《数据库基础学习》课件

数据库基础学习数据库是现代信息系统中不可或缺的重要组成部分本课程将从数据库的基本概念和原理开始,全面介绍数据库的种类、结构、查询语言以及设计和实现的基本方法,为后续深入学习数据库技术奠定坚实的基础数据库的定义与作用数据库的定义数据库的作用数据库的应用领域数据库是以结构化的方式存储和管理数据的数据库可以有效管理和存储大量数据,提供数据库广泛应用于各行各业,如电商、金融系统它提供了安全、可靠和高效的数据存快速查询和分析能力,支持多用户并发操作,、医疗、政府等,支持业务运营和决策分析储和访问机制并确保数据的一致性和安全性数据库的主要特点数据共享数据永久性12数据库允许多个用户共享和访数据库持久存储数据,确保数据问同一份数据,提高了数据利用的长期保存和可靠性率数据独立性数据冗余最小化34数据库可以独立于应用程序存数据库设计可以最大限度地减在,降低了数据与程序的耦合性少数据冗余,提高存储效率数据库发展历程年代19601主要采用网状和层次数据模型年代19702关系型数据库模型问世年代1980-19903关系型数据库广泛应用年代20004NoSQL数据库兴起数据库经历了从网状和层次模型到关系模型的发展,关系型数据库在数十年间广泛应用最近二十年来,随着大数据时代的到来,NoSQL数据库也应运而生,并与关系型数据库共同推动着数据库技术的不断进步数据模型概述数据模型定义数据模型分类数据模型作用数据模型特点数据模型是用于描述和表示现主要包括层次模型、网状模型数据模型指导数据库设计,确包括数据抽象、数据独立性、实世界数据结构的抽象概念、关系模型等它们各有特点保数据组织合理、查询高效数据结构、数据操作等不同它定义了数据对象、属性、关,适用于不同的应用场景合理的数据模型是实现数据共数据模型在这些特点上有所差系及其约束条件享和数据管理的基础异关系型数据模型基于关系代数和关系计算数据以二维表格组织关系型数据模型是基于数学的关关系型数据模型将数据组织成行系代数和关系计算而发展起来的,和列组成的二维表格,每个表格称具有理论基础牢固的特点为一个关系支持完整性约束数据操作灵活高效关系型数据模型可以定义各种完关系型数据模型提供了丰富的数整性约束,如实体完整性、参照完据操作语言,如SQL,可以高效地进整性和用户定义的完整性约束行数据查询、插入、删除和更新关系型数据库系统数据存储数据关系关系型数据库采用行列结构存储数据,关系型数据库支持表与表之间的多种数据以表格的形式组织,具有良好的数复杂关系,如一对

一、一对多、多对多据组织性和规范性等,具备强大的数据关系建模能力数据查询数据安全关系型数据库提供SQL语言作为标准关系型数据库具有完善的权限管理、查询语言,可以实现复杂的数据检索、事务控制、备份恢复等机制,能够确保分析和报表生成等功能数据的安全性和完整性语言概述SQL是什么？的主要功能语句格式SQL SQLSQLSQL（结构化查询语言）是一种专门用于SQL主要用于对数据库中的数据进行查询SQL语句由关键字、表名和字段名等组成,管理和操作关系型数据库的编程语言它提、插入、更新和删除等操作,同时还可以进语法结构清晰简单,可读性强,容易掌握和使供了丰富的语法和功能,能够实现对数据的行数据定义、数据控制和事务管理等用增、删、改、查等各种操作语句分类SQL数据定义语言数据操作语言DDL DML用于定义和管理数据库对象,如创用于对数据进行增、删、改、查建、修改和删除表、索引等等操作,是最常用的SQL语句数据控制语言数据查询语言DCL DQL用于管理数据库的安全性和访问用于检索和查询数据,是SQL语言权限,如授予和撤销权限中最复杂和最常用的部分数据定义语言DDL创建数据对象使用CREATE语句创建数据库、表、索引等基本数据对象修改数据结构使用ALTER语句修改数据对象的结构,如添加/删除列等删除数据对象使用DROP语句删除数据库、表、视图等数据对象数据操作语言DML插入数据更新数据删除数据查询数据使用INSERT INTO语句向使用UPDATE语句修改表中使用DELETE FROM语句使用SELECT语句从表中检表中添加新的行数据可以指现有的行数据可以设置具体从表中删除行数据可以根据索数据可以指定要返回的列定列名及值来完成插入操作的列值或根据条件更新特定条件选择要删除的行、数据条件、排序方式等数据控制语言DCL授权管理角色设置12DCL用于定义数据库用户的访DCL支持创建角色并将权限分问权限和安全级别,确保数据安配给角色,提高权限管理的灵活全性审核跟踪安全性保障34DCL语句可记录用户对数据库DCL确保数据库用户只能执行的各种操作,便于事后审核和监被授权的操作,保护数据安全控数据查询语言DQL语句子句1SELECT2WHERESELECT语句用于从数据库表WHERE子句用于根据指定的中检索数据可以选择所有列条件过滤查询结果提供了多或指定列进行查询种运算符和筛选条件3ORDER BY子句4聚合函数ORDER BY子句用于对查询聚合函数如COUNT、SUM结果进行排序,可以指定升序或、AVG等用于对查询结果进降序排列行数据统计和汇总计算完整性约束实体完整性约束参照完整性约束用户定义完整性约束确保每个表的主键列中的值是唯一且不为空确保外键列中的值要么为空,要么等于被参通过CHECK约束,允许用户定义任意的逻的,确保数据的唯一性和标识性照表中主键的某个值,维护表之间的关联关辑条件来确保数据的有效性和一致性系数据库设计范式第一范式第二范式第三范式BCNF规范所有数据都应该是原子性的，所有非主属性都应完全依赖于消除数据表中的传递依赖关系进一步强化第三范式的要求，每个属性都不可再分主键，不能产生部分依赖关系，确保各属性之间不存在依赖消除所有候选键之间的部分依关系赖关系数据库安全性访问控制数据加密对数据库用户进行身份验证和授对存储在数据库中的敏感数据进权管理,确保只有经过授权的用户行加密处理,防止未经授权的访问才能访问相应的数据和功能和泄露审计日志备份与恢复记录数据库的操作历史,便于追踪定期备份数据库,以便在系统故障和分析异常行为,提高安全性和可、数据丢失或被破坏时进行恢复,审查性保护数据安全数据库事务管理事务的定义事务的属性事务的控制锁机制事务是数据库中的基本操作单事务具有原子性、一致性、隔通过BEGIN、COMMIT和数据库使用锁机制来维护事务元,可以保证数据的完整性和离性和持久性ACID四大特ROLLBACK等SQL语句可的隔离性,包括共享锁和排他一致性它由一系列读写操作性,确保数据操作的安全可靠以手动控制事务的开始、提交锁合理使用锁可以提高并发组成,要么全部成功执行,要么和回滚性能全部失败回滚数据库备份与恢复完整备份1定期执行完整数据库备份，保留完整的数据快照差分备份2针对上次完整备份的变更部分进行备份日志备份3持续备份数据库的事务日志，以跟踪变更恢复程序4根据备份数据和日志，可以恢复到任意时间点数据库备份和恢复是确保数据安全的关键完整备份、差分备份和事务日志备份相辅相成，可以实现全面的数据保护当发生数据丢失或系统故障时，可以根据备份数据快速恢复数据到指定时间点，最大限度地减少损失数据库索引索引的作用索引的类型12索引可以大大提高数据库查询的效率,通过构建快速查找机制常见的索引类型包括B树索引、哈希索引、全文索引等,适用来加快数据检索速度于不同的查询需求索引的维护索引的限制34定期更新和优化索引是很重要的,以确保索引效率不会随时间索引也会占用额外的存储空间,对插入、更新和删除操作也会而降低产生性能开销数据库性能优化数据库索引SQL语句优化合理设计索引可以显著提高查询速度,分析SQL语句执行计划,优化复杂查询优化索引是性能优化的关键、避免全表扫描,可以大幅提升性能数据库参数调优硬件环境优化合理设置内存、缓存等参数,可以优化合理配置CPU、内存、磁盘等硬件资数据库的内部运行机制,提高整体性能源,可以提高整个系统的承载能力数据库管理工具数据库可视化工具性能监控与调优如MySQL Workbench、PostgreSQL pgAdmin等,提供图形化如Oracle EnterpriseManager、SQL ServerProfiler等,监控界面操作数据库,简化管理流程数据库性能,分析瓶颈,提升效率备份恢复管理SQL编码辅助如Navicat Backup、pgbackrest等,实现自动备份、定期恢复,保如DataGrip、SQLyog等,提供代码高亮、自动补全等功能,提升编护数据安全码效率常见数据库管理系统MySQL PostgreSQLOracle SQL Server开源免费的关系型数据库管理功能强大的开源关系型数据库行业领先的商业关系型数据库微软公司开发的关系型数据库系统,广泛应用于中小型网站和管理系统,支持SQL标准,适用于管理系统,支持大规模并发访问管理系统,与Windows系统集应用程序支持多种存储引擎复杂数据处理需求广泛应用和复杂查询,适用于大型企业信成度高,主要应用于Windows并提供优秀的性能和扩展性于政府、金融等领域息系统平台的中大型企业信息系统数据库简介MySQLMySQL是一款开源的关系型数据库管理系统,广泛应用于网站开发、移动应用等领域它以快速、稳定、安全著称,支持多种操作系统,拥有丰富的数据类型和多种存储引擎MySQL在全球有广泛的用户群,是企业和个人的主流选择之一MySQL由瑞典公司MySQL AB开发和维护,后被甲骨文公司收购它具有优秀的性能、高可用性和可扩展性,广泛应用于电子商务、自媒体、社交网络等行业作为行业领先的数据库系统,MySQL凭借其强大的功能和良好的社区生态,已经成为最流行的开源数据库之一数据库简介PostgreSQLPostgreSQL是一个功能强大的开源关系型数据库管理系统,支持多种数据类型和复杂查询,拥有出色的数据完整性和安全性它提供了丰富的扩展功能,如地理信息、全文搜索、大对象等PostgreSQL被广泛应用于企业级应用、政府系统、金融等领域与其他数据库相比,PostgreSQL以其高度的可靠性、可扩展性和标准兼容性而闻名,是构建企业级应用的理想选择它不断优化和创新,为用户提供卓越的数据管理体验数据库简介OracleOracle是全球领先的关系型数据库管理系统RDBMS之一其丰富的功能和出色的性能,使其广泛应用于企业级应用系统中Oracle提供完整的数据管理解决方案,涵盖数据库、中间件、业务智能等领域Oracle数据库拥有强大的可伸缩性、高可靠性和安全性,能够有效支持企业的大数据和云计算需求其丰富的编程语言支持和完备的管理工具,也使其成为开发者和管理员的首选数据库简介SQL ServerSQL Server是微软公司开发的一款强大的关系型数据库管理系统RDBMS它广泛应用于企业级应用程序,提供了卓越的性能、可扩展性和安全性特性SQLServer支持T-SQL语句,并集成了丰富的数据分析和报表工具SQLServer具有可靠的事务管理、强大的存储过程和触发器等功能,可以帮助企业高效管理和分析数据,支持企业IT系统的稳定运行数据库概述NoSQLNoSQL介绍NoSQL特点主要分类应用场景NoSQL数据库是一种非关系NoSQL数据库具有高可扩展常见的NoSQL数据库类型包NoSQL数据库广泛应用于社型数据库管理系统,旨在提供性、高可用性和高性能等特点括键值存储、文档数据库、列交网络、物联网、大数据分析灵活的数据存储和检索方式,,适用于处理海量非结构化数族数据库和图数据库等等领域,为企业提供灵活的数以满足大规模数据处理的需求据据管理解决方案数据库应用案例分析电商系统银行金融电子商务网站需要使用数据库管银行需要数据库来存储客户账户理客户信息、订单记录、库存等、交易记录、贷款信息等数据核心数据数据库支撑着整个业库在银行业务中扮演着关键角色务系统的运营社交媒体物流管理社交媒体应用大量使用数据库来物流公司使用数据库管理订单、存储用户信息、好友关系、帖文库存、运单等信息数据库在提内容等海量数据的有效管理需高物流效率和透明度方面作用重要强大的数据库支撑大未来数据库发展趋势可视化分析移动端应用云计算支持物联网应用数据可视化工具将在未来扮演随着移动设备的普及,针对移云计算技术将为数据库提供更海量的物联网设备产生的数据更重要的角色,使数据分析更动平台的数据库应用将日益重强大的计算和存储能力,实现将驱动数据库向更大规模和更加直观和易于理解要性能和安全性是关键按需扩展和弹性部署实时的方向发展本课程总结与思考全面回顾掌握关键技能12总结本课程涵盖的数据库基础重点掌握关系型数据库系统、知识,包括概念定义、特点、发SQL语言、完整性约束、数据展历程、数据模型等库设计等核心技能展望未来趋势结合实际应用34了解数据库技术的发展方向,如分析数据库在各行业的实际应NoSQL、云数据库等前沿技用案例,深化对数据库重要性的术的应用认识交流讨论QA在本次《数据库基础学习》课程中,我们已经全面地探讨了数据库的核心概念、发展历程、数据模型、查询语言以及各类数据库管理系统现在让我们进行深入的互动交流,解答大家在学习过程中遇到的疑问,并针对数据库未来的发展趋势展开讨论请踊跃提出您的问题,我将尽力为您解答。