《核心数据库概览》课件

《核心数据库概览》本课程旨在全面介绍核心数据库的相关知识，帮助学员掌握数据库的基本概念、发展历程、体系结构、常用SQL语句以及数据库管理和性能优化等关键技能同时，还将深入探讨NoSQL数据库、分布式数据库系统、云数据库服务以及数据仓库等高级主题，为学员构建完整的数据知识体系通过本课程的学习，学员将能够胜任数据库设计、开发、管理和维护等工作，并具备应对复杂数据挑战的能力本课程内容丰富、案例实用，适合数据库管理员、开发人员、数据分析师以及对数据库技术感兴趣的学员课程目标掌握数据库基本概念1理解数据库的定义、特点、分类以及数据模型等核心概念，为后续学习打下坚实基础熟悉数据库发展历程2了解数据库技术从萌芽到成熟的演变过程，把握不同阶段的特点和代表性技术掌握语言SQL3熟练运用SQL语句进行数据查询、插入、更新和删除等操作，实现对数据库的有效管理掌握数据库管理与优化4学习数据库的备份与恢复、并发控制、性能优化等关键技术，确保数据库的安全稳定运行数据库的基本概念数据（）数据库（，）数据库管理系统（）Data DatabaseDB DBMS描述客观事物的符号记录，可以是数字长期存储在计算机内、有组织的、可共管理和维护数据库的系统软件，负责数、文字、图像、声音等，是数据库存储享的大量数据的集合，按照一定的模型据的组织、存储、管理、控制和维护，和处理的对象组织、描述和存储，具有较小的冗余度提供数据访问和操作接口、较高的数据独立性和易扩展性数据库的发展历程第一代层次网状数据库/1代表系统IMS，特点性能高，但结构复杂，难以维护第二代关系数据库2代表系统Oracle，MySQL，SQL Server，特点结构简单，易于理解和使用，但性能相对较低第三代数据库NoSQL3代表系统MongoDB，Redis，HBase，Cassandra，特点灵活、可扩展，适用于大数据场景，但缺乏事务支持第四代数据库NewSQL4代表系统CockroachDB，TiDB，特点兼顾关系数据库的事务支持和NoSQL数据库的可扩展性数据库体系结构用户界面层用户与数据库交互的接口，例如客户端应用程序、Web应用等应用层处理用户请求，执行业务逻辑，与数据库管理系统进行交互数据层存储和管理数据的核心层，包括数据库管理系统、数据库文件等关系型数据库基于关系模型的数据库具有特性ACID使用关系模型来组织和表示数据原子性（Atomicity）、一致性，数据以表格的形式存储，表格（Consistency）、隔离性（之间通过关系建立联系Isolation）、持久性（Durability），保证事务的可靠执行使用语言SQLStructured Query Language，结构化查询语言，用于对数据库进行操作和管理关系模型的基本概念关系（）属性（）元组（）Relation AttributeTuple一个表格，由行和列组表格中的每一列，描述表格中的每一行，代表成，每一列代表一个属了实体的某个特征，例一个具体的实体，例如性，每一行代表一个元如姓名、年龄等一个学生的信息组关系代数和关系演算关系代数关系演算一种抽象的查询语言，使用运算符来描述对关系的操作，例一种抽象的查询语言，使用谓词来描述查询的条件，例如元如选择、投影、连接、并、交、差等是一种过程化的查询组关系演算、域关系演算是一种非过程化的查询语言，只语言，需要指定操作的步骤需要指定查询的目标，不需要指定操作的步骤语言概述SQL结构化查询语言功能强大一种用于访问和管理关系数据可以进行数据查询、插入、更库的标准语言，是关系数据库新、删除、定义和控制等操作的事实标准，满足各种数据库应用的需求易于学习和使用语法简洁明了，容易理解和掌握，可以快速上手进行数据库操作语句的分类SQL（（DDL DataDefinition DMLData Manipulation））Language12Language数据定义语言，用于定义数据库的结构，数据操作语言，用于对数据库中的数据进例如创建、修改、删除数据库、表格等行操作，例如插入、更新、删除数据（）DCL（Data ControlLanguage）DQL DataQueryLanguage数据查询语言，用于从数据库中查询数据数据控制语言，用于控制数据库的访问权43，例如SELECT语句限和安全性，例如授权、回收权限语句介绍DDLCREATE ALTERDROP用于创建数据库、表格、索引等数据库用于修改数据库、表格的结构，例如用于删除数据库、表格等数据库对象，对象，例如CREATE DATABASEALTER TABLEusers ADDCOLUMN例如DROP DATABASEmydatabase;CREATE TABLEusers emailVARCHAR255;mydatabase;DROP TABLEusers;id INT,name VARCHAR255;语句介绍DMLINSERT UPDATEDELETE用于向表格中插入数据，例如INSERT用于更新表格中的数据，例如用于删除表格中的数据，例如DELETEINTO usersid,name VALUES1,UPDATE usersSET name=Jane FROM users WHERE id=1;John;WHEREid=1;语句介绍DCLGRANT REVOKE用于授予用户或角色对数据库对象的访问权限，例如用于回收用户或角色对数据库对象的访问权限，例如GRANT SELECTON usersTO user1@localhost;REVOKE SELECTON usersFROMuser1@localhost;数据库完整性约束实体完整性域完整性保证表格中的每一行（实体）保证表格中的每一列（属性）都有唯一的标识，例如主键约的值都符合预定义的类型和范束围，例如数据类型约束、CHECK约束引用完整性保证表格之间的关系是有效的，例如外键约束，确保引用的数据存在数据库索引提高查询效率降低更新效率占用存储空间索引是一种特殊的数据结构，可以加快索引会增加数据更新的开销，因为每次索引会占用额外的存储空间，需要根据数据查询的速度，类似于书籍的目录更新数据都需要更新索引实际情况进行权衡数据库事务开始事务执行操作124回滚事务提交事务3事务是一系列数据库操作的逻辑单元，要么全部执行成功，要么全部执行失败，保证数据的完整性和一致性数据库并发控制解决并发问题常见方法多个用户同时访问和修改数据库时，可能会出现数据不一致锁机制例如共享锁、排他锁，用于控制对数据的访问的问题，并发控制机制用于解决这些问题MVCC多版本并发控制，允许多个版本的数据同时存在，提高并发性能数据库备份与恢复备份将数据库的数据和结构复制到另一个存储介质，以防止数据丢失恢复在数据库发生故障后，使用备份的数据和日志将数据库恢复到正常状态备份与恢复是数据库管理的重要组成部分，用于保证数据的安全性和可靠性数据库管理用户管理存储管理创建、修改、删除用户，设置用管理数据库的存储空间，例如磁户的权限和角色盘空间、内存空间监控与维护监控数据库的运行状态，例如CPU、内存、磁盘I/O等，进行必要的维护操作，例如优化查询、清理垃圾数据数据库性能优化索引优化优化硬件优化SQL合理创建和使用索引，编写高效的SQL语句，升级硬件设备，例如避免过度索引避免全表扫描CPU、内存、磁盘I/O数据库简介NoSQL常见类型理论Not OnlySQL CAP一种非关系型数据库，适用于大数据场键值数据库、文档数据库、列式数据库一致性（Consistency）、可用性（景，具有灵活、可扩展的特点、图形数据库Availability）、分区容错性（Partition Tolerance），NoSQL数据库通常只能满足其中两个概述MongoDB文档数据库易于扩展以JSON格式的文档存储数据，支持水平扩展，可以轻松应对大具有灵活的数据模型数据量和高并发的需求适用场景Web应用、移动应用、大数据分析等概述Redis键值数据库高性能以键值对的形式存储数据，支持多种数据类型，例如字符串基于内存存储，读写速度非常快，适用于缓存、会话管理等、列表、集合、哈希表等场景概述HBase列式数据库高可靠性以列族的形式存储数据，适用于基于Hadoop平台，具有高可靠海量数据的存储和查询性和容错性适用场景日志存储、搜索引擎、数据仓库等概述Cassandra分布式数据库高可用性适用场景一种高度可扩展的分布式数据库，适用具有高可用性和容错性，可以保证数据社交网络、物联网、金融服务等于大规模数据的存储和查询的可靠存储分布式数据库系统数据分片数据复制分布式事务将数据分割成多个片段，存储在不同将数据复制到多个节点上，提高数据保证多个节点上的事务具有ACID特性的节点上的可用性和可靠性分布式数据库系统将数据存储在多个节点上，提高了数据库的可扩展性和可用性数据库中间件连接池读写分离分库分表维护一组数据库连接，减少连接数据库将读操作和写操作分离到不同的数据库将一个数据库或表格分割成多个部分，的开销服务器上，提高数据库的性能存储在不同的数据库服务器上，提高数据库的可扩展性云数据库服务弹性伸缩高可用性根据业务需求自动调整数据库的提供多种高可用性方案，例如数资源，例如CPU、内存、磁盘空据备份、故障转移间易于管理提供Web界面或API，方便用户管理数据库云数据库服务是一种基于云计算的数据库服务，具有弹性、高可用、易于管理的特点，可以降低数据库的运维成本数据仓库概述面向分析集成数据历史数据数据仓库用于支持决策分析，而不是事数据仓库从多个数据源集成数据，进行数据仓库存储历史数据，用于分析数据务处理清洗、转换和加载的趋势和模式大数据与数据仓库大数据海量、高速、多样、价值密度低的数据数据仓库面向分析的数据存储，通常用于存储和分析大数据大数据是数据仓库的数据来源，数据仓库是大数据分析的基础数据挖掘基础数据清洗数据转换124模式评估数据挖掘3数据挖掘是从大量数据中发现有用的模式和知识的过程，可以用于预测、分类、聚类等任务机器学习与数据库数据准备模型训练模型部署使用SQL或其他工具从数据库中提取数使用机器学习算法训练模型，例如线性将训练好的模型部署到数据库中，用于据，进行清洗、转换和特征工程回归、决策树、神经网络预测或分类数据可视化Tableau PowerBI D

3.js一种流行的数据可视化工具，可以创微软的数据可视化工具，可以与Excel一种JavaScript库，可以创建自定义的建各种图表和仪表盘和其他微软产品集成数据可视化图表数据隐私与安全数据加密访问控制数据脱敏使用加密算法对数据进行加密，防止数限制用户对数据的访问权限，防止未经对敏感数据进行脱敏处理，例如替换、据泄露授权的访问删除、加密数据治理数据标准数据质量数据安全数据生命周期数据治理是一系列策略和流程，用于管理组织的数据资产，确保数据的质量、安全和合规性数据资产管理识别数据资产评估数据资产保护数据资产数据资产管理是识别、评估和保护组织的数据资产的过程，确保数据资产的价值得到最大化数据质量管理数据准确性数据及时性数据完整性数据目录管理集中管理易于搜索提高效率数据目录是组织数据资产的元数据存储库，可以帮助用户发现和理解数据资产数据资产生命周期管理创建存储124归档使用3数据资产生命周期管理是从数据资产的创建到销毁的整个过程的管理，确保数据资产的有效利用和安全管理数据安全与合规法律法规行业标准内部策略数据安全与合规是确保组织的数据资产符合法律法规、行业标准和内部策略的要求，防止数据泄露和滥用数据伦理透明性公平性责任性数据伦理是指在数据收集、处理和使用过程中遵循的道德原则，确保数据的使用符合社会价值观和伦理规范数据分析能力建设培训工具12流程3数据分析能力建设是指提高组织的数据分析能力，包括人员培训、工具选择和流程优化，从而更好地利用数据进行决策数据分析工具介绍Python RSQL案例分享与讨论金融风控电商推荐总结与展望本课程全面介绍了核心数据库的相关知识，希望能够帮助学员掌握数据库的基本概念、发展历程、体系结构、常用SQL语句以及数据库管理和性能优化等关键技能随着大数据时代的到来，数据库技术也在不断发展，未来数据库将更加智能化、自动化、云原生化，希望学员能够持续学习，不断提升自己的技能，适应未来的发展趋势。