《关系数据库基础》课件

关系数据库基础关系数据库是现代数据管理的核心概念之一它使用表格结构来组织数据，并提供结构化查询语言（SQL）来访问和操作数据什么是关系数据库数据结构化表格结构关系数据库将数据组织成表格形式，每个表关系数据库中的每个表格都由行和列组成，格称为关系行表示数据记录，列表示数据属性主键约束关系连接关系数据库使用主键来唯一标识每一行数据关系数据库使用外键来建立不同表格之间的，确保数据完整性和一致性联系，实现数据之间关联查询和操作关系数据库的特点数据结构化数据一致性数据独立性数据共享性数据以表格的形式组织，使用主键和外键约束保证数据独立性是指数据的逻多个用户可以同时访问和方便查询和管理关系模数据的一致性和完整性辑结构和物理结构的独立共享数据库中的数据通型使用二维表来表示数据关系数据库采用数据完整性关系数据库提供数据过使用不同的权限级别，，每个表代表一个实体性约束来确保数据的一致独立性，即使数据存储方可以控制用户对数据的访性，防止数据丢失或错误式发生变化，也不影响应问权限用程序对数据的访问关系数据库的组成数据表模式数据库管理系统数据表是关系数据库的核心，包含所有模式定义数据库的结构，包括数据表、DBMS用于创建、管理和访问数据库，数据，用于存储和管理信息列、数据类型和关系提供数据完整性、安全性和并发控制等功能数据表的概念数据表是关系数据库的基本组成部分它可以被看作是一个二维表格，包含了有关特定主题的数据表由行和列组成，行代表记录，列代表属性或字段每个字段都包含一个特定数据类型的值，例如数字、文本或日期每个数据表都有一个唯一的名称，用于标识它在数据库中的位置数据表是存储和管理数据的核心结构，也是关系数据库的核心概念数据库中的基本操作数据插入1INSERT语句将新数据行插入到表中，并指定要插入的列和值插入的数据必须与表结构一致，并满足约束条件数据更新2UPDATE语句修改表中已存在的数据行，根据条件筛选需要更新的行，并将特定列的值更改为新的值更新操作需要遵循数据完整性和一致性原则数据删除3DELETE语句从表中删除符合特定条件的数据行，并确保删除操作不会破坏数据完整性和一致性数据类型数值类型字符类型数值类型用于存储数值数据，例如整数、浮点数、货币等常用的字符类型用于存储文本数据，例如姓名、地址、描述等常用的字数值类型包括INT、FLOAT、DECIMAL等符类型包括CHAR、VARCHAR、TEXT等日期和时间类型布尔类型日期和时间类型用于存储日期和时间数据，例如生日、创建日期、布尔类型用于存储真假值，通常用于表示状态或判断条件常用的更新时间等常用的日期和时间类型包括DATE、TIME、DATETIME布尔类型包括BOOLEAN或BIT等主键和外键主键外键12用于唯一标识数据表中每一用于建立不同表之间关系的行记录的列或列组合，确保列或列组合，它引用了另一数据表中每一行数据都是唯个表的主键，以维护数据之一的间的完整性关系类型3一对

一、一对多、多对多，通过外键来关联不同表，实现数据关联和完整性数据库的规范化消除数据冗余规范化旨在减少数据冗余，避免数据不一致，提高数据完整性提高数据一致性规范化有助于确保数据在数据库中的一致性，防止数据更新时出现冲突优化数据库性能减少数据冗余可以提高数据查询速度，减少存储空间，提升数据库性能简化数据维护规范化简化了数据维护，减少了更新数据的操作，提高了数据维护效率数据库的设计原则数据一致性数据独立性保证数据完整性，避免数据重应用程序对数据的访问独立于复或矛盾，确保数据的一致性数据的存储方式，提高数据可.移植性和可维护性.数据安全性数据完整性通过数据访问控制和权限管理数据完整性是指数据的正确性，保护数据库安全，防止数据和可靠性，保证数据的准确性丢失或泄露.和一致性.语言概述SQL结构化查询语言数据操作数据查询数据库管理SQL是一种结构化查询语言SQL可以用于创建、修改和SQL的核心功能是数据查询SQL是数据库管理员的工具，用于管理和操作关系数据删除表，以及插入、更新和，可以检索、过滤和排序数，用于维护数据库的完整性库删除数据据，生成报表和性能语言的分类SQL数据定义语言数据操纵语言DDL DML12DDL用于创建、修改和删除DML用于插入、更新、删除数据库对象，例如表、视图和查询数据，例如SELECT和索引、INSERT、UPDATE和DELETE数据控制语言事务控制语言DCL TCL34DCL用于控制数据库访问权TCL用于管理事务，例如限，例如GRANT和COMMIT、ROLLBACK和REVOKE SAVEPOINT语句SELECTSELECT1指定要检索的列FROM2指定要检索的表WHERE3筛选符合条件的行ORDER BY4排序检索结果SELECT语句是关系数据库中最基础的查询语句它允许用户从数据库中检索特定数据条件过滤WHERE等值比较1使用“=”运算符范围比较2使用“”、“”、“=”、“=”模糊匹配3使用“LIKE”运算符空值判断4使用“IS NULL”或“IS NOTNULL”WHERE条件过滤用于筛选满足特定条件的数据行可以使用多种比较运算符，例如等值比较、范围比较和模糊匹配和GROUP BYHAVING分组1将数据按指定列的值分组聚合函数2统计每个分组的汇总信息筛选分组3根据指定条件过滤分组GROUP BY用于对结果集进行分组，然后对每个组应用聚合函数，例如SUM、AVG、COUNT等HAVING语句用于过滤分组，类似于WHERE语句对记录进行过滤连接查询JOIN123内连接左外连接右外连接INNER JOINLEFT JOINRIGHT JOIN返回两个表中匹配条件的记录，不返回左表的所有记录，即使在右表返回右表的所有记录，即使在左表匹配的记录被过滤掉中没有匹配的记录中没有匹配的记录、和INSERT UPDATEDELETEINSERT用于向数据库表中添加新数据行指定要插入的列名及其对应值UPDATE用于修改数据库表中已有数据行的值指定要修改的列名、新值以及条件DELETE用于从数据库表中删除数据行指定要删除的条件，可以删除整行或满足特定条件的行事务处理事务处理是数据库管理系统DBMS中的一个重要概念，它确保一组操作要么全部成功执行，要么全部失败这对于保持数据完整性和一致性至关重要原子性1事务中的操作要么全部执行，要么全部不执行一致性2事务执行后，数据库必须保持一致状态隔离性3多个事务之间相互隔离，不会相互影响持久性4事务一旦成功提交，其结果将永久保存在数据库中事务处理机制使用日志文件和锁来确保数据的一致性和完整性日志记录了所有事务操作，以便在发生错误时进行恢复锁机制防止多个事务同时修改相同数据，从而避免数据冲突索引及其应用定义类型索引是数据库系统中加速数据检索的一种数据结构它类似常见的索引类型包括B树索引、哈希索引、全文索引等，于书籍的目录，可以通过关键字快速定位到数据不同的索引类型适用于不同的场景作用应用索引能够显著提高查询速度，特别是在数据量庞大且频繁查索引广泛应用于各种数据库系统中，例如关系数据库、搜索询的情况下，能够有效地减少数据库服务器的负担，提高系引擎等，能够有效提升数据检索效率，满足用户对快速响应统性能的需求数据库安全性数据加密访问控制防火墙备份与恢复使用加密算法保护敏感数据限制用户访问权限，根据角阻止来自外部网络的恶意访定期备份数据库，以防数据，例如AES和RSA色和权限分配访问级别问，保护数据库服务器丢失，并制定恢复计划数据备份和恢复定期备份1防止意外数据丢失备份策略2全量备份、增量备份备份存储3本地存储、云存储恢复操作4还原数据库到指定时间点数据备份是保护数据的重要措施，定期备份可以防止意外数据丢失或损坏备份策略可以根据实际情况选择全量备份或增量备份备份存储可以采用本地存储或云存储，提高安全性恢复操作可以将数据库还原到指定时间点，恢复丢失的数据数据库的体系结构层级结构客户/服务器结构将数据库系统划分为多个层次客户端负责发出请求，服务器，每个层次负责特定功能，例负责处理请求并返回结果，例如数据访问层、查询处理层和如常见的数据库管理系统（数据存储层DBMS）体系结构分布式结构云数据库将数据库分布在多个服务器上将数据库服务部署在云计算平，提高性能和可扩展性，例如台上，提供灵活的资源分配和分布式数据库系统按需付费模式，例如云数据库服务分布式数据库数据分片将数据库拆分成多个独立的数据库，每个数据库存储一部分数据分布式存储数据分布在多个物理节点上，提高数据存储的可靠性和容错性分布式处理多个节点并行处理数据请求，提高系统性能和吞吐量并发控制机制锁机制乐观锁时间戳多版本并发控制锁机制是并发控制中最常用乐观锁假设数据冲突很少发通过时间戳来判断数据是否MVCC允许多个事务同时访问的机制，它通过锁定数据资生，只有在提交数据时才检被修改，如果时间戳冲突则相同的数据，通过创建数据源来确保数据一致性查冲突，提高并发效率拒绝提交操作快照来避免冲突数据库性能优化索引优化查询优化数据库配置硬件优化索引可以加快数据检索速优化SQL语句，避免使用通调整数据库配置参数，例使用更快的硬件设备，例度，减少磁盘I/O操作，从配符，尽量使用索引，减如缓存大小、连接池大小如SSD硬盘、高性能CPU，而提高查询效率合理设少数据访问量使用查询等，根据实际情况优化数可以提升数据库的读写速计索引，选择合适的索引计划工具分析查询性能，据库配置，提高数据库性度，提高性能类型，并避免过度索引找出性能瓶颈能关系代数集合论基础操作符12关系代数基于集合论，用运包括并、交、差、笛卡尔积算符处理关系等，用于数据操作关系操作查询语言34选择、投影、连接、除法等为数据库系统提供一种形式运算，用于查询数据化查询语言，例如SQL关系calculus逻辑表达式集合论基础关系calculus使用逻辑表达式查询基于集合论，定义关系和元组数据谓词逻辑关系模型使用谓词逻辑表达查询条件关系calculus适用于关系数据库模型数据库设计方法论需求分析概念设计

1.

2.12明确数据库要解决的问题，将需求转化为抽象的数据库收集并分析用户需求，确定模型，包括实体、属性、关数据模型和数据关系系和约束等逻辑设计物理设计

3.

4.34将概念模型转换为具体的逻确定存储结构、索引策略、辑结构，选择合适的数据库安全策略等物理参数，优化管理系统，创建数据表和视数据库性能和安全性图案例分析与实践数据库设计和开发是一个复杂的过程，需要充分考虑实际应用需求和数据特点本节通过一些案例分析，展示关系数据库在实际应用中的常见场景和解决方案，并提供一些实践经验和建议•电商网站数据库设计•社交网络平台数据库设计•企业资源规划系统数据库设计问题解答本部分将回答关于关系数据库的常见问题，例如数据类型选择、查询优化技巧、数据库设计规范、常见错误处理等我们将提供清晰、简明的解释，并结合实例进行说明，帮助您更深入地理解关系数据库的相关知识。