《表与数据库》课件

表与数据库本课件旨在全面介绍表与数据库的相关知识，涵盖从基本概念到高级应用，力求使学习者对数据库有一个系统而深入的了解通过本课件的学习，您将能够掌握数据库的基本原理、设计方法、查询语言以及性能优化技巧，为后续的数据库应用开发和管理打下坚实的基础什么是表在数据库中，表是一种结构化的数据存储方式，用于组织和存储表的设计需要考虑到数据的完整性、一致性和可靠性合理的表特定类型的数据可以将表视为一个由行和列组成的二维网格，结构可以提高数据的存储效率和查询性能在关系型数据库中，其中每一行代表一个记录，每一列代表一个字段表是数据库最表之间通过键（Key）建立联系，从而实现数据的关联和查询基本的组成单元，所有的数据都存储在表中表的基本结构1字段（Column）字段是表中的一列，用于存储特定类型的数据，例如姓名、年龄、地址等每个字段都有一个名称和一个数据类型，用于约束该字段可以存储的数据2记录（Row）记录是表中的一行，代表一个完整的数据实体每条记录包含表中所有字段的值，这些值描述了该记录的各个属性3主键（Primary Key）主键是用于唯一标识表中每一条记录的字段或字段组合主键的值不能重复，也不能为空，用于保证数据的唯一性4外键（Foreign Key）外键是用于建立表之间关系的字段一个表的外键指向另一个表的主键，从而实现数据的关联和查询表的类型基表（Base Table）基表是实际存储数据的表，是数据库中最基本的表类型所有的其他表类型都基于基表进行创建和操作视图（View）视图是一个虚拟的表，不实际存储数据，而是基于一个或多个基表查询的结果集视图可以简化复杂的查询操作，提高数据的安全性临时表（Temporary Table）临时表是在会话期间存在的表，用于存储临时数据临时表的数据只对当前会话可见，会话结束后自动删除系统表（System Table）系统表是数据库管理系统用于存储数据库元数据的表，例如表结构、索引信息等系统表由数据库管理系统维护，用户不能直接修改表与数据库的关系组成单元组织方式关系建立表是数据库的组成单数据库通过表来组织和表之间通过键（Key）元，所有的数据都存储管理数据表之间可以建立联系，从而实现数在表中一个数据库可建立关系，从而实现数据的关联和查询关系以包含多个表，每个表据的关联和查询数据型数据库正是基于表之存储特定类型的数据库提供了一系列的工具间的关系来实现数据的和方法来管理表，例如组织和管理创建表、修改表、删除表等数据库的作用数据存储1数据库可以长期存储大量的数据，例如用户信息、产品信息、订单信息等数据库提供了一种可靠的数据存储方式，可以保证数据的完整性和一致性数据管理2数据库可以对数据进行有效的管理，例如数据的增加、删除、修改和查询数据库提供了一系列的工具和方法来管理数据，例如索引、视图、存储过程等数据共享3数据库可以实现数据的共享，多个用户可以同时访问和修改数据库中的数据数据库提供了一系列的机制来保证数据的一致性和并发性，例如事务、锁等数据安全4数据库可以提供数据的安全性，例如数据的访问控制、加密等数据库提供了一系列的机制来保护数据的安全，防止数据的泄露和损坏数据库的组成数据（Data）数据是数据库中存储的实际信息，例如用户信息、产品信息、订单信息等数据是数据库的核心，数据库的所有操作都是围绕数据进行的数据库管理系统（DBMS）数据库管理系统是用于管理数据库的软件系统，例如MySQL、Oracle、SQL Server等数据库管理系统提供了数据的存储、管理、共享和安全等功能数据库应用程序（Application）数据库应用程序是用于访问和操作数据库的程序，例如Web应用程序、移动应用程序等数据库应用程序通过数据库管理系统来访问和操作数据库中的数据数据库系统的架构数据库服务器（Database客户端（Client）Server）客户端是用户与数据库系统交互的接1数据库服务器是运行数据库管理系统的口，例如Web浏览器、应用程序等客2服务器，负责存储和管理数据库中的数户端向数据库服务器发送请求，并接收据数据库服务器接收客户端的请求，服务器返回的数据并执行相应的操作网络（Network）4数据库（Database）网络是客户端和数据库服务器之间进行3通信的桥梁客户端通过网络向数据库数据库是存储数据的仓库服务器发送请求，并接收服务器返回的数据数据库管理系统的作用数据安全1保障数据安全数据共享2支持数据共享数据管理3有效管理数据数据存储4长期存储数据关系型数据库SQL1查询语言表关系2关系模型结构化3数据结构关系数据库的基本概念关系数据库是一种基于关系模型的数据库，使用表来存储和组织关系数据库通过键（Key）建立表之间的关系，从而实现数据的数据关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约关联和查询关系数据库具有数据独立性、数据一致性和数据完束三部分组成整性等优点，是目前应用最广泛的数据库类型关系数据库的特点数据独立性数据一致性12数据的逻辑结构和物理结构相互独立，应用程序不必关心数据库保证数据的一致性，防止数据的冗余和不一致数据的具体存储方式数据完整性数据安全性34数据库保证数据的完整性，防止数据的错误和丢失数据库提供数据的安全性，防止数据的泄露和损坏关系代数选择（Selection）选择满足特定条件的记录投影（Projection）选择特定的字段并（Union）合并两个表交（Intersection）查找两个表中相同的记录关系运算连接（Join）除（Division）差（Difference）连接两个表，根据共同除运算是一种特殊的二查找在一个表中存在，的字段将两个表中的记元运算，用于查找满足但在另一个表中不存在录关联起来特定条件的记录的记录关系模式与关系关系模式1关系模式是关系的描述，包括关系名、属性名和属性类型关系模式描述了关系的结构和约束关系2关系是关系模式的一个实例，是实际存储数据的表关系是关系模式的具体实现关系数据库设计需求分析概念设计逻辑设计物理设计分析用户的需求，确定数据建立概念数据模型，描述数将概念数据模型转换为逻辑确定数据的物理存储方式，库需要存储哪些数据，以及据的逻辑结构和约束数据模型，选择合适的数据例如索引、分区等，以提高数据之间的关系库类型和表结构数据库的性能关系数据库的设计方法自底向上从局部到整体，先设计每个表的结构，2再将这些表组合成一个完整的数据库自顶向下1从整体到局部，先确定数据库的整体结混合方法构，再逐步细化每个表的设计结合自顶向下和自底向上两种方法，先确定数据库的整体结构，再逐步细化每个表的设计，同时考虑每个表的具体需3求数据模型物理模型1逻辑模型2概念模型3概念数据模型实体1属性2关系3逻辑数据模型逻辑数据模型是在概念数据模型的基础上，进一步细化和规范的常见的逻辑数据模型包括关系模型、层次模型和网络模型关系数据模型逻辑数据模型描述了数据的逻辑结构和约束，但不涉模型是目前应用最广泛的逻辑数据模型，使用表来存储和组织数及数据的具体存储方式逻辑数据模型是数据库设计的重要阶据关系模型具有数据独立性、数据一致性和数据完整性等优段，是概念数据模型到物理数据模型的桥梁点，是关系数据库的基础物理数据模型存储结构索引12确定数据的物理存储方式，例创建索引，提高数据的查询效如索引、分区等，以提高数据率库的性能分区3对表进行分区，提高数据的管理效率数据库设计步骤需求分析了解用户需求概念设计构建E-R图逻辑设计表结构设计物理设计存储结构设计数据库设计的规范化理论减少冗余保证一致性提高完整性减少数据冗余，提高数保证数据的一致性，防提高数据的完整性，防据的存储效率止数据的错误和不一止数据的丢失致第一范式原子性1每个字段都应该是原子性的，不可再分第二范式满足1NF必须满足第一范式消除部分依赖消除非主属性对主键的部分依赖第三范式满足2NF1消除传递依赖必须满足第二范式消除非主属性对主键的传递依赖2范式BCNF满足3NF1必须满足第三范式消除主属性依赖2消除主属性对主键的部分和传递依赖数据库规范化实践分析依赖1确定范式2分解表3数据库查询语言SQLSQL（Structured QueryLanguage）是一种用于管理关系数据库SQL具有简单易学、功能强大和可移植性好等优点，是数据库应的标准化语言SQL可以用于查询、插入、更新和删除数据库中用开发的重要工具几乎所有的关系数据库管理系统都支持的数据，以及创建、修改和删除数据库对象SQL，例如MySQL、Oracle、SQL Server等的基本结构SQL1SELECT2FROM选择要查询的字段指定要查询的表3WHERE4GROUP BY指定查询的条件对查询结果进行分组语句分类SQLDDL数据定义语言DML数据操纵语言DCL数据控制语言DQL数据查询语言数据定义语言DDLCREATE ALTERDROP创建数据库对象修改数据库对象删除数据库对象数据操纵语言DMLINSERT1插入数据UPDATE2更新数据DELETE3删除数据数据控制语言DCLGRANT授权REVOKE撤销授权数据查询语言DQLSELECT查询数据视图简化查询1隐藏复杂性2保护数据3事务原子性1一致性2隔离性3持久性4事务的特性事务具有四个基本特性，通常称为ACID特性，分别是原子性原子性指的是事务是一个不可分割的操作单元，要么全部执行，（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）要么全部不执行一致性指的是事务的执行必须使数据库从一个和持久性（Durability）这些特性保证了事务的可靠性和正确一致的状态转换到另一个一致的状态隔离性指的是多个事务并性，确保数据库中的数据在任何情况下都保持一致和完整发执行时，每个事务都应该感觉不到其他事务的存在持久性指的是事务一旦提交，其结果就应该永久保存在数据库中事务的隔离级别读未提交1最低的隔离级别，允许读取未提交的数据读已提交2允许读取已提交的数据，防止脏读可重复读3保证在同一个事务中多次读取的数据是一致的，防止不可重复读串行化4最高的隔离级别，保证事务串行执行，防止幻读存储过程预编译模块化存储过程是预编译的SQL语句集存储过程可以将复杂的业务逻辑合，可以提高执行效率封装成模块，提高代码的可维护性安全性存储过程可以控制数据的访问权限，提高数据的安全性函数内置函数自定义函数数据库系统提供的函数用户自己定义的函数触发器事件1触发器在特定的事件发生时自动执行，例如INSERT、UPDATE、DELETE等维护数据完整性2触发器可以用于维护数据的完整性，例如检查数据的有效性、更新相关数据等审计3触发器可以用于审计数据的变化，例如记录数据的修改历史等数据库安全性身份验证授权审计验证用户的身份，防止非法用户访问数控制用户的访问权限，防止用户访问其记录用户的操作，便于追踪和分析安全据库无权访问的数据问题数据库备份与恢复恢复备份1在数据丢失后，使用备份文件恢复数据定期备份数据库，防止数据丢失2库数据库维护性能优化1安全更新2定期备份3数据库性能优化索引优化1查询优化2硬件优化3。