《数据库基本概念》课件

数据库基本概念欢迎来到数据库基本概念的世界！数据库的定义和作用数据库是一个组织化、结构化的数数据库用于存储和管理各种数据，据集合，用于存储和管理信息例如客户信息、产品信息、财务数据、医疗记录等数据库提供数据访问和检索功能，支持各种应用程序和用户访问数据数据库系统的组成部分数据库数据库管理系统（数据库应用程序用户DBMS）存储数据的核心组件使用数据库的应用程序，例访问和使用数据库的用户管理数据库的软件，提供数如网站、企业软件等据存储、检索、更新和维护功能数据库的分类关系型数据库非关系型数据库云数据库数据以表格形式组织，通过关系来连数据存储方式不限于表格，包括键值运行在云计算平台上的数据库，提供接不同表格对、文档、图形等可扩展性、弹性和可靠性关系数据库的特点数据结构化数据完整性12关系数据库使用表格结构来通过约束规则保证数据的一组织数据，便于管理和维护致性和准确性，防止错误数据的输入数据独立性易于理解和使用34数据与应用程序分离，改变关系代数和SQL语言使数据数据结构不会影响应用程序库操作变得直观和高效关系数据库的基本概念关系元组关系模型中最基本的概念，它关系中的每一行代表一个实体表示现实世界中的实体及其属的具体信息，也称为记录或数性之间的联系据行属性域关系中的每一列代表实体的某属性的值可以取自的一个集合个属性或特征，也称为字段或，表示属性值的范围数据项关系数据库的数据模型关系数据库使用关系模型来组织数据，关系模型是基于集合论和谓词逻辑的一种数据模型它将数据表示为二维表，表中的每一行代表一个实体，每一列代表一个属性关系模型简单易懂，便于理解和操作，是目前最常用的数据库模型关系模型有以下特点•数据以二维表的形式组织•表中的每一行代表一个实体，每一列代表一个属性•表之间通过外键关联起来•关系模型提供了一套完整的数据操作语言，如SQL关系数据库的完整性约束实体完整性参照完整性域完整性每个关系中必须有一个主键，主键不能外键值必须与被参照关系的主键值匹配每个属性的值必须属于其定义域确保为NULL，且主键值必须唯一确保每，或为NULL防止数据不一致，确保数据的类型和范围符合预期的要求个实体在关系中都有唯一的标识数据之间的一致性数据的存储结构堆文件结构索引顺序结构数据以无序的方式存储在文件数据按特定顺序存储，例如按中，类似于普通的文件系统，主键或其他字段排序，并使用没有特定的结构或组织方式索引来加速查找和检索哈希结构通过哈希函数将数据映射到不同的存储位置，加快查找和检索速度，适合进行快速匹配和查找数据库索引加速数据检索提高查询效率索引就像书的目录，帮助快索引通过创建数据结构来优速找到所需数据化查询，减少数据扫描范围降低查询成本索引使数据库能够更快地找到数据，节省时间和资源数据库查询语言SQL结构化查询语言SQL允许用户检索、插入、更新和删除它提供了一种一致的方式与各种数据库数据库中的数据管理系统进行交互SQL是用于访问和操作数据库的标准化语言的基本语法SQL语句结构关键词运算符SQL语句通常由关键词、表名、字段SQL包含一些特殊的关键词，如SQL支持各种运算符，包括算术运算名、运算符和常量组成，并遵循一定SELECT、FROM、WHERE、ORDER符、比较运算符、逻辑运算符等，用的语法规则BY等，用于指示语句的操作和执行方于对数据进行操作和比较式语句SELECT数据检索SELECT语句是SQL语言中最常用的语句，用于从数据库表中检索数据列选择使用SELECT关键字指定要检索的列名条件筛选使用WHERE关键字指定检索条件，过滤符合条件的数据排序输出使用ORDER BY关键字对检索结果进行排序，按指定列进行升序或降序排列条件WHERE过滤数据1筛选符合特定条件的记录比较运算符2,,=,!=,=,=逻辑运算符3AND,OR,NOT操作JOIN内连接1返回两个表中匹配条件的记录左连接2返回左表的所有记录，即使右表没有匹配的记录右连接3返回右表的所有记录，即使左表没有匹配的记录聚合函数COUNT1统计行数SUM2计算总和AVG3计算平均值MAX4计算最大值MIN5计算最小值子查询嵌套查询1子查询嵌套在主查询中，作为条件结果集2子查询返回一个结果集，用于过滤主查询数据逻辑关系3子查询通常使用IN、EXISTS、ANY、ALL等运算符与主查询连接视图虚拟表数据安全简化查询视图是一个虚拟表，它基于一个或多个视图可以限制用户对数据的访问权限，使用视图可以简化复杂的查询，提高数基本表的数据进行定义，提供了一种简提高数据安全性和完整性据查询效率化的数据访问方式事务管理原子性一致性事务中的操作要么全部成功，事务执行后，数据库状态必须要么全部失败保持一致性隔离性持久性多个事务并发执行时，互不干事务提交后，对数据的修改永扰久保存数据库安全性数据机密性数据完整性数据可用性确保只有授权用户可以访问和使用数防止数据被恶意修改或删除，确保数保证数据库系统正常运行，即使发生据库中的数据据的准确性和一致性故障也能及时恢复服务数据库备份和恢复备份策略恢复操作安全性定期备份数据，以防止数据丢失或损坏使用备份数据还原数据库，以便恢复数备份和恢复过程应安全可靠，以保护数据据安全数据库管理系统定义功能作用123DBMS是一种软件系统，用于创DBMS负责数据存储、检索、更DBMS简化了数据管理过程，提建、维护和访问数据库它提供新、删除、备份、恢复、安全性高了数据的一致性、完整性和可了一个平台，使数据管理变得高、完整性和访问控制等功能靠性，并为应用程序提供了方便效和安全的数据访问接口常见的数据库管理系统关系型数据库管理系统RDBMS非关系型数据库管理系统NoSQLOracle,MySQL,PostgreSQL,SQL ServerMongoDB,Cassandra,Redis,HBase数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构是指数据库系统各个组成部分之间的组织方式和相互关系，它反映了数据库系统的整体设计和运行机制通常，数据库系统可以分为以下几个层次•用户层用户直接与数据库系统交互的界面，包括应用程序、查询工具等•应用程序层提供用户与数据库系统之间的桥梁，负责将用户的请求翻译成数据库系统可以理解的指令•数据库管理系统层（DBMS）负责管理和维护数据库，提供数据存储、访问、安全、事务处理等功能•数据层实际存储数据的物理层，包括磁盘、内存等存储设备数据库系统的性能优化数据库设计优化索引优化查询优化硬件配置优化数据库应用案例数据库应用非常广泛，几乎所有领域都离不开数据库的支持以下是一些常见的数据库应用案例•电商平台存储商品信息、用户数据、订单记录等•社交媒体存储用户资料、帖子、评论、好友关系等•金融系统存储账户信息、交易记录、客户数据等•医疗系统存储患者信息、病历、诊断结果等•教育系统存储学生信息、课程资料、成绩记录等大数据时代的数据库Hadoop NoSQLSpark一个开源软件框架，用于存储和处理大非关系型数据库，提供灵活的架构和高一个快速、通用、通用的集群计算框架量数据集扩展性云计算环境下的数据库弹性扩展高可用性云数据库可根据需要自动扩展云平台提供冗余和备份机制，资源，以满足不断变化的业务确保数据库的高可用性和数据需求安全成本效益云数据库服务按需付费，可以降低硬件成本和维护成本未来数据库发展趋势云原生数据库无服务器数据库12随着云计算的普及，云原生无服务器数据库提供按需服数据库将成为主流它们具务，无需管理基础设施，简有高可用性、可扩展性和灵化了数据库管理，并降低了活性，适合现代应用程序的成本需求人工智能驱动的数据库区块链数据库34人工智能将被用于优化数据区块链技术可以保证数据不库性能、提高安全性和自动可篡改，提高数据安全性和执行管理任务，实现智能化可信度，在金融、医疗等领的数据库管理域具有潜在应用价值数据库学习资源在线课程书籍12Coursera,edX,Udemy等《数据库系统概念》、《平台提供大量数据库课程MySQL必知必会》等经典教材社区论坛3Stack Overflow、CSDN等社区提供技术支持和学习资源总结与展望本次课程介绍了数据库的基本概念，包括数据库的定义、分类、数据模型、完整性约束、查询语言SQL等数据库技术是现代信息系统的重要组成部分，对于数据存储、管理和分析至关重要。