数据库技术及应用 课件 陈翠松 项目1、2 初识数据库、安装与使用MySQL

数据库技术及应用项目1初识数据库小王已正式计划进入数据库操作和设计工作岗位，但他仍面临不少问题：数据库是什么？数据库在哪里？数据库有没有基本术语？如何与同行交流？工作情境目录01发现生活中的数据库02走进数据库世界03巩固与小结04任务训练01发现生活中的数据库一、发现生活中的数据库任务分析任务编号任务内容任务1-1分析并确定自己手机中的哪些App需要数据库的支持，哪些App不需要数据库的支持任务1-2分析并确定自己计算机中的哪些应用程序需要数据库的支持，哪些应用程序不需要数据库的支持面对数据库，一片迷然的小王无奈地打开手机，随意看着手机中的App，突然，他好像有所感悟，App的登录、注册和显示信息都需要数据。小王发现原来数据库就在自己身边，并且无处不在，深刻地影响自己的生活。小王对粤文创进行分析后得到的任务清单如下。一、发现生活中的数据库知识储备1、应用程序应用程序是指为了完成某项或多项特定工作的计算机程序。应用程序运行在用户模式下，可以和用户进行交互，具有可视的用户界面，如WPS、Office和QQ等。2、APPApp（Application，应用程序）其实就是应用程序。但在我们在日常生活中，我们一般将手机软件称为App，即App主要是指安装在智能手机上的软件。3、发现手机App中的数据库每个人的手机中都安装了很多App，请思考哪些生活场景需要数据库的支持。4、发现计算机应用程序中的数据库每个人的手机中都安装了很多App，请思考哪些生活场景需要数据库的支持。一、发现生活中的数据库任务实施任务1-1分析并确定自己手机中的哪些App需要数据库的支持，哪些App不需要。任务1-2分析并确定自己计算机中的哪些应用程序需要数据库的支持，哪些应用程序不需要数据库的支持。02走进数据库世界二、走进数据库世界任务分析任务编号任务内容任务1-3分析知名的数据库管理系统任务1-4分析知名的国产数据库管理系统微信、QQ、腾讯会议、京东、淘宝、拼多多、应用商店、高德地图和铁路12306等App都需要数据库的支持，但我们没有办法深入了解它们数据库的设计。为了揭开数据库的神秘面纱，下面以粤文创项目为研究对象，进一步探索数据库的内涵，了解数据库的基本术语、发展，同时了解常见的数据库管理系统。小王对粤文创进行分析后得到的任务清单如下。二、走进数据库世界知识储备1、揭开数据库的神秘面纱1）数据库在哪里粤文创项目规划为手机APP，其框架如图1-1所示。二、走进数据库世界知识储备1、揭开数据库的神秘面纱2）数据库为何物数据库就相当于生活中的小区，所以数据库并不能直接保存数据，但数据库中有很多表，这些表就相当于小区中的楼房，数据其实是保存在表中的。3）表为何物数据库中的表与Excel工作簿包含的工作表相似，都是二维表。其中，每一列称为一个字段，表中共有8个字段，列标题称为字段名，每个字段都有字段名，每行一称为一条记录，表中共有3条记录，每个单元格用来保存数据，表中共有24个数据，如图1-4所示。二、走进数据库世界知识储备2、数据库的常用术语1）数据简单来说，数据表中的内容都是数据。数据是对事实、概念或指令进行表达的一种形式，是通过观察、实验或计算得到的结果。数据有多种表现形式，如数字、文字、图像和声音等。如520、59.5、"科学家"和"中国"等都是数据。2）信息数据的目的为信息服务。数据经过解释并赋予一定的意义之后就成为信息。信息论的奠基人香农认为“信息是用来消除随机的、不确定性的东西”。3）数据处理数据处理是对数据进行采集、存储、检索、加工、变换和传输的过程，其基本目的是从大量的、杂乱无章的且难以理解的数据中抽取并推导出有价值、有意义的数据，即将数据转换成信息。二、走进数据库世界知识储备2、数据库的常用术语4）数据库数据库是存储数据的仓库，是一个长期存储在计算机内、有组织、可共享、统一管理的大量数据的集合。5）数据库管理系统数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，DBMS）是一种操纵和管理数据库的软件，用于建立、使用和维护数据库。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。6）SQL结构化查询语言（StructuredQueryLanguage，SQL），是一种数据库查询和程序设计语言，用于存取数据，以及查询、更新和管理关系数据库系统。SQL也是目前数据库的国际标准。二、走进数据库世界知识储备2、数据库的常用术语SQL主要包括以下内容。数据定义语言（DataDefinitionLanguage，DDL）：CREATE（创建）、ALTER（修改）和DROP（删除）。数据查询语言（DataQueryLanguage，DQL）：SELECT（查询）。数据操作语言（DataManipulationLanguage，DML）：INSERT（添加）、UPDATE（修改）和DELETE（删除）。事务控制语言（TransactionControlLanguage，TCL）：COMMIT（提交）和ROLLBACK（回滚）等。数据控制语言（DataControlLanguage，DCL）：GRANT、REVOKE。指针控制语言（CursorControlLanguage，CCL）：DECLARECURSOR、FETCHINTO、UPDATEWHERECURRENT。二、走进数据库世界知识储备2、数据库的常用术语7）NoSQLNoSQL最常见的解释是“non-relational”，但“NotOnlySQL”也被很多人接受。NoSQL仅仅是一个概念，泛指非关系型数据库。NoSQL不保证关系数据的ACID特性。ACID是指数据库管理系统在写入或更新资料的过程中，为了保证事务的正确、可靠，必须具备的特性，分别为原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。8）NewSQLNewSQL是对各种新的可扩展、高性能数据库的简称，这类数据库不仅具有NoSQL对海量数据的存储管理能力，还保持了传统数据库支持ACID特性和SQL等。9）数据仓库数据仓库是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合，是为企业所有级别的决策制定过程提供所有类型数据支持的战略集合。二、走进数据库世界知识储备2、数据库的常用术语10）大数据对于大数据，麦肯锡全球研究所给出的定义是，一种规模大到在获取、存储、管理和分析方面大大超出传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和较低的价值密度四大特征。IBM提出的大数据的5V特点分别为Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（低价值密度）和Veracity（真实性）。二、走进数据库世界知识储备3、数据处理技术的发展过程1）人工管理阶段在计算机出现之前，人们运用常规的手段从事记录、存储和加工数据，如利用纸张来记录数据，利用算盘、计算尺等工具计算数据，使用人的大脑管理和利用数据。2）文件系统管理阶段文件系统可以长久保存数据，并而且数据与程序间有一定的独立性，数据可以共享，但数据管理比较困难。随着数据管理规模的扩大，数据量的急增，文件系统难以适从，存在的主要问题是数据冗余大、数据一致性差和数据独立性差等。3）数据库系统管理阶段数据库的特点是数据不再只针对某个特定的应用，而是面向全组织，具有整体的结构性，共享性高，冗余度减小，程序与数据之间的独立性高，并且能对数据进行统一的控制。数据库技术一直在不断发展和完善，不断出现新技术。二、走进数据库世界知识储备4、常见的数据库管理系统1）全球数据库管理系统排名2023年2月，DB-EnginesRanking全球排名前10位的数据库管理系统如图1-5所示，其中没有中国自主的数据库管理系统。中国自主的数据库管理系统中的TiDB排名第108位，OceanBase排名第145位，openGauss排名第188位。二、走进数据库世界知识储备4、常见的数据库管理系统2）国产数据库管理系统排名2023年2月，墨天轮排名前10位的国产数据库管理系统如图1-6所示。走进数据库世界知识储备4、常见的数据库管理系统3）常用的SQL、NoSQL和NewSQL常用的SQL、NoSQL和NewSQL如表1-1所示。大类类别常见的数据库说明SQL关系型数据库Oracle、MySQL/MariaDB、DB2、SQLServer和PostgrcSQL遵循“表—记录”模型，按行存储在文件中NoSQL时序数据库InfluxDB、RRDtool和Graphite存储时间序列数据，每条记录都带有时间戳键/值数据库Redis、Memcached和RiakKV最简单的数据库管理系统，按“键—值”存储文档数据库MongoDB、Couchbase和DynamoDB文档是处理信息的基本单位，一个文档相当于关系型数据库中的一条记录图数椐库Neo4j、OrientDB和Titan以点和边为基础存储单元，以高效存储、查询图数据为设计原理的数据管理系统搜索引擎Elasticsearch、Solr和Splunk存储的目的是搜索，主要功能也是搜索对象数据库Caché、db4o和VersantObjectDatabase受面向对象编程语言的启发，把数据定义为对象并存储在数据库中，包括对象之问的关系宽列存储数据库Cassandra、HBase和Accumulo宽列存储数据库也称为宽列数据库。在记录中存储数据，能够容纳非常多的动态列。由于列名和记录键都不是固定的，并且一条记录可以有数十亿列，因此宽列存储可以被看作二维键值存储NewSQL新型架构ClustrixDB、CockroachDB和Spanner全新架构，从头设计的数据库管理系统，与扩展现有系统不同透明的数据分片中间件ScalableCluster、MaxScale和ScaleBase非常简单地替换已经使用了单节点数据库管理系统的应用的数据库，并且开发者无须对应用做任何修改DBaaSAurora和ClearDBdatabase-as-a-service，是云服务提供商的NewSQL方案走进数据库世界任务实施任务1-3分析知名的数据库管理系统。查询最新的DB-EnginesRanking，找出全球排名前10位的数据库管理系统，分析它们与图1-5中显示的排名有何变化。任务1-4分析知名的国产数据库管理系统。查询最新的墨天轮排名，找出排名前10位的国产数据库管理系统，分析它们与图1-6中显示的排名有何变化。03巩固与小结三、巩固与小结任务分析（1）初步认识数据库和数据表的内涵，以及数据库的应用场景。（2）理解数据库的简单术语，如数据、信息、数据处理、数据库、表、字段、记录、数据库管理系统、SQL、NoSQL、NewSQL、数据仓库和大数据。（3）了解数据处理技术的发展过程包括3个阶段，分别为人工管理阶段、文件系统管理阶段和数据库系统管理阶段。（4）查询DB-EnginesRanking和墨天轮排名的方法。（5）了解常用的SQL、NoSQL和NewSQL。04任务训练四、任务训练任务分析（1）查阅资料，简述10个国产数据库管理系统。（2）为粤文创项目选择合适的数据库管理系统。（3）查阅资料，简述中国大数据产业政策的演变过程。感谢您的观看数据库技术及应用项目2安装与使用MySQL小王对数据库有一定的认识后，准备动手操作数据库。工欲善其事，必先利其器。小王现在必须选择适合自己项目的数据库管理系统和相关工具，安装并配置到计算机上，并快速学会基本的操作方法。工作情境目录01安装与配置MySQL02使用MySQL04巩固与小结05任务训练03安装与使用Navicat01安装与配置MySQL一、安装与配置MySQL任务分析任务编号任务内容任务2-1安装与配置MySQL任务2-2查找数据库的存储位置小王在了解主流数据库管理系统的特点后，根据粤文创项目的特点选择了MySQL，所以他必须把MySQL安装并部署到计算机中。小王对粤文创进行分析后得到的任务清单如下。一、安装与配置MySQL知识储备1、认识MySQLMySQL是开源、多平台、关系型数据库管理系统，是目前非常流行的关系型数据库管理系统之一。在Web应用方面，MySQL的应用也非常广泛。MySQL占据中小型数据库应用市场的半壁江山。巅峰时期，世界上甚至超过70%的网站后台都采用MySQL。MySQLAB公司的市场推广在某种程度上是基于LAMP包进行的。LAMP也称为LNMP，是指一组通常一起使用来运行动态网站或服务器的自由软件名称的首字母缩写，其将Linux作为操作系统，Apache或Nginx作为Web服务器，MySQL作为数据库，PHP/Perl/Python作为服务器端脚本解释器，能够快速建立一个稳定、免费的网站系统。一、安装与配置MySQL知识储备2、下载与安装MySQL1）下载MySQLMySQL官网的下载页面中主要有3个可选版本，分别为MySQLEnterpriseEdition、MySQLClusterCGE和MySQLCommunity（GPL）。其中，MySQLCommunity（GPL）包括免费版。（1）下载最新安装版。进入MySQL官网，单击“DOWNLOADS”选项卡，

单击“MySQLCommunity(GPL)Downloads»”

链接，进入社区版下载页面，选择“Windows

(x86,32-bit),MSIInstaller”选项，单击

右边侧“Download”按钮，如图2-2所示。一、安装与配置MySQL知识储备2、下载与安装MySQL1）下载MySQL打开下载页面，将垂直滚动条滑到页面下方，单击“Nothanks,juststartmydownload.”按钮，如图2-3所示，开始下载安装文件。一、安装与配置MySQL知识储备2、下载与安装MySQL1）下载MySQL（2）下载最新免安装版进入社区版下载页面，选择“Windows(x86,64-bit),ZIPArchive”选项，单击右侧的“Download”按钮，下载社区版的名免安装版。（3）下载历史版本在社区版下载页面，单击“Archives”选项卡，显示“MySQLProductArchives”页面，在“ProductVersion”下拉列表中选择所需版本，在“OperatingSystem”下拉列表中选择对应的操作系统，有时还可以在“OSVersion”下拉列表中选择操作系统的位数，在文件列表中选择所需的压缩包并下载。一、安装与配置MySQL知识储备2、下载与安装MySQL2）安装MySQL不同的计算机设置方法稍有差别。在Windows10专业版环境下安装MySQL的操作步骤如下。（1）双击mysql-installer-community-.msi开始安装，接爱许可条款，单击“Next”按钮。（2）选择“Full”选项，单击“Next”按钮。一、安装与配置MySQL知识储备2、下载与安装MySQL2）安装MySQL（3）检查配置要求（可能失败），如图2-6所示。单击“Execute”按钮，系统自动安装相关组件。按照要求完成安装后返回检查失败列表，此时第一项已解决，如图2-7所示。选择第二项，单击“Check”按钮完成相关操作，之后处理第三项。后两项检查有可能再次失败，但仍然可以继续安装。一、安装与配置MySQL知识储备2、下载与安装MySQL2）安装MySQL（4）单击“Next”按钮，显示警告信息，如图2-8所示，单击“Yes”按钮，显示组件安装列表，如图2-9所示。组件安装完成界面如图2-10所示。一、安装与配置MySQL知识储备2、下载与安装MySQL2）安装MySQL（5）单击“Next”按钮，开始配置系统。这个过程需要的时间比较长。（6）单击“Next”按钮，选择类型，设置通信协议，选择默认值。（7）单击“Next”按钮，设置root的密码，如图2-11所示。还可以添加账号，如图2-12所示。一、安装与配置MySQL知识储备2、下载与安装MySQL2）安装MySQL（8）单击“Next”按钮，设置Windows服务，选择默认值。（9）单击“Next”按钮，配置应用服务。（10）单击“Next”按钮，显示产品配置。（11）单击“Next”按钮，连接服务器，如图2-13所示，输入用户名和密码，单击“Check”按钮，只有成功才能继续。（12）单击“Next”按钮，进入实例的应用服务配置界面。（13）单击“Next”按钮，单击“Finish”按钮完成安装。安装完成后，“开始”菜单中就有多个MySQL操作选项。一、安装与配置MySQL知识储备3、MySQL的目录结构MySQL安装完成后，打开其所在的文件夹，一般有以下文件和文件夹。1）bin文件夹bin文件夹用于放置一些可执行文件，如mysql.exe、mysqld.exe和mysqlshow.exe等。bin是一个关键的文件夹。2）Data文件夹Data文件夹用于放置一些日志文件及数据库，包括系统创建的数据库和用户创建的数据库。要记住Data文件夹的位置，否则用户就不知道自己创建的数据库在哪里。3）其他文件夹include文件夹用于放置一些头文件，如mysql.h和mysql_ername.h等；lib文件夹用于放置库文件；lib文件夹用于放置库文件；docs文件夹用于保存一些文档；share文件夹用于保存字符集、语言等信息。一、安装与配置MySQL知识储备3、MySQL的目录结构4）my.ini文件my.ini是MySQL默认使用的配置文件。在一般情况下，只要修改my.ini文件中的内容就可以对MySQL进行配置。5）其他配置文件除了上述目录，MySQL安装目录下可能还有几个后缀为.ini的配置文件，不同的配置文件代表不同的含义。一、安装与配置MySQL任务实施任务2-1安装与配置MySQL。在MySQL官网中下载免费版MySQL，并安装在自己的计算机上。任务2-2查找数据库的存储位置。在自己的计算机上查找Data文件夹，并查看目前有哪些数据库。02使用MySQL二、使用MySQL任务分析任务编号任务内容任务2-3启动MySQL服务器，登录MySQL客户端任务2-4退出客户端，关闭MySQL服务器拓展任务2-1部署免安装版MySQL在安装好MySQL后，小王准备动手探索如何使用MySQL。小王对粤文创进行分析后得到的任务清单如下。二、使用MySQL知识储备1、启动与关闭MySQL服务器1）启动MySQL服务器启动MySQL服务器的命令如下：netstartmysql运行结果如图2-14所示。2）关闭MySQL服务器关闭MySQL服务器的命令如下：netstopmysql运行结果如图2-15所示。二、使用MySQL知识储备2、登录与退出MySQL客户端1）登录MySQL客户端（1）使用命令方式。登录MySQL客户端的命令如下：mysql–uroot–p密码在输入命令时，如果没有输入密码，那么命令执行时会提示输入密码，运行结果如图2-16所示。二、使用MySQL知识储备2、登录与退出MySQL客户端1）登录MySQL客户端（2）使用操作方式。在“开始”菜单中选择“MySQL5.7CommandLineClient”命令，输入密码后按Enter键，可以登录MySQL客户端；选择“MySQL5.7CommandLineClient-Unicode”命令，输入密码后按Enter键，也可以登录MySQL客户端，在Unicode下，运行速度比原来在DOS环境下快得多，字体等也更符合编程要求。2）退出MySQL客户端退出MySQL客户端的命令如下：EXIT;或者：QUIT;二、使用MySQL知识储备3、MySQL相关命令登录MySQL客户端，输入如下命令：\?;常用命令如图2-17所示，各命令的含义如表2-1所示。二、使用MySQL知识储备4、显示帮助文档在“开始”菜单中选择“Documentation”命令，显示帮助文档，如图2-18所示，可以查询相关技术参数。二、使用MySQL知识储备5、部署免安装版MySQL在Windows10专业版环境下配置MySQL8.0.28，操作步骤如下。（1）将下载的mysql-8.0.28-winx64.Zip解压缩到当前文件夹下，得到mysql-8.0.28-winx64文件夹，并将其复制到要安装的位置，如C:\ProgramFiles。（2）先在mysql-8.0.28-winx64文件夹下新建data文件夹，再在data文件夹下新建一个文本文件。（3）打开文本文件，输入如图2-19所示的内容，其中路径需要根据自己的具体情况进行设置。将文本文件保存为my.ini。需要注意的是，在保存文本文件时，一定要在“编码”下拉列表中选择“ANSI”选项。[mysqld]#设置3306端口port=3306#设置mysql的安装目录basedir=C:\ProgramFiles\mysql-8.0.28-winx64#设置mysql数据库的数据的存放目录datadir=C:\ProgramFiles\mysql-8.0.28-winx64\Data#允许最大连接数max_connections=200#允许连接失败的次数。max_connect_errors=10#服务端使用的字符集默认为utf8mb4character-set-server=utf8mb4#创建新表时将使用的默认存储引擎default-storage-engine=INNODB#默认使用“mysql_native_password”插件认证#mysql_native_passworddefault_authentication_plugin=mysql_native_password[mysql]#设置mysql客户端默认字符集default-character-set=utf8mb4[client]#设置mysql客户端连接服务端时默认使用的端口port=3306default-character-set=utf8mb4二、使用MySQL知识储备5、部署免安装版MySQL（4）打开“环境变量”对话框，在列表框中选择“Path”选项，单击“编辑”按钮，打开“编辑环境变量”对话框，单击“新建”按钮，增加一行，输入“C:\ProgramFiles\mysql-8.0.28-winx64\bin”（路径应根据实际情况进行修改）。（5）注册服务。以“管理员身份运行”方式进入cmd命令行窗口，输入“mysqld--install”，按Enter键，这里可能会出错，一旦出错就需要重新安装。再次执行“mysqld--install”命令即可注册成功。（6）生成随机密码。输入“mysqld--initialize--console”，执行完成后，最后显示的字符“#ZtiHAltP3jp”为随机密码，如图2-21所示，该密码用于首次登录MySQL服务器。二、使用MySQL知识储备5、部署免安装版MySQL（7）输入“netstartmysql”，启动MySQL服务器。（8）输入“mysql-uroot-p#ZtiHAltP3jp”，进入MySQL客户端，但此时还不能操作，系统提示先修改密码，如输入“CREATEDATABASEcc;”，系统提示重置密码，如图2-22所示。（9）输入“ALTERUSER'root'@'localhost'IDENTIFIEDBY'admin';”重置密码，新密码是“admin”，如图2-23所示，注意保存好密码，之后每次登录都需要使用此密码，具体的密码用户可自行选择。密码修改成功后，输入“EXIT;”，退出MySQL客户端。用新密码登录“mysql-uroot-padmin”登录MySQL客户端，登录成功后可以正常操作。二、使用MySQL任务实施任务2-3启动MySQL服务器，登录MySQL客户端。启动MySQL服务器，登录MySQL客户端，查看MySQL常用命令，并练习使用“?”、“exit”、“help”和“quit”等命令。任务2-4退出客户端，关闭MySQL服务器。拓展任务2-1部署免安装版MySQL。如果自己的计算机中还没有安装MySQL，那么部署免安装版MySQL。03安装与使用Navicat三、安装与使用Navicat任务分析任务编号任务内容任务2-5安装与配置Navicat任务2-6使用Navicat安装好MySQL之后，就可以操作数据库，但小王觉得命令行界面不够友好和美观。因此，小王想安装数据库的可视化管理工具Navicat。小王对粤文创进行分析后得到的任务清单如下。三、安装与使用Navicat知识储备1、认识NavicatNavicat用户界面设计友好，可以非常方便地管理MySQL、Oracle、PostgreSQL、SQLite、SQLServer、MariaDB和MongoDB等不同类型的数据库，并且支持管理某些云数据库。Navicat既可以满足专业开发人员的所有需求，又方便初学者学习，是一款非常优秀的可视化管理工具。但是，建议数据库的初学者直接使用MySQL的客户端，多使用命令编写代码，苦练基本功，这样更有利于初学者快速成才。三、安装与使用Navicat知识储备2、安装Nav