《數(shù)據(jù)庫原理與實踐》課件

《數(shù)據(jù)庫原理與實踐》歡迎學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)庫原理與實踐》課程！課程概述課程目標(biāo)掌握數(shù)據(jù)庫基本概念、設(shè)計、實現(xiàn)和應(yīng)用等知識，并能夠運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決實際問題。課程內(nèi)容涵蓋關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等方面的知識。數(shù)據(jù)庫發(fā)展史與基本概念1從文件系統(tǒng)到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的演變。2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念：數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能：數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)控制。數(shù)據(jù)模型1數(shù)據(jù)模型2層次模型3網(wǎng)狀模型4關(guān)系模型5面向?qū)ο竽Ｐ完P(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系由若干個元組構(gòu)成的集合，每個元組代表一個數(shù)據(jù)記錄。屬性關(guān)系中每個元組的屬性值集合，對應(yīng)數(shù)據(jù)記錄的特征。域?qū)傩缘娜≈捣秶?，即屬性可能出現(xiàn)的合法值。主鍵關(guān)系中唯一標(biāo)識每個元組的屬性集合。關(guān)系代數(shù)與關(guān)系演算關(guān)系代數(shù)基于集合運算的數(shù)學(xué)模型，用于描述對關(guān)系的操作。關(guān)系演算基于謂詞邏輯的數(shù)學(xué)模型，用于描述關(guān)系的查詢條件。SQL語言概述數(shù)據(jù)定義語言(DDL)用于創(chuàng)建、修改、刪除數(shù)據(jù)庫對象。數(shù)據(jù)操作語言(DML)用于插入、刪除、更新和查詢數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)控制語言(DCL)用于管理數(shù)據(jù)庫訪問權(quán)限和安全。SQL語句語法SELECT語句用于查詢數(shù)據(jù)。INSERT語句用于插入數(shù)據(jù)。UPDATE語句用于更新數(shù)據(jù)。DELETE語句用于刪除數(shù)據(jù)。CREATE語句用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫對象。ALTER語句用于修改數(shù)據(jù)庫對象。DROP語句用于刪除數(shù)據(jù)庫對象。數(shù)據(jù)庫設(shè)計1需求分析2概念設(shè)計3邏輯設(shè)計4物理設(shè)計范式理論1NF第一范式每個屬性都是不可分割的原子值。2NF第二范式滿足第一范式，并且非主鍵屬性完全依賴于主鍵。3NF第三范式滿足第二范式，并且非主鍵屬性不依賴于其他非主鍵屬性。數(shù)據(jù)庫完整性約束實體完整性主鍵不能為NULL值，保證每個元組唯一。參照完整性外鍵值必須匹配主表中的主鍵值，保證數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)一致性。域完整性屬性值必須在指定的域范圍內(nèi)，保證數(shù)據(jù)類型的合法性。數(shù)據(jù)庫事務(wù)管理1事務(wù)的四大特性：原子性、一致性、隔離性、持久性(ACID).2事務(wù)的并發(fā)控制機制：鎖機制、時間戳機制。3事務(wù)的恢復(fù)機制：日志文件、檢查點機制。并發(fā)控制鎖機制通過鎖機制，保證多個事務(wù)對共享數(shù)據(jù)的訪問互不干擾。時間戳機制通過時間戳，解決事務(wù)之間沖突問題。數(shù)據(jù)庫恢復(fù)機制日志文件記錄事務(wù)操作。檢查點機制定期將內(nèi)存數(shù)據(jù)同步到磁盤。系統(tǒng)崩潰后，通過日志文件和檢查點恢復(fù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫安全性授權(quán)管理控制用戶對數(shù)據(jù)庫對象的訪問權(quán)限。數(shù)據(jù)加密對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，防止泄露。審計跟蹤記錄用戶操作，便于安全審計。數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)備份類型冷備份、熱備份、增量備份。備份策略定期備份、差異備份、日志備份?；謴?fù)操作根據(jù)備份類型和策略進(jìn)行恢復(fù)。數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化1查詢優(yōu)化2索引優(yōu)化3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化4硬件配置優(yōu)化索引機制B+樹B+樹索引適用于范圍查詢和排序查詢，效率高。哈希表哈希索引適用于等值查詢，效率高但不能用于范圍查詢。查詢優(yōu)化查詢語句優(yōu)化使用合適的操作符和語句結(jié)構(gòu)，提高查詢效率。執(zhí)行計劃優(yōu)化選擇最佳的執(zhí)行計劃，降低查詢時間。數(shù)據(jù)預(yù)處理優(yōu)化對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，減少查詢時間。數(shù)據(jù)庫管理員工作職責(zé)1數(shù)據(jù)庫規(guī)劃和設(shè)計。2數(shù)據(jù)庫安裝和配置。3數(shù)據(jù)庫管理和維護。4數(shù)據(jù)庫安全管理。5數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化。NoSQL數(shù)據(jù)庫簡介鍵值存儲數(shù)據(jù)以鍵值對的形式存儲，快速訪問。文檔數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)以文檔的形式存儲，靈活可擴展。圖數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)以圖的形式存儲，適合處理關(guān)系復(fù)雜的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)海量數(shù)據(jù)、高并發(fā)訪問、數(shù)據(jù)多樣性。數(shù)據(jù)庫解決方案分布式數(shù)據(jù)庫、NoSQL數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫。云數(shù)據(jù)庫服務(wù)云數(shù)據(jù)庫服務(wù)提供商：AWS、Azure、GoogleCloud。云數(shù)據(jù)庫服務(wù)類型：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、NoSQL數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫。云數(shù)據(jù)庫服務(wù)優(yōu)勢：彈性擴展、高可用性、易于管理。數(shù)據(jù)倉庫簡介數(shù)據(jù)倉庫用于存儲歷史數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和決策支持。數(shù)據(jù)倉庫特點面向主題、集成、非易失性、時變性。數(shù)據(jù)倉庫應(yīng)用商業(yè)智能、市場分析、風(fēng)險管理。數(shù)據(jù)挖掘與商業(yè)智能1數(shù)據(jù)挖掘2數(shù)據(jù)分析3商業(yè)智能數(shù)據(jù)庫發(fā)展趨勢云數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫服務(wù)向云端遷移，提供更高效、靈活、可擴展的解決方案。人工智能數(shù)據(jù)庫結(jié)合人工智能技術(shù)，實現(xiàn)智能化數(shù)據(jù)庫管理和分析。分布式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)向分布式架構(gòu)發(fā)展，滿足大數(shù)據(jù)處理需求。實戰(zhàn)案例分析1電商平臺數(shù)據(jù)