《数据库基础知识》课件

数据库基础知识数据存储和管理是现代应用程序的基石本课件将深入探讨数据库的定义、类型、结构和应用数据库简介数据仓库知识库数据共享数据库是存储和管理数据的系统，帮助组数据库如同图书馆，将数据整理分类，方数据库可以实现数据共享，使多个用户或织和分析信息，方便检索和使用便用户查找和学习，帮助用户理解和应用部门访问同一数据，提高工作效率和信息知识交流效率数据库的历史发展早期的文件系统1手工管理数据文件管理系统2使用程序管理文件数据库管理系统3现代数据库出现关系型数据库4主流数据库系统数据库技术的发展经历了漫长的历程早期的文件系统仅依靠手工管理数据，效率低下后来出现了文件管理系统，使用程序来管理文件，但仍存在数据冗余和数据不一致等问题数据库管理系统（）的出现解决了这些问题，并逐渐成为现代数据库系统的基础关系型数据库模型的提出和发展，为DBMS数据库技术的发展提供了新的方向数据库的基本概念数据数据库数据是指对客观事物的符号表数据库是指长期存储在计算机示，是数据库的核心内，有组织的、可共享的数据集合数据库管理系统（）数据库系统DBMS是用于管理数据库的软件数据库系统是由数据库、DBMS系统，它提供数据存储、检索、、应用程序和用户组成的DBMS更新、维护等功能整体数据库系统的组成软件系统硬件系统包括数据库管理系统（）、操作系统、应用程序等其中，DBMS包括计算机硬件、存储设备、网络设备等这些硬件设备为数据库系是数据库系统的核心，负责管理数据存储、访问和操作等DBMS统的运行提供物理基础硬件系统直接影响着数据库系统的性能和可靠性服务器、存储设备、网络交换机和路由器等数据模型数据模型概述数据模型分类

11.

22.数据模型描述数据结构和数据之间的关系，为数据库设计主要分类包括概念模型、逻辑模型和物理模型，各自侧重提供抽象框架不同的抽象层次常见数据模型模型选择

33.

44.常见的模型有层次模型、网状模型、关系模型、面向对象选择合适的数据模型取决于具体应用场景和需求，以实现模型等最佳的存储和访问效率关系数据库模型表格结构主键约束数据以二维表格的形式存储，行表示记录，列每个表格都包含一个唯一标识记录的主键，确表示属性保数据的完整性和唯一性关系连接数据完整性通过外键关联不同表格，实现数据之间逻辑上关系数据库模型提供数据完整性约束，保证数的联系，建立数据库之间的联系据的准确性和一致性数据库管理系统定义数据库管理系统（）是用于创建、维护和访问数据库的软件系统DBMS功能提供了数据定义、数据操纵、数据控制等功能，帮助用户管理和使用数据库DBMS类型主要分为关系型数据库管理系统（）和非关系型数据库管理系统（）DBMS RDBMSNoSQL数据库体系结构层次式结构1层次式结构将数据组织成树状结构，每个节点都有唯一的父节点，除了根节点•层级结构•数据冗余•数据独立性网状结构2网状结构允许数据之间存在多对多关系，每个数据节点可以有多个父节点和子节点•复杂关系•数据共享•数据完整性关系结构3关系结构使用二维表格来存储数据，数据之间的关系通过主键和外键来表达•数据完整性•数据独立性•易于理解和维护数据库语言SQL结构化查询语言查询和操作数据关系数据库模型是用于访问和管理关系数据库的标准使用简洁的语法来表达复杂的数据操专门设计用于关系数据库，它基于表SQL SQLSQL语言它允许用户检索、插入、更新和删作，例如查询、插入、更新和删除数据和列来组织数据，并使用键来维护数据之除数据库中的数据间的一致性语句的分类SQL数据定义语言（）数据操纵语言（）数据控制语言（）事务控制语言（）DDL DMLDCL TCL用于定义数据库结构和数据用于对数据库中的数据进行用于控制数据库的访问权用于管理事务，包括提交、类型，包括创建、修改和删增删改查操作，包括插入、限，包括授权和撤销权限回滚和保存点等操作除数据库对象更新和删除数据等等

1.COMMIT

1.CREATE

1.INSERT

1.GRANT

2.ROLLBACK

2.ALTER

2.UPDATE

2.REVOKE

3.SAVEPOINT

3.DROP

3.DELETE

4.SELECT语句中的数据类型SQL数值类型字符类型数值类型用于存储数字数据，例字符类型用于存储文本数据，例如整数、浮点数和定点数常见如字符、字符串等常见的字符的数值类型包括、、类型包括、、INT FLOATCHAR VARCHAR等等DECIMAL TEXT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布尔类型用于存储真假值，例如时间数据，例如、、、等DATE TIMEBOOLEAN BIT等TIMESTAMP数据库的完整性约束实体完整性参照完整性

11.

22.确保每个关系中，主键属性值都不为空且唯一在具有外键的关系中，外键的值必须存在于关联的表中的主键值中域完整性用户自定义完整性

33.

44.每个属性的值都必须来自其定义的域，保证数据的类型和根据具体应用需求，定义的额外约束，例如年龄必须在0范围的正确性到之间150数据库的事务处理数据库事务处理是数据库管理系统中的核心功能，它确保数据的完整性和一致性DBMS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事务必须将数据库从一个一致状态转换为另一个一致状态隔离性3多个并发事务之间相互隔离，不会互相影响持久性4一旦事务成功完成，其结果将永久保存在数据库中数据库的并发控制并发访问多个用户或事务同时访问数据库，可能会导致数据不一致数据一致性并发控制的目标是确保多个用户或事务访问数据库时，数据保持一致性，避免数据冲突并发控制技术常见的并发控制技术包括锁机制、时间戳机制和乐观并发控制锁机制通过锁来控制对数据的访问，防止多个用户或事务同时修改同一数据时间戳机制每个事务都有一个时间戳，用于判断数据的版本，避免数据被回滚乐观并发控制允许多个事务同时读取数据，在提交事务时检查数据是否被修改，避免数据冲突数据库的备份与恢复备份策略备份策略是保障数据库安全的重要环节，需要根据数据重要性和实际情况制定详细的备份计划备份方式常见的备份方式包括完整备份、增量备份、差异备份等，需要根据实际情况选择合适的备份方式备份工具市面上有多种数据库备份工具，例如的，的等，可选择合适的备份MySQL mysqldumpOracle RMAN工具恢复操作恢复操作需要根据备份策略和备份方式，选择合适的恢复方法，以确保数据恢复的完整性和准确性数据库安全性数据机密性数据完整性防止未经授权访问或使用敏感信确保数据的准确性、一致性和可息靠性，防止数据被篡改或丢失数据可用性访问控制确保授权用户可以及时访问和使根据用户角色和权限，限制对数用数据据的访问和操作数据库管理的基本工作数据备份和恢复数据库性能优化

11.

22.定期备份数据库数据，以便在优化数据库查询和索引，提高数据丢失时进行恢复数据库性能数据库安全管理数据库监控和维护

33.

44.设置用户权限和访问控制，保监控数据库运行状态，及时发障数据库安全现和解决问题数据库设计的一般步骤需求分析1明确用户需求，确定数据范围和功能要求概念设计2建立数据模型，描述数据之间的关系逻辑设计3选择数据模型，确定数据结构和关系物理设计4优化数据存储结构，选择数据存储方式数据库设计是一个系统工程，需要充分考虑用户需求和数据特性，确保数据库安全性和高效性数据库设计的范式理论第一范式第二范式1NF2NF每个属性都是不可分割的原子值，消除了重复满足，且所有非键属性都完全依赖于候选1NF数据键第三范式范式3NFBCNF Boyce-Codd满足，且所有非键属性都不传递依赖于候满足，且所有决定因素都是候选键2NF3NF选键数据库系统的性能优化索引优化查询优化存储优化系统优化索引可以加速数据检索，减使用高效的查询语句，避免选择合适的存储设备，例如定期清理数据库碎片，避免少磁盘操作，提高查询使用通配符和函数索引，减或，提高读写速数据分散，提高查询效率I/O SSDNVMe效率少数据扫描范围度监控数据库运行状态，及时合理创建索引，避免过度索优化数据库连接，减少网络合理配置数据库参数，例如发现和解决性能瓶颈，确保引，影响数据插入和更新速传输和数据包大小，提高响缓存大小和连接池大小，提系统稳定运行度应速度高系统性能数据库系统的应用领域金融服务电子商务医疗保健社交媒体银行、证券、保险等金融机构电商平台依赖数据库系统存储医院、医疗机构使用数据库系社交媒体平台依赖数据库系统广泛使用数据库系统管理客户商品信息、订单数据、用户行统存储患者病历、诊断结果、存储用户信息、内容、互动信信息、交易记录和资金流向为等关键信息，实现高效的运药物信息等，提高医疗效率和息等，构建用户关系网络和提营和管理服务质量供个性化服务数据库技术发展趋势云数据库的普及大数据与数据库的融合云数据库提供可扩展性、高可用数据库技术正在与大数据技术融性和弹性，降低成本，简化管合，应对海量数据存储、分析和理处理挑战人工智能与数据库的结合区块链与数据库的融合人工智能技术正在应用于数据库区块链技术可以为数据库提供数系统，提升数据库的智能化水据完整性、安全性和可追溯性，平，例如自动优化、预测分析提升数据库的可靠性和安全性数据库系统的未来展望云数据库大数据12云计算的不断发展将推动数据库向云端迁移大数据分析的兴起将对数据库系统提出新的挑战，例如数据存储、查询效率和安全等人工智能区块链34人工智能技术的应用将推动数据库系统向智能化方向发区块链技术的应用将提高数据库系统的安全性，例如数据展完整性和不可篡改性数据库常见问题数据库常见问题，如数据丢失、性能低下、安全漏洞等这些问题可能导致数据不可用、业务中断，给企业造成重大损失数据丢失可能是由于硬件故障、软件错误、人为操作失误、攻击等原因造成数据丢失会造成数据不可恢复，给企业带来巨大损失数据库性能低下可能是由于数据库设计不合理、数据量过大、硬件资源不足、系统配置错误等原因造成性能低下会影响用户体验，降低效率，甚至导致系统崩溃数据库安全漏洞可能是由于数据库系统本身的缺陷、配置错误、用户操作失误等原因造成安全漏洞可能导致数据泄露、系统被攻击，给企业造成重大损失数据库管理员的职责数据安全性能优化备份与恢复用户管理保护数据库安全，防止数据监控数据库性能，识别和解定期备份数据库，确保数据创建和管理用户帐户，分配丢失、损坏或泄露决性能瓶颈安全可靠相应的权限实施访问控制策略，确保数优化数据库查询和索引，提制定数据库恢复计划，在灾监控用户活动，确保数据库据的完整性和机密性高数据检索效率难发生时快速恢复数据使用规范数据库工程师的技能要求编程能力数据库设计精通，了解，熟悉、熟悉数据库设计原则，掌握数据库建模方法，SQL NoSQLPython Java等语言，熟悉常用的数据库管理系统能够设计高效、安全、可扩展的数据库问题解决团队合作具备良好的分析问题、解决问题的能力，能够具备良好的沟通能力，能够与开发人员、测试快速定位和解决数据库问题人员等团队成员协作完成项目数据库相关认证数据库认证认证认证认证Oracle MicrosoftSQL ServerMySQL PostgreSQL认证体系全面，提供数认证侧认证涵盖了数据库开认证体系包括开发Oracle MicrosoftSQL ServerMySQL PostgreSQL据库管理员、开发人员等不同重于数据库管理、开发和分析发、管理和运维等方面的知人员、管理员和数据分析师等角色的认证方面识不同认证数据库学习建议基础知识实践经验12学习，掌握关系型数据库使用数据库管理系统，搭建数SQL的基本概念和操作据库，进行数据管理和操作扩展学习持续学习34了解数据库，分布式关注数据库技术发展，阅读相NoSQL数据库，数据库安全等关书籍，参加培训总结与思考数据库技术是计算机科学领域的重要组成部分学习数据库知识可以帮助我们更好地理解数据存储和管理未来，数据库技术将会继续发展，为我们提供更加便捷和高效的数据管理方案。