《数据库技术及应用》课件

《数据库技术及应用》PPT课件2023REPORTING数据库概述数据库系统结构关系数据库系统数据库设计数据库应用开发数据库的维护和管理数据库技术的发展趋势和展望目录CATALOGUE2023PART01数据库概述2023REPORTING数据模型描述数据、数据之间的关系以及数据操作的抽象表示，常见的有层次模型、网状模型和关系模型。数据库管理系统（DBMS）用于管理数据库的软件系统，提供数据存储、检索、更新等操作的管理和维护功能。数据库一个存储数据的仓库，可以长期存储大量数据，并允许用户进行数据的检索、插入、删除和更新等操作。数据库的基本概念关系型数据库01使用表格形式存储数据，数据以行和列的方式组织，遵循一定的数据关系和结构，如MySQL、Oracle等。非关系型数据库02不遵循固定的数据关系和结构，可以灵活地存储不同类型的数据，如MongoDB、Redis等。分布式数据库03将数据分散存储在多个物理节点上，以提高数据存储和查询的扩展性和可用性，如Cassandra、Couchbase等。数据库的分类数据由人工进行管理，没有专门的软件系统支持。人工管理阶段随着大数据技术的兴起，出现了新型的大数据处理系统，支持海量数据的存储、查询和分析。大数据时代数据以文件形式存储在磁盘上，通过文件系统进行管理，但数据冗余和一致性问题严重。文件系统阶段出现了专门的数据库管理系统，支持数据结构化存储和高效查询，解决了数据冗余和一致性问题。数据库系统阶段随着互联网技术的发展，出现了分布式数据库，支持数据分散存储和跨地域访问。分布式数据库阶段0201030405数据库的发展历程PART02数据库系统结构2023REPORTING数据库系统的硬件包括存储设备、处理器、内存等，这些硬件为数据库系统提供了运行的基础。硬件数据库系统的软件包括数据库管理系统和其他相关软件，这些软件是实现数据库功能的核心。软件数据库系统的数据是存储在数据库中的信息，这些信息可以被多个用户共享，并且具有高度的冗余性和一致性。数据数据库系统的人员包括数据库管理员、系统分析员、程序员等，他们负责维护和管理数据库系统。人员数据库系统的组成03外模式外模式也称为用户模式，它描述了数据的视图，即用户能够看到的部分。01内模式内模式也称为物理模式，它描述了数据在物理存储介质上的存储方式和存储结构。02模式模式也称为逻辑模式，它描述了数据的逻辑结构和数据之间的关系。数据库系统的模式结构数据定义语言（DDL）DDL用于定义数据库的三级模式结构，包括表、视图、索引等的定义。数据操纵语言（DML）DML用于对数据进行插入、删除、更新等操作。数据查询语言（DQL）DQL用于查询数据，并返回满足条件的数据记录。数据控制语言（DCL）DCL用于控制对数据的访问权限和事务处理等。数据库管理系统PART03关系数据库系统2023REPORTING关系数据库系统的基本概念01关系数据库系统是一种基于关系的数据库管理系统，它使用关系模型来存储、管理和检索数据。02关系数据库系统由多个表组成，每个表包含一系列的行和列，用于存储相关的数据。关系数据库系统提供了数据完整性、安全性和并发控制等功能，以确保数据的准确性和可靠性。03关系数据库系统的数据模型关系数据库系统的数据模型包括三个主要组成部分：关系数据结构、关系操作和关系完整性约束。关系操作包括插入、删除、更新和查询等操作，用于对关系数据进行各种操作。查询操作是最常用的操作之一，用于检索和检索数据。关系数据结构由表、行和列组成，用于存储数据。表中的每一列都有一个特定的数据类型，用于约束存储在该列中的数据。关系完整性约束用于确保数据的准确性和一致性，包括实体完整性、引用完整性和用户定义的完整性约束。输入标题02010403关系数据库系统的语言和查询处理关系数据库系统的语言是结构化查询语言（SQL），用于定义和管理关系数据库系统中的数据。解析阶段将查询语句转换为内部表示形式，优化阶段选择最佳的执行计划，执行阶段则执行该计划并返回结果。查询处理是关系数据库系统中的重要组成部分，用于执行SQL查询语句并返回结果。查询处理通常包括解析、优化和执行等步骤。SQL语言提供了多种功能，包括数据定义语言（DDL）、数据操纵语言（DML）和数据控制语言（DCL）等。PART04数据库设计2023REPORTING数据库设计定义根据用户需求，对数据进行组织、规划和存储的过程。数据库设计基本步骤需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计。数据库设计目标提高数据存储效率、保证数据完整性、提供灵活的数据访问方式。数据库设计概述需求分析定义通过收集和分析用户需求，明确系统需要的数据和功能。需求分析方法访谈、问卷调查、观察等。需求分析结果数据流图、数据字典等。需求分析概念设计定义将需求转化为抽象的概念模型的过程。概念设计工具实体关系图（ER图）。概念设计步骤确定实体、定义属性、建立关系。概念设计将概念模型转换为逻辑模型的过程。逻辑设计定义关系代数、SQL语言等。逻辑设计工具选择合适的数据模型（关系模型、层次模型、网状模型等）、定义表结构、设置约束条件。逻辑设计步骤逻辑设计123根据逻辑模型选择合适的物理存储结构和存储路径的过程。物理设计定义数据库管理系统（DBMS）提供的工具和命令。物理设计工具确定数据存储结构、选择索引策略、优化查询性能等。物理设计步骤物理设计PART05数据库应用开发2023REPORTING数据库应用开发的目标是提高应用程序的性能、可维护性和可扩展性，同时确保数据的安全性和完整性。数据库应用开发涉及多个领域的知识，包括数据库技术、软件开发、系统架构等。数据库应用开发是利用数据库技术来设计和实现应用程序的过程，包括数据库设计、数据建模、数据存储、数据检索、数据更新等方面的技术。数据库应用开发概述数据库应用开发工具数据库管理系统（DBMS）用于存储、管理和检索数据的软件系统，如MySQL、Oracle、SQLServer等。数据库设计工具用于设计数据库结构的软件工具，如ERD工具等。数据库连接库用于连接和操作数据库的编程库，如JDBC、ODBC等。数据库应用开发框架提供了一系列工具和库，用于简化数据库应用开发过程，如SpringDataJPA等。电子商务网站电子商务网站需要存储和管理大量的商品信息、用户信息和订单信息等，需要使用数据库技术来实现数据的存储、检索和更新等功能。社交网络社交网络需要存储和管理大量的用户信息、关系信息和动态信息等，需要使用数据库技术来实现数据的存储、检索和更新等功能。企业资源规划（ERP）系统ERP系统需要存储和管理企业的各种资源信息，如人力资源、财务资源、物资资源等，需要使用数据库技术来实现数据的存储、检索和更新等功能。数据库应用开发实例PART06数据库的维护和管理2023REPORTING010203数据库的维护和管理是确保数据库稳定、可靠和安全的关键过程。维护和管理涉及多个方面，包括硬件和软件的监控、性能优化、数据备份和恢复等。良好的维护和管理有助于提高数据库的可用性和持久性，减少故障和数据丢失的风险。数据库的维护和管理概述数据库的备份与恢复01备份是防止数据丢失的重要措施，应定期进行。02恢复是在数据丢失或损坏后，通过备份来重建数据库的过程。03备份策略应根据数据库的大小、使用频率和重要性来确定，以确保数据的完整性和可靠性。安全性管理涉及保护数据库免受未经授权的访问、修改或破坏。安全性管理措施包括用户身份验证、访问控制和数据加密等。安全性管理有助于保护数据的机密性、完整性和可用性，防止数据泄露和被滥用。010203数据库的安全性管理PART07数据库技术的发展趋势和展望2023REPORTING分布式数据库技术可以提高数据存储的扩展性和可用性，满足大规模数据处理和高并发访问的需求。分布式数据库技术需要解决数据一致性、数据冗余和数据分片等问题，以确保数据的安全性和可靠性。分布式数据库技术是指将数据分散存储在多个物理节点上，实现数据的分布式存储和处理。分布式数据库技术面向对象数据库技术面向对象数据库技术是将面向对象程序设计思想应用于数据库领域的一种技术。它支持将数据视为对象，具有类、继承、封装和多态等面向对象特性，可以更好地描述现实世界中的复杂数据结构。面向对象数