《数据库系统概论》讲义课件

《数据库系统概论》讲义课件目录CONTENTS•数据库系统概述•数据库系统基础知识•数据库设计•数据库管理系统•数据库系统性能优化•数据库安全与维护01数据库系统概述CHAPTER数据库系统的定义与特点数据库系统的定义数据库系统是一种用于存储、管理、检索和维护数据的软件系统它使用数据库管理系统（DBMS）来管理数据，提供高效、可靠的数据存储和处理功能数据库系统的特点数据库系统具有数据结构化、数据共享性高、数据独立性强、数据控制功能完善等特点它能够支持大量数据的存储和处理，提供高效的数据检索和查询功能，保证数据的安全性和完整性数据库系统的历史与发展数据库系统的起源关系数据库的发展新型数据库的涌现数据库系统的概念最早可以追溯随着计算机技术的不断发展，关随着大数据时代的到来，新型数到20世纪50年代，当时出现了文系数据库逐渐成为主流关系数据库不断涌现，如NoSQL数据库、件管理系统，用于存储和管理数据库使用表格形式存储数据，具列式存储数据库、时序数据库等据有数据结构化、规范化等特点，这些新型数据库具有更高的灵活能够提供高效的数据检索和查询性和可扩展性，能够更好地适应功能大数据时代的需求数据库系统的应用场景金融行业01数据库系统广泛应用于金融行业，如银行、证券、保险等金融行业需要处理大量的交易数据和客户信息，数据库系统能够提供高效、可靠的数据存储和处理功能，保证金融交易的顺利进行电子商务02电子商务平台需要存储和管理大量的商品信息、用户信息和交易数据数据库系统能够提供高效的数据检索和查询功能，支持电子商务平台的快速响应和个性化推荐社交媒体03社交媒体平台需要存储和管理大量的用户信息、帖子和评论等数据库系统能够提供高效的数据存储和处理功能，支持社交媒体平台的实时互动和个性化推荐02数据库系统基础知识CHAPTER数据模型概念模型数据模型的一种，用于描述现实世界事物和概念的结构和它们之间的关系常见的概念模型有实体-联系模型和统一建模语言（UML）等逻辑模型数据模型的一种，用于描述数据在计算机中的表示和组织方式常见的逻辑模型有层次模型、网状模型、关系模型等物理模型数据模型的一种，用于描述数据在计算机中的存储和访问方式常见的物理模型有磁盘存储、内存存储、数据库文件等关系数据库关系数据结构关系完整性约束关系操作关系数据库中的数据以表格的形关系数据库中的数据必须满足一关系数据库中的数据可以通过关式存储，每个表格由行和列组成，定的完整性约束，包括实体完整系操作进行查询、插入、删除和每一列都有一个唯一的列名，每性、参照完整性和用户自定义完更新等操作一行表示一个记录整性等SQL语言基础查询语句更新语句用于从数据库中查询数据，常用于更新数据库中的数据，常见的查询语句有SELECT语句等见的更新语句有UPDATE语句等插入语句删除语句用于向数据库中插入数据，常用于从数据库中删除数据，常见的插入语句有INSERT INTO见的删除语句有DELETE FROM语句等语句等数据库系统体系结构010203数据库管理系统数据库服务器客户端软件数据库系统的核心软件，用于实数据库系统的核心组件之一，用用于与数据库系统进行交互的软现数据库的创建、查询、更新和于实现数据的存储和管理等功能件，可以实现数据的查询、更新管理等功能和管理等功能03数据库设计CHAPTER数据库设计概述数据库设计定义数据库设计是指根据企业或组织的业务需求，制定合适的数据库结构、数据存储和管理方案的过程数据库设计的重要性良好的数据库设计可以提高数据存储效率、保证数据完整性、提高数据安全性，并为企业或组织的业务提供有力支持数据库设计的基本步骤需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计等需求分析需求分析的定义需求分析是数据库设计的第一步，主要是通过与用户沟通，了解其业务需求和数据需求，并整理成文档的过程需求分析的方法主要包括调查问卷、访谈、观察等需求分析的输出需求分析的输出是需求规格说明书，其中详细描述了用户的需求，为后续的设计工作提供依据概念设计010203概念设计的定义概念模型的定义概念设计的方法概念设计是根据需求分析概念模型是一种高度抽象主要采用E-R图（实体-关的结果，将现实世界的事的模型，用于描述现实世系图）进行概念设计物抽象成概念模型的过程界中的事物及其之间的关系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，将概念模型转化为逻辑模型的过程逻辑模型的定义逻辑模型是相对于概念模型的更具体的模型，描述了数据之间的逻辑关系和约束条件逻辑设计的方法主要采用关系模型进行逻辑设计，包括表格、列、行等元素的设计物理设计物理设计的定义物理设计是根据逻辑设计的结果，制定数据存储和管理方案的过程物理设计的考虑因素主要包括数据存储结构、索引策略、查询优化等物理设计的方法主要采用数据库管理系统提供的工具和语言进行物理设计04数据库管理系统CHAPTER数据库管理系统概述01数据库管理系统（DBMS）是一种软件，用于创建、使用和管理数据库02数据库是存储在计算机系统中的结构化数据集合03DBMS提供了一种方式来存储、检索、管理、维护和保护数据数据库管理系统的功能01020304数据存储数据检索数据完整性数据安全DBMS提供了一种方式来DBMS提供了查询语言DBMS提供了数据完整性DBMS提供了安全机制，存储数据，包括定义数据（如SQL），用户可以使约束，以确保数据的准确以保护数据免受未经授权结构、创建和管理表、索用它来检索存储在数据库性和一致性的访问和修改引和其他数据存储结构中的数据数据库管理系统的分类关系数据库管理系统（RDBMS）01RDBMS使用表格形式存储数据，支持SQL语言，是最常见的DBMS类型非关系数据库管理系统（NoSQL）02NoSQL DBMS不使用表格形式存储数据，而是使用键值对、文档、列式存储或图形结构等方式分布式数据库管理系统（DDBMS）03DDBMS支持在多个物理节点上存储和查询数据，以提高可扩展性和可用性主流的数据库管理系统MySQL OracleDatabase开源的关系数据库管理系统，广泛应用于商业的关系数据库管理系统，适用于大型企Web应用程序和网站业和复杂应用PostgreSQL MongoDB开源的关系数据库管理系统，具有强大的功流行的NoSQL数据库管理系统，适用于需能和灵活性要高度可扩展性和灵活性的应用05数据库系统性能优化CHAPTER数据库系统性能优化概述数据库系统性能优化是指通过一系列技术手段，提高数据库系统的响应速度和吞吐量，以满足用户需求的过程数据库系统性能优化的目标是提高系统的整体性能，包括查询速度、并发处理能力、系统稳定性等数据库系统性能优化需要综合考虑多个方面，包括硬件、软件、网络、操作系统等，以及数据库系统的设计、配置、维护和优化等SQL查询优化010203SQL查询优化是指通过优化SQL查询优化的方法包括选择SQL查询优化需要深入理解数SQL语句，提高数据库查询的最优的查询语句、使用索引、据库的内部工作原理和查询执速度和效率避免全表扫描、减少数据量等行计划，以及熟练掌握SQL语言和数据库管理系统的使用索引优化01索引优化是指通过合理地创建和使用索引，提高数据库查询的速度和效率02索引优化的方法包括选择合适的索引类型、合理地创建索引、避免过多或过少的索引等03索引优化需要深入理解索引的原理和使用场景，以及熟练掌握数据库管理系统的使用数据库硬件优化数据库硬件优化是指通过优化数据库服务器的硬件配置，提高数据库系统的性能数据库硬件优化的方法包括选择高性能的CPU、内存、存储设备等，以及合理配置网络带宽和延迟等数据库硬件优化需要综合考虑硬件的性能和成本，以及数据库系统的实际需求和负载情况06数据库安全与维护CHAPTER数据库安全概述数据库安全定义数据库安全是指为数据库提供保护，以防止非法使用、损坏或泄漏数据库中的数据数据库安全威胁常见的数据库安全威胁包括未经授权的访问、数据篡改、数据泄露和拒绝服务等数据库安全重要性数据库作为企业、组织的重要数据存储中心，其安全性直接关系到企业的正常运营和机密信息的保护数据库安全技术用户身份验证通过用户名和密码等身份验证机制，确保只有授权用户才能访问数据库访问控制根据用户的角色和权限，限制对数据库的访问和操作数据加密对存储和传输的数据进行加密，以防止数据被非法获取或篡改安全审计记录和监控数据库的访问和使用情况，以便及时发现和处理安全问题数据库备份与恢复数据库备份备份策略定期对数据库进行完整备份或增量备根据业务需求和数据量，制定合适的份，确保在数据丢失或损坏时可以恢备份策略，包括备份频率、备份存储复位置等恢复计划测试与演练制定详细的恢复计划，包括恢复流程、定期测试备份和恢复过程，确保备份恢复人员和恢复时间等，以便在需要文件可用且恢复流程能够顺利执行时快速恢复数据谢谢THANKS。