《数据库培训教程》课件

数据库培训教程欢迎参加本次数据库培训课程！本课程旨在帮助您全面掌握数据库的核心概念、语言、高级特性、优化技巧以及应用开发通过理论学习与实践操SQL作相结合，您将能够胜任各种数据库相关的开发和管理工作让我们一起探索数据库的奥秘，开启数据管理的新篇章！课程概述1课程目标2学习内容本课程旨在让学员掌握数据库课程涵盖数据库基础知识、的基本概念、语言的使用语言基础、数据库高级特SQL SQL、数据库高级特性以及数据库性、数据库优化以及数据库应优化技巧，最终能够独立进行用开发等方面的内容，全面系数据库设计与应用开发统地讲解数据库技术3预期成果学员完成本课程后，应能够独立完成数据库的设计、开发、优化以及管理，并能胜任相关的数据库开发工作第一部分数据库基础知识内容概要学习目标重要性本部分将介绍数据库的基本概念、数据通过本部分的学习，学员应能够理解数数据库基础知识是学习数据库技术的基库管理系统（）、数据库系统架据库的基本概念，了解主流产品石，只有掌握了这些基础知识，才能更DBMS DBMS构以及数据模型等基础知识，为后续的，掌握数据库系统架构以及各种数据模好地理解和应用后续的高级特性和优化学习打下坚实的基础型的特点技巧什么是数据库？定义特点数据库是按照数据结构来组织、数据库具有数据持久性、数据共存储和管理数据的仓库，它提供享性、数据一致性、数据完整性了一种高效的数据访问和管理方以及数据安全性的特点，能够满式足各种数据管理需求应用场景数据库广泛应用于企业管理、电子商务、金融服务、医疗卫生、教育科研等各个领域，是现代信息系统的核心组成部分数据库管理系统（）DBMS概念功能主流产品DBMS数据库管理系统（）是用于管理数具有数据定义、数据操作、数据控主流的产品包括、DBMS DBMSDBMS MySQLOracle据库的软件系统，它提供了一系列功能，制以及数据维护等功能，能够有效地管理、、以及SQL ServerPostgreSQL用于数据的存储、检索、更新和管理数据库中的数据等，它们各有特点，适用于不MongoDB同的应用场景数据库系统架构单机架构客户端/服务器架构分布式架构单机架构是指数据库系统部署在单个服务客户端服务器架构是指数据库系统部署分布式架构是指数据库系统部署在多个服/器上，适用于数据量较小、并发访问量较在服务器上，客户端通过网络访问服务器务器上，通过数据分片和复制技术实现高低的应用场景上的数据库，适用于多用户并发访问的应可用和高性能，适用于数据量巨大、并发用场景访问量极高的应用场景数据模型层次模型1层次模型是一种树状结构的数据模型，它通过层次关系来组织数据，适用于描述具有层次关系的数据网状模型2网状模型是一种复杂的网络结构的数据模型，它允许数据之间存在多对多的关系，适用于描述复杂的数据关系关系模型3关系模型是一种基于关系的数据模型，它通过表格来组织数据，适用于描述具有结构化数据特征的数据对象关系模型4对象关系模型是一种结合了关系模型和对象模型的混合数据模型，它支持对象和关系两种数据类型，适用于描述具有复杂对象关系的数据关系数据库基本概念行（）Row表（）Table行是表中的一条记录，它包含了表中的所有列的值，用于描述一个具体的数据表是关系数据库中存储数据的基本单元2对象，它由行和列组成，用于描述具有相同1属性的数据集合列（）Column列是表中的一个属性，它定义了表中所有记录的某个特征，用于描述数据对象3的某个属性外键（）5Foreign Key主键（）外键是表中用于关联其他表的列，它指Primary Key4向其他表的主键，用于建立表之间的关主键是表中用于唯一标识一条记录的列系，它不能为空且不能重复，用于保证数据的唯一性数据库设计基础需求分析1需求分析是数据库设计的第一步，它用于明确数据库需要满足的需求，包括数据存储、数据访问以及数据管理等方面的需求概念设计2概念设计是数据库设计的第二步，它用于建立数据库的概念模型，包括实体、属性以及关系等概念逻辑设计3逻辑设计是数据库设计的第三步，它用于将概念模型转换为逻辑模型，包括表、列以及约束等逻辑结构物理设计4物理设计是数据库设计的第四步，它用于将逻辑模型转换为物理模型，包括数据存储、索引以及分区等物理结构图（实体关系图）E-R实体属性关系图示例E-R实体是现实世界中可以区分属性是实体的特征，例如学关系是实体之间的联系，例图是一种用于描述实体、E-R的对象，例如学生、课程以生的姓名、年龄以及学号等如学生选修课程、教师教授属性以及关系的图形工具，及教师等课程等它可以帮助我们更好地理解和设计数据库结构第二部分语言基础SQL1内容概要2学习目标本部分将介绍语言的基本通过本部分的学习，学员应能SQL概念、语句类型以及够掌握语言的基本概念，SQL SQL SQL语句的使用方法，为后续的数了解语句类型，熟练使用SQL据库操作打下坚实的基础语句进行数据库操作SQL3重要性语言是数据库操作的标准语言，只有掌握了语言，才能更好SQL SQL地管理和操作数据库中的数据简介SQL定义特点（具有简单易学、功能强大、SQL StructuredQuery SQL）是一种用于管理关标准化以及可移植性等特点，是Language系数据库的标准化语言，它可以数据库操作的首选语言用于数据的查询、插入、更新以及删除等操作标准SQL标准是由国际标准化组织（）制定的，它定义了语言的语法SQL ISOSQL和语义，不同的数据库管理系统都遵循标准SQL语句类型SQLDDL（数据定义语言DML（数据操作语DCL（数据控制语）言）言）用于定义数据库的结用于操作数据库中用于控制数据库的访DDL DMLDCL构，包括创建、修改以及的数据，包括插入、更新问权限，包括授权和回收删除数据库对象，例如表以及删除数据等用户权限等、索引以及视图等TCL（事务控制语言）用于控制数据库事务TCL，包括提交和回滚事务等创建数据库语句数据库命名规则字符集和排序规则CREATE DATABASE语句用于创建新数据库命名需要遵循一定的规则，例如字符集用于定义数据库中可以存储的字CREATE DATABASE的数据库，它可以指定数据库的名称、不能以数字开头、不能包含特殊字符以符类型，排序规则用于定义数据库中字字符集以及排序规则等属性及不能使用关键字等符的排序方式SQL创建表CREATE TABLE语句1语句用于创建新的表，它可以指定表的名称CREATE TABLE、列名、数据类型以及约束条件等属性数据类型2数据类型用于定义列中可以存储的数据类型，例如整数、字符串、日期以及布尔值等约束条件3约束条件用于限制列中可以存储的数据，例如主键约束、外键约束、唯一约束以及非空约束等修改表结构语句添加列ALTER TABLE语句用于修改已存在的可以使用语句添加新的ALTER TABLEALTER TABLE1表的结构，例如添加列、修改列以及删列，需要指定列名、数据类型以及约束2除列等条件等属性修改列删除列4可以使用语句修改已存ALTER TABLE可以使用语句删除已存ALTER TABLE3在的列，可以修改列名、数据类型以及在的列，需要指定列名约束条件等属性删除数据库对象语句DROP1DROP语句用于删除数据库对象，包括表、数据库以及索引等删除表2可以使用语句删除已存在的表，需要指定表名DROP TABLE删除数据库3可以使用语句删除已存在的数据库，需要DROP DATABASE指定数据库名删除数据库对象是一个危险的操作，需要谨慎使用，以免造成数据丢失插入数据语句INSERT1语句用于向表中插入新的数据，可以插入单行数据，也可以插入多行数据INSERT单行插入2可以使用语句插入单行数据，需要指定表名和列名，以及要插入的值INSERT INTO多行插入3可以使用语句插入多行数据，需要指定表名和INSERT INTO列名，以及要插入的多行值更新数据Before After可以使用UPDATE语句更新表中已存在的数据，需要指定表名、要更新的列以及更新后的值WHERE子句用于指定更新的条件，只有满足条件的记录才会被更新可以更新单张表的数据，也可以同时更新多张表的数据删除数据语句语句删除与截断的区别DELETE TRUNCATE语句用于删除表中已存在的数据语句用于删除表中的所有数语句会记录删除操作的日志，而DELETE TRUNCATEDELETE，需要指定表名和删除条件据，它比语句更快，因为它不会语句不会；语句可以DELETE TRUNCATEDELETE记录删除操作的日志指定删除条件，而语句只能TRUNCATE删除所有数据基本查询语句列别名关键字SELECT DISTINCT语句用于从表中查询数据，可以可以使用关键字为列指定别名，方便可以使用关键字去除查询结果SELECT ASDISTINCT查询所有列，也可以查询指定的列在查询结果中显示中的重复记录条件查询1WHERE子句2比较运算符子句用于指定查询的可以使用比较运算符（例如WHERE=条件，只有满足条件的记录才、、、、以及）==会被查询出来来比较列的值和指定的值3逻辑运算符可以使用逻辑运算符（例如、以及）来组合多个查询条AND ORNOT件排序和分页子句升序和降序ORDER BY子句用于对查询结果可以使用关键字指定升序排ORDER BYASC进行排序，可以按照一个或多个序，使用关键字指定降序DESC列进行排序排序子句LIMIT子句用于限制查询结果的数量，可以指定从哪条记录开始查询，以LIMIT及查询多少条记录，实现分页功能多表连接内连接外连接自连接内连接返回两个表中满外连接返回左表或右表自连接是指将同一张表足连接条件的记录，如中的所有记录，以及两连接自身，用于查询具果两个表中没有满足连个表中满足连接条件的有层次关系的数据接条件的记录，则不会记录，如果左表或右表返回任何记录中没有满足连接条件的记录，则会返回NULL值子查询单行子查询单行子查询是指返回单行数据的子查询，通常用于比较运算符的右侧多行子查询多行子查询是指返回多行数据的子查询，通常用于、以IN ANY及等关键字的右侧ALL相关子查询相关子查询是指子查询的查询条件依赖于外层查询的列，它会对外层查询的每一行数据都执行一次子查询集合操作1UNION用于合并多个语句的结果集，去除重复记录UNION SELECT2INTERSECT用于返回多个语句结果集的交集，只返回INTERSECT SELECT重复记录3EXCEPT用于返回第一个语句结果集与其他语EXCEPT SELECTSELECT句结果集的差集，只返回第一个语句中存在的记录，SELECT而其他语句中不存在的记录SELECT分组和聚合函数子句HAVING子句用于过滤分组后的结果，HAVING2只有满足条件的组才会被返回子句GROUP BY1子句用于将查询结果按照GROUP BY指定的列进行分组，可以将具有相同值常用聚合函数的记录分为一组常用的聚合函数包括、、COUNT SUM、以及等，用于对分组AVG MAXMIN3后的数据进行统计计算第三部分数据库高级特性1内容概要2学习目标本部分将介绍数据库的高级特通过本部分的学习，学员应能性，包括索引、视图、存储过够掌握数据库的高级特性，了程、触发器、事务管理、并发解它们的应用场景，并能够灵控制以及数据库安全等方面的活运用它们来提高数据库的性内容能和安全性3重要性数据库的高级特性是数据库技术的核心组成部分，掌握了这些特性，才能更好地设计、开发以及管理数据库系统索引索引概念索引类型索引是一种用于提高查询效率的常见的索引类型包括树索引、B数据结构，它可以帮助数据库系哈希索引以及全文索引等，不同统快速定位到满足查询条件的记的索引类型适用于不同的查询场录景创建和删除索引可以使用语句创建索引，使用语句删除索CREATE INDEXDROP INDEX引，需要根据实际情况选择合适的索引类型和索引列视图视图定义创建视图更新视图视图是一种虚拟的表，可以使用可以像操作普通表一样CREATE它基于查询结果生成，语句创建视图，操作视图，对视图的更VIEW不存储实际的数据，可需要指定视图的名称和新会反映到基表中，但以简化复杂的查询操作查询语句是有些视图是不可更新的存储过程存储过程概念存储过程是一组预编译的语句，可以像调用函数一样调用SQL存储过程，提高代码的重用性和执行效率创建存储过程可以使用语句创建存储过程，需要指CREATE PROCEDURE定存储过程的名称、参数以及语句SQL调用存储过程可以使用语句调用存储过程，需要指定存储过程的名称CALL和参数触发器触发器类型1触发器是一种特殊的存储过程，它会在指定的事件发生时自动执行，例如插入、更新以及删除数据等创建触发器2可以使用语句创建触发器，需要指定触发器CREATE TRIGGER的名称、触发事件以及语句SQL触发器应用场景3触发器可以用于实现数据的完整性约束、数据的审计以及数据的同步等功能事务管理特性ACID特性是指事务的原子性（ACID2）、一致性（Atomicity Consistency事务概念）、隔离性（Isolation）以及持久性（）Durability1事务是一组语句的逻辑单元，要么SQL全部执行成功，要么全部执行失败，保证数据的一致性事务控制语句可以使用语句提交事务，使用COMMIT3语句回滚事务，使用ROLLBACK语句设置保存点SAVEPOINT并发控制锁机制1锁机制用于控制多个事务对同一数据的并发访问，防止数据冲突隔离级别2隔离级别用于定义事务之间的隔离程度，常见的隔离级别包括读未提交、读已提交、可重复读以及串行化等死锁处理3死锁是指多个事务互相等待对方释放资源而无法继续执行的状态，需要使用死锁检测和死锁解除机制来解决数据库安全用户管理1用户管理用于创建、修改以及删除数据库用户，需要为每个用户分配唯一的用户名和密码权限控制2权限控制用于控制用户对数据库对象的访问权限，可以授予用户、SELECT INSERT、以及等权限UPDATE DELETE数据加密3数据加密用于保护数据库中的敏感数据，可以使用对称加密算法或非对称加密算法对数据进行加密备份与恢复Full IncrementalDifferential备份与恢复用于保护数据库中的数据，防止数据丢失，需要定期备份数据库，并在数据丢失时进行恢复备份类型包括全量备份、增量备份以及差异备份等数据恢复方法包括使用备份文件进行恢复，以及使用日志文件进行恢复等第四部分数据库优化内容概要学习目标重要性本部分将介绍数据库的优化技巧，包括通过本部分的学习，学员应能够掌握数据数据库的优化是数据库技术的重要组成部优化、索引优化、数据库设计优化以库的优化技巧，了解它们的应用场景，并分，掌握了这些技巧，才能更好地管理和SQL及服务器参数调优等方面的内容能够灵活运用它们来提高数据库的性能维护数据库系统优化基础SQL执行计划查询成本优化器hints执行计划是指数据库系统执行语句查询成本是指数据库系统执行语句优化器是指用户给数据库系统提供SQL SQLhints的步骤，可以通过查看执行计划来了解所消耗的资源，可以通过计算查询成本的优化建议，可以影响数据库系统选择语句的执行效率来评估语句的执行效率执行计划SQL SQL索引优化1索引选择2复合索引3索引维护需要根据实际情况选择合适的索引复合索引是指由多个列组成的索引需要定期维护索引，例如重建索引类型和索引列，避免过度索引和索，可以提高多列查询的效率和优化索引，保证索引的效率引不足查询优化技巧避免全表扫描减少数据访问尽量使用索引来避免全表扫描，尽量减少数据访问量，例如使用提高查询效率子句过滤数据，使用WHERE子句限制查询结果的数量LIMIT减少排序和分组尽量避免排序和分组操作，如果必须进行排序和分组，则尽量减少排序和分组的数据量数据库设计优化范式化与反范式化分区表垂直拆分与水平拆分范式化是指将数据库表分区表是指将一张大表分解为更小的表，减少分割成多个小表，提高垂直拆分是指将一张表数据冗余，提高数据一查询效率和管理效率按照列拆分成多张表，致性；反范式化是指将水平拆分是指将一张表数据库表合并为更大的按照行拆分成多张表，表，提高查询效率提高查询效率和管理效率服务器参数调优内存配置需要根据实际情况配置数据库服务器的内存大小，保证数据库系统有足够的内存来运行优化I/O需要优化数据库服务器的性能，例如使用硬盘，使用I/O SSD技术，以及优化磁盘调度算法等RAID并发连接管理需要合理管理数据库服务器的并发连接数，防止并发连接数过多导致服务器崩溃性能监控与诊断慢查询日志1慢查询日志用于记录执行时间超过指定阈值的语句，可以SQL帮助我们找到性能瓶颈性能剖析工具2性能剖析工具可以帮助我们分析语句的执行过程，找到性SQL能瓶颈常见性能问题诊断3常见的性能问题包括全表扫描、索引失效、死锁以及资源竞争等，需要根据实际情况进行诊断和解决第五部分数据库应用开发1内容概要2学习目标本部分将介绍数据库的应用开通过本部分的学习，学员应能发，包括编程、框够掌握数据库的应用开发技术JDBC ORM架、数据库连接池以及，了解各种应用开发框架，并数据库等方面的内容能够独立进行数据库应用开发NoSQL3重要性数据库的应用开发是数据库技术的重要组成部分，掌握了这些技术，才能更好地将数据库技术应用于实际项目中编程JDBC架构连接数据库JDBC（可以使用连接数据库JDBC JavaDatabase JDBC API）是一种用于连接，需要指定数据库的、用户Connectivity URL应用程序和数据库的，名以及密码Java API它提供了一组接口和类，用于执行语句和处理结果集SQL执行语句SQL可以使用执行语句，例如查询、插入、更新以及删除数据JDBCAPISQL等框架ORM概念简介简介ORM Hibernate MyBatis（是一种流行是另一种流行ORM Object-HibernateMyBatis的框架，它的框架，它Relational MappingJava ORMJava ORM）是一种用于将对象和提供了一组，用于提供了一组，用于API API关系数据库中的数据进将对象映射到关将对象映射到关Java Java行映射的技术，它可以系数据库中的表，并自系数据库中的表，但是简化数据库操作，提高动生成语句需要手动编写语句SQLSQL开发效率数据库连接池连接池原理常用连接池技术连接池配置数据库连接池是一种用于管理数据库连常用的连接池技术包括、以需要根据实际情况配置数据库连接池的C3P0DBCP接的技术，它可以减少数据库连接的创及等，它们各有特点，适用于参数，例如最大连接数、最小连接数以HikariCP建和销毁次数，提高数据库的性能不同的应用场景及连接超时时间等数据库简介NoSQL概念1NoSQL（）是一种非关系型数据库，它不使用NoSQL NotOnly SQL语言进行数据操作，适用于存储和处理大量非结构化数据SQL分类2NoSQL数据库可以分为键值存储、文档存储、列式存储以及图NoSQL形数据库等类型，不同的类型适用于不同的应用场景应用场景3NoSQL数据库广泛应用于应用、大数据分析以及云计算等NoSQL Web领域，例如社交网络、电子商务以及日志分析等第六部分数据库项目实践1内容概要2学习目标本部分将通过一个实际的项目通过本部分的学习，学员应能案例，将前面学习的数据库知够独立完成数据库项目的设计识应用于实际项目中，提高学、开发以及部署，并能够解决员的实践能力实际项目中遇到的问题3重要性数据库的项目实践是学习数据库技术的重要环节，只有通过实际项目，才能真正掌握数据库技术，并能够灵活运用它们项目需求分析明确项目目标分析用户需求确定项目范围在开始项目之前，需要明确项目的目标需要分析用户的需求，了解用户希望系需要确定项目的范围，明确项目要实现，例如要解决什么问题，要实现什么功统提供哪些功能，以及用户对系统的性哪些功能，以及哪些功能不在项目范围能等能、安全性以及易用性等方面的要求内。