《常用数据库技术及其原理》课件

常用数据库技术及其原理欢迎来到《常用数据库技术及其原理》课程本课程将深入探讨数据库技术的基础知识，并介绍各种常用的数据库类型和应用场景课程介绍课程目标课程内容学习方式掌握数据库的基本概念、原理和应用涵盖关系型数据库、数据库、理论讲解、案例分析、实践练习NoSQL分布式数据库等数据库发展历程1960s1早期的文件系统和层次数据库1970s2关系型数据库的诞生，以为标准语言SQL1980s-1990s3关系型数据库的成熟，各种数据库管理系统出现至今2000s4数据库的兴起，应对互联网时代的挑战NoSQL数据库基本概念数据数据库描述客观世界的事物和现象存储和管理数据的集合数据库管理系统数据库系统用于创建、维护和访问数据库的软件由数据库、数据库管理系统和应用程序组成的整体数据模型简介层次模型网状模型数据以树状结构组织，有层次数据以网状结构组织，允许多关系对多关系关系模型面向对象模型数据以二维表格形式组织，是数据以对象的形式组织，支持最常用的模型复杂的数据结构关系数据模型表主键用于存储数据的二维表格唯一标识表中每条记录的字段关系约束表之间的关联关系限制数据值的规则语言基础SQLDDL数据定义语言，用于创建、修改和删除数据库对象DML数据操纵语言，用于插入、更新和删除数据DQL数据查询语言，用于查询数据DCL数据控制语言，用于管理数据库权限数据库完整性实体完整性1主键不能为空且唯一参照完整性2外键值必须与主表中的主键值匹配域完整性3每个字段的值必须符合预定义的数据类型事务处理原理原子性1事务中的操作要么全部成功，要么全部失败一致性2事务必须保证数据从一个一致状态转变到另一个一致状态隔离性3多个事务之间相互隔离，互不影响持久性4事务一旦提交，其结果将永久保存并发控制技术12锁机制时间戳机制通过锁来控制对数据的访问根据时间戳来判断数据的版本3乐观并发控制假设冲突发生的概率较低，只在提交时检查冲突存储结构与索引堆文件顺序文件索引数据无序存储，查找效率低数据按顺序存储，适合顺序访问加速数据检索的辅助结构查询优化器原理语法分析1检查语句的语法是否正确SQL语义分析2检查语句的语义是否正确SQL查询优化3选择最优的执行计划执行计划4将语句转换为可执行的步骤SQL数据库安全机制访问控制数据加密审计跟踪限制用户的访问权限保护敏感数据的安全性记录数据库操作日志数据库备份与恢复备份定期将数据库数据复制到其他存储介质恢复从备份中恢复数据，以应对数据丢失情况数据库简介NoSQL非关系型数据库高扩展性不采用传统的表结构，提供能够轻松扩展到处理海量数灵活的数据存储方式据高可用性提供高可用性，保证数据的持续可用列式数据库列存储数据仓库数据按列存储，提高数据压缩和查适用于大规模数据分析和报表询效率文档型数据库格式应用场景JSON使用格式存储数据，便于解析和处理适用于存储半结构化和非结构化数据JSON图数据库节点1表示数据对象边2表示节点之间的关系属性3描述节点和边的特性时序数据库时间序列数据监控和分析记录数据随时间变化的趋势适用于监控系统指标、分析用户行为等内存数据库数据存储在内存高性能访问速度快，适用于实时应用能够处理大量并发请求场景数据持久化可以将数据保存到磁盘，避免数据丢失云数据库服务云平台弹性扩展安全可靠提供数据库服务，无需自行管理硬件和可以根据需要调整数据库资源提供安全保障和数据备份服务软件大数据环境下的数据库数据规模处理海量数据数据类型支持各种数据类型，包括结构化、半结构化和非结构化数据数据速度能够快速处理数据，满足实时分析需求分布式数据库技术水平扩展1将数据分布到多个节点，提高性能数据复制2复制数据到多个节点，提高可用性分布式事务3保证跨节点操作的一致性数据仓库与数据挖掘数据仓库1用于存储和分析历史数据的系统数据挖掘2从数据中提取有价值的信息和模式人工智能与数据库12机器学习自然语言处理使用数据库数据训练机器学习模型使用数据库数据进行自然语言理解和生成3深度学习使用数据库数据进行深度学习模型训练数据库发展趋势云数据库数据库人工智能数据库NoSQL云数据库服务将成为主流数据库将继续发展和应用人工智能技术将与数据库技术融合NoSQL数据库应用案例分享电商平台社交网络存储商品信息、用户数据和存储用户信息、好友关系和交易记录帖子内容金融系统存储账户信息、交易记录和风险数据个人学习建议理论学习实践操作项目实践认真学习数据库基础知识，并阅读相关使用各种数据库管理系统进行练习参与数据库相关的项目，积累经验书籍课程总结与思考回顾回顾本课程所学内容展望展望数据库技术未来的发展方向答疑与交流欢迎大家提出问题，并积极参与讨论。