第十三章 数据库技术新发展

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。

IT技术创新与发展指南第一章：信息技术概述 (3)1.1 信息技术基本概念 (3)1.2 信息技术发展历程 (3)第二章：人工智能技术 (4)2.1 机器学习与深度学习 (4)2.1.1 机器学习概述 (4)2.1.2 深度学习概述 (4)2.2 自然语言处理 (5)2.2.1 词汇表示 (5)2.2.2 语法分析 (5)2.2.3 机器翻译 (5)2.3 计算机视觉 (5)2.3.1 特征提取 (5)2.3.2 目标检测 (5)2.3.3 图像分割 (5)第三章：大数据技术 (6)3.1 数据采集与存储 (6)3.1.1 数据采集 (6)3.1.2 数据存储 (6)3.2 数据处理与分析 (6)3.2.1 数据处理 (6)3.2.2 数据分析 (7)3.3 数据挖掘与可视化 (7)3.3.1 数据挖掘 (7)3.3.2 数据可视化 (7)第四章：云计算技术 (7)4.1 云计算基础架构 (7)4.2 云计算服务模式 (8)4.3 云计算安全与隐私 (8)第五章：物联网技术 (9)5.1 物联网体系架构 (9)5.2 物联网关键技术与应用 (9)5.3 物联网安全与隐私 (10)第六章：区块链技术 (10)6.1 区块链基础原理 (10)6.1.1 数据结构 (10)6.1.2 哈希函数 (11)6.1.3 加密算法 (11)6.1.4 共识机制 (11)6.2 区块链应用场景 (11)6.2.1 金融领域 (11)6.2.3 物联网领域 (11)6.2.4 版权保护领域 (11)6.3 区块链技术挑战与发展趋势 (11)6.3.1 技术挑战 (11)6.3.2 发展趋势 (12)第七章：5G通信技术 (12)7.1 5G技术特点与优势 (12)7.2 5G网络架构与部署 (12)7.3 5G应用与产业发展 (13)第八章：网络安全技术 (13)8.1 网络安全基础 (13)8.1.1 网络安全概述 (13)8.1.2 网络安全威胁类型 (14)8.1.3 网络安全技术 (14)8.2 网络攻击与防御策略 (14)8.2.1 常见网络攻击手段 (14)8.2.2 防御策略 (14)8.3 网络安全法律法规 (15)8.3.1 国际网络安全法律法规 (15)8.3.2 我国网络安全法律法规 (15)8.3.3 企业网络安全合规 (15)第九章：边缘计算技术 (15)9.1 边缘计算概述 (15)9.2 边缘计算应用场景 (15)9.2.1 物联网 (16)9.2.2 智能城市 (16)9.2.3 智能制造 (16)9.2.4 智能医疗 (16)9.3 边缘计算技术发展趋势 (16)9.3.1 硬件功能提升 (16)9.3.2 软件优化 (16)9.3.3 安全性增强 (16)9.3.4 边缘计算与人工智能结合 (16)9.3.5 产业链成熟 (16)第十章：未来信息技术发展趋势 (17)10.1 新兴技术与创新方向 (17)10.1.1 量子计算 (17)10.1.2 人工智能 (17)10.1.3 区块链技术 (17)10.1.4 5G与6G通信技术 (17)10.2 信息技术与产业融合 (17)10.2.1 数字化转型 (17)10.2.2 产业互联网 (18)10.3 信息技术与社会发展 (18)10.3.1 数字治理 (18)10.3.2 教育信息化 (18)10.3.3 智慧城市 (18)第一章：信息技术概述1.1 信息技术基本概念信息技术（Information Technology，简称IT）是指利用电子计算机、通信技术、网络技术、数据库技术等手段，对信息进行采集、存储、处理、传输、显示和应用的一门综合性技术。

激发技术创新精神
了解数据库历史中众多创新思想和技术的涌现，可以激发自己的技 术创新精神，推动数据库技术的发展和应用。
01
数据库发展阶段
人工管理阶段
初始阶段，依赖人工
数据的一致性和完整性难以保证，容易 出现数据冗余和错误。
数据通常以纸质或磁带的形式存储，查 询、修改和删除等操作需要人工完成， 效率低下。
NoSQL数据库
不同类型NoSQL数据库
• NoSQL数据库包括多种类型，如键值数据库（如Redis 、Memcached）、文档数据库（如MongoDB、 Couchbase）、列式数据库（如HBase、Cassandra ）和图数据库（如Neo4j、OrientDB）等。这些不同 类型的NoSQL数据库各自具有独特的数据结构和处理 方式，适用于不同的应用场景和需求。
•·
在计算机发展的初期，数据管理主要依 赖人工操作，没有专门的软件系统进行 数据管理。
文件系统阶段
•·
文件系统将数据组织成文件和目 录的形式，提供了数据的存储、 访问和管理功能。
数据结构化，文件存储
随着计算机技术的发展，数据开 始以结构化的方式存储在计算机 中，形成了文件系统。
文件系统阶段相比人工管理阶段 ，数据的处理速度大幅提升，但 仍然存在数据冗余、数据不一致 等问题。
关系数据库
RDBMS商业产品
• 关系数据库管理系统（RDBMS）的商业 产品，如Oracle、DB2、SQL Server等 ，在20世纪80年代至90年代逐渐崛起。 这些商业产品提供了强大的数据存储、 管理和分析功能，满足了企业级应用对 于高性能、高可靠性和高扩展性的需求 。同时，开源关系数据库如MySQL、 PostgreSQL等也逐渐崭露头角，并在互 联网领域得到了广泛应用。

第1章数据库概述数据库技术是数据管理的技术，是计算机应用从科学计算进入数据处理的一个划时代的转折。

近年来数据库技术发展迅速，各种应用领域对数据管理的需求越来越多，各种信息系统都离不开数据库的支持。

因此，数据库已成为信息社会的重要基础设施。

数据库技术是一门综合性的软件技术，是使用计算机进行各种信息管理的必备知识。

数据库技术所研究的问题就是如何科学地组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据，是当代计算机科学的重要组成部分。

本章主要介绍数据库技术的基本概述，包括数据库的发展历史、概念描述以及体系结构介绍，是数据库知识中最基本的部分。

1.1 数据库系统基本概述数据库系统应用示例1.航空售票系统（最早使用数据库技术）●包括信息：座位预定信息：座位分配、座位确认、餐饮选择航班信息：航班号、飞机型号、机组号、起飞地、目的地、起飞时间、到达时间、飞行状态等机票信息：票价、折扣、有无等●主要功能：查询在某一段时间内从某个指定城市到另个指定城市的航班、是否有可以选择的座位、是否有其他飞机型号、飞机票价、是否折扣等信息更新乘客登记航班、分配座位、选择餐饮等●任何时候都有许多航空售票代理商访问这些数据、避免卖同一座位。

●通过这些数据，可以统计出经常坐某一航班的乘客信息，并为这些乘客提供优惠●系统特点：数据庞大，人工不能提供及时、准确服务2.超市管理系统●包括信息：商品信息：品名、规格、产地、类别、单位、单价等供应商信息：供应商名、地址、联系人、住址、电话等销售信息：商品、数量、单价、金额、销售日期、收款人、折扣等收款人信息：姓名、小组、性别、年龄、电话、地址、身份证等●主要功能：查询：某类商品信息、供应商信息、某类商品销售情况、畅销商品、商品销售金额等更新：登记商品信息、供应商信息等●对存储有上万种商品的超市，每天有数百万销售记录，信息统计量大、人工操作不准确3.图书管理系统●包括信息：图书信息：书号、书名、作者姓名、出版日期、类型、页数、价格、出版商名称等作者信息：姓名、身份证号、性别、出生日期、学历、住址、电话等出版社信息：名称、地址、社长、成立日期等读者信息：姓名、借书号、书名、借书日期、借书数量等1.1.1 数据库技术的发展历史从数据管理的角度看，数据库技术到目前共经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。