《数据库管理》课件

《数据库管理》ppt课件CATALOGUE目录数据库概述数据库系统结构数据库设计数据库管理数据库安全与保护数据库新技术与趋势数据库概述01数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织、可共享的数据集合。它具有统一的结构形式并随操作系统一起运行。数据库的定义数据库用于存储、检索、更新和管理大量数据，支持多种应用程序和系统，提供数据安全性和完整性保障。数据库的作用数据库的定义与作用使用表格形式存储数据，支持SQL语言，具有数据完整性、安全性和并发控制等特点。关系型数据库不使用固定的表格形式，数据以键值对形式存储，支持文档、键值和列存储等类型。非关系型数据库将数据分散存储在多个节点上，支持跨多个服务器进行数据查询和操作。分布式数据库数据库的分类与特点人工管理阶段数据由应用程序自行管理，没有统一的管理工具和数据存储。文件系统阶段数据以文件形式存储在磁盘上，应用程序通过文件系统进行访问和管理。数据库系统阶段数据以表格形式存储在数据库中，通过数据库管理系统进行统一管理和访问。数据库的发展历程数据库系统结构02负责数据的物理存储，包括磁盘、内存等存储介质。数据存储提供数据检索、更新和删除等操作的功能。数据访问确保数据的完整性和安全性，包括并发控制、数据恢复等。数据控制存储关于数据库元数据的目录，如数据表结构、列数据类型等。数据字典数据库系统的组成03内模式也称为物理模式或存储模式，描述了数据在物理存储介质上的组织结构和存储方式。01外模式也称为用户模式或子模式，是用户与数据库的接口，只显示数据库的部分信息。02模式也称为逻辑模式或概念模式，是数据库中所有数据的逻辑结构和关系的描述。数据库的三级模式结构提供数据定义语言、数据操纵语言和数据控制语言等，用于创建、操作和管理数据库。功能具有数据独立性、减少数据冗余、集中控制、高可靠性、高性能等。特点广泛应用于金融、电信、航空、政府、医疗等各个行业和领域。应用领域数据库管理系统数据库设计03数据模型描述数据、数据关系和数据操作的抽象表示。常见的数据模型有概念模型、逻辑模型和物理模型。数据库模式数据库中数据的组织形式，包括表、视图、索引等。数据库设计根据业务需求，规划、创建和管理数据库的过程。数据库设计的基本概念实施与维护根据物理设计，创建数据库实例，并进行日常维护和优化。物理设计根据逻辑模型，设计物理存储结构，包括数据文件、索引文件等。逻辑设计将概念模型转换为逻辑模型，设计表、视图、索引等数据库对象。需求分析收集、分析和整理业务需求，明确数据需求和数据流程。概念设计根据需求分析结果，设计概念模型，确定实体、属性和关系。数据库设计的步骤自顶向下先设计整体框架和核心概念模型，再逐步细化细节。逐步迭代设计过程不断迭代和优化，逐步完善数据库结构。自底向上先设计具体的表结构和关系，再逐步抽象和整合。数据库设计的方法数据库管理04在数据库中添加新记录的过程。数据插入修改数据库中已存在的记录。数据更新确保插入或更新的数据符合数据库的规则和约束，如主键唯一性、非空约束等。数据完整性确保插入和更新操作的一致性和原子性，防止数据不一致。事务处理数据插入与更新根据指定的条件从数据库中检索数据。数据查询数据检索索引优化查询性能分析从数据库中获取数据的过程，可以基于各种条件进行筛选、排序等操作。通过建立合适的索引，提高查询和检索的效率。对查询进行优化，减少不必要的数据检索，提高查询速度。数据查询与检索从数据库中删除记录的过程。数据删除将误删除或损坏的数据恢复到数据库中。数据恢复制定合适的备份计划，以防数据丢失，并能够快速恢复数据。备份与恢复策略在事务处理过程中，如果发生错误或需要撤销操作，能够将数据库恢复到事务开始之前的状态。事务回滚数据删除与恢复数据库安全与保护05用户认证确保只有授权用户才能访问数据库，通常通过用户名和密码进行身份验证。访问控制根据用户的角色和权限，限制对数据库的访问和操作，防止未经授权的访问和数据泄露。数据加密对敏感数据进行加密存储，即使数据被盗或丢失，也无法被非授权人员轻易解密。数据库的安全性域完整性限制存储在数据库字段中的数据类型、长度和范围，通过数据类型、约束和触发器实现。参照完整性维护数据库表之间的关系，确保引用数据的准确性，通过外键约束实现。实体完整性确保数据库中的每条记录具有唯一标识，通过主键约束实现。数据库的完整性通过不同的事务隔离级别，控制多个用户同时访问数据库时可能出现的并发问题。事务隔离使用锁机制来控制对共享资源的并发访问，避免产生数据不一致的情况。锁机制根据不同的并发控制策略，选择使用乐观锁或悲观锁来处理并发更新操作。乐观锁与悲观锁数据库的并发控制数据库新技术与趋势06分布式数据库是指将数据分散存储在多个物理节点上的数据库系统，具有数据分布、节点互连、数据冗余、数据一致性等特点。分布式数据库适用于大规模数据处理和高并发访问的场景，如电子商务、金融、物流等领域。分布式数据库可以提高数据存储的扩展性和可用性，降低数据存储的成本，并提高系统的可靠性和稳定性。分布式数据库面向对象数据库是一种基于面向对象程序设计思想的数据库管理系统，它支持复杂的数据类型和对象，具有继承、封装和多态等面向对象特性。面向对象数据库可以提高数据处理的能力和灵活性，降低开发难度和成本，并提高系统的可维护性和可扩展性。面向对象数据库适用于需要处理复杂数据结构和业务逻辑的场景，如游戏开发、仿真模拟、科学计算等领域。面向对象数据库云数据库具有弹性可扩展、高可用性、高可靠性、低成本等特点，适用于需要大规模数据存储和处理的场景，如大