《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課件

《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》ppt課件BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA目錄CONTENTS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA01數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述是一個(gè)軟件系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)、檢索和管理大量數(shù)據(jù)。它包括數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理員等組成部分。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集合，可以按照一定的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織、存儲(chǔ)和管理。數(shù)據(jù)庫是一套軟件工具，用于創(chuàng)建、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索、更新和管理等功能。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施和管理，確保數(shù)據(jù)庫的安全、可靠和高效運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的興起20世紀(jì)70年代，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的興起，使得數(shù)據(jù)可以更加結(jié)構(gòu)化地存儲(chǔ)和管理。大數(shù)據(jù)時(shí)代的挑戰(zhàn)隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和管理挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)也在不斷演進(jìn)，出現(xiàn)了許多新型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和技術(shù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的起源可以追溯到20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)開始被用于數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的歷史與發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制，用于存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)控制數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，它定義了數(shù)據(jù)的組織方式、數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和數(shù)據(jù)的約束條件等。數(shù)據(jù)操作是指對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、插入、更新和刪除等操作。數(shù)據(jù)控制是指對(duì)數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限和安全性的控制，確保數(shù)據(jù)的安全和完整。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本組成BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA02數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也稱為用戶模式或子模式，是用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口，是用戶用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的表示。外模式也稱為邏輯模式或概念模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。模式也稱為物理模式或存儲(chǔ)模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的表示，包括數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法和數(shù)據(jù)存放位置等。內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)外模式/模式的映像定義了外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)模式改變時(shí)，通過調(diào)整外模式/模式的映像關(guān)系，使得外模式保持不變，從而使用戶不感知數(shù)據(jù)的變化。模式/內(nèi)模式的映像定義了數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，通過調(diào)整模式/內(nèi)模式的映像關(guān)系，使得模式保持不變，從而使得應(yīng)用程序不感知數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的變化。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的二級(jí)映像與數(shù)據(jù)獨(dú)立性關(guān)系模型以二維表格的形式表示實(shí)體和實(shí)體之間的關(guān)系，表格中的每一行表示一個(gè)實(shí)體，每一列表示實(shí)體的屬性。層次模型以樹形結(jié)構(gòu)表示實(shí)體和實(shí)體之間的關(guān)系，每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)實(shí)體，節(jié)點(diǎn)之間的連線表示實(shí)體之間的關(guān)系。網(wǎng)狀模型以圖形結(jié)構(gòu)表示實(shí)體和實(shí)體之間的關(guān)系，節(jié)點(diǎn)表示實(shí)體，邊表示實(shí)體之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA03關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型對(duì)現(xiàn)實(shí)世界事物特征的抽象表示，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)約束三部分。關(guān)系模型基于集合論的一種數(shù)據(jù)模型，將數(shù)據(jù)組織成表格的形式，表格的每一行表示一個(gè)記錄，每一列表示一個(gè)數(shù)據(jù)元素。數(shù)據(jù)庫長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的、有組織的數(shù)據(jù)集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念外鍵一個(gè)表中的字段或字段組合，其值來自另一個(gè)表的主鍵。主鍵唯一標(biāo)識(shí)記錄的字段或字段組合。字段表中的一列，表示事物的某個(gè)屬性。表由行和列組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)具有相同屬性的事物。記錄表中的一行，表示一個(gè)具體的事物。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的完整性約束實(shí)體完整性確保表中每條記錄的唯一性，通過主鍵約束實(shí)現(xiàn)。參照完整性確保數(shù)據(jù)庫中表之間數(shù)據(jù)的引用完整性和一致性，通過外鍵約束實(shí)現(xiàn)。域完整性確保數(shù)據(jù)表中每個(gè)字段的數(shù)據(jù)類型、值范圍或格式的正確性，通過數(shù)據(jù)類型、默認(rèn)值和約束實(shí)現(xiàn)。用戶自定義完整性根據(jù)特定業(yè)務(wù)規(guī)則和需求定義的數(shù)據(jù)完整性約束條件。BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA04數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本概念根據(jù)用戶需求，構(gòu)建一個(gè)高效、安全、可靠、易維護(hù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的過程。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本原則滿足用戶需求、保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性、保證數(shù)據(jù)安全性、提高數(shù)據(jù)完整性、優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問等。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的主要任務(wù)需求分析的主要任務(wù)收集和分析用戶需求，確定系統(tǒng)邊界和功能需求，建立數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖等。需求分析的注意事項(xiàng)準(zhǔn)確理解用戶需求，避免歧義和遺漏，及時(shí)與用戶溝通調(diào)整等。需求分析通過與用戶交流，了解用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需求，包括數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)關(guān)系、數(shù)據(jù)操作等方面的需求。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的需求分析階段數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段保持概念模型的一致性和完整性，考慮數(shù)據(jù)的完整性和安全性，優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問等。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)根據(jù)用戶需求和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本原則，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的概念模型，通常使用E-R圖表示。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定實(shí)體和屬性、定義實(shí)體之間的關(guān)系、進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象和概念視圖設(shè)計(jì)等。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)01將概念模型轉(zhuǎn)換為邏輯模型，通常使用關(guān)系模型表示，并確定系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)02定義數(shù)據(jù)表和視圖、確定數(shù)據(jù)表之間的關(guān)系、進(jìn)行數(shù)據(jù)規(guī)范化處理和優(yōu)化等。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)03保持邏輯模型的一致性和完整性，考慮數(shù)據(jù)的完整性和安全性，優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問等。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA05數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，能夠?qū)?shù)據(jù)保存在磁盤等存儲(chǔ)介質(zhì)上，并保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)檢索功能，允許用戶通過查詢語言（如SQL）檢索、插入、更新和刪除數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)檢索數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的訪問進(jìn)行控制，確保數(shù)據(jù)的完整性和安全性，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和修改。數(shù)據(jù)控制數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)維護(hù)功能，包括數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)、優(yōu)化等，以確保數(shù)據(jù)的可靠性和可用性。數(shù)據(jù)維護(hù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本功能ABCD物理存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用物理存儲(chǔ)技術(shù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤、磁帶等存儲(chǔ)介質(zhì)上，并根據(jù)需要進(jìn)行備份和恢復(fù)。數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以減少存儲(chǔ)空間占用和提高數(shù)據(jù)傳輸效率。數(shù)據(jù)加密數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性，防止數(shù)據(jù)泄露和未經(jīng)授權(quán)的訪問。數(shù)據(jù)分區(qū)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)分成多個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)可以獨(dú)立存儲(chǔ)和管理，以提高數(shù)據(jù)的管理效率和可用性。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)查詢解析數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用查詢優(yōu)化技術(shù)，選擇最優(yōu)的查詢執(zhí)行計(jì)劃，以提高查詢效率。