《数据库原理与应用》课件

《数据库原理与应用》PPT课件数据库概述数据库系统结构数据库管理系统关系数据库系统SQL语言基础数据库设计与应用实例contents目录01数据库概述数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织的数据集合，它能够满足各种用户对数据共享的需求。数据库定义数据库用于存储、管理和检索数据，支持企业或组织的业务运营和决策。数据库的作用数据库的定义与作用文件系统阶段数据以文件形式存储在磁盘上，由操作系统进行管理，数据冗余、不一致等问题仍然存在。数据库系统阶段数据以表格形式存储在数据库中，由数据库管理系统进行统一管理，数据冗余、不一致等问题得到有效控制。人工管理阶段数据由专门的人工进行管理，没有统一的数据管理机构，数据冗余、不一致等问题严重。数据库的发展历程关系型数据库以表格形式存储数据，使用SQL语言进行查询和管理，如MySQL、Oracle等。非关系型数据库不局限于表格形式，支持文档、键值对等形式存储数据，如MongoDB、Redis等。分布式数据库将数据分散存储在多个节点上，支持跨节点查询和事务处理，如Hadoop、Cassandra等。数据库的分类与特点02数据库系统结构负责存储和管理数据，包括文件、数据表等。数据存储负责处理和操作数据，包括数据的查询、插入、更新和删除等操作。数据处理负责控制和管理数据访问，包括权限控制、事务处理等。数据控制负责提供数据应用服务，包括数据报表、数据分析等。数据应用数据库系统的组成123也称为用户模式或子模式，是用户与数据库的接口，只反映数据的局部视图，满足特定的应用需求。外模式也称为逻辑模式或概念模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，不涉及数据的物理存储细节。模式也称为物理模式或存储模式，是数据在物理存储介质上的存储方式和存储结构的描述。内模式数据库系统的三级模式结构数据库系统的两级映像功能逻辑级映像将外模式与模式对应起来，使得用户能够以更接近于现实世界的方式来处理数据，而不必关心数据的物理存储细节。物理级映像将内模式与物理存储对应起来，使得数据的物理存储能够根据需要进行优化和调整，而不影响用户对数据的处理方式。03数据库管理系统数据库管理系统能够安全、可靠地存储和管理大量数据，并提供数据备份和恢复功能。数据存储数据库管理系统支持高效的数据检索，用户可以通过查询语言（如SQL）来检索、插入、更新和删除数据。数据检索数据库管理系统能够维护数据的完整性，确保数据的准确性和一致性。数据完整性维护数据库管理系统提供数据安全保护功能，包括用户身份验证、访问控制和数据加密等。数据安全保护数据库管理系统的功能数据库存储和管理数据的核心组件，包括各种数据表、视图、索引等。数据库引擎负责执行SQL查询、管理事务和保证数据完整性等任务。用户界面提供给用户与数据库进行交互的界面，包括命令行界面、图形界面等。系统工具用于管理、维护和监控数据库运行的各种工具。数据库管理系统的组成流行的开源关系型数据库管理系统，广泛应用于Web应用程序和网站。MySQLOracleSQLServerPostgreSQL功能强大、企业级的数据库管理系统，广泛应用于金融、电信等领域。由Microsoft开发的数据库管理系统，广泛应用于Windows平台上的企业应用。强大的开源关系型数据库管理系统，具有高度的灵活性和可扩展性。常见的数据库管理系统04关系数据库系统数据完整性保证数据的正确性和一致性，包括实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性。数据独立性指应用程序与存储在数据库中的数据相互独立，数据的增删改不会影响应用程序的执行。关系数据库以二维表格形式存储数据，表格由行和列组成，每行表示一条记录，每列表示一个字段。关系数据库系统的基本概念描述数据、数据关系以及数据操作的抽象表示，包括概念模型、逻辑模型和物理模型。数据模型采用关系表格来表示数据和数据之间的关系，具有规范化的优点，能够减少数据冗余和避免数据不一致性。关系模型实体-关系模型，用于概念设计，将现实世界的事物抽象为实体、属性、关系等基本元素。E-R模型010203关系数据库系统的数据模型实现与维护根据逻辑设计和物理设计的结果，建立数据库结构，录入数据，并进行维护和管理。物理设计选择合适的存储结构和存储路径，优化数据库性能。逻辑设计将概念模型转换为关系模型，设计数据库模式，确定表、字段和关系。需求分析通过与用户沟通，了解系统需求，包括数据需求、功能需求和性能需求等。概念设计使用E-R模型等概念设计工具，将需求转化为概念模型。关系数据库系统的设计过程05SQL语言基础03数据库存储数据的集合，可以视为电子表格。01数据库管理系统（DBMS）用于存储、检索和管理大量数据的关键软件。02SQL语言用于与数据库进行交互的标准编程语言。SQL语言概述02030401SQL语言的数据查询功能SELECT语句：用于从数据库表中检索数据。WHERE子句：用于过滤记录，只返回满足条件的记录。ORDERBY子句：用于对结果集进行排序。GROUPBY子句：用于将结果集按一个或多个列进行分组。INSERT语句用于向数据库表中插入新记录。UPDATE语句用于修改数据库表中的现有记录。DELETE语句用于从数据库表中删除记录。MERGE语句用于根据指定的条件插入、更新或删除记录。SQL语言的数据操作功能06数据库设计与应用实例需求分析确定系统需要存储的数据类型和范围。分析用户对数据查询、更新、删除等操作的需求。数据库设计的基本步骤设计数据库的逻辑结构，包括表、字段、主键、外键等。数据库设计的基本步骤010203概念设计使用E-R图等工具，设计数据库的概念结构。确定实体、属性、关系等，并对其进行规范化。数据库设计的基本步骤数据库设计的基本步骤010203选择合适的数据库管理系统和数据存储结构。设计索引、视图、存储过程等物理对象。物理设计实施与维护定期进行数据备份、恢复和优化。创建数据库结构，导入初始数据。数据库设计的基本步骤存储学生信息，包括学号、姓名、年龄、专业等。支持查询、更新和删除学生信息。设计学生实体，包含学号、姓名、年龄和专业等属性；设计学生关系表，包含学号、姓名和年龄等字段。数据库设计实例分析概念设计需求分析数据库设计实例分析物理设计：选择关系型数据库管理系统，如MySQL或Oracle；创建学生信息表，设置学号为主键，并建立索引。概念设计设计商品实体，包含商品编号、名称、价格等属性；设计商品关系表，包含商品编号、名称和价格等字段。物理设计选择关系型数据库管理系统，如SQLServer或PostgreSQL；创建商品信息表，设置商品编号为主键，并建立索引。需求分析存储商品信息，包括商品编号、名称、价格等；支持商品查询、添加、删除和修改。数据库设计实例分析在线购物网站应用场景：用户浏览商品、添加购物车、下单支付等操作需要快速响应和数据一致性。技术实现：使用关系型数据库管理系统，如MySQL或Oracle；通过建立索引优化查询性能；