哈工大数据库课件-第七讲数据库讲义系统体系结构创新

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

DDL 语言 创建各种各种数据库对象(例如:表,视图,索引…)
DML语言 (存储数据, 获取数据) INSERT,UPDATE,DELETE,SELECT
PL/SQL(transact_sQL) SQL*PLUS环境简介
SQL支持的主要数据类型
字符型：
CHAR（n）字符数据，长度为n个字符 VARCHAR2（n）变长字符型
1)每一张表都有一个名字，通常称为表名或关系名。表名必须以 字母开头，最大长度为30个字符。 2)一张表可以由若干列组成，列名唯一，列名也称作属性名。 3)表中的一行称为一个元组，它相当于一条记录。 4)同一列的数据必须具有相同的数据类型。 5)表中的每一个列值必须是不可分割的基本数据项。 当用户需要新的数据结构或表存放数据时，首先要生成一个表。
数据库的体系结构（三级模式结构）
外模式：描述用户所涉及的数据库部分，限定用 户操作范围。
概念模式：描述数据库全部数据的逻辑结构。它 表示现实世界中一个组织或部门中数据的性质及 其联系的特征。通常由数据库系统提供的模式描 述语言DDL定义。
内模式： 描述数据库的物理存储结构。
外模式
三级模式结构提供了数据库数据独立性： 数据的物理独立性 数据的逻辑独立性
数据的物理独立性指数 据的物理组织的改变不 会影响到数据库的逻辑 结构，不需要对模式和 应用程序作修改。
内模式 数据库
模 式 /内 模 式 映 象
DBMS
用户
终端
应用系统
应用 程序员
DBA 系统分析员
外模式 概念模式 内模式
数据库 数据抽象层
DBM S
OS 软件系统层
数据库系统各类人员所涉及的数据抽象级别
BETWEEN AND 判断列值是否满足指 定的区间 LIKE 匹配模式 IS [NOT] NULL 测试空值等

•课程特点与教材阅读要求
• 抽象----概念和原理是抽象的，要通过具体的实例加以理解 • 思维----数据库的思维(集合、逻辑与对象思维) • 应用----结构化/面向对象程序设计语言的补充Î数据库语言 • 管理----数据，效率、安全、完整、可靠。
哈尔滨工业大学
计算机科学与技术学院
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《数据库系统》
《数据库系统》
数据库系统
哈尔滨工业大学
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计算机科学与技术学院
1
《数据库系统》
任课教师介绍
战德臣 任课教师：
博士/教授/教学带头人/博士生导师
单 位：
办公地点： 答疑地点： 联系电话： 电子邮件：
计算机科学与技术学院 企业与服务智能计算研究中心 新技术楼502室 新技术楼502室
86412664 dechen@
——Webster’s Dictionary of the English Language 学生成绩单
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《数据库系统》
1.1 数据库系统的基本概念
---- 数据库(信息库)
E.F.Codd, 基于对“表”的理解: z 提出了“关系”及关系模型 z 提出了关系数据库理论 z 开创了数据库的时代 z 当前普遍应用的数据库管理系统的奠基者 z 获得了计算机领域最高奖“图灵奖”
1.1 数据库系统的基本概念
---- 什么是数据库及为什么要学数据库？
传统纸张上记录的各种信息需要统一管 理，需要提高信息的使用效率
----形成“库”，实现“积累” ----应用“库”, 实现积累的效益 ---- “库”的管理与控制
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计算机科学与技术学院

计算机系统的观点对数据建模。
数据模型 主要包括网状模型、层次模型、
关系模型等。
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。
数据模型的组成要素


数据结构
数据操作
数据管理技术的产生和发展(续)
文件系统阶段特点： 1）数据可长期保存 2）由文件系统管理数据 3）数据共享性差，冗余度大 4）数据独立性差
数据管理技术的产生和发展(续)
数据库系统阶段特点： 1）数据结构化 2）数据的冗余度小，共享度高，易扩展 3）数据独立性高 4）数据由DBMS统一管理和控制
数据库技术的研究领域


数据库管理系统软件的研制
数据库设计 数据库理论
数据库管理系统软件的研制


DBMS核心
一组相互联系的软件系统
工具软件 中间件
数据库设计


数据库设计方法
设计工具 设计理论 数据模型和数据建模
数据库理论

关系的规范化理论
关系数据理论

课后问题

问题：现实世界中的事物及其联系，如 何抽象表示成数据库中的数据及其关系 呢？

基本概念(续)

数据库管理系统（DBMS）：是专门用于对数据库中 的数据资源进行统一管理和控制的计算机系统软件。 主要功能： 1）数据定义 2）数据组织、存储、管理 3）数据操纵 4）数据库的事务管理、运行管理 5）数据库的建立和维护 6）其他
基本概念(续)

数据库系统（DBS）：指在计算机系统中 引入数据库后的系统，一般由数据库、数 据库管理系统（及其开发工具）、应用系 统和数据库管理员构成。