《数据库原理》教案
- 格式：pps
- 大小：3.88 MB
- 文档页数：35
《数据库原理》教案
目录•课程介绍与目标
•数据库基本概念
•数据模型与数据库设计
•SQL语言基础与应用
•数据库安全性与完整性保护
•数据库恢复与并发控制
•
数据库新技术与发展趋势01
课程介绍与目标
数据库原理是计算机科学中的一门重要课程，它涵盖了数据库设计、实现、管理和优化等方面的知识。
本课程将介绍数据库的基本概念、数据模型、关系数据库、数据库设计、数据库管理系统（DBMS）以及数据库应用等方面的内容。
通过本课程的学习，学生将掌握数据库的基本原理和核心技术，具备设计和开发数据库应用
系统的能力。数据库原理课程概述教学目标与要求
教学目标
培养学生掌握数据库的基本原理和核
心技术，具备设计和开发数据库应用
系统的能力，以及解决数据库相关领
域实际问题的能力。
教学要求
学生需要掌握数据库的基本概念、数
据模型、关系数据库、数据库设计、
DBMS等方面的知识，并能够运用所
学知识解决实际问题。本课程共分为XX个章节，每个章节包
含若干小节，每个小节涵盖一个特定
的主题或知识点。
本课程共计XX学时，每周安排XX学时，
共计XX周完成。具体上课时间根据学校
教学安排而定。课程安排与时间
课程时间课程安排02
数据库基本概念12
3对客观事物的符号表示，是计算机可以识别的输
入。数据可以是数字、文字、图像、声音等。数据
经过加工处理并对人类客观行为产生影响的数据。
信息具有时效性、共享性和价值性。信息
对信息的进一步加工和应用，是人类智慧的结晶。
知识可以表现为经验、规则、模型等。
知识数据、信息与知识
用户
使用数据库应用系统的各类人
员，包括终端用户和开发人员。应用系统
基于数据库开发的各种应用系
统，如企业管理系统、电子商务系统等。
数据库管理员
负责数据库的建立、维护和管理工作的专业人员。数据库
长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库管理系统
用于建立、使用和维护数据库的软件系统，是数据库系统的核心。数据库系统组成0102
数据定义功能
提供数据定义语言（DDL），
用于定义数据库的三级模式
结构、两级映像以及完整性
约束和保密限制等约束。数据组织、存储和
管理
确定以何种文件结构和存取
方式在存储级上组织数据，
如何实现数据之间的联系，
以提高存储空间利用率和存
取效率。数据操纵功能
提供数据操纵语言（DML），
实现对数据的追加、删除、
更新和查询等操作。数据库的事务管理
和运行…
支持多用户并发操作，提供
事务的概念和事务管理机制，
保证事务的原子性、一致性、
隔离性和持久性。同时提供
数据库恢复和并发控制等手
段，保证数据库的安全性和
完整性。数据字典和用户接
口
提供数据字典以存储三级模
式结构的描述信息，包括外
模式、概念模式和内模式及
其之间的映射关系等。同时
提供用户接口以方便用户访
问和使用数据库。0304
05数据库管理系统功能03
数据模型与数据
库设计
03数据模型的分类
根据数据结构的复杂性和数据操作的丰富性，数据模型可分为
层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型等。01数据模型的定义
数据模型是对现实世界数据特征的抽象，用于描述数据、数据联系以及数据操作的一组概念和定义。
02数据模型的重要性
数据模型是数据库系统的核心和基础，它决定了数据库的结构、
操作和性能。数据模型概述
关系数据模型以二维表的形式表示实体和实体之间的联系，基本概念包括关系、元组、属性、域和关键字等。关系数据模型的基本概念
为了保证数据的正确性和一致性，关系数据模型提供了一系列完整性约束，如实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性等。关系数据模型的完整性约束
关系代数和关系演算是关系数据模型的两种基本操作语言，用于对关系数据进行查询、插入、删除和修改等操作。
关系代数和关系演算关系数据模型
数据库设计的基本
步骤
需求分析、概念设计、逻
辑设计、物理设计和数据
库实施与维护。通过调查和分析用户需求，
明确数据库应用系统的功
能、性能和安全性等方面
的要求，常用工具包括数
据流图和数据字典等。根据需求分析结果，建立
反映现实世界信息需求的
概念模型，常用方法包括
实体-联系方法和统一建
模语言（UML）等。将概念模型转换为数据库
管理系统支持的数据模型，
并进行优化和调整，常用
方法包括关系规范化理论
和数据库优化技术等。
根据逻辑设计结果，选择
合适的物理存储结构、存
取方法和系统配置等，以
提高数据库的性能和可维
护性。常用工具包括存储
过程、触发器和索引等。需求分析的方法与
工具逻辑设计的方法与
工具物理设计的方法与
工具概念设计的方法与
工具数据库设计步骤与方法04
SQL语言基础与
应用
03SQL
语言的组成和分类01SQL语言的历史和发展
02SQL
语言的特点和优势SQL语言概述
创建数据库和表CREATE DATABASE, CREATE TABLE
修改表结构ALTER TABLE删除数据库和表DROP DATABASE, DROP TABLE
定义索引
CREATE INDEX数据定义语言（DDL）插入数据
INSERT INTO
查询数据
SELECT删除数据
DELETE FROM更新数据
UPDATE数据操纵语言（DML）
GRANT授予权限
REVOKE收回权限
COMMIT提交事务
ROLLBACK
回滚事务数据控制语言（DCL）05
数据库安全性与
完整性保护
数据库安全性的重要性
确保数据的保密性、完整性和可用性，防止未经授权的访问和恶意攻击。
数据库安全性威胁
包括非法访问、数据泄露、数据篡改、拒绝服务等。数据库安全性的定义
保护数据库以防止不合法使用，避免数据的泄露、更改或破坏。数据库安全性概述
身份认证技术
包括用户名/密码认证、数字证书认证等，确保用户身份的真实性。
权限管理技术
基于角色的访问控制（RBAC）、基于对象的访问控制（OBAC）等，实现细粒度的权限控制。访问控制的概念
通过身份认证和权限管理，控制用户对数据库资源的访问。访问控制技术视图在安全性中的应用01
通过创建视图，限制用户对数据的访问范围，隐藏敏感数据。存储过程在安全性中的应用02
通过存储过程实现数据的封装和操作，减少直接对数据的访问，提高安
全性。视图和存储过程的优点03
简化数据访问、提高数据安全性、优化性能等。视图和存储过程在安全性中的应用完整性约束条件及实现方法
完整性约束条件的概念保证数据库中数据的正确性和一致性，防止数据被破坏或产生矛盾。
实体完整性和参照完整性确保数据的唯一性和关联性，避免数据的重复和冗余。
用户自定义完整性根据具体需求定义数据的约束条件，如数据类型、范围、格式等。
实现方法
通过数据库管理系统（DBMS）提供的完整性约束功能，如主键约束、外键约束、检查约束等，实现数据的完整性保护。06
数据库恢复与并
发控制事务的定义和特性
事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。事务具有四个特性，即原子性、一致性、隔离性和持久性。
故障类型和恢复策略
数据库系统中可能发生的故障类型包括事务故障、系统故障和介质故障。针对不同的故障类型，需要采取不同的恢复策略，如事务撤销、系统重启和介质恢复等。
日志文件的作用
日志文件是数据库恢复的重要工具，它记录了数据库所有更新操作的历史信息。在发生故障
时，可以通过日志文件进行恢复操作，保证数据库的完整性和一致性。事务和故障恢复概述并发操作带来的问题
在数据库系统中，多个事务可能同时对同一数据进行操作，这会导致数据不一致的问题，如丢失更新、脏读和不可重复读
等。
封锁技术及其作用
封锁技术是解决并发操作问题的重要手段之一。通过对数据对象加锁，可以保证事务在访问数据时不会被其他事务干扰，
从而确保数据的一致性和完整性。
封锁协议及其类型
封锁协议是规定事务何时申请锁、持锁时间以及何时释放锁的规则。常见的封锁协议包括一级封锁协议、
二级封锁协议和三级封锁协议。这些协议通过不同的加锁和解锁规则来平衡并发性和一致性之间的关系。并发操作带来的问题及其解决方法封锁粒度及其选择
封锁粒度是指封锁对象的大小，包括数据库级锁、表级锁、页级锁和行级锁等。不同的封锁粒度对并发性
和一致性有不同的影响，需要根据具体应用场景进行选择。
死锁的预防和处理
死锁是指两个或多个事务在执行过程中，因争夺资源而造成的一种相互等待的现象。预防死锁的方法包括
破坏死锁发生的必要条件、采用银行家算法等。处理死锁的方法包括超时处理、资源剥夺和撤销处理等。封锁技术及其应用
数据库备份与恢复的
概念
数据库备份是指将数据库中的数据和对
象复制到备份介质上，以防止数据丢失
或损坏。数据库恢复是指将备份的数据
恢复到数据库中，以保证数据库的正常
运行。要点一要点二
数据库备份的类型和
方法
数据库备份可以分为物理备份和逻辑备
份两种类型。物理备份是直接复制数据
库的物理文件，而逻辑备份是导出数据
库的结构和数据到某种格式的文件中。
常见的备份方法包括冷备份、热备份和
温备份等。数据库恢复的策略和
步骤
数据库恢复的策略包括完全恢复、时间
点恢复和事务恢复等。恢复的步骤一般
包括关闭数据库、恢复备份数据、重新
构建索引和启动数据库等。在恢复过程
中，需要注意数据的完整性和一致性，
以及恢复失败的处理方法。
要点三数据库恢复技术简介
