《介绍及应用》课件

数据库基础知识及应用数据库是用于存储和管理结构化数据的系统,广泛应用于各种领域通过学习数据库基础知识和典型应用,我们可以更好地理解和应用数据库技术数据库的基本概念什么是数据库？数据库的作用数据库的主要功能数据库的优势数据库是一种专门用于存储和数据库可以帮助企业或个人更数据存储、数据管理、数据查数据共享、数据一致性、数据管理数据的计算机软件系统好地管理和利用信息资源,提询、数据安全、数据备份等是安全性、数据永久性等是数据它可以有效地存储、组织和访高工作效率和决策能力数据库的主要功能库的主要优势问大量的数据数据库的组成部分数据模型数据库管理系统用户界面数据库采用特定的数据模型来组织和存储数数据库管理系统DBMS是一套管理数据库用户界面是数据库与用户之间的交互方式,据,如关系模型、文档模型、图数据模型的软件,提供数据定义、数据操作和数据控可以是命令行、图形界面或Web应用等形等这决定了数据的逻辑结构和物理存储方制等功能它是数据库的核心组成部分式用户通过界面与数据库进行数据存取和式管理操作数据库的特点数据集中管理数据独立性12数据库将所有数据集中存储和数据库可以提供数据和应用程管理,提高了数据的一致性和可序的逻辑独立性,降低因变化而靠性导致的系统维护成本多用户共享事务处理34数据库支持多用户同时访问和数据库提供事务机制,确保数据操作,提高了资源利用率和工作的完整性和一致性效率数据库的分类关系型数据库非关系型数据库以表格的形式储存数据,使用SQL采用键值对、文档、列族等灵活语言进行数据管理和操作如的数据模型,适用于大数据和高并Oracle、MySQL等发场景如MongoDB、Redis等内存型数据库分布式数据库将数据存储在内存中,提供高速访将数据分散储存在多个节点上,提问常用于缓存和实时数据分高可扩展性和容错性如析如Redis、Memcached等Cassandra、HBase等关系型数据库关系型数据库是基于关系模型的数据库管理系统它使用二维表格来存储和管理数据,具有强大的查询语言和数据操作能力关系型数据库广泛应用在企业信息系统、电子商务等领域,是当下最主流的数据管理解决方案之一关系型数据库的特点结构化数据数据完整性强大的查询能力并发控制关系型数据库中数据以二维表关系型数据库通过约束、事务关系型数据库支持复杂的查询关系型数据库支持多用户并发格的形式组织，具有行和列的等机制确保数据的一致性和完语言SQL，可以进行复杂的数据访问，可以保证数据的一致结构，遵循严格的数据模型整性检索和分析性关系型数据库的架构关系型数据库采用客户端-服务器架构,主要包括数据库管理系统DBMS、数据库及数据库应用程序三个部分DBMS负责管理数据存储、访问、安全等功能;数据库存储实际的数据;应用程序则通过DBMS访问并使用数据库中的信息这种架构设计可以实现数据共享、集中管理和高效访问,提高了数据利用效率和系统可靠性关系型数据库的操作语言语言数据定义语言SQL12关系型数据库最常用的操作语SQL包括数据定义语言DDL,用言是结构化查询语言SQL于创建、修改和删除数据库对SQL是一种专门用于管理关系象,如数据库、表格和索引型数据库的语言数据操作语言数据控制语言34SQL还包括数据操作语言SQL还有数据控制语言DCL,用DML,用于对数据进行增、于管理数据库的访问权限和安删、改、查等基本操作全性语言简介SQL的定义的主要功能的语法特点的发展历程SQL SQLSQL SQLSQLStructuredQuery SQL可以用于数据的增删改查,SQL语言采用英语单词和语句SQL语言最初由IBM公司研发,Language是一种专门用于管同时也支持数据库的定义、控的方式,语法简单易懂,操作直随后被ANSI和ISO等标准组织理关系型数据库的编程语言,制和事务处理等功能观,被誉为数据库语言界的英广泛采用和推广,成为数据库被广泛应用于数据库的操作和语管理的标准语言管理语句的分类SQL数据查询语句数据操作语句如SELECT语句，用于从数据库中检索如INSERT、UPDATE、DELETE语句，和读取数据用于对数据库中的数据进行增、删、改操作数据定义语句数据控制语句如CREATE、ALTER、DROP语句，用如GRANT、REVOKE语句，用于控制于定义数据库对象如表、视图、索引数据库对象的访问权限等语句SELECT基本语法1SELECT语句用于从数据库表中选取数据基本语法为SELECT列名FROM表名选择全部列2使用SELECT*FROM表名可以选取表中的所有列这在需要获取表中全部数据时很有用条件查询3可以在SELECT语句中使用WHERE子句来添加查询条件,仅返回满足条件的数据语句WHERE过滤数据行WHERE语句用于根据指定的条件筛选和过滤数据记录它限制了SQL语句所返回的数据范围支持多种条件WHERE语句可以使用各种比较运算符如=、、、LIKE等来定义过滤条件多个条件之间可以使用AND、OR进行组合支持子查询WHERE语句还可以包含子查询,从而实现更复杂的过滤需求子查询的结果作为主查询的过滤条件语句ORDER BY基本语法1SELECT列名FROM表名ORDER BY列名[ASC|DESC]排序方式2ASC升序排列（默认）DESC降序排列排序条件3可以对一个或多个列进行排序ORDER BY语句用于对结果集按照一个或多个列进行排序它可以按升序（ASC）或降序（DESC）对数据进行排序如果不指定排序方式，默认为升序排列使用ORDER BY语句可以灵活地对查询结果进行排序，方便用户查找所需数据语句JOIN内连接1基于列相等的匹配条件组合数据左连接2包含左表的所有行以及右表的相匹配行右连接3包含右表的所有行以及左表的相匹配行全连接4包含两个表的所有行JOIN语句用于合并两个或多个表中的相关列,返回一个结果集它根据指定的关联条件将行从一个表匹配到另一个表常用的连接类型有内连接、左连接、右连接和全连接这些连接方式在结果集的包含范围和处理方式上各有区别数据库的事务管理事务是数据库中最基本的工作单元,它确保了数据的完整性和一致性通过事务管理,可以保证对数据库的各种操作都具有原子性、一致性、隔离性和持久性,提高数据库的可靠性和稳定性事务的特性原子性一致性隔离性持久性事务作为一个整体,要么全部执事务执行前后,数据库的完整性事务之间相互独立,不会互相干事务一旦提交,其结果就是永久行成功,要么全部执行失败,不会约束不能被破坏,确保数据库从扰即使多个事务并发执行,数性的,不会因为系统故障而丢出现中间状态一个有效状态转移到另一个有据的一致性也不会受到影响失效状态事务的并发控制隔离性原子性事务之间要互相隔离,避免相互干事务要么全部执行成功,要么全部扰利用锁机制保证并发事务的回滚确保事务的完整性和一致隔离性性一致性持久性事务执行后,数据库从一个一致状已提交的事务对数据库的修改是态转移到另一个一致状态保证永久的,不会因系统故障而丢失数据的完整性事务的隔离级别读未提交读已提交12事务可以读取其他事务尚未提事务只能读取已提交的数据,避交的数据,可能会出现脏读的问免了脏读,但可能会出现不可重题复读的问题可重复读串行化34事务在整个过程中读取的数据事务逐个顺序执行,避免了所有保持一致,避免了不可重复读的并发问题,但性能较差,一般作为问题,但可能会出现幻读最后的手段数据库备份与恢复数据库备份和恢复是数据库管理的关键操作,确保数据库的可靠性和稳定性备份可保护数据不受意外损坏或删除,恢复功能则可以在发生故障时迅速恢复数据本节将介绍数据库备份和恢复的重要性及具体步骤数据库备份的方式完全备份增量备份差异备份全面备份整个数据库,包含所有表、视图、仅备份自上次备份以来发生变化的数据,可备份自上次完全备份以来发生变化的数据,存储过程等,是最安全的备份方式,但备份时大幅缩短备份时间,但需要定期完全备份介于完全备份和增量备份之间可缩短备份间较长适用于初次备份或定期备份适用于日常运维中的增量数据备份时间,同时保证数据完整性数据库备份策略定期备份备份分层异地备份根据业务需求制定备份策略,定期备份数据全量备份、增量备份和差异备份相结合,提将备份数据复制到异地,保护数据不受本地库,保证数据的安全性高备份效率和还原速度自然灾害和人为破坏影响数据库恢复的步骤确定恢复范围确定需要恢复的数据范围,是整个数据库还是部分数据选择恢复方式根据备份情况,选择完全恢复或增量恢复等适当的方式执行恢复操作使用备份文件及恢复命令,将数据恢复到指定时间点验证恢复结果检查恢复后的数据是否完整、一致,确保恢复成功数据库的安全管理数据库安全是确保数据库系统持续可靠和安全运行的关键通过采取有效的安全策略和技术手段,可以防范各种安全威胁,保护数据库的机密性、完整性和可用性数据库安全的基本策略防范外部攻击强化身份认证严格访问控制定期备份数据利用防火墙、入侵检测系统等采用用户名密码、生物识别等针对不同用户角色设置精细的建立完整的数据备份机制,确技术手段,保护数据库免受黑多种身份验证方式,确保只有权限管理,限制用户对数据库保数据安全,并能在数据丢失客和病毒的攻击授权用户才能访问数据库的操作范围时快速恢复数据库访问控制角色权限管理用户身份验证通过定义不同角色的访问权限,可要求用户提供正确的用户名和密以有效控制用户对数据库的操作码进行身份验证,避免未经授权的权限,提高系统的安全性访问行级别权限审计跟踪可以针对特定表的特定行数据设记录数据库操作日志,便于事后追置访问权限,实现更精细的权限控查和审查,发现异常行为制数据库审计与监控审计跟踪异常检测系统记录对数据库的所有访问和操作,以确保数据的完整性和安全监控数据库活动,及时发现可疑操作和安全隐患,提高数据库安全性性行为分析报告生成分析用户访问模式和操作习惯,制定更精准的访问控制策略定期生成审计报告,方便管理员全面了解数据库安全状况数据库应用实例分享我们将分享几个成功的数据库应用案例,展示数据库在各行业的广泛应用从电商平台的订单管理,到金融行业的交易记录存储,再到政府部门的政策数据管理,数据库技术都发挥着关键作用这些案例充分展示了数据库的强大功能和广泛用途总结与展望综合回顾我们系统地学习了数据库的基础知识、数据库管理系统的架构设计、SQL语言的核心功能以及事务管理、备份与恢复、安全管理等关键技术未来发展随着大数据、云计算等新技术的发展,数据库管理系统也将经历不断的创新与变革,为企业提供更智能、高效的数据管理服务应用实践将所学知识应用到实际的数据管理场景中,不断提升自身的数据分析和处理能力,为企业数字化转型做出贡献。