《数据库概述》课件

数据库概述数据库是组织和存储数据的系统，为用户提供高效的访问和管理功能数据库技术是信息系统的重要基础，支持各种应用程序和业务流程什么是数据库

11.有组织的数据集合

22.存储在计算机系统中数据库是存储和管理数据的有组织的集合，可用于各种目数据库通常存储在计算机系统中，以便于访问和维护的

33.可供多个用户访问

44.结构化数据数据库通常设计为可供多个用户同时访问，以满足不同的数据库中的数据通常以结构化的方式存储，以便于检索和需求分析数据库的特点数据持久性数据共享性数据库中的数据可以长期保存，多个用户可以同时访问和操作数即使系统重启也不会丢失据库中的数据，实现数据共享数据一致性数据安全性数据库中的数据必须保持一致数据库系统提供多种安全机制，性，确保数据完整性和准确性防止数据被非法访问和破坏数据库的作用数据管理数据分析应用开发数据安全数据库系统可以有效地组织、通过数据分析工具，可以挖掘数据库是各种应用程序的基数据库系统可以有效地保护数存储和管理大量数据，提供统数据库中的有价值信息，帮助础，为各种软件提供数据支据安全，防止数据丢失、损坏一的数据源，方便不同用户访企业做出更明智的决策，提高持，例如电子商务网站、银行和非法访问问和共享数据工作效率系统等数据库的发展历程文件系统阶段1数据存储在独立文件中，缺乏统一管理数据库系统阶段2出现了DBMS，实现数据集中管理关系数据库阶段3关系模型成为主流，简化数据管理面向对象数据库阶段4支持复杂数据类型和继承，更灵活分布式数据库阶段5数据分布在多个节点，提高可扩展性数据库技术不断发展，从简单的文件管理到现在的分布式系统，为数据管理提供了越来越强大的工具数据库系统的组成数据库数据库管理系统应用程序用户（DBMS）数据库是存储和管理数据的应用程序是与数据库进行交用户是数据库系统的最终使集合，是数据库系统的重要DBMS是管理数据库的软件互的工具，例如Web应用程用者，通过应用程序与数据组成部分，包含所有数据以系统，负责数据的存储、访序、桌面应用程序等，负责库交互，进行数据查询、更及数据之间的关系问、更新和维护等操作，是向用户提供数据访问和操作新、维护等操作用户与数据库交互的接口界面数据库管理系统（）DBMS定义功能数据管理数据库管理系统DBMS是一种软件，用DBMS提供用户友好的界面，允许用户定DBMS管理数据存储、检索、更新和删于创建、维护和访问数据库义、操作和控制数据除，确保数据完整性和一致性的基本功能DBMS数据定义数据操纵数据控制数据管理创建、修改、删除数据库对对数据库中的数据进行插管理用户访问权限，控制数监控数据库运行状态，优化象，包括表、视图、索引入、删除、修改、查询等操据安全性和完整性性能，解决故障问题等作提供日志记录、备份恢复功提供数据字典、统计分析功定义数据类型、约束条件，提供数据访问接口，方便用能，保障数据可靠性和一致能，方便用户理解和管理数确保数据的一致性和完整户进行数据管理和应用开性据性发数据模型概念模型逻辑模型物理模型用图形方式描述现实世界，提供一个对概念模型进行形式化描述，转换为将逻辑模型映射到具体DBMS上，描整体的、抽象的、与具体DBMS无关DBMS可理解的结构，独立于具体的述数据在物理存储器中的组织方式的数据库设计DBMS关系模型的基本概念

11.关系

22.元组关系对应一个二维表，用于存元组是表中的一行，表示一个储数据每个关系对应一个实数据实体体或实体集

33.属性

44.域属性是表中的一个列，描述数域是指属性取值范围的集合据实体的特征关系数据库模型关系数据库模型是一种结构化的数据组织方式，基于集合论和关系代数的数学基础它将数据存储在表中，每个表包含一个或多个属性，每个属性表示一个数据项表中的行代表数据记录，列代表属性关系数据库模型的特点是数据独立性高、易于理解和维护，广泛应用于现代数据库系统中关系数据库的完整性约束实体完整性每个关系中至少有一个属性或属性组合可以唯一地标识该关系的每个元组，称为候选键，其中选定一个作为主键参照完整性如果关系R中的一个属性或属性组（外键）引用另一个关系S中的一个属性或属性组（主键），则称关系R满足参照完整性约束域完整性关系中每个属性的值必须取自该属性的域，确保数据的类型和取值范围符合预定规则数据库设计的基本步骤需求分析1确定用户需求，收集数据，了解业务流程，定义数据类型和结构概念设计2建立概念模型，将需求转化为抽象的实体和关系，定义数据模型，并进行逻辑设计逻辑设计3将概念模型转化为具体的数据库模式，选择合适的数据模型，定义表结构、字段类型和约束物理设计4根据逻辑设计，确定数据库的物理存储结构，选择合适的数据库管理系统，优化数据库性能数据库实现5根据物理设计，使用数据库管理系统创建数据库，导入数据，进行测试和调试数据库系统的体系结构分层式体系结构网状式体系结构客户端/服务器体系结构分布式数据库体系结构将数据库系统划分为多个层数据之间以网状结构连接，可客户端负责用户操作，服务器将数据库分布在不同的计算机次，每个层次完成特定的功以实现复杂的关联关系负责数据库管理，两者通过网系统中，提高性能和可扩展能络连接性层次式体系结构层次结构特点层次式数据库模型将数据组织成树状结构它采用了一种自顶向下的结构，数据按等级组织，每个级别代表不同的数据类型数据按照层次结构组织，父节点包含子节点，形成树形结构，例如一个部门包含多个员工，每个员工可以拥有不同的技能网状式体系结构层次结构的扩展复杂的数据关系网状模型是一种更复杂的数据模型，它允许一个记录可以有多个这种结构可以表达更复杂的数据关系，但同时也增加了数据的冗父记录，形成一个复杂的网络结构余和维护的复杂度数据依赖性示例网状模型中的数据具有高度的依赖性，如果一个记录被删除，可早期的数据库系统，如IMS和IDMS，使用了网状模型能会影响到其他相关记录客户端服务器体系结构/客户端负责向服务器发送请求，并接收服务器的响应服务器负责处理客户端的请求，并返回响应网络连接客户端和服务器之间通过网络连接进行通信分布式数据库体系结构数据分片数据复制分布式事务将数据分成多个独立的碎片，并将其存储将数据复制到多个服务器上，以确保数据跨多个节点协调多个操作，确保数据一致在不同的服务器上的可靠性和可用性性数据库安全性数据完整性数据机密性确保数据准确、一致且不受破防止未经授权访问敏感信息坏数据可用性数据完整性保证数据库和数据对授权用户防止恶意攻击和意外数据丢始终可用失数据备份与恢复数据备份定期备份数据库数据，以防止数据丢失或损坏备份可以是完整备份、增量备份或差异备份备份策略制定合理的备份策略，包括备份频率、备份类型、备份存储位置等，确保数据安全和可恢复性数据恢复当数据库出现故障时，使用备份数据进行数据恢复，恢复到故障前的状态恢复方法包括完全恢复、增量恢复和差异恢复测试恢复定期进行数据恢复测试，验证备份数据的有效性和恢复方法的可行性，确保数据恢复过程的顺利进行数据库事务原子性一致性事务是一个不可分割的工作单位事务中的所事务必须保证数据库从一个一致性状态转换到有操作必须全部成功执行，否则全部失败另一个一致性状态事务执行前后的数据必须满足数据库的完整性约束隔离性持久性多个事务并发执行时，相互之间不能看到对方事务一旦提交，其对数据库的改变就是永久性正在进行的操作的结果，防止数据不一致的，即使出现系统故障也不会丢失并发控制多用户访问数据一致性事务隔离多个用户可能同时访问数据库，并对数据并发访问可能会导致数据不一致，需要保并发控制机制通过事务隔离来确保数据的进行修改证数据的一致性一致性数据库性能优化索引优化查询优化索引可以加快数据查询速度，合理使用索引，可以提高数据库性优化查询语句，避免使用模糊查询，尽量使用索引查询，提高查能询效率建立索引需要占用磁盘空间，索引过多会降低插入、删除和更新使用存储过程和函数，可以减少数据库服务器的解析负担，提高操作的性能查询速度数据库访问语言定义作用数据库访问语言是用户与数据库它允许用户以结构化的方式访问进行交互的语言，用于创建、修和操作数据库，使数据管理变得改、查询和管理数据库中的数更加高效、规范和可靠据类型常见的数据库访问语言包括SQL、NoSQL等，每种语言都有其特点和适用场景语言概述SQL结构化查询语言标准化语言12SQL是一种结构化查询语言，用于访问和操作数据库中的SQL是数据库管理系统中用于执行查询、数据更新、数据数据定义和其他管理任务的标准语言广泛应用关键功能34SQL被广泛应用于各种数据库管理系统，包括Oracle、SQL允许用户检索、插入、更新和删除数据库中的数据，MySQL、PostgreSQL等以及创建、修改和删除数据库对象语句的分类SQL数据定义语言（DDL）数据操纵语言（DML）用于创建、修改和删除数据库对用于对数据库中的数据进行增、象，例如表、视图、索引等删、改、查等操作数据控制语言（DCL）数据查询语言（DQL）用于管理数据库的访问权限，包用于从数据库中检索数据，提供括用户、角色、权限的授予和撤各种条件查询和数据筛选功能销数据定义语言（）DDL

11.创建数据库

22.创建表使用CREATE DATABASE使用CREATE TABLE语句语句创建一个新的数据库，指定义表结构，包括列名、数据定数据库名称和其他相关属类型、约束等性

33.修改表结构

44.删除表使用ALTER TABLE语句修使用DROP TABLE语句删除改已有表的结构，例如添加或指定的表及其所有数据删除列、修改数据类型、添加约束等数据操纵语言（）DMLDML功能数据操作DML用于对数据库中的数据进行增、删、改、查操作INSERT语句用于向数据表中插入新的数据记录常见的DML语句包括INSERT、DELETE、UPDATE和DELETE语句用于从数据表中删除数据记录SELECTUPDATE语句用于修改数据表中已有记录的数据数据控制语言（）DCL权限管理数据完整性事务控制DCL用于控制用户对数据库的访问权限，DCL保证数据完整性，防止恶意操作和数DCL支持事务控制，确保多个操作作为一包括创建用户、删除用户、授予权限和撤据丢失，维护数据库的安全性和可靠性个整体执行，保证数据一致性销权限数据查询语言（）DQL数据检索数据过滤DQL用于从数据库中检索数据DQL提供多种条件和操作符，用于过滤查询结果数据排序数据关联DQL可以根据指定的列或条件对查询结果进DQL支持多个表之间的关联查询，以获取更行排序全面的数据总结与展望数据库技术在不断发展，未来将更加智能、安全和高效数据库技术将与人工智能、云计算等技术深度融合，为我们提供更强大、更便捷的数据管理工具。