《数据库基础》课件

数据库基础本课程介绍数据库基础知识涵盖关系型数据库、语言、数据库设计等内容SQL数据库概述数据库是存储和管理数据的系统它提供了一种组织和访问数据的结构化方法数据库广泛应用于各个领域，例如电子商务、金融、医疗保健和科学研究数据库系统的组成数据库管理系统数据库数据用户DBMS数据库是存储数据的集合，数据是数据库系统的基本单用户是数据库系统的使用DBMS是数据库系统的核包含各种结构化的信息数位，可以是数字、文本、图者，可以是应用程序、系统心，负责管理和维护数据据库可以按照特定的数据模像、音频等多种类型数据管理员或最终用户他们通库，提供数据访问和操作接型组织，例如关系型数据经过组织和结构化后，才能过DBMS与数据库进行交口，例如SQL语言DBMS库、面向对象数据库等，以在数据库系统中有效地存储互，访问和操作数据，完成帮助用户创建、维护、查询便高效地存储和管理数据和使用各种任务和更新数据库中的数据数据模型概念模型物理模型逻辑模型描述现实世界的概念，使用E-R图表示描述数据库的具体实现，包括数据类型、抽象出数据间的逻辑关系，如关系模型存储结构等关系数据模型表主键关系数据库关系数据模型中，数据存储在每个表都包含主键，用于唯一表之间可以通过外键建立联关系数据库是一个由多个相关二维表中，包含行和列，每行标识每个实体主键值不能重系，表示实体之间的关系关表组成的集合，用于存储和管表示一个实体，每列表示一个复，不能为空系类型包括一对

一、一对多和理数据属性多对多关系代数关系代数运算基本运算

11.

22.关系代数是一种基于集合论的基本运算包括并集、交集、差数学模型，定义了关系操作的集、笛卡尔积、选择、投影、集合，用于操作关系数据库中连接等，用于对关系进行筛的数据选、合并、连接等操作扩展运算关系代数的作用

33.

44.扩展运算包括除法、外连接、关系代数为数据库查询语言提半连接等，提供了更强大的功供了理论基础，是理解数据库能，用于处理更复杂的数据操查询处理的关键概念作语言基础SQL数据查询语言SQL语言的核心部分，用于检索和操作数据库中的数据数据定义语言用于创建、修改和删除数据库中的表、视图和索引等数据库对象数据操作语言用于插入、更新和删除数据库中的数据，管理数据完整性和事务数据控制语言用于控制数据库的访问权限和安全，管理用户和角色数据定义语言SQL数据类型定义约束条件定义定义表中各列的数据类型，如整设置约束条件，如主键约束、外型、字符型、日期型等，确保数键约束、唯一性约束等，保证数据一致性据的完整性和一致性索引定义视图定义创建索引，提高数据查询效率，创建视图，将查询结果封装成虚加速数据访问速度拟表，简化查询操作，提供数据安全保护数据查询语言SQL数据检索数据过滤

11.

22.从数据库中提取满足特定条件的数据使用条件语句筛选出符合要求的数据数据排序数据分组

33.

44.按指定的字段对查询结果进行排序将查询结果按特定字段进行分组，并对每组数据进行统计数据操作语言SQL数据插入数据更新数据删除使用语句将新数据添加到表中使用语句修改表中已存在的数使用语句从表中删除数据使INSERT UPDATEDELETE可以使用或子句指定据使用子句指定要更新的行用子句指定要删除的行VALUES SELECTWHERE WHERE要插入的数据示例DELETE FROMStudents WHERE示例示例INSERT INTOStudents ID,UPDATE StudentsSET Age=21ID=101;张三Name,Age VALUES101,,20;WHERE ID=101;数据完整性数据完整性完整性约束保证数据的准确性、一致性和完整用于维护数据完整性的规则，例如主性数据库中存储的信息是真实、有键约束、外键约束、唯一性约束和检效和完整的，没有错误或丢失的数查约束等据数据模型数据安全数据模型的设计应充分考虑数据完整数据完整性也是数据库安全的重要方性，例如使用合适的键和关系来确保面，防止数据被篡改或丢失数据的正确性事务管理原子性1事务是一个不可分割的工作单元，要么全部执行，要么全部不执行要么全部成功，要么全部回滚一致性2事务必须使数据库从一个一致状态转换为另一个一致状态隔离性3多个事务并发执行时，相互之间不能互相干扰持久性4事务一旦提交，其对数据库的修改就是永久性的即使发生系统崩溃也不会丢失并发控制锁机制1防止多个事务同时访问同一数据时间戳机制2基于时间戳顺序处理事务乐观锁机制3假设冲突较少，仅在提交前检查多版本并发控制4维护数据多个版本，提高并发效率并发控制是数据库系统的重要机制，用于保证数据的一致性和完整性它通过协调多个事务对共享数据的访问，避免数据冲突和不一致性数据安全与备份数据加密数据备份访问控制使用加密算法保护敏感数据，防止未经授定期备份数据库，以便在数据丢失时进行限制用户对数据库的访问权限，确保数据权的访问恢复的安全性数据库体系结构数据库体系结构描述了数据库系统各组件的组织方式它定义了数据库系统如何存储和管理数据，以及用户如何访问和操作数据常见的数据库体系结构包括集中式数据库系统、分布式数据库系统和云数据库系统集中式数据库系统将所有数据存储在单个服务器上，而分布式数据库系统则将数据分布在多个服务器上云数据库系统则将数据库服务托管在云平台上，用户可以根据需要灵活地扩展数据库资源客户端服务器体系结构/客户端服务器网络连接用户界面，负责向用户展示信息并接处理数据请求，存储和管理数据，并客户端和服务器之间通信的桥梁，传收用户操作提供各种数据库服务递请求和响应分布式数据库系统分布式数据库系统常见的分布式数据库类型分布式数据库系统将数据存储在多个物理节点上，节点可以位于分布式数据库系统主要分为以下两种类型不同的地理位置这使得数据更容易访问，也提高了系统的可扩分布式关系数据库系统（）

1.DRDBMS展性和容错性分布式数据库系统

2.NoSQL提高数据可用性••增强数据存储容量•提高数据访问速度•增强系统容错能力数据仓库与数据挖掘数据仓库数据挖掘数据仓库是一个面向主题的、集成的、非易失性的、随时间变化从大量数据中发现隐藏的模式、规律和知识的过程，用于支持决的数据集合，用于支持管理决策策和业务改进数据库系统的设计方法数据库实施1数据库系统的实际部署和运行物理设计2选择具体的数据库管理系统，确定数据存储结构和索引策略等逻辑设计3将概念模型转换为关系模型，设计数据表和关系约束概念设计4根据用户需求，建立数据模型，描述数据的语义和结构需求分析5了解用户的业务需求，识别数据需求和功能需求数据库系统的设计方法是一个循序渐进的过程，需要从需求分析开始，逐步完成概念设计、逻辑设计、物理设计，最终实施数据库系统每个阶段都需要考虑数据模型的选择、数据结构的设计、数据完整性约束的制定、以及数据库性能优化等方面需求分析与概念设计收集需求与用户沟通，明确数据库用途和功能要求数据建模将需求转化为数据模型，定义实体、属性和关系概念设计用E-R图描述数据模型，建立数据库概念结构概念模型验证确认概念模型符合用户需求，并进行必要调整逻辑设计与物理设计逻辑设计1数据模型选择关系模式设计物理设计2数据库结构设计性能优化3索引设计逻辑设计侧重于数据库的结构和语义，确定数据库的逻辑模型，包括表结构、数据类型、主键、外键等物理设计则基于逻辑设计的结果，具体考虑存储结构、索引方案、数据分布等，目标是优化数据库的性能和空间利用率数据库实施与维护数据库实施是将数据库设计转化为实际可运行的系统，包括安装数据库管理系统、创建数据库、导入数据等维护工作包括保证数据库的稳定运行、定期备份和恢复数据、优化数据库性能、修复错误等系统部署1安装数据库管理系统数据导入2将数据迁移到数据库系统测试3验证系统功能和性能系统监控4跟踪数据库运行状态定期维护5备份、优化和修复数据库系统的性能优化索引优化查询优化12选择合适的索引类型，例如B使用优化器，分析查询语句，树索引，哈希索引选择最佳执行计划数据结构优化硬件优化34选择合适的存储引擎，例如使用更快的硬件，例如SSD，InnoDB，MyISAM，适合数据增加内存容量，提升系统性类型能索引的概念与设计加速数据访问提高查询效率通过建立索引，可以快速定位到所需索引就像目录，可以快速查找数据，数据无需扫描整个表索引类型索引设计•B树索引选择合适的索引类型，并合理设计索引字段，以提高查询效率哈希索引•查询优化查询计划索引数据库管理系统会制定查询计索引可以加速数据检索，提高查划，选择最优执行方式询效率视图数据缓存视图可以简化查询语句，并提高缓存常用数据，减少磁盘访问次数据访问速度数数据库管理员的职责数据库安全性能优化数据库管理员负责维护数据库的安全性数据库管理员需要监控数据库性能，识和完整性别瓶颈，并采取措施提高数据库的响应速度和效率他们需要制定安全策略，配置访问权限，监控数据库活动，并采取措施防止他们可以优化数据库结构，调整配置参数据泄露或篡改数，以及使用索引等技术来提高性能数据库安全管理数据访问控制数据加密网络安全数据备份与恢复限制未经授权访问数据库，通对敏感数据进行加密，防止未保护数据库服务器免受网络攻定期备份数据库数据，以防数过身份验证、授权和访问控制经授权的查看或修改，确保数击，通过防火墙、入侵检测系据丢失，并确保数据完整性和机制保护数据据机密性统等手段保证网络安全可用性数据库备份与恢复数据丢失风险备份策略12自然灾害、人为错误、系统故定期备份数据库、不同时间点障都可能导致数据丢失创建备份、选择合适的备份方式恢复方法安全措施34使用备份恢复数据、数据恢复备份数据加密、备份文件存储工具、恢复策略的选择安全、定期测试恢复流程数据库应用案例介绍数据库在各个领域广泛应用，例如电子商务、金融、医疗、教育等，为企业和组织提供数据存储、管理和分析能力本节将介绍一些实际应用案例，展示数据库如何帮助企业和组织解决实际问题，提高效率和效益课程总结与展望本课程系统介绍了数据库基础知识，涵盖了数据库系统的概念、模型、语言、管理和应用未来，我们将继续学习更高级的数据库技术，如分布式数据库、云数据库和数据挖掘等。