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《数据库第章》ppt课件•数据库概述CONTENTS目录•数据库系统结构•数据库设计•数据库安全与维护•数据库应用开发•数据库新技术与展望CHAPTER01数据库概述数据库的定义和作用数据库的定义数据库是一个长期存储在计算机内的、统一管理的、有组织的数据集合它按照数据结构来组织、存储和管理数据,以便于高效地、及时地提供可共享的数据资源数据库的作用数据库是信息系统的核心组成部分,主要用于存储、检索、更新和管理大量数据,满足各种应用的需求它能够实现数据的集中管理,提高数据的安全性、完整性和一致性,并提供数据共享等功能数据库的分类关系型数据库分布式数据库关系型数据库使用表格形式的数据结分布式数据库将数据分散存储在多个构,数据以行和列的形式存储,通过节点上,以提高可扩展性和容错性键值对进行关联常见的如MySQL、常见的如Cassandra、Couchbase等Oracle等非关系型数据库非关系型数据库不使用固定的表格形式,而是以键值对的形式存储数据常见的如MongoDB、Redis等数据库的发展历程人工管理阶段文件管理阶段早期计算机系统中,数据由人工进行管理,随着计算机技术的发展,出现了专门用于没有专门的软件系统支持管理数据的软件系统,即文件系统数据库管理阶段分布式数据库和大数据时代随着数据量的增长和数据处理需求的增加,随着互联网和云计算技术的发展,出现了出现了专门用于管理数据的数据库管理系分布式数据库和大数据技术,能够处理海统量数据和复杂的数据分析需求CHAPTER02数据库系统结构数据库系统的组成数据存储数据处理数据控制数据应用负责存储和管理数据,负责处理和操作数据,负责控制数据的访问和负责提供数据应用服务,包括文件、数据表、索包括查询、更新、删除修改权限,保证数据的包括数据展示、数据挖引等等操作安全性和完整性掘、数据分析等数据库的三级模式结构010203外模式模式内模式也称为用户模式或视图模也称为逻辑模式或概念模也称为物理模式或存储模式,是用户能够直接访问式,是数据库中数据的逻式,是数据库中数据的物的数据视图辑结构理存储结构数据库管理系统数据定义语言(DDL)用于定义和管理数据库中的数据结构,包括创建、修改和删除表、视图等数据操纵语言(DML)用于操作和管理数据库中的数据,包括插入、更新、删除和查询等操作数据控制语言(DCL)用于控制对数据库的访问和修改权限,包括授权和撤销授权等操作CHAPTER03数据库设计数据库设计概述数据库设计定义数据库设计是指根据特定需求,构建一个结构合1理、性能良好、安全可靠的数据存储系统的过程数据库设计的重要性良好的数据库设计能够提高数据存储的效率,保2证数据的一致性和完整性,降低数据冗余,提高数据安全性数据库设计的目标满足用户需求,提高数据存储和处理效率,保证3数据的安全性和可靠性,降低维护成本数据库设计的方法和步骤概念设计物理设计根据需求分析结果,设计出符根据逻辑模型,选择合适的存合用户需求的数据库概念模型储结构和物理实现方式,优化数据库性能需求分析逻辑设计实施和维护了解用户需求,收集和分析数将概念模型转换为逻辑模型,根据设计结果,建立数据库实据,确定系统功能和性能要求确定数据库的表结构、字段、例,进行数据迁移和初始化,数据类型等并进行日常维护和优化数据库设计实例实例1学生信息管理系统数据库设计实例2电子商务网站数据库设计实例3企业资源规划(ERP)系统数据库设计CHAPTER04数据库安全与维护数据库的安全性用户认证访问控制数据加密确保只有授权用户才能访根据用户的角色和权限,对敏感数据进行加密存储,问数据库,通过用户名和限制对数据库的访问和操防止数据泄露和未授权访密码进行身份验证作问数据库的完整性实体完整性域完整性参照完整性确保数据库中的每条记录具有唯限制数据列的取值范围,通过数维护表之间的关系,确保数据的一标识,通过主键约束实现据类型、约束和触发器实现引用完整性数据库的并发控制事务隔离将多个操作组合成一个事务,确保锁定机制事务间的可见性和一致性通过锁定机制防止多个用户同时修改同一数据,保证数据的一致性乐观锁与悲观锁根据并发控制的策略选择使用乐观锁或悲观锁来处理并发冲突数据库的恢复与备份全量备份定期备份整个数据库,以防止数据丢失日志备份定期备份数据库日志,恢复策略以便在数据丢失时进行恢复根据备份情况制定合适的恢复策略,确保数据安全CHAPTER05数据库应用开发数据库应用开发概述数据库应用开发是利用数据库技术,设计和实现特定业务需求的应用系统数据库应用开发涉及数据模型设计、数据存储、数据检索、数据安全等方面的技术数据库应用开发的目标是提高业务处理效率、优化数据管理、提升用户体验等数据库应用开发工具数据库管理系统(DBMS)开发框架用于存储、管理、维护数据库的核心软件,如提供应用程序开发框架,简化开发过程,如MySQL、Oracle等Spring框架等A BC D数据库设计工具前端开发工具用于设计数据库结构、生成数据模型等,如ERD用于开发用户界面,如HTML、CSS、工具等JavaScript等数据库应用开发实例学生信息管理系统01实现学生信息录入、查询、修改、删除等功能,保障学生信息的安全性和完整性电子商务网站02实现商品展示、购物车管理、订单处理等功能,提高商品交易的效率和安全性客户关系管理系统03实现客户信息管理、销售线索跟踪、服务请求处理等功能,提升客户满意度和服务质量CHAPTER06数据库新技术与展望分布式数据库技术•分布式数据库技术是指将一个数据库系统分散到多个独立的节点上,每个节点都可以进行独立的处理和存储,并能够通过网络进行数据交换和共享这种技术可以提高数据库系统的可扩展性和可靠性,适用于大规模、复杂的数据处理和存储需求•数据分片将数据分散到多个节点上,每个节点只存储数据的一部分,从而实现数据的分布式存储和处理数据分片可以提高数据处理的并行度和效率,同时降低单个节点上的数据负载•数据复制在分布式数据库系统中,可以将数据复制到多个节点上,以提高系统的可靠性和可用性当某个节点出现故障时,其他节点可以继续提供服务,保证系统的连续运行•数据一致性在分布式数据库系统中,需要保证数据在多个节点之间的一致性这可以通过数据同步、事务处理等方式实现,以保证数据的准确性和可靠性面向对象数据库技术面向对象数据库技术对象-关系映射是指将数据库中的数据视为对象,每个对象都有将现实世界中的对象映射到数据库中的表、记录自己的属性和方法这种技术可以提高数据的抽等数据结构,实现数据的抽象和组织通过对象-象层次和组织性,使得数据库系统更加符合人类关系映射,可以更加方便地定义和管理复杂的数的思维方式和数据处理需求据结构继承与多态类与实例面向对象数据库支持继承和多态等面向对象的特在面向对象数据库中,类是对象的抽象描述,实性通过继承,可以定义子类和父类之间的层次例是类的具体实现类定义了对象的属性和方法,关系;通过多态,可以实现不同对象之间的动态实例则包含了具体的属性和行为绑定和转换数据仓库与数据挖掘技术0102030405数据仓库与数据数据仓库数据挖掘数据立方体关联规则挖掘挖掘技术是指通过建立数据仓库来是一个大型、集中式的存利用算法和工具对大量数是一种常见的数据仓库结通过分析数据之间的关联存储和管理大量的数据,储系统,用于存储和管理据进行深入分析,发现数构,用于快速查询和分析规则,发现不同属性之间并利用数据挖掘技术对数大量的数据数据仓库中据之间的关联、趋势和模大量数据数据立方体包的潜在联系关联规则挖据进行深入分析和挖掘,的数据是经过清洗、整合式数据挖掘可以帮助人括事实表和维度表,能够掘广泛应用于市场篮子分以发现数据背后的规律和和转换的,具有一致性、们更好地理解数据,发现提供多维度的数据分析视析、推荐系统等领域趋势准确性和可靠性新的商业机会和市场趋势角。