《數(shù)據(jù)庫第章》課件

《數(shù)據(jù)庫第章》ppt課件目錄CONTENTS數(shù)據(jù)庫概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫安全與維護數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)數(shù)據(jù)庫新技術與展望01數(shù)據(jù)庫概述CHAPTER數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)庫是一個長期存儲在計算機內(nèi)的、統(tǒng)一管理的、有組織的數(shù)據(jù)集合。它按照數(shù)據(jù)結構來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)，以便于高效地、及時地提供可共享的數(shù)據(jù)資源。數(shù)據(jù)庫的作用數(shù)據(jù)庫是信息系統(tǒng)的核心組成部分，主要用于存儲、檢索、更新和管理大量數(shù)據(jù)，滿足各種應用的需求。它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理，提高數(shù)據(jù)的安全性、完整性和一致性，并提供數(shù)據(jù)共享等功能。數(shù)據(jù)庫的定義和作用

數(shù)據(jù)庫的分類關系型數(shù)據(jù)庫關系型數(shù)據(jù)庫使用表格形式的數(shù)據(jù)結構，數(shù)據(jù)以行和列的形式存儲，通過鍵值對進行關聯(lián)。常見的如MySQL、Oracle等。非關系型數(shù)據(jù)庫非關系型數(shù)據(jù)庫不使用固定的表格形式，而是以鍵值對的形式存儲數(shù)據(jù)。常見的如MongoDB、Redis等。分布式數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)分散存儲在多個節(jié)點上，以提高可擴展性和容錯性。常見的如Cassandra、Couchbase等。早期計算機系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)由人工進行管理，沒有專門的軟件系統(tǒng)支持。人工管理階段隨著計算機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了專門用于管理數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)，即文件系統(tǒng)。文件管理階段隨著數(shù)據(jù)量的增長和數(shù)據(jù)處理需求的增加，出現(xiàn)了專門用于管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理階段隨著互聯(lián)網(wǎng)和云計算技術的發(fā)展，出現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫和大數(shù)據(jù)技術，能夠處理海量數(shù)據(jù)和復雜的數(shù)據(jù)分析需求。分布式數(shù)據(jù)庫和大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷程02數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構CHAPTER數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成負責存儲和管理數(shù)據(jù)，包括文件、數(shù)據(jù)表、索引等。負責處理和操作數(shù)據(jù)，包括查詢、更新、刪除等操作。負責控制數(shù)據(jù)的訪問和修改權限，保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。負責提供數(shù)據(jù)應用服務，包括數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析等。數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)控制數(shù)據(jù)應用也稱為用戶模式或視圖模式，是用戶能夠直接訪問的數(shù)據(jù)視圖。外模式模式內(nèi)模式也稱為邏輯模式或概念模式，是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的邏輯結構。也稱為物理模式或存儲模式，是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的物理存儲結構。030201數(shù)據(jù)庫的三級模式結構數(shù)據(jù)操縱語言（DML）用于操作和管理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，包括插入、更新、刪除和查詢等操作。數(shù)據(jù)控制語言（DCL）用于控制對數(shù)據(jù)庫的訪問和修改權限，包括授權和撤銷授權等操作。數(shù)據(jù)定義語言（DDL）用于定義和管理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)結構，包括創(chuàng)建、修改和刪除表、視圖等。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)03數(shù)據(jù)庫設計CHAPTER123數(shù)據(jù)庫設計是指根據(jù)特定需求，構建一個結構合理、性能良好、安全可靠的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的過程。數(shù)據(jù)庫設計定義良好的數(shù)據(jù)庫設計能夠提高數(shù)據(jù)存儲的效率，保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性，降低數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)安全性。數(shù)據(jù)庫設計的重要性滿足用戶需求，提高數(shù)據(jù)存儲和處理效率，保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，降低維護成本。數(shù)據(jù)庫設計的目標數(shù)據(jù)庫設計概述實施和維護根據(jù)設計結果，建立數(shù)據(jù)庫實例，進行數(shù)據(jù)遷移和初始化，并進行日常維護和優(yōu)化。物理設計根據(jù)邏輯模型，選擇合適的存儲結構和物理實現(xiàn)方式，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫性能。邏輯設計將概念模型轉(zhuǎn)換為邏輯模型，確定數(shù)據(jù)庫的表結構、字段、數(shù)據(jù)類型等。需求分析了解用戶需求，收集和分析數(shù)據(jù)，確定系統(tǒng)功能和性能要求。概念設計根據(jù)需求分析結果，設計出符合用戶需求的數(shù)據(jù)庫概念模型。數(shù)據(jù)庫設計的方法和步驟學生信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計實例1電子商務網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫設計實例2企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計實例3數(shù)據(jù)庫設計實例04數(shù)據(jù)庫安全與維護CHAPTER確保只有授權用戶才能訪問數(shù)據(jù)庫，通過用戶名和密碼進行身份驗證。用戶認證根據(jù)用戶的角色和權限，限制對數(shù)據(jù)庫的訪問和操作。訪問控制對敏感數(shù)據(jù)進行加密存儲，防止數(shù)據(jù)泄露和未授權訪問。數(shù)據(jù)加密數(shù)據(jù)庫的安全性域完整性限制數(shù)據(jù)列的取值范圍，通過數(shù)據(jù)類型、約束和觸發(fā)器實現(xiàn)。實體完整性確保數(shù)據(jù)庫中的每條記錄具有唯一標識，通過主鍵約束實現(xiàn)。參照完整性維護表之間的關系，確保數(shù)據(jù)的引用完整性。數(shù)據(jù)庫的完整性通過鎖定機制防止多個用戶同時修改同一數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的一致性。鎖定機制將多個操作組合成一個事務，確保事務間的可見性和一致性。事務隔離根據(jù)并發(fā)控制的策略選擇使用樂觀鎖或悲觀鎖來處理并發(fā)沖突。樂觀鎖與悲觀鎖數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制日志備份定期備份整個數(shù)據(jù)庫，以防止數(shù)據(jù)丟失。全量備份恢復策略根據(jù)備份情況制定合適的恢復策略，確保數(shù)據(jù)安全。定期備份數(shù)據(jù)庫日志，以便在數(shù)據(jù)丟失時進行恢復。數(shù)據(jù)庫的恢復與備份05數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)CHAPTER數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)是利用數(shù)據(jù)庫技術，設計和實現(xiàn)特定業(yè)務需求的應用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)涉及數(shù)據(jù)模型設計、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)安全等方面的技術。數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)的目標是提高業(yè)務處理效率、優(yōu)化數(shù)據(jù)管理、提升用戶體驗等。數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)概述ABCD數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)工具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）用于存儲、管理、維護數(shù)據(jù)庫的核心軟件，如MySQL、Oracle等。開發(fā)框架提供應用程序開發(fā)框架，簡化開發(fā)過程，如Spring框架等。數(shù)據(jù)庫設計工具用于設計數(shù)據(jù)庫結構、生成數(shù)據(jù)模型等，如ERD工具等。前端開發(fā)工具用于開發(fā)用戶界面，如HTML、CSS、JavaScript等。03客戶關系管理系統(tǒng)實現(xiàn)客戶信息管理、銷售線索跟蹤、服務請求處理等功能，提升客戶滿意度和服務質(zhì)量。01學生信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)學生信息錄入、查詢、修改、刪除等功能，保障學生信息的安全性和完整性。02電子商務網(wǎng)站實現(xiàn)商品展示、購物車管理、訂單處理等功能，提高商品交易的效率和安全性。數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)實例06數(shù)據(jù)庫新技術與展望CHAPTER分布式數(shù)據(jù)庫技術分布式數(shù)據(jù)庫技術：是指將一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分散到多個獨立的節(jié)點上，每個節(jié)點都可以進行獨立的處理和存儲，并能夠通過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換和共享。這種技術可以提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的可擴展性和可靠性，適用于大規(guī)模、復雜的數(shù)據(jù)處理和存儲需求。數(shù)據(jù)分片：將數(shù)據(jù)分散到多個節(jié)點上，每個節(jié)點只存儲數(shù)據(jù)的一部分，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式存儲和處理。數(shù)據(jù)分片可以提高數(shù)據(jù)處理的并行度和效率，同時降低單個節(jié)點上的數(shù)據(jù)負載。數(shù)據(jù)復制：在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，可以將數(shù)據(jù)復制到多個節(jié)點上，以提高系統(tǒng)的可靠性和可用性。當某個節(jié)點出現(xiàn)故障時，其他節(jié)點可以繼續(xù)提供服務，保證系統(tǒng)的連續(xù)運行。數(shù)據(jù)一致性：在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，需要保證數(shù)據(jù)在多個節(jié)點之間的一致性。這可以通過數(shù)據(jù)同步、事務處理等方式實現(xiàn)，以保證數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術是指將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)視為對象，每個對象都有自己的屬性和方法。這種技術可以提高數(shù)據(jù)的抽象層次和組織性，使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)更加符合人類的思維方式和數(shù)據(jù)處理需求。繼承與多態(tài)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫支持繼承和多態(tài)等面向?qū)ο蟮奶匦?。通過繼承，可以定義子類和父類之間的層次關系；通過多態(tài)，可以實現(xiàn)不同對象之間的動態(tài)綁定和轉(zhuǎn)換。類與實例在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中，類是對象的抽象描述，實例是類的具體實現(xiàn)。類定義了對象的屬性和方法，實例則包含了具體的屬性和行為。對象-關系映射將現(xiàn)實世界中的對象映射到數(shù)據(jù)庫中的表、記錄等數(shù)據(jù)結構，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽象和組織。通過對象-關系映射，可以更加方便地定義和管理復雜的數(shù)據(jù)結構。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術0102數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術是指通過建立數(shù)據(jù)倉庫來存儲和管理大量的數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術對數(shù)據(jù)進行深入分析和挖掘，以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和趨勢。數(shù)據(jù)倉庫是一個大型、集中式的存儲系統(tǒng)，用于存儲和管理大量的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)是經(jīng)過清洗、整合和轉(zhuǎn)換的，具有一致性、準確性和可靠性。數(shù)據(jù)挖掘利用算法和工具對大量數(shù)據(jù)進行深入分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)、趨勢和模式。數(shù)據(jù)挖掘可