录、更新现有记录或删除不再需要的记录•SELECT:用于从数据库表中检索数据数据查询语言SQL结构化查询语言数据操作查询数据SQL是一种标准化的语言，用于管理SQL提供了多种操作数据的指令，例SQL的核心功能之一是查询数据关系型数据库中的数据如插入、删除、更新和检索数据视图虚拟表数据访问控制

11.

22.视图是基于基础表或其他视图可限制用户访问特定视图构建的虚拟表，不存数据，提高数据安全性储实际数据数据简化数据集成

33.

44.视图可以简化复杂查询，视图可将来自多个表的相方便用户操作关数据组合在一起，提供统一视图存储结构树形结构哈希表结构链表结构数组结构层次化组织数据，例如文件使用哈希函数将键映射到存节点包含数据和指向下一个连续存储数据，可随机访问系统储位置，快速查找节点的指针，可动态分配内，适合顺序存储存索引索引作用索引类型索引用于快速查找数据，加常见的索引类型包括B+树快查询速度索引类似于书索引、哈希索引、位图索引籍目录，通过索引可以快速等不同类型的索引适用于找到所需内容不同的场景索引使用索引需要根据实际需求进行设计和优化过度使用索引可能会降低数据插入和更新效率事务处理原子性隔离性持久性一致性事务是一个不可分割的工作多个事务并发执行时，相互事务一旦提交，其结果将永事务执行前后的数据状态必单元，要么全部执行，要么之间不会互相影响久保存，即使系统崩溃须保持一致，满足数据库的全部不执行完整性约束并发控制多用户访问数据冲突并发控制管理多个用户同时访问数据库它确保数据一致并发访问可能导致数据冲突，如丢失更新、脏读和不可重性和完整性复读并发控制机制解决这些问题数据库的恢复备份定期备份数据是恢复数据库的关键备份可以保存数据的完整副本，以便在发生数据丢失时进行恢复回滚回滚是指将数据库状态恢复到某个已知的时间点，通常通过恢复备份来实现恢复数据库恢复是指将数据库从故障状态恢复到正常状态，通常包括数据恢复、日志恢复等操作数据库安全性数据机密性数据完整性

11.

22.确保数据不被未经授权的保护数据免受意外或恶意访问或泄露修改数据可用性访问控制

33.

44.确保授权用户能够及时访限制用户对数据的访问权问所需数据限，并根据角色和权限进行管理数据库完整性实体完整性域完整性每个关系中的每个元组都必数据值必须符合预定义的类须有唯一标识符，保证数据型和范围，例如年龄必须为的一致性正整数，避免不合理数据参照完整性用户自定义完整性关联关系中，外键的值必须根据具体业务需求定义的约存在于主表中，确保数据关束，例如性别必须为“男”或系的正确性“女”，保证数据满足特定规则分布式数据库系统数据分布数据复制

11.

22.将数据库分散到多个物理将数据复制到多个节点，节点，提高数据可用性和提高数据可访问性和性能容错性分布式事务分布式查询

33.

44.确保多个节点上操作的一跨多个节点进行查询，并致性和完整性整合结果，提高数据访问效率数据仓库数据集成数据分析将来自多个数据源的数据整通过数据仓库中的数据进行合到一个集中式存储库中，分析，以获取有价值的信息并统一数据格式和洞察，为决策提供支持历史数据存储业务智能数据仓库存储长时间的历史利用数据仓库中的数据，构数据，方便进行趋势分析和建数据可视化和报表工具，预测帮助企业更好地了解业务情况对象数据库对象模型数据持久化应用场景对象数据库使用面向对象数据模型，对象数据库将对象状态和行为持久化对象数据库适用于需要存储复杂数据将数据存储为对象，支持复杂数据类到数据库，提供数据持久化机制和支持面向对象编程的应用场景，例型和继承如CAD/CAM、地理信息系统多媒体数据库丰富应用场景存储多样性多媒体数据库应用于图像检索、视频监控、数字图书馆等领域除了传统的文本和数字数据，多媒体数据库还可以存储图像、音频、视频等数据数据库系统的体系结构体系结构概述数据库系统由多个相互关联的组件组成，共同完成数据管理功能数据管理层负责数据的存储、组织、访问和维护，包括数据模型、存储结构、索引和事务处理等用户界面层提供用户与数据库系统交互的接口，包括命令行界面、图形用户界面和应用程序编程接口数据库管理系统的实现系统架构设计1定义数据库管理系统整体架构，包括模块划分、数据结构设计、接口设计等数据存储管理2实现数据存储和管理功能，包括数据组织、索引管理、事务处理、数据恢复等数据访问接口3提供用户访问数据库的接口，包括数据查询、数据更新、数据插入、数据删除等系统性能优化4对系统进行性能优化，包括查询优化、索引优化、并发控制优化等数据库管理系统实现是一个复杂的过程，需要考虑多种因素，例如数据模型、存储结构、数据访问方式、安全性和性能等数据库系统的设计需求分析确定数据库系统要解决的问题、所需数据、功能需求和性能需求概念设计建立数据库的概念模型，描述数据之间的逻辑关系，形成数据库的结构和约束逻辑设计将概念模型转换为具体的数据库模型，选择合适的数据库管理系统，并设计数据表的结构、字段和关系物理设计确定数据库的物理存储结构、索引、安全策略等，优化数据库的性能和效率数据库实现使用数据库管理系统创建数据库、表、索引等，并加载数据测试和维护对数据库进行测试，确保其功能和性能符合需求，并定期维护和更新数据库数据库系统的管理性能优化1索引、查询优化、数据压缩安全性管理2用户权限、数据加密、审计日志数据备份与恢复3定期备份、数据恢复、容灾机制数据库监控4资源使用、性能指标、故障报警系统维护5数据库升级、补丁安装、系统调优数据库系统的管理是一个复杂而重要的任务通过有效的管理，可以提高数据库的性能、安全性、可靠性和可用性，从而更好地满足用户的需求数据库应用案例电子商务平台社交媒体网站电子商务平台使用数据库社交媒体网站使用数据库存储产品信息、客户订单存储用户资料、帖子内容、支付记录等数据、评论、好友关系等数据这些数据用于商品搜索、订单处理、库存管理、用这些数据用于用户社交互户推荐等功能动、内容推荐、广告投放等功能数据库技术的未来趋势云计算人工智能云数据库服务为企业提供灵人工智能技术将增强数据库活性和可扩展性，降低了维的智能化程度，如自动优化护和管理成本、安全监控和数据挖掘边缘计算区块链边缘数据库将数据处理转移区块链技术将为数据库提供到更靠近用户的位置，减少更高的安全性和透明度，并延迟和提高效率促进数据共享和协作知识点总结数据库模型数据操作关系模型、层次模型、网状模型等SQL语言，包括DDL、DML、DQL等事务处理数据库系统ACID特性，并发控制，恢复机制等体系结构，管理系统，应用案例等实例讲解在本节课中，我们将深入探讨一些实际的数据库应用场景通过案例分析，您可以更好地理解数据库原理在实际项目中的应用•学生信息管理系统•电子商务网站•金融交易系统课程总结本课程系统地介绍了数据库系统的基本原理和技术涵盖了数据模型、关系数据库设计、SQL语言、事务处理、并发控制、数据库安全性等重要内容。