《數(shù)據(jù)庫(kù)第章》課件

《數(shù)據(jù)庫(kù)第章》ppt課件目錄CONTENTS數(shù)據(jù)庫(kù)概述數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)安全與維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)新技術(shù)與展望01數(shù)據(jù)庫(kù)概述CHAPTER數(shù)據(jù)庫(kù)的定義數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)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(jié)構(gòu)來(lái)組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，以便于高效地、及時(shí)地提供可共享的數(shù)據(jù)資源。數(shù)據(jù)庫(kù)的作用數(shù)據(jù)庫(kù)是信息系統(tǒng)的核心組成部分，主要用于存儲(chǔ)、檢索、更新和管理大量數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足各種應(yīng)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(kù)的定義和作用

數(shù)據(jù)庫(kù)的分類(lèi)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)使用表格形式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)以行和列的形式存儲(chǔ)，通過(guò)鍵值對(duì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。常見(jiàn)的如MySQL、Oracle等。非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)不使用固定的表格形式，而是以鍵值對(duì)的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。常見(jiàn)的如MongoDB、Redis等。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，以提高可擴(kuò)展性和容錯(cuò)性。常見(jiàn)的如Cassandra、Couchbase等。早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)由人工進(jìn)行管理，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的軟件系統(tǒng)支持。人工管理階段隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)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(zhǎng)和數(shù)據(jù)處理需求的增加，出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)用于管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理階段隨著互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠處理海量數(shù)據(jù)和復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析需求。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展歷程02數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)CHAPTER數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，包括文件、數(shù)據(jù)表、索引等。負(fù)責(zé)處理和操作數(shù)據(jù)，包括查詢(xún)、更新、刪除等操作。負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和修改權(quán)限，保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，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(chǔ)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)控制數(shù)據(jù)應(yīng)用也稱(chēng)為用戶(hù)模式或視圖模式，是用戶(hù)能夠直接訪問(wèn)的數(shù)據(jù)視圖。外模式模式內(nèi)模式也稱(chēng)為邏輯模式或概念模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。也稱(chēng)為物理模式或存儲(chǔ)模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。030201數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言（DML）用于操作和管理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，包括插入、更新、刪除和查詢(xún)等操作。數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言（DCL）用于控制對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)和修改權(quán)限，包括授權(quán)和撤銷(xiāo)授權(quán)等操作。數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（DDL）用于定義和管理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括創(chuàng)建、修改和刪除表、視圖等。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)03數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)CHAPTER123數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是指根據(jù)特定需求，構(gòu)建一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、性能良好、安全可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的過(guò)程。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)定義良好的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)能夠提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(kù)設(shè)計(jì)的重要性滿(mǎn)足用戶(hù)需求，提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理效率，保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，降低維護(hù)成本。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述實(shí)施和維護(hù)根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，建立數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例，進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移和初始化，并進(jìn)行日常維護(hù)和優(yōu)化。物理設(shè)計(jì)根據(jù)邏輯模型，選擇合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和物理實(shí)現(xiàn)方式，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)性能。邏輯設(shè)計(jì)將概念模型轉(zhuǎn)換為邏輯模型，確定數(shù)據(jù)庫(kù)的表結(jié)構(gòu)、字段、數(shù)據(jù)類(lèi)型等。需求分析了解用戶(hù)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(shè)計(jì)根據(jù)需求分析結(jié)果，設(shè)計(jì)出符合用戶(hù)需求的數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的方法和步驟學(xué)生信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)例1電子商務(wù)網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)例2企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)例3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)例04數(shù)據(jù)庫(kù)安全與維護(hù)CHAPTER確保只有授權(quán)用戶(hù)才能訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)用戶(hù)名和密碼進(jìn)行身份驗(yàn)證。用戶(hù)認(rèn)證根據(jù)用戶(hù)的角色和權(quán)限，限制對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)和操作。訪問(wèn)控制對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)，防止數(shù)據(jù)泄露和未授權(quán)訪問(wèn)。數(shù)據(jù)加密數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性域完整性限制數(shù)據(jù)列的取值范圍，通過(guò)數(shù)據(jù)類(lèi)型、約束和觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。實(shí)體完整性確保數(shù)據(jù)庫(kù)中的每條記錄具有唯一標(biāo)識(shí)，通過(guò)主鍵約束實(shí)現(xiàn)。參照完整性維護(hù)表之間的關(guān)系，確保數(shù)據(jù)的引用完整性。數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性通過(guò)鎖定機(jī)制防止多個(gè)用戶(hù)同時(shí)修改同一數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的一致性。鎖定機(jī)制將多個(gè)操作組合成一個(gè)事務(wù)，確保事務(wù)間的可見(jiàn)性和一致性。事務(wù)隔離根據(jù)并發(fā)控制的策略選擇使用樂(lè)觀鎖或悲觀鎖來(lái)處理并發(fā)沖突。樂(lè)觀鎖與悲觀鎖數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制日志備份定期備份整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，以防止數(shù)據(jù)丟失。全量備份恢復(fù)策略根據(jù)備份情況制定合適的恢復(fù)策略，確保數(shù)據(jù)安全。定期備份數(shù)據(jù)庫(kù)日志，以便在數(shù)據(jù)丟失時(shí)進(jìn)行恢復(fù)。數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)與備份05數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)CHAPTER數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)是利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)特定業(yè)務(wù)需求的應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)涉及數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)安全等方面的技術(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的目標(biāo)是提高業(yè)務(wù)處理效率、優(yōu)化數(shù)據(jù)管理、提升用戶(hù)體驗(yàn)等。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)概述ABCD數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）用于存儲(chǔ)、管理、維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的核心軟件，如MySQL、Oracle等。開(kāi)發(fā)框架提供應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)框架，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程，如Spring框架等。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具用于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、生成數(shù)據(jù)模型等，如ERD工具等。前端開(kāi)發(fā)工具用于開(kāi)發(fā)用戶(hù)界面，如HTML、CSS、JavaScript等。03客戶(hù)關(guān)系管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)客戶(hù)信息管理、銷(xiāo)售線索跟蹤、服務(wù)請(qǐng)求處理等功能，提升客戶(hù)滿(mǎn)意度和服務(wù)質(zhì)量。01學(xué)生信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)學(xué)生信息錄入、查詢(xún)、修改、刪除等功能，保障學(xué)生信息的安全性和完整性。02電子商務(wù)網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)商品展示、購(gòu)物車(chē)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(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)例06數(shù)據(jù)庫(kù)新技術(shù)與展望CHAPTER分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)：是指將一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分散到多個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以進(jìn)行獨(dú)立的處理和存儲(chǔ)，并能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。這種技術(shù)可以提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可靠性，適用于大規(guī)模、復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)需求。數(shù)據(jù)分片：將數(shù)據(jù)分散到多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一部分，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)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(shí)降低單個(gè)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)負(fù)載。數(shù)據(jù)復(fù)制：在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，可以將數(shù)據(jù)復(fù)制到多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，以提高系統(tǒng)的可靠性和可用性。當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)提供服務(wù)，保證系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。數(shù)據(jù)一致性：在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，需要保證數(shù)據(jù)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的一致性。這可以通過(guò)數(shù)據(jù)同步、事務(wù)處理等方式實(shí)現(xiàn)，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是指將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)視為對(duì)象，每個(gè)對(duì)象都有自己的屬性和方法。這種技術(shù)可以提高數(shù)據(jù)的抽象層次和組織性，使得數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)更加符合人類(lèi)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(kù)支持繼承和多態(tài)等面向?qū)ο蟮奶匦?。通過(guò)繼承，可以定義子類(lèi)和父類(lèi)之間的層次關(guān)系；通過(guò)多態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)不同對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)綁定和轉(zhuǎn)換。類(lèi)與實(shí)例在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)中，類(lèi)是對(duì)象的抽象描述，實(shí)例是類(lèi)的具體實(shí)現(xiàn)。類(lèi)定義了對(duì)象的屬性和方法，實(shí)例則包含了具體的屬性和行為。對(duì)象-關(guān)系映射將現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象映射到數(shù)據(jù)庫(kù)中的表、記錄等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽象和組織。通過(guò)對(duì)象-關(guān)系映射，可以更加方便地定義和管理復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)0102數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是指通過(guò)建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)和管理大量的數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(shì)。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)大型、集中式的存儲(chǔ)系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)和管理大量的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)清洗、整合和轉(zhuǎn)換的，具有一致性、準(zhǔn)確性和可靠性。數(shù)據(jù)挖掘利用算法和工具對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)、趨勢(shì)和模式。數(shù)據(jù)挖掘可