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《数据库理论》PPT课件目录•数据库概述•数据库系统结构•数据模型与数据关系•数据库设计•数据库管理系统•数据库应用与发展趋势Part数据库概述01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、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数据库的分类关系型数据库非关系型数据库分布式数据库数据存储在多个物理节点基于关系模型的数据库,不基于关系模型的数据库,上的数据库,具有数据分数据以表格形式存储,使如键值存储、文档存储、散存储、独立性、透明性用SQL语言进行操作列存储等等特点数据库的发展历程STEP03数据可以长期保存,数据数据库系统阶段共享性好,数据冗余小,数据完整性得到保证STEP02数据可以长期保存,数据文件系统阶段共享性差,数据冗余依然较大STEP01人工管理阶段数据无法长期保存,数据不共享,数据冗余大Part数据库系统结构02数据库系统的组成数据访问数据存储提供数据检索、更新等操作的方负责数据的物理存储,包括磁盘、法和接口内存等数据管理数据控制负责数据的组织、存储、检索和确保数据的完整性、安全性和并维护发控制数据库系统的模式结构概念模式描述数据的逻辑结构,与物理存储无关1逻辑模式描述数据的物理存储结构,与具体实现有关2物理模式描述数据的物理存储细节,如磁盘结构等3数据库系统的体系结构集中式结构客户机/服务器结构数据由一个数据库管理系统客户端应用程序和服务器上的(DBMS)集中管理DBMS协同工作分布式结构浏览器/服务器结构数据在多个物理位置存储,由一通过浏览器访问服务器上的数据个全局DBMS管理库Part数据模型与数据关系03数据模型的定义与分类定义数据模型是用来抽象表示现实世界中数据和数据间关系的一种工具,它以结构化的方式组织数据,便于人类理解和计算机处理分类根据应用场景和复杂度,数据模型可分为概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型概念数据模型关注数据的整体结构和语义,如E-R模型;逻辑数据模型关注数据的组织和操作,如关系模型;物理数据模型关注数据的存储和实现,如文件系统或数据库管理系统数据模型的三要素数据结构描述数据的组成元素及它们之间的关系,是数据模型的基石数据操作定义对数据的各种操作,如查询、插入、删除和更新等数据约束规定数据的完整性、一致性和有效性规则,确保数据的正确性和可靠性数据关系及其表达方式数据关系描述数据元素间的关联,主要有一对
一、一对多和多对多三种关系表达方式通过实体关系图(ER图)来直观表示数据间的关系,ER图包括实体、关系和属性三个基本元素Part数据库设计04数据库设计的基本任务和目标确定系统所需的数据类型和结构包括数据表、字段、主键、外键、索引等确保数据的一致性、完整性和可靠性通过合理的数据模型和约束条件来保证提高数据查询效率通过合理的数据结构和索引设计来实现方便系统的扩展和维护设计时需考虑未来的数据增长和业务变化数据库设计的方法和步骤需求分析概念设计了解用户需求,收集和分使用E-R图等工具,从概析数据,确定系统功能和念层面描述系统的数据结性能要求构逻辑设计将概念设计转化为具体的实施和维护物理设计数据库管理系统所支持的数据模型创建数据库、调整性能、确定数据的存储结构、访维护数据完整性等问路径、存储空间等数据库设计中的数据规范化第二范式(2NF)第一范式(1NF)1在1NF基础上,消除部分依赖确保每列保持原子性,消除重复第三范式(3NF)组2在2NF基础上,消除传递依赖BCNF范式3在3NF基础上,确保关系满足更强的函数依赖约束第四范式(4NF)4消除多值依赖,确保关系型数据库的完整性和一致性Part数据库管理系统05数据库管理系统的功能数据检索数据存储2提供高效的数据检索功能,1负责将数据存储在磁盘上,支持各种查询和检索操作并确保数据的完整性和安全性数据更新数据控制3允许对数据进行插入、更4新和删除操作,保持数据对数据访问进行控制,确的一致性和完整性保数据的正确使用和防止未经授权的访问数据库管理系统的组成数据库数据库管理员存储数据的物理结构,包括表、视图、索引等负责数据库的规划、设计、维护和管理的人员A BC D数据库管理系统软件应用程序用于管理和操作数据库的软件,包括数据库引擎、使用数据库的软件应用程序,通过数据库管理系查询处理器等统提供的接口进行数据访问和操作数据库管理系统的运行过程查询处理数据更新查询请求被发送到数据库管理对数据库中的数据进行插入、系统,查询处理器对其进行解更新或删除操作,并确保数据析、优化和执行的一致性和完整性建立连接数据检索关闭连接应用程序与数据库管理系统建根据查询请求,从数据库中检完成数据访问和操作后,关闭立连接,以便进行数据访问和索相关数据并返回给应用程序应用程序与数据库管理系统的操作连接Part数据库应用与发展趋势06数据库的应用领域企业数据管理社交媒体数据库用于存储和管理企业数数据库用于存储和管理社交媒据,支持企业运营和决策体平台上的用户信息、动态、评论等数据电子商务金融行业数据库支持电子商务平台的商数据库用于金融交易记录、客品信息、用户信息、交易记录户信息、风险管理等数据的存等数据存储和管理储和管理数据库技术的发展趋势云数据库云数据库技术将数据库服务迁移到云端,提供更加灵活、可扩展的数据库大数据处理服务随着大数据时代的到来,数据库技术正朝着处理大规模数据、提高数据分析和智能化数据库处理能力的方向发展智能化数据库技术利用人工智能和机器学习技术,实现数据库的智能优化分布式数据库和自动化管理分布式数据库技术通过将数据分散到多个节点上,提高数据库的扩展性和可用性NoSQL数据库简介NoSQL数据库是一种非关系型数据库,它采用键值对、文档、列族等数据模型,支持高性能读写、高可用性和可伸缩性等特点NoSQL数据库适用于大规模数据存储、高并发读写和灵活的数据结构等场景,如社交媒体、电子商务和游戏行业等THANKS感谢您的观看。