數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用第1章-DB技術(shù)概論課件

數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用第1章-db技術(shù)概論ppt課件數(shù)據(jù)庫技術(shù)概述關(guān)系數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法與步驟數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)介紹數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)技術(shù)數(shù)據(jù)庫新技術(shù)及發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)庫技術(shù)概述01描述事物的符號(hào)記錄，是數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的基本對(duì)象。數(shù)據(jù)（Data）長期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫（Database）位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，用于科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其應(yīng)用開發(fā)工具）、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理員組成的存儲(chǔ)、管理、處理和維護(hù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)不保存、應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)不共享、數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性。人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)可以長期保存、由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大、數(shù)據(jù)獨(dú)立性差。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充、數(shù)據(jù)獨(dú)立性高、數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制。030201數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展歷程硬件平臺(tái)及數(shù)據(jù)庫、軟件、人員。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成三級(jí)模式結(jié)構(gòu)（外模式、模式、內(nèi)模式）、二級(jí)映像功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性（外模式/模式映像、模式/內(nèi)模式映像）。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)02

關(guān)系模型理論關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型采用二維表結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系，具有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。關(guān)系完整性約束為了保證數(shù)據(jù)的正確性和一致性，關(guān)系模型提供了一組完整性約束條件，如實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。關(guān)系操作關(guān)系模型提供了一組關(guān)系操作，包括選擇、投影、連接、除法等，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和更新。關(guān)系代數(shù)是一種抽象的查詢語言，用對(duì)關(guān)系的運(yùn)算來表達(dá)查詢?；镜年P(guān)系代數(shù)運(yùn)算有并、差、笛卡爾積、投影和選擇5種。關(guān)系演算是以謂詞邏輯為基礎(chǔ)，用謂詞來表達(dá)查詢要求，適用于更復(fù)雜的查詢。關(guān)系演算分為元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算兩種。關(guān)系代數(shù)與關(guān)系演算的比較關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算在表達(dá)能力上是等價(jià)的，但各有特點(diǎn)。關(guān)系代數(shù)用運(yùn)算表達(dá)查詢，更直觀且易于理解；而關(guān)系演算用謂詞表達(dá)查詢，具有更高的表達(dá)能力，但相對(duì)復(fù)雜。關(guān)系代數(shù)與關(guān)系演算SQL語言基礎(chǔ)SQL概述SQL（StructuredQueryLanguage）是結(jié)構(gòu)化查詢語言的縮寫，是用于訪問和操作關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言。SQL數(shù)據(jù)定義SQL提供了一組命令用于定義數(shù)據(jù)庫模式，包括創(chuàng)建表、修改表和刪除表等。SQL數(shù)據(jù)查詢SQL的核心是數(shù)據(jù)查詢功能，通過SELECT語句實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的檢索。SELECT語句具有豐富的功能和靈活的語法，可以滿足各種復(fù)雜的查詢需求。SQL數(shù)據(jù)更新SQL提供了INSERT、UPDATE和DELETE等命令用于對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行增加、修改和刪除等操作。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法與步驟03了解用戶需求，明確數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的功能、性能、安全等方面的要求。需求分析根據(jù)需求分析結(jié)果，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的概念模型，包括實(shí)體、屬性、關(guān)系等要素。概念設(shè)計(jì)編制數(shù)據(jù)字典，對(duì)數(shù)據(jù)庫中的各種對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一命名和描述。數(shù)據(jù)字典需求分析與概念設(shè)計(jì)03優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)庫的邏輯和物理設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，提高數(shù)據(jù)庫的性能和效率。01邏輯設(shè)計(jì)將概念模型轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫的邏輯模型，包括表、視圖、索引等數(shù)據(jù)庫對(duì)象的設(shè)計(jì)。02物理設(shè)計(jì)根據(jù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特性和硬件環(huán)境，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的物理存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，包括文件的組織形式、存儲(chǔ)空間的分配等。邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫實(shí)施根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果，建立數(shù)據(jù)庫，并導(dǎo)入初始數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫測試對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行各種測試，確保數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性和可靠性。數(shù)據(jù)庫維護(hù)對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行定期維護(hù)，包括數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)、性能監(jiān)控與優(yōu)化等。數(shù)據(jù)庫實(shí)施與維護(hù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)介紹04關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS）以關(guān)系模型為基礎(chǔ)，采用二維表格存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。支持SQL語言進(jìn)行數(shù)據(jù)操作和管理。常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)類型及特點(diǎn)03不依賴于固定的數(shù)據(jù)模型，適用于各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。01具有數(shù)據(jù)完整性、安全性和并發(fā)控制等特性。02非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（NoSQL）常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)類型及特點(diǎn)常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)類型及特點(diǎn)分布式、可擴(kuò)展性強(qiáng)，支持大數(shù)據(jù)處理。主要包括鍵值存儲(chǔ)、文檔存儲(chǔ)、列式存儲(chǔ)和圖數(shù)據(jù)庫等類型。123MySQL開源的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于Web應(yīng)用。支持多種操作系統(tǒng)，提供靈活的API接口。典型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品介紹具有高性能、穩(wěn)定性和易用性等特點(diǎn)。商業(yè)化的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，功能強(qiáng)大且全面。OracleDatabase典型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品介紹支持大型企業(yè)和復(fù)雜應(yīng)用場景，提供高可用性和安全性保障。擁有完善的生態(tài)系統(tǒng)和專業(yè)的技術(shù)支持。典型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品介紹數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)選擇原則根據(jù)應(yīng)用場景選擇：根據(jù)實(shí)際需求和應(yīng)用場景，選擇適合的數(shù)據(jù)庫類型和產(chǎn)品。例如，對(duì)于需要處理大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的場景，可以選擇NoSQL數(shù)據(jù)庫；對(duì)于需要保證數(shù)據(jù)一致性和完整性的場景，可以選擇關(guān)系型數(shù)據(jù)庫?？紤]性能和可擴(kuò)展性：評(píng)估數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的性能和可擴(kuò)展性，確保能夠滿足當(dāng)前和未來的業(yè)務(wù)需求。這包括處理速度、并發(fā)用戶數(shù)、數(shù)據(jù)量等方面。注重安全性和穩(wěn)定性：確保數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)具有足夠的安全性和穩(wěn)定性，能夠保護(hù)數(shù)據(jù)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問和攻擊，同時(shí)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)可靠性?？紤]成本和技術(shù)支持：評(píng)估數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的成本效益，包括購買成本、維護(hù)成本、升級(jí)成本等。同時(shí)，了解廠商提供的技術(shù)支持和服務(wù)水平，確保在使用過程中能夠獲得及時(shí)有效的幫助。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)技術(shù)05ODBC連接01ODBC（OpenDatabaseConnectivity，開放數(shù)據(jù)庫互連）是一種通用的數(shù)據(jù)庫連接技術(shù)，它允許應(yīng)用程序通過ODBC驅(qū)動(dòng)程序與各種數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接和通信。JDBC連接02JDBC（JavaDatabaseConnectivity，Java數(shù)據(jù)庫連接）是Java語言中用于連接和操作數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)API，它提供了一組用于執(zhí)行SQL語句、管理數(shù)據(jù)庫連接和處理查詢結(jié)果的接口和類。ORM技術(shù)03ORM（Object-RelationalMapping，對(duì)象關(guān)系映射）是一種將對(duì)象模型與數(shù)據(jù)庫表進(jìn)行映射的技術(shù)，它允許開發(fā)者使用面向?qū)ο蟮姆绞絹聿僮鲾?shù)據(jù)庫，提高了開發(fā)效率和代碼可讀性。數(shù)據(jù)庫連接與訪問技術(shù)SQL語言SQL（StructuredQueryLanguage，結(jié)構(gòu)化查詢語言）是用于管理和操作關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言，它包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱和數(shù)據(jù)控制等功能。事務(wù)處理事務(wù)是一組一起執(zhí)行的數(shù)據(jù)庫操作，這些操作要么全部成功，要么全部失敗。事務(wù)處理可以確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性，防止因部分操作失敗而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不一致問題。并發(fā)控制并發(fā)控制是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的一個(gè)重要功能，它允許多個(gè)用戶同時(shí)訪問和操作數(shù)據(jù)庫，而不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致或沖突。常見的并發(fā)控制技術(shù)包括鎖機(jī)制和事務(wù)隔離級(jí)別等。數(shù)據(jù)操作與事務(wù)處理技術(shù)要點(diǎn)三訪問控制訪問控制是數(shù)據(jù)庫安全性的核心，它通過身份驗(yàn)證和授權(quán)機(jī)制來控制用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問權(quán)限。只有經(jīng)過身份驗(yàn)證并被授權(quán)的用戶才能訪問數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)數(shù)據(jù)。要點(diǎn)一要點(diǎn)二加密技術(shù)加密技術(shù)是保護(hù)數(shù)據(jù)庫中敏感信息的重要手段，它通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密來防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。常見的加密技術(shù)包括數(shù)據(jù)加密、傳輸加密和存儲(chǔ)加密等。審計(jì)與監(jiān)控審計(jì)與監(jiān)控是數(shù)據(jù)庫安全性控制的重要組成部分，它可以記錄和分析數(shù)據(jù)庫的操作歷史，以便在發(fā)生安全事件時(shí)進(jìn)行追蹤和調(diào)查。同時(shí)，監(jiān)控還可以實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)庫的異常行為并及時(shí)報(bào)警。要點(diǎn)三數(shù)據(jù)庫安全性控制技術(shù)數(shù)據(jù)庫新技術(shù)及發(fā)展趨勢06分布式數(shù)據(jù)庫定義分布式數(shù)據(jù)庫是由一組數(shù)據(jù)組成的，這組數(shù)據(jù)分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同計(jì)算機(jī)上，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)具有獨(dú)立處理的能力，可以執(zhí)行局部應(yīng)用。同時(shí)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)也能通過網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)執(zhí)行全局應(yīng)用。分布式數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性、集中與自治相結(jié)合的控制結(jié)構(gòu)、適當(dāng)增加數(shù)據(jù)冗余度、全局的一致性、可靠性和可用性。分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DDBMS）是一個(gè)軟件，它允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問和操作分布在不同地理位置的數(shù)據(jù)庫。分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫是圍繞對(duì)象而不是圍繞記錄或字段組織的。在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)被組織成對(duì)象，每個(gè)對(duì)象包含數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的代碼。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫特點(diǎn)復(fù)雜對(duì)象支持、封裝和消息傳遞、類和繼承、持久性和并發(fā)控制。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（OODBMS）是一個(gè)軟件，它支持面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，并提供對(duì)象存儲(chǔ)、查詢和管理功能。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫定義大數(shù)據(jù)是指無法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。NoSQL，泛指非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫。隨著互聯(lián)網(wǎng)web2.0網(wǎng)站的興起，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫在應(yīng)付web2.0網(wǎng)站，特別是超大規(guī)模和高并發(fā)的SNS類型的web2.0純動(dòng)態(tài)網(wǎng)站已經(jīng)顯得力不從心，暴露了很多難以克服的問題，而非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫則由于其本身的特點(diǎn)得到了非常迅速的發(fā)展。NoSQL數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生就是為了解決大規(guī)模數(shù)據(jù)集合多重?cái)?shù)據(jù)種類帶來的挑戰(zhàn)，尤其是大數(shù)據(jù)應(yīng)用難題。數(shù)據(jù)量大、處理速度快、數(shù)據(jù)類型多樣、價(jià)值密度低。大數(shù)據(jù)定義NoSQL數(shù)據(jù)庫定義大數(shù)據(jù)和NoSQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)特點(diǎn)大數(shù)據(jù)和NoSQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)01021.數(shù)據(jù)庫與云計(jì)算的…云計(jì)算為數(shù)據(jù)庫提供了彈性擴(kuò)展、按需付費(fèi)等特性，使得數(shù)據(jù)庫可以更加靈活地應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)需求的變化。2.數(shù)據(jù)庫與人工智能…人工智能技術(shù)可以幫助數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理、智能優(yōu)化等功能，提高數(shù)據(jù)庫的