《数据库原理》课件

数据库原理数据库是现代信息系统的重要组成部分本课程将深入探讨数据库原理，包括数据模型、数据库设计、数据库管理系统等内容课程目标掌握数据库原理了解数据库的基本概念、数据模型、关系数据库理论、语言、事务处理、安全性等SQL学习数据库系统掌握常用的数据库系统，例如、、等MySQL OraclePostgreSQL应用数据库技术能够将数据库原理应用到实际项目中，设计、开发、管理数据库系统什么是数据库数据库是存储、管理和访问数据的组织化集合，它以结构化的方式存储信息，方便用户高效地检索和使用数据数据库可以是简单的文本文件、电子表格，也可以是复杂的数据库管理系统（），它们提供数据管理、安全控制、数据完整性等功能DBMS数据库的基本概念数据数据库数据是指描述现实世界中事物的数据库是存储、管理和访问大量符号，是数据库系统处理的基本数据的系统，以满足各种应用的对象需求数据库管理系统（）数据库系统DBMS是用于创建、维护、访问数据库系统由数据库、、DBMS DBMS和管理数据库的软件，提供了数应用程序和用户组成，是一个完据存储、查询、更新、安全控制整的数据库管理环境等功能数据库系统的组成数据库管理系统数据库应用程序用户DBMS数据库管理系统是一个软数据库是存储和管理数据的应用程序使用访问和操用户是与数据库系统交互的DBMS件，负责创建、维护、管理集合，包含各种信息和数作数据库数据，例如查询、最终用户，通过应用程序使和使用数据库据更新、删除数据用数据库数据提供数据存储、检索、例如，学生信息数据库包含应用程序可以是网站、移动用户可以是学生、老师、管DBMS更新、安全和完整性等功学生姓名、学号、专业等信应用或桌面软件，它们都需理员等，他们通过不同的应能息要与数据库交互用程序访问数据库数据模型概念模型逻辑模型

11.

22.描述现实世界中用户对数据的描述数据在计算机中的组织方理解，用图表示式，用关系模型、层次模型、E-R网状模型等表示物理模型

33.描述数据在存储介质上的具体存储方式，用数据库管理系统定义语言定义DDL关系数据模型基础123关系模型元组属性关系模型是目前应用最广泛的数据库表格的每一行称为元组，表示一个数表格的每一列称为属性，表示数据实模型，其核心是将数据组织成二维表据实体的属性值集合体的某个特征格关系数据模型基本操作关系数据模型提供了一组基本操作，用于对关系数据库中的数据进行操作，包括数据插入、删除、修改和查询数据插入1将新数据添加到数据表中数据删除2从数据表中移除数据数据修改3更新数据表中已有数据数据查询4检索数据表中的数据这些操作是关系数据库管理系统的核心，允许用户对数据进行管理和分析RDBMS关系代数关系代数操作符选择操作投影操作并集操作关系代数定义一组操作符，用选择操作用于从关系表中选择投影操作用于从关系表中选择并集操作用于将两个关系表中于操作关系表满足特定条件的元组指定的属性列的所有元组组合成一个新表语言SQL结构化查询语言数据库管理工具数据交互是一种专门设计用于管理关系型数据提供了一套强大的功能，用于创建、通过语句，用户可以与数据库系统进SQL SQLSQL库的标准化语言，是数据操作语言查询、更新和删除数据库中的数据，并管行交互，执行各种操作，如检索数据、插（）和数据定义语言（）的结理数据库结构和权限入新数据、修改现有数据和删除数据DML DDL合语句分类SQL数据查询语句数据插入语句数据更新语句数据删除语句从数据库中提取数据将新数据添加到数据库中修改数据库中已存在的数据从数据库中删除数据语句基本语法SELECTSELECT子句指定要查询的列，可以是单个列或多个列，用逗号分隔FROM子句指定要查询的数据源，可以是表、视图或其他查询结果WHERE子句用于筛选符合条件的行，可以包含比较运算符、逻辑运算符和通配符ORDER BY子句对查询结果进行排序，可以指定多个排序列，默认升序，可以使用DESC关键字进行降序排序LIMIT子句限制查询结果的条数，例如LIMIT10表示只返回前10条记录条件过滤WHERE条件表达式1使用比较运算符或逻辑运算符构建表达式数据筛选2根据表达式结果选择满足条件的数据语法格式3条件表达式WHERE条件用于从数据表中选择符合特定条件的行您可以使用比较运算符（例如，、、）和逻辑运算符（例如，、）来WHERE=AND OR构建条件表达式，筛选出满足特定条件的数据例如，SELECT*FROM CustomersWHERE Country=Germany;聚合函数统计数据常见函数聚合函数对数据集进行操作，生常用的聚合函数包括、COUNT成单个值、、、等SUM AVGMAX MIN应用场景聚合函数可用于统计数据分析、汇总信息连接查询自然连接1基于两个表中相同列名的属性值进行连接等值连接2使用子句指定连接条件WHERE非等值连接3使用子句指定非等值连接条件WHERE外连接4保留左表或右表所有元组，即使匹配不到对应元组连接查询是数据库操作中的一种重要方式，用于将两个或多个表中的数据关联起来通过连接查询，可以获取多个表中的相关信息，实现更复杂的查询操作子查询定义1子查询是嵌套在另一个查询语句中的查询语句，用于获取所需数据，然后将结果传递给外部查询处理类型2常见的子查询类型包括标量子查询、列子查询、行子查询和相关子查询用途3子查询常用于筛选数据、比较值、生成动态条件，以及获取相关信息等，提高查询效率视图定义优点视图是一种虚拟表，它基于基表或其他视图定义视图不存储实简化数据访问，增强数据安全性，提高数据一致性视图提供了际数据，而是基于查询结果呈现数据一种安全的机制，允许用户访问部分数据存储过程预编译代码块代码复用

11.

22.存储过程是预编译的语存储过程可以提高代码复用SQL句和过程，存储在数据库中，率，减少重复代码编写，简化可供应用程序调用应用程序开发提高性能增强安全性

33.

44.存储过程在执行时只需解析一存储过程可以限制用户对数据次，减少了数据库的解析开库的直接访问，提高数据库安销，提高查询速度全性事务处理概念特性应用场景事务是数据库管理系统执行原子性事务处理应用于广泛的场

1.的一系列操作事务处理用景，例如银行转账、在线购一致性

2.于维护数据库的完整性，确物和航空订票，以确保数据隔离性

3.保数据一致性和可靠性的准确性和可靠性持久性

4.并发控制数据一致性并发访问12多个用户同时访问数据库时，允许多个用户同时访问数据确保数据一致性，防止数据冲库，提高系统性能突事务隔离锁机制34隔离级别确保不同事务之间相使用锁来控制对数据资源的访互独立，不受影响问，保证数据的一致性和完整性锁机制排他锁共享锁锁粒度阻止其他事务访问被锁定的数据，确保数允许多个事务同时读取数据，但不允许修锁定的数据范围，可控制并发性，减少锁据一致性改冲突数据库安全性授权控制密码保护审计跟踪数据加密用户只能访问其授权的数据库密码验证确保仅授权用户可访记录数据库操作以检测异常活加密敏感数据以保护其机密对象问数据库动性数据库完整性数据一致性数据完整性约束确保数据准确可靠，避免错误或不一致信息通过规则限制数据的录入和修改，保证数据符合预定要求数据完整性类型数据完整性维护包括实体完整性、参照完整性和域完整性等通过数据库管理系统（）和应用系统进行数据完整性控DBMS制数据库优化原则索引数据规范化查询优化缓存提高查询效率，减少磁盘操减少数据冗余，提高数据一致选择最佳执行计划，提高查询存储常用数据，减少数据库访I/O作次数性速度问次数索引及其类型简介类型

11.

22.索引是数据库中用于加快数据常见类型包括树、树、B B+查找速度的一种数据结构哈希索引等应用场景优缺点

33.

44.根据不同的需求和数据特点选索引可提高查询速度，但也会择合适的索引类型增加写入操作的成本树和树索引B B+树结构树结构B B+树是一种平衡的多叉树，用于磁盘存储和索引，每个节点有多树是树的变体，非叶子节点不存储数据，只存储索引，叶子B B+B个子节点，减少磁盘访问次数节点包含所有数据和索引，提高数据检索效率数据库备份与恢复备份定期创建数据库副本，以防数据丢失恢复使用备份副本还原数据到数据库备份类型•完整备份•增量备份•差异备份恢复策略选择合适的恢复策略，根据需求选择恢复到特定时间点数据库管理员职责数据库管理数据安全负责数据库的日常维护，包括备份、恢制定和实施数据安全策略，防止数据泄复、性能调优等确保数据库的正常运行露、丢失和损坏，保证数据库系统的安全和数据的安全可靠性和稳定性用户管理性能优化管理数据库用户权限，控制用户对数据库分析数据库性能，找出性能瓶颈，并实施的访问权限，确保数据的机密性和完整相应的优化措施，提高数据库的运行效性率案例分析与讨论通过真实的案例分析和讨论，深入理解数据库原理的应用场景和解决问题的能力案例分析可以帮助学生更好地掌握数据库知识，培养解决实际问题的能力讨论环节可以促进学生之间的交流，提高学习效率课程小结及展望回顾展望本课程涵盖了数据库原理的关键知识，例如关系模型、语随着大数据时代的到来，数据库技术正不断发展，例如云数据SQL言、事务处理、并发控制和数据库安全性库、数据库和分布式数据库等NoSQL课程内容侧重于理论知识和实践应用，旨在帮助学生掌握数据库学生需要持续学习和探索新的数据库技术，以应对未来挑战，并设计、开发和管理的基本技能更好地应用于实际工作中。