《WZM数据库技术》课件

《数据库技术》WZM本课程介绍数据库技术，涵盖数据库基础知识、核心概念和实践应用WZM课程介绍课程目标课程内容本课程旨在帮助学生掌握数据库技术的基础知识和应用技能，为课程涵盖数据库基础知识、关系数据库模型、SQL语言、数据库未来的职业发展打下坚实基础设计、事务管理、数据库安全、数据库应用开发等内容了解数据库技术的原理、设计和应用，并能够运用数据库语言进并结合案例和实践项目，帮助学生深入理解数据库技术行数据管理和分析什么是数据库数据库是存储和管理数据的组织结构它是按照一定规则组织起来的、可共享的数据集合，可有效地存储、检索和更新数据数据库通常包含一系列表，每个表都包含特定信息，例如客户信息或产品信息数据库管理系统用于创建、维护和访问数据库DBMS DBMS提供了各种工具和功能，例如数据定义语言、数据操纵语DDL言和数据查询语言DML DQL数据库管理系统定义功能数据库管理系统（DBMS）是一它允许用户存储、组织、检索和种软件系统，它提供创建、维护管理数据，并确保数据的一致性和访问数据库的功能和完整性类型示例常见的类型包括关系型数一些流行的系统包括DBMS DBMS据库管理系统（）和非、、RDBMS MySQLOracle关系型数据库管理系统（和NoSQL PostgreSQLMongoDB）数据库模型层次模型网状模型关系模型面向对象模型树状结构组织数据，具有父子允许数据之间存在多对多关系数据以表格形式存储，使用关将数据和操作封装在一起，支关系适用于有明显层次结构，更灵活，但实现难度较大系代数进行操作目前最常用持复杂数据类型和继承机制的数据，例如文件系统的一种模型关系数据库概念关系模型关系代数12关系模型是使用二维表来表示关系代数是一种形式化的查询数据结构，每个表代表一个实语言，使用集合运算符来描述体类型，表中的行代表实体，数据库操作列代表属性关系操作数据完整性34关系操作包括选择、投影、连关系数据库中存在各种完整性接、并集、交集、差集等，用约束，例如实体完整性、参照于从数据表中提取数据并进行完整性和域完整性，用于确保运算数据的一致性和有效性基本语句SQL语句语句语句语句SELECT INSERTUPDATE DELETE用于从数据库中检索数据用于向数据库表中添加新数据用于修改数据库表中已存在的用于从数据库表中删除数据数据数据定义语言DDL定义数据库结构DDL用于创建、修改和删除数据库对象，例如表、视图、索引等控制数据类型指定数据表的字段名称、数据类型和约束条件，保证数据完整性管理数据权限分配用户访问数据的权限，控制对数据库的操作优化数据库性能使用索引和视图来提高查询效率，降低数据库负载数据操纵语言DML插入1将新数据添加到数据库表中更新2修改数据库表中已有数据删除3从数据库表中删除数据用于操作数据库中的数据，包括插入、更新和删除操作这些操作是数据库管理系统中最重要的功能之一，允许用户对数据库进行修DML改和维护数据查询语言DQL语句SELECT1用于从数据库表中检索数据子句WHERE2筛选符合特定条件的记录子句ORDER BY3对查询结果进行排序子句GROUP BY4对查询结果进行分组子句HAVING5筛选分组后的结果数据库设计原则一致性完整性确保数据的一致性，避免矛盾和错误信息数据定义和实际数据要维护数据的完整性，保证数据完整无误可以使用约束和校验规则保持一致来实现安全性可扩展性保护数据安全，防止未授权访问和数据丢失可以通过访问控制、数据库设计要考虑未来的扩展性，方便系统扩展和数据量的增长加密等手段来实现三范式理论第一范式第二范式1NF2NF12消除重复列，每个列都包含原满足1NF，并且所有非键属性子值都完全依赖于主键第三范式3NF3满足，并且所有非键属性不依赖于其他非键属性2NF数据库完整性约束数据一致性数据完整性保证数据准确可靠，维护数据库完整确保数据符合预期的约束规则，避免性错误数据进入实体完整性参照完整性每个关系表必须有一个主键，主键值外键值必须与主表中的主键值匹配或不能为空为空数据库索引加速数据访问索引类型索引就像书籍的目录，帮助快速定位特定常见的索引类型包括B树索引、哈希索数据索引建立在表中的一个或多个列上引、全文索引等不同类型的索引适用于，允许数据库快速查找满足特定条件的行不同的场景，需要根据实际需求选择合适的索引类型事务管理事务的概念事务特性事务管理机制并发控制ACID数据库事务是一系列操作的逻•原子性Atomicity事务管理机制负责协调事务的并发控制机制保证多个事务同辑单元，要么全部成功，要么执行，确保事务特性，防止并时访问数据库时不会相互干扰一致性•Consistency全部失败，以确保数据的一致发访问导致数据错误，保证数据的一致性隔离性•Isolation性和完整性持久性•Durability并发控制数据一致性事务隔离

1.

2.12多个事务同时访问共享数据时防止多个事务相互干扰，保证，确保数据的一致性和完整性每个事务独立执行锁机制乐观锁

3.

4.34对数据加锁，防止多个事务同在事务提交前检查数据是否被时修改同一数据修改，避免不必要的冲突数据库备份与恢复定期备份备份策略定期备份数据库数据，防止数据制定合理的备份策略，例如全量丢失，确保数据安全备份，增量备份等，提高备份效率恢复操作备份工具数据库出现故障时，使用备份数使用专业的数据库备份工具，例据快速恢复数据库，减少损失如MySQL的mysqldump工具，方便快捷数据库安全性数据完整性访问控制防止数据丢失、篡改或破坏限制用户对数据的访问权限数据加密网络安全使用加密技术保护敏感数据防火墙、入侵检测系统等保护数据库系统存储过程和函数存储过程函数存储过程是预编译的SQL语句和控制流语句的集合它们存储在函数与存储过程类似，也是预编译的代码块它们通常用于执行数据库服务器上，并在需要时执行特定的计算或数据操作，并返回一个结果存储过程可以接受输入参数，并返回输出结果它们可以用于简函数可以接受输入参数，但只能返回一个值它们可以用于简化化复杂的操作，提高效率，并确保数据完整性代码，提高可读性，并减少代码重复触发器自动执行代码事件驱动维护数据完整性数据库操作自动化触发器是在数据库表中发生特触发器由数据操作事件触发，触发器可以用来确保数据的完触发器可以简化数据库管理，定事件时自动执行的一段代码例如插入、更新或删除数据整性、一致性、安全性和业务并自动执行某些任务规则视图虚拟表视图是基于基础表或其他视图创建的虚拟表，用于简化查询和数据访问数据安全视图可以限制用户对数据的访问权限，提高数据安全性数据分析视图可以简化复杂查询，方便进行数据分析和报表生成游标什么是游标游标类型游标是数据库访问方式，允许程常见游标类型包括静态游标、动序逐行访问结果集中的数据态游标、可滚动游标、可更新游标游标提供了一种灵活的数据访问方式，可以按需获取和处理结果不同类型的游标具有不同的特性集中的数据，满足不同的应用场景使用游标游标通常用于循环访问结果集，逐行处理数据在处理大量数据时，游标可以提高性能，并降低资源消耗数据库连接池资源复用性能优化

1.

2.12连接池可重复使用已建立的连连接池可提高数据库操作的效接，减少创建连接的开销率，减少延迟和响应时间连接管理安全性增强

3.

4.34连接池可以有效管理数据库连连接池可以控制连接数量，并接，防止连接泄漏或耗尽提供连接池的访问控制机制，增强安全性编程JDBC连接数据库执行语句处理结果SQLJDBC提供标准接口连接数据使用PreparedStatement读取结果集，获取数据库执行SQL语句处理异常，关闭连接创建连接对象，获取连接设置参数，执行查询或更新操作数据库性能优化索引优化查询优化表结构优化服务器配置优化索引是提高数据库查询速度的避免使用不必要的子查询，使合理设计表结构，减少冗余数调整数据库服务器配置，例如关键，通过优化索引，可以显用索引加速查询，优化查询语据，优化数据存储方式内存、磁盘、连接池等，提高著提升查询效率句逻辑性能数据仓库概述数据仓库是一种面向主题的、集成的、非易失性的、时间维度的、面向分析的数据集合数据仓库用于支持组织的决策制定，通过整合来自多个数据源的数据，提供全面的数据视图数据挖掘基础数据挖掘从大量数据中发现隐含的、先前未知的、有价值的信息和模式它利用统计学、机器学习、数据库等技术，分析历史数据，预测未来趋势数据挖掘可以应用于各种领域，包括市场营销、金融、医疗保健、科学研究等大数据概要大数据通常是指规模巨大、类型多样、处理速度快的数据集合大数据技术能够从海量数据中提取有价值的信息，帮助人们更好地理解和分析世界大数据分析通常涉及多个步骤，包括数据采集、数据清洗、数据存储、数据分析、数据可视化等大数据技术的应用领域非常广泛，包括商业、金融、医疗、交通、教育等人工智能与数据库人工智能与数据库技术融合，催生了智能数据库系统该系统利用机器学习、深度学习等技术，提升数据分析、预测、决策能力例如，可以自动优化数据库性能，识别数据异常，实现自动数据清洗等功能AI未来数据库发展趋势云原生数据库分布式数据库数据库数据智能与分析NoSQL云原生数据库利用云计算的优分布式数据库将数据分散存储NoSQL数据库提供灵活的模数据库将进一步与人工智能、势，提供高可用性、弹性伸缩在多个节点，提高性能和可靠式和数据存储结构，满足多样机器学习和数据分析技术融合和低成本等优势性化的应用需求云原生数据库更易于部署、管分布式数据库能够处理海量数NoSQL数据库适应非结构化数据智能和分析功能将增强数理和扩展，适应快速变化的应据，适用于大数据分析和云计和半结构化数据，适用于社交据库的决策支持能力，提升应用场景算应用媒体、物联网和移动应用等场用价值景课程总结与展望回顾课程要点数据库技术是现代信息系统的核心基础展望未来发展云数据库、分布式数据库、大数据技术等提升学习能力持续学习、探索实践、不断提升数据库技能。