数据库系统概述ppt课件

1.1.3 数据库系统的特点
An Introduction to Database System
1.1.1 数据库的4个基本概念
数据（Data） 数据库（Database） 数据库管理系统（DBMS） 数据库系统（DBS）
An Introduction to Database System
数据库系统概论
第一章 绪论
An Introduction to Database System
第一章 绪论
1.1 数据库系统概述
1.2 数据模型
1.3 数据库系统的结构 1.4 数据库系统的组成 1.5 小结
An Introduction to Database System
数据库的地位
数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的有效技
An Introduction to Database System
应用程序与数据的对应关系（文件系统阶段）
应用程序１ 应用程序２ ...… 应用程序ｎ
文件１
文件2 ...…
存取 方法
文件n
文件系统阶段 应用程序与数据之间的对应关系
An Introduction to Database System
“学生基本信息”文件的结构和内容
奖励 2011校奖学金，2012国家奖学金 2012校优秀学生
“奖励”文件的结构和内容
An Introduction to Database System
一个例子（续）
数据库系统管理
存储数据
建立两张表:
STUDENT表-存放学生的基本信息， AWARD表-存放学生的奖励情况
3. 数据库系统阶段
时期
20世纪60年代末以来

模式
也称为逻辑模式或概念模 式，定义了数据库中所有 数据的逻辑结构和关系。
内模式
也称为物理模式或存储模 式，描述了数据在物理存 储介质上的组织结构和存 储方式。
数据库管理系统
数据定义语言（DDL）
数据控制语言（DCL）
用于定义数据库中的各种对象，如表、 视图、索引等。
用于控制对数据库中数据的访问权限 和安全控制。
数据库原理ppt课件
目录
• 数据库概述 • 数据库系统结构 • 数据库设计 • 关系数据库 • 数据库管理系统实现技术 • 数据库新技术与发展趋势
01 数据库概述
数据库的定义与作用
数据库的定义
数据库是一个长期存储在计算机 内的、有组织的数据集合，它能 为多种应用提供数据服务。
数据库的作用
数据库用于存储、检索、更新和 管理大量数据，支持企业或组织 的运营和决策。
NoSQL数据库具有可伸缩性强、灵活 性高和可靠性好等优点，可以满足大 规模数据处理和实时分析的需求。
03
NoSQL数据库的挑 战
NoSQL数据库面临着数据一致性、查 询效率和标准化等挑战，需要进一步 研究和标准化工作。
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关系数据库标准语言SQL
SQL定义
SQL（Structured Query Language）是用于管理关系数 据库的标准编程语言，它包括数 据查询、数据操作、数据定义等
方面的命令。
SQL的主要功能
SQL的主要功能包括表格的定义 和维护、数据的查询和检索、数 据的插入和更新、数据的删除等。
SQL的特点
数据操纵语言（DML）
用于对数据库中的数据进行查询、插 入、更新和删除等操作。

索引的种类和选择
介绍不同类型的索引，包括 B树索引和哈希索引，并讨 论如何选择适当的索引来优 化数据库。
数据库性能优化和调优
提供优化数据库性能的最佳 实践，包括查询调优、表分 区和缓存技术等。
第五章 数据库安全和备份
数据库安全的概念和意义
了解数据库安全的基本概念和重 要性，并探讨如何使用加密技术 来保护数据库。
学习数据库系统实现的重要性和意义
总结学习《数据库系统实现》的重要性，以及 如何应用数据库技术提升个人和组织的竞争力。
数据库安全管理和策略
介绍数据库安全管理的关键原则 和策略，包括访问控制和权限管 理。
数据库备份和恢复
学习数据库备份和恢复的方法和 策略，以确保数据的可靠性和持 久性。
第六章 数据库应用案例
1
电商网站的数据库设计和实现
以电商网站为例，展示如何设计和实现一个功能强大的数据库来支持用户管理、 订单处理和数据分析等功能。
《数据库系统实现》PPT 课件
数据库系统实现 PPT课件将为您介绍数据库的基本概念、设计方法、SQL语 言基础、索引和优化、数据库安全和备份，以及应用案例等内容。
第一章 数据库概述
数据库定义和特点
我们将探讨数据库的定义、 主要特点以及为什么数据库 在现代信息系统中如此重要。
数据库系统的组成和结 构
3
接。
SQL语言的基本概念和语法
学习结构化查询语言 (SQL) 的基本语法 和关键概念，以便进行据查询和操作。
数据更新和修改
了解如何使用SQL语言进行数据更新、 插入和修改操作，以及数据完整性的保 证。
第四章 数据库索引和优化
索引的原理和作用
讲解数据库索引的基本原理 和作用，以及如何为数据库 表添加索引来提高查询性能。

件，数据处理方式是批处理方式。
9
特点
数据不保存 没有专门的软件系统对数据进行管理 数据的组织必须由程序员自行设计 一组数据对应一个程序，数据是面向应用的，
无法共享。
10
… …
程序与数据的关系
应用程序1 应用程序2
应用程序n
数据组1 数据组2
数据组n
11
文件系统阶段（20世纪50年代后期~60 年代中期）
21
真正的关系型数据库概念 可视化编程技术 支持面向对象程序设计 提供多种事件处理编程方式 提供了可视化编程工具 统一的用户界面和方便灵活的工具栏 使用表单设计器生成应用程序界面 各类文档的统一管理 新增多种数据类型、索引关键字类型，SQL语句更加丰
富 最优化系统
22
提供快速查询技术 使用32位方式 支持客户机/服务器结构 用数据词典定义规则 查看远程或异种数据 用事件处理来控制共享访问 实现客户机/服务器应用程序 同其他软件的高度兼容性共享数据 导入和导出数据 使用自动OLE控制其它软件
4
1.1.1 数据库系统的产生与发展
问题
什么是数据库？ 为什么要发展数据库技术？
5
数据：是一组用来描述事物情况的物理符号序 列。
数据处理：是指对各种形式的数据进行收集、 存储、加工和传播的一系列活动的总和。
数据库：是以一定的组织方式存储在一起的相 互关联的数据的集合。不仅包括描述事物的数 据本身，而且还包括相关事物之间的联系。
数据冗余度大 数据和程序缺乏独立性 数据缺乏集中管理，无法保证安全性、完整性
13
程序与数据的关系
应用程序1 应用程序2
应用程序n
存库系统阶段（20世纪60年代后期） 背景：计算机用于管理的规模庞大、应

2．模式／内模式映象
模式／内模式映象定义了数据全局逻辑 结构与存储结构之间的对应关系。例如， 说明逻辑记录和字段在内部是如何表示 的
数据库中模式／内模式映象是唯一的
该映象定义通常包含在模式描述中
模式／内模式映象的用途
保证数据的物理独立性
当数据库的存储结构改变了（例如选用了另 一种存储结构），数据库管理员修改模式／ 内模式映象，使模式保持不变
1、信息（information）
定义：关于现实世界事物的存在方式或 运动状态反映的综合。
特点：
客观存在 可以感知 可存储、加工、传递和再生
2、数据(Data)
数据(Data)是数据库中存储的基本对 象
数据的定义
描述事物的符号记录
数据的种类
文字、图形、图像、声音
认 识 抽
象
把概念模型转换为某一 DBMS支持的数据模型
信息世界 机器世界
数据模型(续)
客观对象的抽象过程---两步抽象
现实世界中的客观对象抽象为概念模型；
把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。
概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层 次。
数据模型(续)
数据模型分成两个不同的层次 (1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来 对数据和信息建模。 (2) 数据模型 主要包括网状模型、层次模型、关系 模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。
例：实体－“明星” （950231，刘德华，Andy，香港，27-9-1961，
天秤座，牛，174 cm， 68 kg，AB）
(4) 主键（Key）
唯一标识实体的属性集称为码，又称主键，或 关键字。
(5) 联系（Relationship）

数据备份与恢复
定期备份数据库数据，确保在 故障发生时能够快速恢复数据
。
数据库迁移与升级
根据业务需求和技术发展，规 划并执行数据库迁移和升级工 作。
故障排查与处理
对数据库故障进行及时排查和 处理，保障数据库稳定运行。
数据库监控与调优
实时监控数据库运行状态，根 据性能指标进行调优操作，确
保数据库高效运行。
05
数据库管理
数据库的安全管理
访问控制
通过用户身份验证和权限管理，确保只 有授权用户能够访问数据库，并限制其
可执行的操作。
防止SQL注入
对用户输入进行验证和转义处理，避 免恶意用户通过SQL注入攻击数据库
。
数据加密
对敏感数据进行加密存储和传输，以 防止数据泄露和非法访问。
审计和监控
记录数据库操作日志，监控异常行为 和潜在威胁，以便及时响应和处理。
数据库学习ppt课件
目录
• 数据库概述 • 关系数据库 • 数据库设计 • 数据库操作 • 数据库管理 • 数据库应用实例
01
数据库概述
数据库的定义与作用
01
数据库（Database）是按照数据 结构来组织、存储和管理数据的 仓库。
02
数据库的作用：实现数据共享、 减少数据冗余、提高数据独立性 、集中控制、数据一致性和可维 护性等。
物料管理
库存控制、采购计划、供应商管理等
生产计划与控制
生产排程、进度跟踪、质量控制等
社交媒体平台数据库设计
用户信息管理
注册信息、个人简介、好友关系等
内容管理
发布动态、评论、点赞等互动功能
消息推送
系统通知、好友请求、私信等
数据分析

01
索引类型
常见的索引类型包括B树索引、哈希索 引、位图索引等，每种索引类型都有其 适用的场景和优缺点。
02
03
索引维护
索引的维护也是非常重要的，定期对 索引进行重建和优化可以提高其性能。
数据库系统硬件优化
硬件优化概述
除了软件层面的优化外，硬件层 面的优化也是必不可少的，尤其
是对于大规模的数据库系统。
数据库性能调优
通过优化数据库设计、查询语句和物理存储等手段，提高数据库性能 的过程。
03
数据库系统操作与管理
数据库的创建与维护
数据库的创建
选择合适的数据库管理系统（如MySQL、Oracle、SQL Server等），根据需求设计数据库结构，创建数据库实 例。
数据库的维护
定期备份数据库，监控数据库性能，进行数据库优化和修复，确保数据库的正常运行。
关系数据库
关系数据库
关系完整性
一种基于关系的数据库，使用表格形式存 储数据，每个表格由行和列组成，每列代 表一个属性，每行代表一个记录。
关系数据库中数据的完整性约束，包括实 体完整性、参照完整性和用户自定义完整 性。
关系代数
关系数据库管理系统（RDBMS）
一种用于描述关系数据库操作的数学模型 ，包括选择、投影、连接等操作。
云计算
云计算技术的发展推动了数 据库技术的云化，使得数据 库服务能够更加灵活地部署 和扩展。
智能化
数据库技术正与人工智能技 术相结合，实现数据挖掘、 智能推荐等功能，提高数据 利用价值。
分布式
分布式数据库技术能够支持 大规模数据的存储和管理， 提高数据库系统的可扩展性 和可靠性。
NoSQL数据库简介
存储设备

数据库定义与特点
数据库定义
数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织 的、可共享的、统一管理的大量数据的集合。
01
数据共享性高
数据库中的数据可以被多个用户、多 个应用程序共享使用。
03
数据冗余度小
数据库通过数据共享和结构化存储，可以大 大减少数据冗余，提高数据一致性。
2024/1/25
05
02
数据结构化
插入、更新和删除数据操作
插入数据
使用INSERT语句向表中插入数据，包括单条数据 插入和批量数据插入。
更新数据
使用UPDATE语句更新表中的数据，可以根据条件 更新指定字段的值。
删除数据
使用DELETE语句删除表中的数据，可以根据条件 删除指定记录。
2024/1/25
18
查询数据操作及优化方法
基本查询
2024/1/25
12
概念设计阶段
1 2
定义实体和属性
根据需求分析结果，定义数据库中的实体和属性 ，确定实体的名称、属性和数据类型等。
定义实体间的关系
分析实体间的联系和相互作用，确定实体间的关 系类型（如一对一、一对多、多对多等）。
3
构建概念模型
使用实体-关系图（E-R图）等工具，构建数据库 的概念模型，展示实体、属性和关系等要素。
2024/1/25
选择存储结构和存取方法
根据数据库管理系统的特性和数据量大小等因素，选择合适的存 储结构和存取方法。
设计物理存储方案
确定数据的物理存储方案，如数据文件的大小、增长方式、备份策 略等。
优化数据库性能
通过调整数据库参数、优化SQL语句等方式，提高数据库的性能和 稳定性。
15

也称为物理模式或存储模式，是数据 的物理结构和存储方式的描写。它由 内模式定义语言定义，并由数据库管 理员管理和控制。
模式
也称为逻辑模式或概念模式，是数据 库中全部数据的逻辑结构和特征的描 写。它由模式定义语言定义，并由数 据库管理员管理和控制。
数据库管理系统（DBMS）的功能
数据定义语言（DDL）：用于定义数据 库的三级模式结构，包括创建、修改和 删除数据库、表等对象。
关系数据库系统的管理
关系数据库系统的管理包括数据管理、安全管理、性能管理等方面，目 的是确保关系数据库系统的正常运行和持续改进。
03
关系数据库系统的工具与技术
关系数据库系统的工具与技术包括数据库管理系统（DBMS）、SQL语
言、存储进程、触发器等，这些工具与技术可以帮助开发人员和管理员
更高效地管理和保护关系数据库系统。
ห้องสมุดไป่ตู้
数据库的安全策略与机制
访问控制
身份认证
通过设置访问控制策略，限制对数据库的 访问权限，只允许授权用户访问和操作数 据库中的数据。
通过身份认证机制，对访问数据库的用户 进行身份验证，确保只有经过授权的用户 才能访问数据库。
数据加密
安全审计
对数据库中的敏捷数据进行加密存储，即 使数据被窃取或泄露，也无法被未经授权 的访问者轻易解密和使用。
数据库设计的进程与方法
数据库设计的进程
数据库设计的进程包括需求分析、概念设计、逻辑设计和物 理设计四个阶段。每个阶段都有其特定的任务和输出。
数据库设计的方法
常见的数据库设计方法有自底向上、自顶向下和逐步扩大法 等。自底向上法从数据模型动身，逐步抽象出概念模型；自 顶向下法则从概念模型动身，逐步求精到数据模型。

01
数据库系统概述
01
数据库系统概述
数据库系统的定义与特点
总结词
数据库系统的定义、特点
详细描述
数据库系统是一种用于存储、管理和检索数据的软件系统。它具有数据结构化、 数据共享性高、数据独立性强、数据控制功能强等特点。
数据库系统的定义与特点
总结词
数据库系统的定义、特点
详细描述
数据库系统是一种用于存储、管理和检索数据的软件系统。它具有数据结构化、 数据共享性高、数据独立性强、数据控制功能强等特点。
数据库设计的基本原则
一致性原则
确保数据的一致性，避免数据 冗余和数据冲突。
完整性原则
保证数据的完整性，包括实体 完整性和参照完整性。
安全性原则
确保数据的安全性，防止未经 授权的访问和修改。
性能原则
优化数据库性能，提高数据检 索速度和系统响应时间。
数据库设计的基本原则
一致性原则
确保数据的一致性，避免数据 冗余和数据冲突。
UPDATE语句用于修改数据库表中的现有记 录。
DELETE语句
DELETE语句用于从数据库表中删除记录。
04
数据库设计与优化
04
数据库设计与优化
数据库设计概述
1
数据库设计是数据库系统的重要组成部分，它决 定了数据库系统的性能、可扩展性和可维护性。
2
数据库设计的主要目标是解决数据存储、数据检 索和数据安全等问题，以满足业务需求。
数据库系统是一种计算机软件，用于存储、检索和管理大量数
据。
SQL语言
02
SQL（结构化查询语言）是用于管理关系数据库的标准编程语
言。
数据库模式
03

• 背景: 20世纪50年代后期到60年代中期，计算机硬件方面
出现直接存取设备磁盘，软件方面出现了操作系统
• 主要特点：数据管理方面，数据被组织到文件内存储在
磁带、磁盘上，可以反复使用和保存。程序与数据的关系如
下： 应用程序1
数据组1
应用程序2
文件 管理系统
数据组2
应用程序n
数据组n
4
5.1 数据库系统概论 — 数据库阶段
S_no S_name S_gender Department Age Place
95001 李勇 男
计算机
20 江苏
95004 张立 男
计算机
19 北京
95700 杨晓冬 男
计算机
21 山西
UPDATE students SET Age=20 WHERE S_no =‘95004’
INSERT INTO students VALUES(95060, ‘王英’,‘女’ ,‘物 理’, 19,‘浙江’)
SQL功能
SQL命令
数据定义 CREATE，DROP，ALTER
数据更新 INSERT，UPDATE，DELETE
数据查询 SELECT
数据控制 GRANE，REVOKE
33
5.2 关系模型 — 数据操作示例
SELECT * FROM students WHERE Department=‘计算机’
– 或者等于S中某个元组的主码值
• 用户定义的完整性： 针对某一具体关系数据库的约束条件， 反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求
返回
35
5.3 关系规范化设计理论 — 概念
数据关系规范化理论：定义了五种规范化模式 （Normal Form，NF，简称范式）1971年E.F.Codd

安全性
随着网络安全问题的日益突出，数据库技 术的安全性将得到更加重视，加强数据加 密、安全审计等方面的技术研究。
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数据库技术的发展趋势
大数据处理
随着大数据时代的到来，数据库技术将进 一步发展，支持大规模数据的存储、检索
和分析。
智能化
数据库技术将与人工智能技术结合，实现 数据挖掘、智能推荐等功能，提高数据处
理和分析的智能化水平。
云计算
云计算技术的发展将推动数据库技术的云 化，实现数据库服务的云端化，提供更加 灵活和可扩展的数据库服务。
数据库的作用
数据库技术是信息系统的核心组成部 分，它能够实现数据的集中存储、管 理和共享，提高数据利用率和信息系 统的效率。
数据库技术的发展历程
人工管理阶段
在早期计算机系统中，数据存储和管理主要依靠人工操作， 数据存储效率低下，容易丢失。
文件系统阶段
随着计算机技术的发展，出现了文件系统，实现了数据的 分类存储和管理，提高了数据存储和检索的效率。
非关系型数据库
总结词
非关系型数据库是指不使用关系模型来组织和存储数据的数 据库，它通常使用键值对、文档、列或图形等数据结构来存 储数据。
详细描述
非关系型数据库不需要事先定义数据结构，可以动态地添加 字段或属性。它支持高并发的读写操作，具有较好的可扩展 性。常见的非关系型数据库有MongoDB、Cassandra和 Redis。
UPDATE语句
用于修改数据库表中的现有记录
DELETE语句
用于从数据库表中删除记录
MERGE语句
用于插入、更新或删除记录，根据条 件决定操作类型
05 数据库安全与优化

03
随着云计算技术的发展，MySQL在云数据库领域的应用将更加广泛 ，为用户提供更加便捷、高效的数据存储和管理服务。
04
MySQL将不断推出新的功能和特性，满足用户不断增长的需求，推 动数据库技术的不断发展。
11
02
MySQL安装与配置
2024/1/24
12
安装MySQL服务器
1 2
选择合适的MySQL版本
事务处理
索引与优化
深入介绍如何使用SELECT语句 进行复杂的数据查询，包括条 件查询、排序、聚合函数等， 以及如何使用INSERT、 UPDATE、DELETE语句进行数 据的增删改。
2024/1/24
讲解如何使用GRANT、 REVOKE等语句来控制数据的 访问权限。
介绍事务的概念、特性（ACID ）以及在MySQL中如何控制事 务。
左连接（LEFT JOIN）：返回左表中 的所有记录和右表中满足条件的记 录，如果右表中没有匹配的记录， 则结果集中对应字段为NULL。
2024/1/24
右连接（RIGHT JOIN）：返回右表 中的所有记录和左表中满足条件的 记录，如果左表中没有匹配的记录 ，则结果集中对应字段为NULL。
全外连接（FULL OUTER JOIN）： 返回左表和右表中的所有记录，如 果某侧表中没有匹配的记录，则结 果集中对应字段为NULL。
。
03
删除数据
使用DELETE FROM语句删除表中的数据，需要指定删除的条件。同时
需要注意删除操作可能带来的数据丢失问题，建议在进行删除操作前备
份数据。
19
04
查询语句高级应用
2024/1/24
20
多表联合查询实现方法

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概念设计的输出
概念设计的输出是概念模型，它为后续的逻辑设计和物理 设计提供了基础。
逻辑设计
逻辑设计的定义
逻辑设计是根据概念设计的结果，将概念模型转换为逻辑模型的过 程。逻辑模型是对数据库结构的详细描述，包括表、视图、索引等。
逻辑设计的方法
逻辑设计通常采用关系型数据库管理系统（RDBMS）来实现，包 括表的设计、关系的定义、约束的添加等。
数据库系统的维护与优化
数据库备份与恢复
定期备份数据库，确保在数据丢失或损坏时能够 恢复。
数据库安全更新与补丁
及时更新数据库系统和应用软件，修补安全漏洞。
ABCD
性能监控与调优
监控数据库性能，通过调整参数和优化查询等方 式提高性能。
数据库系统硬件与软件的维护
定期检查硬件和软件的运行状况，确保数据库系 统的稳定运行。
格式。
模式
02
也称为逻辑模式，描述了数据在数据库中的逻辑结构和关系。
外模式
03
也称为用户模式，描述了数据在用户视角下的表现形式和结构。
03 数据库设计
数据库设计概述
数据库设计定义
数据库设计的基本步骤
数据库设计是指根据特定需求，构建 一个结构合理、性能良好、操作方便 的数据库的过程。
需求分析、概念设计、逻辑设计、物 理设计等。
01
概述
人工智能技术的快速发展对数据库系统产生了深远影响，推动了数据库
系统的智能化进程。
02
挑战
人工智能时代对数据库系统的要求更高，需要具备自适应、自学习、自
推理等能力。
03
技术发展
人工智能技术在数据库系统中的应用不断深入，如机器学习、深度学习、

• 计算函数= • 集合函数= • 聚合函数= • 聚集函数 • 对一组值进行计算并返回一个单值
40
第40页/共128页
SQL提供的计算函数
• COUNT（ * ）: 统计表中元组个数 • COUNT（<列名> ）: 统计本列列值个数 • MAX（<列名> ）：求列值最大值 • MIN（<列名> ）：求列值最小值 • SUM（<列名> ）: 计算列值总和 • AVG（<列名> ）: 计算列值平均值
年代 1994 1998 1998 2000
出演
工号
片名
年代
片酬
A120 红河谷 1998
50k
A231 花样年华 2000
100k
A751 不见不散 1998
120k
13
第13页/共128页
查询结果中相同行被自动消除
• 查询数据库中的电影拍摄年代 • SELECT
year(年代) AS 拍摄年代 FROM 电影 • 查询结果
)
CREATE TABLE 电影( 片名 char ( 60 ), 导演 char ( 20 ), 年代 datetime, PRIMARY KEY (片名，年代 )
)
CREATE TABLE 出演( 工号 char ( 10 ), 片名 char ( 60 ), 年代 datetime, 片酬 money, PRIMARY KEY (工号,片名,年代 )
查询条件：比较运算2
• 查询拍摄距今超过10年电影的片名 • SELECT 片名
FROM 电影 WHERE year(getdate())-year(年代) > 10 • 查询结果
片名 重庆森林