《數(shù)據(jù)庫基本原》課件

《數(shù)據(jù)庫基本原理》PPT課件2023REPORTING數(shù)據(jù)庫概述數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)模型與關系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫查詢語言SQL數(shù)據(jù)庫事務處理與并發(fā)控制數(shù)據(jù)庫安全與保護目錄CATALOGUE2023PART01數(shù)據(jù)庫概述2023REPORTING數(shù)據(jù)庫是一種存儲、管理和檢索數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)，它能夠高效地存儲大量數(shù)據(jù)，并且能夠提供快速、可靠的數(shù)據(jù)檢索服務。數(shù)據(jù)庫是信息系統(tǒng)的核心組成部分，它能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理，提高數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，并且能夠方便地進行數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)庫的定義與作用數(shù)據(jù)庫的作用數(shù)據(jù)庫定義關系型數(shù)據(jù)庫關系型數(shù)據(jù)庫采用表格形式存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以行和列的形式組織，具有規(guī)范化的結構和嚴格的數(shù)據(jù)完整性約束。常見的如MySQL、Oracle等。非關系型數(shù)據(jù)庫非關系型數(shù)據(jù)庫不遵循傳統(tǒng)的表格形式存儲，而是以鍵值對的形式存儲數(shù)據(jù)，具有靈活的結構和易于擴展的特性。常見的如MongoDB、Redis等。數(shù)據(jù)庫結構數(shù)據(jù)庫結構包括表、視圖、索引、存儲過程等，這些結構能夠有效地組織和管理數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)檢索的效率和準確性。數(shù)據(jù)庫的種類與結構數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)定義數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是一種軟件，用于創(chuàng)建、使用和管理數(shù)據(jù)庫。DBMS提供了一組功能強大的工具和服務，用于定義和組織數(shù)據(jù)結構、輸入和檢索數(shù)據(jù)、保證數(shù)據(jù)完整性以及維護數(shù)據(jù)安全等。常見的DBMS常見的DBMS包括MySQL、Oracle、SQLServer、PostgreSQL等。這些DBMS提供了豐富的功能和工具，支持各種應用場景，滿足不同用戶的需求。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)簡介PART02數(shù)據(jù)庫設計2023REPORTING以用戶需求為出發(fā)點，明確數(shù)據(jù)需求，確保設計的數(shù)據(jù)庫能夠滿足實際應用。需求導向保持數(shù)據(jù)庫結構簡潔、清晰，方便后期維護和管理。結構清晰考慮數(shù)據(jù)庫的性能，合理設計索引、查詢語句等，提高數(shù)據(jù)訪問速度。性能優(yōu)化保證數(shù)據(jù)的安全性，采取必要的安全措施，防止數(shù)據(jù)泄露、損壞或被非法訪問。安全可靠數(shù)據(jù)庫設計的基本原則實施與維護根據(jù)物理設計結果，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫并對其進行維護和優(yōu)化。物理設計根據(jù)邏輯模型，設計數(shù)據(jù)庫的物理結構，如表、索引等。邏輯設計將概念模型轉化為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的邏輯模型，如關系模型。需求分析了解用戶需求，收集相關數(shù)據(jù)，明確數(shù)據(jù)類型和關系。概念設計根據(jù)需求分析結果，設計數(shù)據(jù)庫的概念模型，如E-R圖等。數(shù)據(jù)庫設計的過程數(shù)據(jù)庫設計的方法與工具設計方法采用正規(guī)設計方法，如關系規(guī)范化理論等，確保設計的數(shù)據(jù)庫具有一致性和完整性。設計工具使用數(shù)據(jù)庫設計工具，如ERD工具、數(shù)據(jù)庫建模工具等，輔助設計人員進行數(shù)據(jù)庫設計。PART03數(shù)據(jù)模型與關系數(shù)據(jù)庫2023REPORTING數(shù)據(jù)的約束條件定義了數(shù)據(jù)對象之間的關系和數(shù)據(jù)對象屬性的約束條件，以確保數(shù)據(jù)的完整性和準確性。數(shù)據(jù)操作定義了對數(shù)據(jù)對象進行的基本操作，如插入、刪除、修改和查詢等。數(shù)據(jù)結構定義了數(shù)據(jù)對象的類型、數(shù)據(jù)對象之間的關系以及數(shù)據(jù)對象的屬性。數(shù)據(jù)模型是用來抽象表示現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)間關系的一種模型。數(shù)據(jù)模型通常包括三個部分：數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)的約束條件。數(shù)據(jù)模型的基本概念關系數(shù)據(jù)庫的基本概念01關系數(shù)據(jù)庫是一種基于關系的數(shù)據(jù)庫，它使用關系模型來組織和存儲數(shù)據(jù)。02關系數(shù)據(jù)庫由一系列的關系組成，每個關系都有一個表名和一組屬性。03關系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以表格的形式存儲，每個表格由行和列組成，每一列代表一個屬性，每一行代表一個數(shù)據(jù)記錄。04關系數(shù)據(jù)庫通過主鍵和外鍵來定義數(shù)據(jù)之間的關系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的關聯(lián)和引用完整性。關系數(shù)據(jù)庫的設計包括概念設計、邏輯設計和物理設計三個階段。概念設計階段主要是通過實體-關系模型（ER模型）來抽象表示現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)間關系。邏輯設計階段是將ER模型轉換為關系模型，并確定每個關系的屬性和完整性約束條件。物理設計階段是確定關系在物理存儲介質(zhì)上的存儲方式和訪問方法，包括索引、分區(qū)、存儲分配等方面的設計。關系數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）的開發(fā)和部署，DBMS提供了對關系數(shù)據(jù)庫進行創(chuàng)建、查詢、更新和管理的功能。關系數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn)PART04數(shù)據(jù)庫查詢語言SQL2023REPORTING用于定義和管理數(shù)據(jù)庫中的表、索引等對象。例如，`CREATETABLE`、`ALTERTABLE`、`DROPTABLE`等。DDL（數(shù)據(jù)定義語言）用于管理數(shù)據(jù)庫事務。例如，`COMMIT`、`ROLLBACK`、`SAVEPOINT`等。TCL（事務控制語言）用于插入、更新、刪除和選擇數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。例如，`INSERTINTO`、`UPDATE`、`DELETE`、`SELECT`等。DML（數(shù)據(jù)操縱語言）用于控制對數(shù)據(jù)庫的訪問權限。例如，`GRANT`和`REVOKE`等。DCL（數(shù)據(jù)控制語言）SQL的基本語法與功能使用`SELECT`語句選擇數(shù)據(jù)，可以使用條件語句如`WHERE`來過濾結果。簡單查詢連接查詢聚合函數(shù)子查詢使用`JOIN`語句將多個表中的數(shù)據(jù)連接起來，如內(nèi)連接、左外連接、右外連接和全外連接。使用聚合函數(shù)如`COUNT()`,`SUM()`,`AVG()`,`MAX()`,`MIN()`等對數(shù)據(jù)進行匯總。在查詢中嵌套另一個查詢，通常用于比較或過濾數(shù)據(jù)。SQL查詢語句的使用方法合理使用索引可以顯著提高查詢性能，但過多或不合理的索引可能會降低寫入性能。索引優(yōu)化優(yōu)化查詢語句，避免全表掃描，使用合適的連接方式和排序方法。查詢優(yōu)化調(diào)整數(shù)據(jù)庫參數(shù)，如緩沖區(qū)大小、連接池大小等，以適應實際應用需求。數(shù)據(jù)庫參數(shù)優(yōu)化使用數(shù)據(jù)庫性能監(jiān)控工具，分析慢查詢?nèi)罩荆页鲂阅芷款i并進行優(yōu)化。性能監(jiān)控與分析SQL的優(yōu)化與性能分析PART05數(shù)據(jù)庫事務處理與并發(fā)控制2023REPORTING事務特性事務具有原子性、一致性、隔離性和持久性四個特性，簡稱ACID特性。事務的起點和結束事務以BEGINTRANSACTION開始，以COMMIT或ROLLBACK結束。事務定義事務是一系列操作，這些操作要么全部完成，要么全部不完成，是一個不可分割的工作單位。事務的基本概念與特性通過鎖定資源，防止其他事務同時修改，保證數(shù)據(jù)一致性。鎖機制通過記錄數(shù)據(jù)項的修改時間戳，判斷數(shù)據(jù)項的修改順序，保證數(shù)據(jù)一致性。時間戳順序檢查機制允許多個事務同時讀取同一數(shù)據(jù)項的不同版本，減少鎖競爭，提高并發(fā)性能。多版本并發(fā)控制假定并發(fā)沖突不會發(fā)生，只在提交時檢查沖突，如果有沖突則回滾事務。樂觀并發(fā)控制并發(fā)控制的方法與技術事務隔離級別讀未提交、讀已提交、可重復讀和串行化。鎖的分類共享鎖和排他鎖。死鎖兩個或多個事務相互等待對方釋放資源的現(xiàn)象。鎖的粒度行鎖、表鎖和頁鎖。事務的隔離級別與鎖機制PART06數(shù)據(jù)庫安全與保護2023REPORTING數(shù)據(jù)庫安全的重要性保護數(shù)據(jù)不被非法獲取和使用，維護企業(yè)的聲譽和利益，確保業(yè)務的正常運行。數(shù)據(jù)庫安全的威脅黑客攻擊、病毒、內(nèi)部人員誤操作、自然災害等。數(shù)據(jù)庫安全指保護數(shù)據(jù)庫免受未經(jīng)授權的訪問、使用、泄露、破壞、修改或銷毀。數(shù)據(jù)庫安全的基本概念ABCD數(shù)據(jù)庫的安全策略與措施用戶身份認證設置用戶名和密碼，對用戶進行身份驗證，確保只有授權用戶才能訪問數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)加密對敏感數(shù)據(jù)進行加密存儲，防止數(shù)據(jù)被非法獲取和使用。訪問控制根據(jù)用戶的角色和權限，限制對數(shù)據(jù)庫的訪問和操作，防止未經(jīng)授權的訪問和操作。安全審計對