《数据库设计研》课件

数据库设计研讨会欢迎来到数据库设计研讨会，我们将在本研讨会中探讨数据库设计和管理的最佳实践by课程简介课程目标培养学生数据库设计与开发的专业技能课程内容涵盖数据库基础理论、设计方法、SQL语言等内容课程目标掌握数据库设计、开发、管理、应用的实用技能数据库概述数据管理系统数据模型12数据库是用于存储、管理和数据库使用数据模型来定义检索数据的系统，它提供了数据的结构、关系和操作，一个结构化的方式来组织和常见的模型包括关系模型、访问信息面向对象模型和层次模型数据完整性数据安全34数据库保证数据的准确性、数据库提供了安全机制，如一致性和完整性，防止数据访问控制、加密和备份，保丢失或错误，确保数据质量护数据免受未经授权的访问或破坏关系型数据库基础数据模型1关系模型，表结构，数据类型数据完整性2实体完整性，参照完整性，域完整性关系代数3集合运算，关系运算符，数据库查询SQL语言4数据定义语言，数据操纵语言，数据控制语言关系型数据库是目前最常用的数据库类型之一它以表格的形式存储数据，并使用关系代数来管理数据之间的关系了解关系型数据库的基础知识对于理解和使用数据库至关重要数据建模技术数据建模是指对数据进行分析、抽象和组织的过程，用于建立数据模型，描述数据的结构、属性和关系数据模型可以帮助我们理解数据，设计数据库系统，以及进行数据管理和分析概念数据模型1描述数据对象和它们之间的关系逻辑数据模型2将概念数据模型转换为特定数据库管理系统的逻辑结构物理数据模型3详细描述数据库的物理存储结构，例如表、索引和数据类型概念数据模型设计需求分析分析业务需求，确定数据范围、数据属性，并建立数据关系实体识别识别业务中的核心实体，并描述实体属性和联系关系建模使用E-R图描述实体和关系，并定义实体之间的联系类型模型优化优化数据模型，确保模型结构清晰、完整，并满足性能需求逻辑数据模型设计关系模式1逻辑数据模型通过关系模式表示数据结构关系模式定义了数据表中的属性、主键和外键，反映了实体类型之间的关系数据约束2逻辑数据模型还定义了数据约束，例如主键约束、外键约束、唯一约束、非空约束等，以确保数据的一致性和完整性数据类型3逻辑数据模型指定了每个属性的数据类型，例如整数、字符、日期等，以满足数据存储和操作的需要物理数据模型设计选择数据库系统定义数据类型根据项目需求选择合适的数据根据实际数据类型选择合适的库管理系统，例如MySQL、数据库数据类型，例如整数、Oracle、SQL Server等，并考浮点数、字符型、日期型等，虑其性能、成本、可扩展性等确保数据存储的准确性和效率因素设计表结构创建数据库和表设计数据表结构，确定表名、根据物理数据模型设计，使用字段名、数据类型、约束等，SQL语言创建数据库和数据表并考虑数据之间的关联关系，并设置索引等优化措施数据库规范化消除数据冗余提高数据完整性规范化可以减少数据冗余，节省存储空间，提高数据一致性规范化可以提高数据完整性，减少错误数据例如，规范化可以确保每个学生只有一个学号，避免重复记录例如，如果每个学生信息都包含学院名称，则会导致冗余数据规范化可以将学院信息存放在单独的表中，并通过外键关联到学生表数据完整性数据完整性确保数据质量数据完整性约束数据完整性是指数据库中数据的一致性数据完整性规则用于维护数据库中数据数据完整性约束通过定义数据规则来限、有效性和准确性的准确性和可靠性，防止错误数据的输制数据的范围、类型和关系，确保数据入和更新的准确性和一致性数据库事务管理原子性一致性隔离性持久性事务中的操作作为一个不可事务必须保证数据库从一个多个事务并发执行时，互不事务一旦提交，其对数据库分割的单位，要么全部成功一致性状态到另一个一致性影响，保持数据完整性和一的改变是永久的，即使系统，要么全部失败状态致性崩溃也不会丢失数据安全性访问控制数据加密12通过用户身份验证和授权，使用加密算法保护数据，即限制对数据库的访问权限使数据被窃取，也无法被读取备份与恢复安全审计34定期备份数据库，并制定恢记录所有数据库操作，以便复计划，以防止数据丢失识别和分析安全事件数据备份与恢复恢复策略制定数据恢复计划，确定恢复时间目标和恢复步骤定期测试恢复流程，确保其有效性备份策略数据库性能优化数据库性能优化是数据库设计的重要组成部分，可以提高数据库系统的效率和响应速度优化目标包括减少查询时间、提高数据吞吐量和降低系统资源消耗常见优化策略包括索引优化、查询优化、数据压缩、数据库缓存和硬件升级选择合适的优化策略取决于具体的数据库系统和应用场景例如，索引优化可以提高查询速度，但也会增加数据写入时间数据库应用案例分析电商平台商品信息管理、订单处理、用户数据分析等数据库存储商品信息、用户资料、订单记录等，并提供数据查询、更新、统计功能社交网络用户资料、社交关系、内容管理、推荐算法等数据库管理用户数据、好友关系、帖子、评论等，并支持数据搜索、推荐、分析等功能金融系统交易记录、账户信息、风险控制等数据库记录金融交易、客户信息、账户余额等，并进行数据安全、风险控制等处理医疗保健病历、诊断结果、药物信息等数据库存储患者信息、诊断记录、处方等，并提供数据查询、统计、分析等功能数据库设计项目实践团队合作需求分析项目组成员协作，分工明确，深入理解业务需求，明确数据共同完成数据库设计、开发和模型，设计数据库结构测试任务代码编写测试评估使用SQL语言编写数据库脚本进行数据库测试，验证数据完，创建表，定义约束，并进行整性、一致性和安全性数据操作语言基础SQL数据类型运算符常见的SQL数据类型包括整数、浮点数、字算术运算符、比较运算符、逻辑运算符等用符、日期等于数据操作保留字语法规则SELECT、FROM、WHERE等保留字是SQL SQL语句必须遵循特定语法规则，以保证代语句的核心组成部分码的正确性语句类型SQL数据定义语言DDL1创建、修改和删除数据库对象数据操作语言DML2插入、更新和删除数据数据控制语言DCL3控制数据库访问权限数据查询语言DQL4从数据库检索数据SQL语句类型根据其功能可分为四类数据定义语言DDL、数据操作语言DML、数据控制语言DCL和数据查询语言DQL数据查询数据检索1从数据库中获取所需数据数据筛选2根据特定条件过滤数据数据排序3对检索结果进行排序数据聚合4对数据进行统计分析数据查询是数据库管理系统（DBMS）的核心功能之一SQL语言是进行数据查询的主要工具，提供了丰富的查询语法和功能数据插入、更新和删除数据插入INSERT1将新数据添加到数据表中需要指定数据表和要插入的列值例如，将新学生信息插入到学生表数据更新UPDATE2修改数据表中已有数据需要指定数据表、更新的列和更新后的值，以及更新条件例如，修改学生表中某个学生的姓名数据删除DELETE3从数据表中删除数据需要指定数据表和删除条件例如，从学生表中删除某个学生的信息数据连接内连接1返回两个表中匹配的行，仅显示公共列左连接2返回左表中的所有行，即使右表中没有匹配的行，显示左表的所有列和右表的匹配列右连接3返回右表中的所有行，即使左表中没有匹配的行，显示右表的所有列和左表的匹配列全连接4返回两个表中的所有行，即使没有匹配的行，显示两个表的所有列子查询定义用途子查询嵌套在另一个查询中，用于获取子查询可用于筛选数据、计算汇总值或数据并将其用作条件或表达式创建更复杂的数据关系子查询的结果集作为主查询的输入子查询结果可以用于比较、过滤、分组或其他操作视图和存储过程视图存储过程12视图是基于基础表或其他视图的虚拟存储过程是预编译的SQL语句集合，表，提供数据的特定视角可提高代码可重用性和执行效率优势应用34视图和存储过程简化数据访问，提升在数据库应用开发中，视图和存储过数据安全性，提高代码可维护性程是实现数据封装和逻辑复用的重要工具事务处理原子性一致性隔离性持久性事务是一个不可分割的工作事务执行完成后，数据必须多个事务并发执行时，相互事务一旦提交，其对数据库单元要么全部成功执行，保持一致的状态，满足预期之间不会互相干扰，确保数的修改就是永久性的，即使要么全部失败回滚的完整性约束据的一致性系统崩溃也不会丢失数据权限管理数据库权限管理是保护敏感数据的重要手段它通过控制用户对数据的访问权限，确保只有授权人员才能访问和操作数据，防止数据泄露或被恶意篡改数据权限管理可以根据不同用户的角色和职责，分配不同的数据访问权限例如，管理员可以拥有所有数据的访问权限，而普通用户只能访问特定部门的数据数据库权限管理通常通过设置用户、角色和权限来实现用户是指实际使用数据库的人员，角色是定义一组用户权限的集合，权限则指用户对数据库对象的访问权限数据库应用综合案例电子商务系统社交网络平台例如，一个电子商务网站需要一个数据社交网络平台需要使用数据库来存储用库来存储产品信息、客户订单、支付记户信息、帖子、评论、好友关系等数据录等数据银行系统医疗信息系统银行系统使用数据库来存储账户信息、医疗信息系统需要一个数据库来存储患交易记录、客户资料等数据，确保数据者信息、诊断结果、治疗方案、药物信安全和可靠性息等数据总结与展望本课程深入探讨了数据库设计理论与实践，涵盖了数据建模、数据库规范化、事务管理等关键内容我们通过案例分析和项目实践，培养学生数据库设计能力展望未来，数据库技术将继续发展，例如云数据库、NoSQL数据库等学生需持续学习，掌握最新技术，以应对未来挑战。