《数据库管理应用教程》课件

数据库管理与应用教程欢迎学习数据库管理与应用教程，这是一门全面介绍数据库系统原理与实践应用的课程本教程适用于高校教学与专业培训，为您提供扎实的理论基础与丰富的实战案例通过本课程，您将系统掌握数据库设计、实现与管理的核心知识，培养解决实际数据管理问题的能力我们将从基础概念入手，逐步深入到高级应用，确保您能够全面理解现代数据库技术让我们一起开启数据管理的精彩旅程！课程介绍教学目标与学习成果课程大纲与进度安排培养学生掌握数据库基本原课程分为基础理论、语SQL理、设计方法和应用技能，言、数据库设计、高级应用能够独立进行数据库系统的四大模块，共周课时每16设计、实现和维护通过课周包含理论讲解和实践操作，程学习，学生将具备解决实学期中设有两次项目实践和际数据管理问题的能力一次期末考核评分标准与参考资源成绩由平时作业、实验报告、项目设计和期末20%30%20%考试组成推荐《数据库系统概论》、《必知必会》等30%SQL教材，并提供在线学习平台资源第一部分数据库基础理论数据库核心概念介绍数据库的基本定义、特点及组成要素，帮助学生建立对数据库系统的整体认识，掌握基本术语和框架数据库发展历史回顾数据库技术从文件系统到关系型数据库再到的演进历程，NoSQL了解不同时期数据管理技术的特点与局限数据库系统架构详细讲解数据库系统的三级架构与两级映射，分析的内部组件及DBMS工作原理，理解系统各模块的功能与协作方式常见数据库管理系统对比对比、、等主流数据库产品的特点、适用Oracle MySQLSQL Server场景与性能差异，帮助学生根据实际需求选择合适的系统数据与信息基本概念知识通过信息归纳提炼形成的规律与智慧信息经过处理具有特定意义的数据数据客观事物的符号记录数据是信息系统的基本单元，通过数据处理可转化为有价值的信息数据处理的基本流程包括数据收集、存储、处理、分析与展示现代信息系统需处理结构化、半结构化与非结构化等多种数据类型信息系统中的数据管理面临诸多挑战，包括数据量增长、数据质量控制、数据安全与隐私保护等有效的数据管理是信息系统成功的关键因素数据库系统发展历程人工管理阶段年代前，数据主要以纸质文档形式存储，由人工进行整理和管理，效率1950低下且容易出错数据共享困难，各部门独立维护数据，导致严重数据冗余文件系统阶段年代，计算机文件系统出现，实现了数据的电子化存储程序与1950-1960数据分离，但应用程序直接访问文件，数据独立性差，数据共享与安全控制受限数据库系统阶段年代至今，数据库管理系统蓬勃发展，经历了层次、网状、关系模型到1960对象关系模型的演变实现了数据共享、独立、一致性与安全控制新一代数据库技术年代至今，大数据技术推动、等新型数据库兴起云2010NoSQL NewSQL数据库、图数据库、时序数据库等不断涌现，满足多元化数据管理需求数据管理的挑战数据冗余与不一致性问题传统文件系统中，相同数据可能在多个文件中重复存储，导致存储空间浪费当数据更新时，如果不能同步修改所有副本，将造成数据不一致，影响数据可靠性和应用正确性数据访问与安全控制在多用户环境下，需要精确控制不同用户对数据的访问权限既要确保授权用户能便捷访问所需数据，又要防止未授权访问和恶意攻击，平衡可用性与安全性是重大挑战数据完整性保障保证数据符合预设规则和业务逻辑是数据管理的核心要求通过实体完整性、参照完整性和用户定义完整性等约束机制，维护数据的准确性和一致性大数据时代的新挑战数据量呈爆炸式增长，数据类型日益多样化，处理速度要求不断提高传统数据库架构难以应对高并发、高吞吐量的数据处理需求，需要新型数据管理技术数据库系统的基本组成数据库管理系统（）DBMS数据库（）控制数据库的创建、维护和使用的软件系DB统提供数据定义、操纵、控制和查询等存储数据的有组织集合，是整个系统的核功能，是用户与数据库之间的接口层心包含结构化的数据和描述数据的元数据，按照特定数据模型组织，支持多应用1共享数据库应用程序基于开发的满足特定业务需求的DBMS软件通过调用提供的接口实现DBMS数据的存取，为最终用户提供友好的操作界面用户群体包括应用程序员、终端用户和管理人员数据库管理员（）DBA不同类型用户通过不同方式与数据库系统负责数据库设计、实现和维护的专业人员交互，满足各自的数据需求定义数据结构、控制访问权限、监控性能、优化查询和维护安全备份主流数据库管理系统比较特性Oracle MySQLSQL Server开发商公司原微软Oracle OracleSun授权方式商业授权开源商业双授权商业授权/适用场景大型企业应用应用、中小企业平台企业应用Web Windows性能特点高可靠、高安全轻量级、高性能易用性好、集成度高开源数据库具有成本低、社区活跃等优势，适合预算有限的项目；商业数据库提供更完善的技术支持和更强大的企业级功能，适合关键业务系统根据应用规模、预算、技术团队能力和业务需求选择合适的数据库系统至关重要市场预测显示，到年云数据库将占据更大市场份额，分布式数据库和时序数据库将成为增长最快的细分市场开源数据库的企业级应用将继续扩大2025数据模型概述概念模型面向用户的高层抽象描述逻辑模型面向的实现无关描述DBMS物理模型面向存储的物理实现方案数据模型是对现实世界数据特征的抽象，提供了描述数据的工具和方法良好的数据模型应具备表达能力强、易于理解和便于实现的特点数据模型通常包含数据结构、操作和完整性约束三个要素模型是最常用的概念模型，通过实体、属性和联系描述现实世界实体表示客观存在的事物，属性描述实体的特征，联系表示实体间的E-R相互关系图是表达模型的图形化工具，便于设计人员与用户交流E-R E-R关系模型是目前最主流的逻辑模型，以二维表格形式表示数据及其关系，具有结构简单、数学基础牢固的优点关系数据库基础关系的基本概念完整性约束关系代数关系是一个二维表，由包括实体完整性主键非提供了一组操作关系的行元组和列属性组成空且唯

一、参照完整性运算符，包括传统集合每个关系有一个关系名外键值必须存在于被参运算并、交、差和专门和多个属性，每个属性照关系的主键中和用户的关系运算选择、投影、有自己的取值范围域定义完整性满足特定业连接、除法等关系代关系中的数据是无序的，务规则完整性约束确数是关系数据库查询语每个元组通过键码来唯保数据符合业务规则，言的理论基础，具有严一标识保证数据质量格的数学含义关系数据库设计遵循一系列原则，其中规范化理论是核心通过第

一、第

二、第三范式直至等规范化过程，可以减少数据冗余，避免异常操作，提高数据BCNF库设计质量实际应用中，需要根据业务需求在规范化和性能之间找到平衡点第二部分语言基础SQL结构化查询语言是关系数据库的标准语言，最早由开发，后被和采纳为标准语言分为三大类数据SQLIBM ANSIISO SQL定义语言、数据操纵语言和数据控制语言，分别用于创建数据库对象、操作数据和控制数据库访问权限DDL DMLDCL语言具有接近自然语言的特点，非过程化，不需要指定数据访问路径它既是交互式查询语言，也是嵌入式程序设计语言，SQL广泛应用于各类数据库系统虽然存在标准，但各数据库厂商都有自己的方言和扩展，在跨数据库开发时需注意兼容性问题SQL数据定义语言SQL DDL删除数据库对象修改表结构使用语句删除表、视图、索引创建表结构DROP使用语句修改现有表等数据库对象例如创建数据库ALTER TABLEDROP TABLE使用语句定义表及的结构，如添加、删除、修改列，添或CREATE TABLEstudents;DROP DATABASE使用语句创建其列属性、约束条件可以设置主键、加约束等例如CREATE DATABASEALTER TABLEschool;新的数据库实例，可以指定字符集和外键、非空约束等，指定数据类型及students ADDCOLUMN ageINT排序规则例如默认值例如CREATE CREATE TABLE DEFAULT18;DATABASE schoolCHARACTER studentsid INTPRIMARY KEY,SET utf8mb4COLLATE name VARCHAR50NOT NULL;utf8mb4_unicode_ci;数据类型是的重要组成部分，常用类型包括整数类型、浮点类型、字符串类型、日期时间类DDL INT,BIGINT FLOAT,DECIMAL CHAR,VARCHAR,TEXT型等不同数据库系统支持的类型略有差异，选择合适的数据类型对存储效率和查询性能有重要影响DATE,DATETIME表创建与管理实例--创建学生表CREATE TABLEstudents student_id INTPRIMARY KEY,name VARCHAR50NOT NULL,gender CHAR1CHECK genderIN男,女,birth_date DATE,class_id INT,enrollment_date DATEDEFAULT CURRENT_DATE,CONSTRAINT fk_class FOREIGN KEY class_idREFERENCES classesclass_id;--创建课程表CREATE TABLEcourses course_id CHAR8PRIMARY KEY,course_nameVARCHAR100NOT NULL,credit DECIMAL3,1DEFAULT

3.0,department VARCHAR50;--创建成绩表CREATETABLEscores student_id INT,course_id CHAR8,score DECIMAL5,2,exam_date DATE,PRIMARY KEYstudent_id,course_id,FOREIGN KEYstudent_id REFERENCESstudentsstudent_id,FOREIGNKEYcourse_id REFERENCEScoursescourse_id;上述示例展示了一个简单的学生信息管理数据库设计，包含学生、课程和成绩三个基本表学生表存储学生基本信息，课程表记录课程详情，成绩表通过外键关联前两张表，记录学生的课程成绩。