数据库技术的基础知识与应用

数据库技术 PDF教材数据库技术是计算机科学的重要分支，其核心是管理和处理数据。

数据库技术可以应用于各种应用程序，包括电子商务，金融业，医疗和物流等领域。

本文将介绍数据库技术的基础知识以及数据库管理系统的设计和实现。

一、基础知识1. 数据库数据库是一个存储、管理和处理数据的容器。

数据可以是文本、图像、视频或其他形式的信息。

数据库可以分为关系型数据库和非关系型数据库。

关系型数据库使用表格来存储数据，表格中的每一行表示一个记录，每一列表示一个字段。

关系型数据库还包括索引和约束等概念，以提高查询性能和数据完整性。

非关系型数据库则不使用表格，而是使用键值对、文本文档或图形对象等方式存储数据。

2. 数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）是一种软件工具，用于管理数据库。

DBMS 提供多种功能，包括数据存储、数据检索、安全控制、备份和恢复等。

常见的 DBMS 包括 MySQL、Oracle 和SQL Server 等。

3. SQLSQL（Structured Query Language）是一种用于管理和操作关系型数据库的语言。

使用 SQL，可以执行各种任务，包括创建数据库、创建表格、插入数据和查询数据等。

二、数据库设计和实现1. 需求分析在设计和实现数据库之前，需要进行需求分析。

需求分析确定应用程序需要存储哪些数据，以及这些数据如何关联和组织。

例如，在一个电子商务网站中，需要存储客户信息、订单信息和产品信息等。

2. 数据库设计数据库设计是一个关于如何组织数据的过程。

设计包括确定表格、字段和数据类型等信息。

这些信息可以通过各种建模工具（如实体关系模型）来表示。

设计一个好的数据库可以提高数据的可管理性、安全性和可扩展性。

3. 数据库实现数据库实现将设计转化为实际代码。

实现步骤包括创建表格、插入数据和执行查询等操作。

数据库实现需要选择合适的 DBMS，并且按照 DBMS 的规则来编写SQL 代码。

在编写代码前，需要考虑数据类型、键、索引和约束等因素。

数据库基础及应用第二版课程摘要：一、数据库基础及应用简介1.数据库的定义与作用2.数据库的发展历程3.数据库系统的构成二、数据库的基本概念1.数据与信息2.数据管理技术的发展3.数据库的基本术语三、数据库模型1.数据模型概述2.关系模型3.面向对象模型四、数据库设计1.数据库设计的基本原则2.需求分析与概念设计3.逻辑设计与物理设计五、SQL语言1.SQL简介2.SQL语句分类3.SQL操作实例六、数据库的实现与管理1.数据库的实现技术2.数据库的维护与管理3.数据库的安全与保护七、数据库的应用领域1.企业管理与决策支持2.信息管理与知识服务3.互联网与大数据应用正文：数据库基础及应用第二版课程涵盖了数据库领域的基本知识和技能，旨在帮助学习者了解数据库技术的发展，掌握数据库设计、SQL语言和数据库实现与管理等方面的技能。

数据库是计算机科学中的一种数据管理技术，用于存储、检索和管理大量数据。

随着信息技术的不断发展，数据库在企业、政府和科研等领域得到了广泛应用。

数据库基础及应用课程旨在使学习者了解数据库的基本概念、原理和方法，为实际应用打下基础。

课程首先介绍了数据库的定义、作用以及发展历程。

数据库是存储、组织和管理数据的软件系统，其发展经历了文件系统、数据库管理系统和关系数据库等阶段。

数据库系统由数据库、数据库管理系统和用户组成，共同完成数据的存储、检索和管理。

接下来，课程详细讲解了数据库的基本概念，包括数据与信息、数据管理技术的发展以及数据库的基本术语。

数据是信息的载体，信息是对数据的加工和提炼。

数据管理技术从文件系统、数据库管理系统到大数据技术不断发展，为各类应用提供了数据支持。

在基本概念的基础上，课程深入探讨了数据库模型，包括数据模型概述、关系模型和面向对象模型。

数据模型是对数据和数据关系的描述，关系模型是用表格来表示实体及其关系的模型，面向对象模型则是以对象为中心的模型。

数据库设计是课程的重要环节，涉及需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计。

数据库原理与应用重要知识点总结三级模式模式：模式又称逻辑模式，是数据库中全体数据的整体逻辑结构和特征的描述。

是所有用户的公共数据视图。

外模式：外模式又称为子模式或用户模式，是数据库用户能看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。

是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

内模式：内模式又称存储模式，是数据物理结构和存储方式的描述。

是数据在数据库内部的表示方式。

两级映像外模式/模式映像：对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式/模式映像，它定义了该外模式与模式的对应关系。

当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式/模式映像做相应的修改，可以使外模式不变，保证了数据与程序的逻辑独立性——数据的逻辑独立性。

模式/内模式映像：一个数据库只有一个模式，也只有一个内模式。

这一映像是唯一的，用于定义数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。

当数据库存储结构改变时，由数据库管理员对模式/内模式映像做相应的修改即可，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变，保证了数据与程序的物理独立性——数据的物理独立性。

存取控制机制：定义用户权限，并将用户权限存入数据字典中(这些定义被称为安全规则或授权规则)。

权限即用户对某一数据对象的操作权力。

合法性检查，当用户发出存取数据库操作的请求后，DBMS查找数据字典，根据安全规则进行合法性检查，若用户的请求超出了定义的权限/密级/角色，系统将拒绝执行此操作。

视图机制：视图--虚表--导出表为不同用户定义不同的视图，把数据对象限制在一定的范围。

通过视图机制把要保密的数据对无权操作的用户隐藏起来。

审计系统提供的一种事后检查的安全机制。

建立审计日志，用以记录用户对数据库的所有操作。

检查审计日志，找出非法存取数据的人、时间和内容。

审计很浪费时间和空间，主要用于安全性要求较高的部门。

RBAC（基于角色的存取控制）role-based access control特点：由于角色/权限之间的变化比角色/用户关系之间的变化相对要慢得多，减小了授权管理的复杂性，降低管理开销。

数据库原理及应用教案第一章：数据库基础知识1.1 数据库概念介绍数据库的定义、特点和作用解释数据库管理系统（DBMS）的作用1.2 数据模型介绍实体-关系模型、关系模型和对象-关系模型解释模型中的概念，如实体、属性、关系等1.3 数据库设计介绍数据库设计的过程和方法解释需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的关系第二章：SQL语言2.1 SQL概述介绍SQL的作用和特点解释SQL的基本语法和命令2.2 数据定义介绍数据表的创建、修改和删除命令解释字段数据类型的选择和约束条件的设置2.3 数据操作介绍数据插入、更新、删除和查询命令解释SQL语句中的条件筛选和排序功能第三章：关系数据库管理3.1 关系数据库概述介绍关系数据库的概念和特点解释关系数据库管理系统（RDBMS）的作用3.2 关系代数和元组演算介绍关系代数和元组演算的基本操作解释选择、投影、连接和除法等操作的含义和应用3.3 数据库事务管理介绍事务的概念和属性解释事务管理的基本操作，如提交、回滚和隔离级别第四章：数据库安全与性能优化4.1 数据库安全介绍数据库安全的重要性解释访问控制、用户身份验证和加密等安全措施4.2 数据库性能优化介绍数据库性能优化的目标和方法解释查询优化、索引创建和数据分区等技术的作用和应用4.3 数据库备份与恢复介绍数据库备份和恢复的概念和重要性解释备份策略、恢复模式和故障转移等操作的实现方法第五章：数据库应用系统设计与实现5.1 数据库应用系统概述介绍数据库应用系统的概念和组成部分解释系统分析、设计和实现的关系和流程5.2 数据库应用系统设计介绍数据库应用系统设计的方法和步骤解释需求分析、系统架构设计、界面设计和数据访问设计等内容5.3 数据库应用系统实现介绍数据库应用系统实现的工具和技术解释编程语言的选择、数据库连接和业务逻辑实现等步骤第六章：关系数据库高级功能6.1 函数依赖与规范化介绍函数依赖的概念和分类解释规范化理论及其应用，包括第一范式至第三范式6.2 数据库模式设计介绍模式设计的原则和方法解释如何进行模式分解和模式重构6.3 数据库触发器和存储过程介绍触发器和存储过程的概念和作用解释它们的语法和应用场景第七章：数据库编程技术7.1 数据库访问接口介绍ODBC、JDBC等数据库访问接口的概念和作用解释如何使用这些接口进行数据库编程7.2 参数化查询与预编译语句介绍参数化查询和预编译语句的概念解释它们的优点和编程实现方法7.3 事务处理与并发控制介绍事务的概念和并发控制的重要性解释事务处理和并发控制的技术，如锁定和乐观并发控制第八章：XML数据库和大数据技术8.1 XML数据库概述介绍XML数据库的概念和特点解释XML数据模型和XML查询语言8.2 大数据技术简介介绍大数据的概念、特征和挑战解释大数据处理技术，如Hadoop和Spark8.3 NoSQL数据库技术介绍NoSQL数据库的概念和分类解释非关系型数据库的优缺点和应用场景第九章：数据库系统的案例分析9.1 企业级数据库应用案例分析企业级数据库应用的典型案例解释案例中的数据库设计、性能优化和安全性考虑9.2 云计算环境下的数据库应用介绍云计算对数据库技术的影响分析云计算环境下的数据库部署和运维策略9.3 移动数据库应用案例探讨移动数据库的特点和挑战分析移动数据库在特定应用场景下的解决方案第十章：数据库发展趋势与未来10.1 数据库技术的发展趋势分析数据库技术的发展方向讨论新兴技术如NewSQL、图数据库等的发展状况10.2 数据库未来的挑战与机遇讨论数据库技术在未来的挑战探讨应对挑战的可能解决方案和发展机遇10.3 数据库教育的未来分析数据库教育在未来的发展需求讨论如何培养适应未来数据库技术发展的人才重点和难点解析重点环节1：数据库概念和特点数据库的定义和作用是理解数据库原理的基础，需要重点关注。

第一章数据库基础知识1．基本概念：数据库、数据管理经历的五个阶段、数据库管理系统、数据库应用系统、数据库管理员。

2．数据库系统的组成：硬件系统、数据库集合、数据库管理系统及相关软件、数据库管理员和用户。

其中数据库管理系统是数据库系统的核心。

3．数据库系统的特点：(1)实现数据共享，减少数据冗余(2)采用特定的数据模型(3)具有较高的数据独立性(4)有统一的数据控制功能4．数据模型：实体间联系的种类：一对一、一对多、多对多。

5．数据模型的三种类型：层次模型、网状模型和关系模型。

6．关系数据库基本术语：关系、元组、属性、域、关键字、外部关键字。

关系的特点7．关系运算：传统的集合运算（并、差、交）另一类是专门的关系运算（选择、投影、连接、等值连接、自然连接）8．VF两种运行方式：菜单方式和交互式方式（命令方式和程序方式）9．所谓项目是指文件、数据、文档和对象的集合，其扩展名为 .pjx。

10．项目管理器包含的选项卡：全部、数据、文档、类、代码、其他11．项目管理器各选项卡所包含的文件有哪些？12．项目管理器可以完成对文件的新建、添加、移去、删除，但不包含重命名。

第2章1．常量的种类：数值型、字符型、日期型、日期时间型和逻辑型在书写字符型、日期型、日期时间型和逻辑型需要加定界符2．变量是值能够随时改变的量。

变量名的命名规则：以字母、汉字和下划线开头，后接字母、数字、汉字和下划线构成，不包含有空格3．当内存变量与字段变量同名时，要访问内存变量需加前缀M.(或M->),例如M.姓名4．数组定义的格式DIMENSION 数组名（）、创建数组后，系统自动给每个数组元素赋以逻辑假.F.5．表达式的类型：数值表达式、字符表达式、日期时间表达式和逻辑表达式。

每个表达式的运算规则与结果。

6．运算符$ 称为子串包含测试，格式<字符表达式1> $ <字符表达式2>7．SET EXACT ON │OFF 的区别与含义。

数据库系统的基础知识和应用数据库系统是计算机科学领域中重要的工具之一，广泛应用于各个行业的数据管理和信息存储领域。

本文将介绍数据库系统的基础知识和应用，包括数据库的定义和组成、数据库管理系统的功能和特点、数据库设计的原则和步骤、数据库查询语言以及数据库在实际应用中的案例分析等。

一、数据库的定义和组成数据库是指按照一定的数据模型组织、存储、管理和维护大量数据的集合。

它由数据、数据库管理系统（DBMS）、应用程序和数据库管理员组成。

数据是数据库中的基本元素，可以是事实、观点、数字和文字等。

DBMS是管理数据库的软件，它提供数据定义、数据操作、数据控制和数据管理等功能。

应用程序通过DBMS来访问和操作数据库，数据库管理员负责数据库的日常管理和维护。

二、数据库管理系统的功能和特点数据库管理系统是用于管理数据库的软件系统，它具有以下功能和特点：1. 数据定义功能（DDL）：用于定义数据库的结构和约束条件，包括创建、修改和删除数据库、表和视图等操作。

2. 数据操作功能（DML）：用于对数据库中的数据进行增加、删除、修改和查询等操作，实现了数据的完整性和一致性。

3. 数据控制功能（DCL）：用于控制对数据库的访问权限和安全性，包括用户权限的管理和数据的备份与恢复等功能。

4. 数据管理功能：包括对数据库的维护、性能调优、事务管理和并发控制等功能，确保数据库的可靠性和高效性。

5. 数据独立性和共享性：数据库管理系统实现了数据的逻辑独立性和物理独立性，使得应用程序与数据的具体存储方式解耦，同时还支持多用户并发访问和数据共享。

6. 数据模型和查询语言：数据库管理系统支持多种数据模型，如层次模型、网络模型和关系模型，并提供了相应的查询语言，如SQL （Structured Query Language）。

三、数据库设计的原则和步骤数据库设计是数据库系统开发过程中的重要环节，它涉及到数据库的结构设计和数据模型的选择等方面。