数据库和数据库管理系统课件

数据库和数据库管理系统课件数据库概述数据库管理系统（DBMS）关系型数据库（RDBMS）非关系型数据库（NoSQL）数据库设计与优化策略数据库安全与备份恢复机制实战案例：企业级应用系统中的数据库应用01数据库概述数据结构化数据共享数据独立性可控冗余度数据库定义与特点01020304数据库将数据按照一定的数据模型进行组织，实现数据的结构化存储。数据库允许多个用户同时访问和操作数据，实现数据的共享。数据库将数据与应用程序分离，实现数据的独立性，降低数据与应用之间的耦合度。数据库通过数据整合和规范化，控制数据的冗余度，避免数据重复存储。数据以文件形式存储，由程序员直接管理，数据冗余度大，共享性差。人工管理阶段数据以文件形式组织，由文件系统统一管理，实现一定程度的数据共享和独立性。文件系统阶段数据按照数据模型进行组织，由数据库管理系统统一管理，实现数据的结构化、共享性、独立性和可控冗余度。数据库系统阶段数据库发展历程如ERP、CRM等系统，实现企业内部业务流程的自动化和数据共享。企业信息化如在线购物平台、支付系统等，实现网上交易、用户信息管理等功能。电子商务如微博、微信等社交平台，实现用户个人信息、社交关系等数据的存储和查询。社交网络如智能家居、智慧城市等物联网应用，以及大数据分析平台，实现海量数据的存储、分析和挖掘。物联网与大数据数据库应用领域02数据库管理系统（DBMS）包括数据的存储、检索、更新和删除等操作，确保数据的完整性和安全性。数据存储管理数据控制功能数据定义与数据字典应用程序接口通过访问控制、并发控制和恢复管理等手段，保护数据免受未经授权的访问和修改。提供数据定义语言（DDL）和数据字典，方便用户定义和维护数据结构。为应用程序提供访问数据库的接口，如SQL、ODBC、JDBC等。DBMS功能与架构关系型数据库管理系统（RDBMS）如MySQL、Oracle、SQLServer等，以表格形式存储数据，支持ACID事务特性。非关系型数据库管理系统（NoSQL）如MongoDB、Cassandra、Redis等，采用键值对、文档、图形等形式存储数据，具有高扩展性和灵活性。分布式数据库管理系统如HBase、Cassandra、CockroachDB等，将数据分布在多个节点上，实现数据的水平扩展和高可用性。DBMS产品介绍根据业务需求、数据量、访问频率等因素，选择合适的DBMS产品。需求分析评估DBMS的性能、扩展性、安全性、易用性等方面，确保满足业务需求。技术评估包括硬件准备、软件安装、数据迁移、性能优化等步骤，确保DBMS的稳定运行。实施与部署定期对DBMS进行维护，如备份、更新、修复漏洞等，同时监控数据库性能和安全状况。维护与监控DBMS选择与实施03关系型数据库（RDBMS）数据以表格形式存储，表格之间通过主键、外键建立关联。数据表与关系数据完整性范式理论通过实体完整性、参照完整性等规则保证数据的准确性和一致性。通过不同级别的范式对数据表结构进行优化，减少数据冗余。030201关系型数据库原理掌握SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE等基本语句的使用。SQL基础语法掌握单表查询、多表查询、子查询、连接查询等查询技巧。数据查询掌握数据的增加、修改、删除等操作，以及事务处理机制。数据操作SQL语言基础及应用123通过主键约束确保数据表中每行数据的唯一性。实体完整性通过外键约束确保数据表之间关联的准确性，防止孤立记录的出现。参照完整性通过在应用程序中设置验证规则，确保输入数据的准确性。应用程序级别的完整性数据完整性保障措施04非关系型数据库（NoSQL）NoSQL数据库具有水平可扩展性，能够轻松应对大量数据和高并发场景。可扩展性NoSQL数据库通常具有优秀的读写性能和低延迟，适用于实时数据处理和分析。高性能NoSQL数据库无需预定义数据结构，支持多种数据格式存储，满足不同业务需求。灵活性NoSQL数据库采用分布式架构，具备数据冗余和容错能力，确保数据可靠性和可用性。容错性01030204NoSQL特点与优势键值存储（Key-Value）适用于存储大量简单数据，如缓存、配置信息等。典型代表：Redis、Memcached。适用于存储结构化和半结构化数据，如JSON、XML等。典型代表：MongoDB、Couchbase。适用于大规模分布式数据处理和分析，如大数据、实时计算等。典型代表：ApacheCassandra、HBase。适用于表示和操作复杂网络关系的数据，如社交网络、推荐系统等。典型代表：Neo4j、OrientDB。文档存储（Document）列式存储（Column-Fam…图存储（Graph）常见NoSQL类型及应用场景ABCD数据模型NoSQL数据库采用灵活的数据模型，如键值对、文档、列族和图，以适应各种数据结构需求。查询语言NoSQL数据库通常提供专用的查询语言或API，如MongoDB的MQL、Cassandra的CQL等，方便开发者进行数据操作和管理。索引技术NoSQL数据库支持多种索引技术，如哈希索引、B+树索引、全文检索等，提高数据查询效率。数据一致性NoSQL数据库根据应用需求提供不同级别的一致性保证，如最终一致性、强一致性等。NoSQL数据存储与查询技术05数据库设计与优化策略VS收集、整理用户对数据库的需求，包括数据处理需求、性能需求和安全需求等。概念设计通过ER图、数据流图等工具，描述数据的高层次结构、关系和约束，形成数据模型。需求分析需求分析与概念设计逻辑设计将概念设计转化为数据库管理系统能处理的逻辑结构，包括选择数据库系统、定义数据表、视图、索引等。物理设计根据数据库管理系统的特性和硬件环境，为数据表选择合适的存储结构、存取路径和存储参数等。逻辑设计与物理设计存储优化根据数据的访问频率和重要性，合理分配存储空间、调整缓冲区大小、选择适当的存储引擎等，提高数据存储和访问性能。查询优化通过改写查询语句、增加索引、优化数据表结构等方式，提高查询速度和效率。并发控制通过锁机制、事务隔离级别等手段，控制多个用户并发访问数据库时的数据一致性和系统性能。性能优化方法论述06数据库安全与备份恢复机制介绍对称加密、非对称加密及哈希算法等原理及应用场景。详细阐述自主访问控制、强制访问控制及基于角色的访问控制等策略。数据加密与访问控制策略访问控制策略数据加密技术备份类型全面介绍全量备份、增量备份、差异备份及其优缺点。实施过程讲解备份计划制定、备份周期设置、备份存储介质选择及备份执行等步骤。备份类型及实施过程讲解恢复策略根据备份类型及业务需求，制定相应的恢复策略，包括恢复点目标（RPO）和恢复时间目标（RTO）。演练活动组织组织定期的恢复演练活动，评估恢复策略的有效性，提高应急响应能力。恢复策略制定及演练活动组织07实战案例：企业级应用系统中的数据库应用介绍企业级应用系统的概念、特点及应用领域。企业级应用系统概述列举几个典型的企业级应用系统，如ERP、CRM、SCM等，并简要介绍其功能和应用场景。典型企业级应用系统企业级应用系统简介说明数据库在企业级应用系统中承担的数据存储和管理任务，包括数据的组织、存储、查询和更新等操作。数据存储与管理强调数据库在保障企业级应用系统中数据的安全性和完整性方面的重要作用，如通过访问控制、加密、备份等技术手段确保数据的机密性、完整性和可用性。数据安全性与完整性保障阐述数据库如何支持企业级应用系统中的业务逻辑实现，包括通过存储过程、触发器等技术手段实现业务规则和数据校验等功能。业务逻辑实现支持数据库在系统中的角色分析订单处理。演示在订单处理过程中，如何对订单数据进行