《數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用》課件

《數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用》PPT課件2023REPORTING數(shù)據(jù)庫(kù)概述數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)和管理數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和展望目錄CATALOGUE2023PART01數(shù)據(jù)庫(kù)概述2023REPORTING數(shù)據(jù)模型描述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以及數(shù)據(jù)操作的抽象表示，常見(jiàn)的有層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）用于管理數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索、更新等操作的管理和維護(hù)功能。數(shù)據(jù)庫(kù)一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)，可以長(zhǎng)期存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，并允許用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢索、插入、刪除和更新等操作。數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)01使用表格形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以行和列的方式組織，遵循一定的數(shù)據(jù)關(guān)系和結(jié)構(gòu)，如MySQL、Oracle等。非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)02不遵循固定的數(shù)據(jù)關(guān)系和結(jié)構(gòu)，可以靈活地存儲(chǔ)不同類型的數(shù)據(jù)，如MongoDB、Redis等。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)03將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在多個(gè)物理節(jié)點(diǎn)上，以提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢的擴(kuò)展性和可用性，如Cassandra、Couchbase等。數(shù)據(jù)庫(kù)的分類數(shù)據(jù)由人工進(jìn)行管理，沒(méi)有專門的軟件系統(tǒng)支持。人工管理階段隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的興起，出現(xiàn)了新型的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，支持海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢和分析。大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)以文件形式存儲(chǔ)在磁盤上，通過(guò)文件系統(tǒng)進(jìn)行管理，但數(shù)據(jù)冗余和一致性問(wèn)題嚴(yán)重。文件系統(tǒng)階段出現(xiàn)了專門的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，支持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)和高效查詢，解決了數(shù)據(jù)冗余和一致性問(wèn)題。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)分散存儲(chǔ)和跨地域訪問(wèn)。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)階段0201030405數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展歷程PART02數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2023REPORTING數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的硬件包括存儲(chǔ)設(shè)備、處理器、內(nèi)存等，這些硬件為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供了運(yùn)行的基礎(chǔ)。硬件數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的軟件包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和其他相關(guān)軟件，這些軟件是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)功能的核心。軟件數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，這些信息可以被多個(gè)用戶共享，并且具有高度的冗余性和一致性。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的人員包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理員、系統(tǒng)分析員、程序員等，他們負(fù)責(zé)維護(hù)和管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。人員數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成03外模式外模式也稱為用戶模式，它描述了數(shù)據(jù)的視圖，即用戶能夠看到的部分。01內(nèi)模式內(nèi)模式也稱為物理模式，它描述了數(shù)據(jù)在物理存儲(chǔ)介質(zhì)上的存儲(chǔ)方式和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。02模式模式也稱為邏輯模式，它描述了數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（DDL）DDL用于定義數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，包括表、視圖、索引等的定義。數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言（DML）DML用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插入、刪除、更新等操作。數(shù)據(jù)查詢語(yǔ)言（DQL）DQL用于查詢數(shù)據(jù)，并返回滿足條件的數(shù)據(jù)記錄。數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言（DCL）DCL用于控制對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限和事務(wù)處理等。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)PART03關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)2023REPORTING關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念01關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是一種基于關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它使用關(guān)系模型來(lái)存儲(chǔ)、管理和檢索數(shù)據(jù)。02關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)由多個(gè)表組成，每個(gè)表包含一系列的行和列，用于存儲(chǔ)相關(guān)的數(shù)據(jù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)完整性、安全性和并發(fā)控制等功能，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。03關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型包括三個(gè)主要組成部分：關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作和關(guān)系完整性約束。關(guān)系操作包括插入、刪除、更新和查詢等操作，用于對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行各種操作。查詢操作是最常用的操作之一，用于檢索和檢索數(shù)據(jù)。關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由表、行和列組成，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。表中的每一列都有一個(gè)特定的數(shù)據(jù)類型，用于約束存儲(chǔ)在該列中的數(shù)據(jù)。關(guān)系完整性約束用于確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性，包括實(shí)體完整性、引用完整性和用戶定義的完整性約束。輸入標(biāo)題02010403關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的語(yǔ)言和查詢處理關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的語(yǔ)言是結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言（SQL），用于定義和管理關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。解析階段將查詢語(yǔ)句轉(zhuǎn)換為內(nèi)部表示形式，優(yōu)化階段選擇最佳的執(zhí)行計(jì)劃，執(zhí)行階段則執(zhí)行該計(jì)劃并返回結(jié)果。查詢處理是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的重要組成部分，用于執(zhí)行SQL查詢語(yǔ)句并返回結(jié)果。查詢處理通常包括解析、優(yōu)化和執(zhí)行等步驟。SQL語(yǔ)言提供了多種功能，包括數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（DDL）、數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言（DML）和數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言（DCL）等。PART04數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)2023REPORTING數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)定義根據(jù)用戶需求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、規(guī)劃和存儲(chǔ)的過(guò)程。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基本步驟需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)目標(biāo)提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率、保證數(shù)據(jù)完整性、提供靈活的數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述需求分析定義通過(guò)收集和分析用戶需求，明確系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)和功能。需求分析方法訪談、問(wèn)卷調(diào)查、觀察等。需求分析結(jié)果數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典等。需求分析概念設(shè)計(jì)定義將需求轉(zhuǎn)化為抽象的概念模型的過(guò)程。概念設(shè)計(jì)工具實(shí)體關(guān)系圖（ER圖）。概念設(shè)計(jì)步驟確定實(shí)體、定義屬性、建立關(guān)系。概念設(shè)計(jì)將概念模型轉(zhuǎn)換為邏輯模型的過(guò)程。邏輯設(shè)計(jì)定義關(guān)系代數(shù)、SQL語(yǔ)言等。邏輯設(shè)計(jì)工具選擇合適的數(shù)據(jù)模型（關(guān)系模型、層次模型、網(wǎng)狀模型等）、定義表結(jié)構(gòu)、設(shè)置約束條件。邏輯設(shè)計(jì)步驟邏輯設(shè)計(jì)123根據(jù)邏輯模型選擇合適的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)路徑的過(guò)程。物理設(shè)計(jì)定義數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）提供的工具和命令。物理設(shè)計(jì)工具確定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、選擇索引策略、優(yōu)化查詢性能等。物理設(shè)計(jì)步驟物理設(shè)計(jì)PART05數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)2023REPORTING數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的目標(biāo)是提高應(yīng)用程序的性能、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，同時(shí)確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)涉及多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、軟件開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)架構(gòu)等。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)是利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的過(guò)程，包括數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)更新等方面的技術(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)概述數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）用于存儲(chǔ)、管理和檢索數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)，如MySQL、Oracle、SQLServer等。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具用于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的軟件工具，如ERD工具等。數(shù)據(jù)庫(kù)連接庫(kù)用于連接和操作數(shù)據(jù)庫(kù)的編程庫(kù)，如JDBC、ODBC等。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架提供了一系列工具和庫(kù)，用于簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)過(guò)程，如SpringDataJPA等。電子商務(wù)網(wǎng)站電子商務(wù)網(wǎng)站需要存儲(chǔ)和管理大量的商品信息、用戶信息和訂單信息等，需要使用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和更新等功能。社交網(wǎng)絡(luò)社交網(wǎng)絡(luò)需要存儲(chǔ)和管理大量的用戶信息、關(guān)系信息和動(dòng)態(tài)信息等，需要使用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和更新等功能。企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統(tǒng)ERP系統(tǒng)需要存儲(chǔ)和管理企業(yè)的各種資源信息，如人力資源、財(cái)務(wù)資源、物資資源等，需要使用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和更新等功能。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)例PART06數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)和管理2023REPORTING010203數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)和管理是確保數(shù)據(jù)庫(kù)穩(wěn)定、可靠和安全的關(guān)鍵過(guò)程。維護(hù)和管理涉及多個(gè)方面，包括硬件和軟件的監(jiān)控、性能優(yōu)化、數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)等。良好的維護(hù)和管理有助于提高數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性和持久性，減少故障和數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)和管理概述數(shù)據(jù)庫(kù)的備份與恢復(fù)01備份是防止數(shù)據(jù)丟失的重要措施，應(yīng)定期進(jìn)行。02恢復(fù)是在數(shù)據(jù)丟失或損壞后，通過(guò)備份來(lái)重建數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程。03備份策略應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的大小、使用頻率和重要性來(lái)確定，以確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。安全性管理涉及保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)、修改或破壞。安全性管理措施包括用戶身份驗(yàn)證、訪問(wèn)控制和數(shù)據(jù)加密等。安全性管理有助于保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和可用性，防止數(shù)據(jù)泄露和被濫用。010203數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性管理PART07數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和展望2023REPORTING分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的擴(kuò)展性和可用性，滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和高并發(fā)訪問(wèn)的需求。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)需要解決數(shù)據(jù)一致性、數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)分片等問(wèn)題，以確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是指將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在多個(gè)物理節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)和處理。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是將面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的一種技術(shù)。它支持將數(shù)據(jù)視為對(duì)象，具有類、繼承、封裝和多態(tài)等面向?qū)ο筇匦?，可以更好地描述現(xiàn)實(shí)世界中的復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。面向?qū)ο髷?shù)