数据库技术与应用第1章-DB技术概论课件

数据库技术与应用第1章-db技术概论ppt课件数据库技术概述关系数据库基础数据库设计方法与步骤数据库管理系统介绍数据库应用开发技术数据库新技术及发展趋势数据库技术概述01描述事物的符号记录，是数据库中存储的基本对象。数据（Data）长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库（Database）位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。数据库管理系统（DBMS）由数据库、数据库管理系统（及其应用开发工具）、应用程序和数据库管理员组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。数据库系统（DBS）数据库基本概念数据不保存、应用程序管理数据、数据不共享、数据不具有独立性。人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段数据可以长期保存、由文件系统管理数据、数据共享性差，冗余度大、数据独立性差。数据结构化、数据的共享性高，冗余度低，易扩充、数据独立性高、数据由DBMS统一管理和控制。030201数据库技术发展历程硬件平台及数据库、软件、人员。数据库系统组成三级模式结构（外模式、模式、内模式）、二级映像功能与数据独立性（外模式/模式映像、模式/内模式映像）。数据库系统结构数据库系统组成与结构关系数据库基础02

关系模型理论关系数据结构关系模型采用二维表结构表示实体及实体间的联系，具有严格的数学基础。关系完整性约束为了保证数据的正确性和一致性，关系模型提供了一组完整性约束条件，如实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。关系操作关系模型提供了一组关系操作，包括选择、投影、连接、除法等，用于对数据库中的数据进行查询和更新。关系代数是一种抽象的查询语言，用对关系的运算来表达查询。基本的关系代数运算有并、差、笛卡尔积、投影和选择5种。关系演算是以谓词逻辑为基础，用谓词来表达查询要求，适用于更复杂的查询。关系演算分为元组关系演算和域关系演算两种。关系代数与关系演算的比较关系代数和关系演算在表达能力上是等价的，但各有特点。关系代数用运算表达查询，更直观且易于理解；而关系演算用谓词表达查询，具有更高的表达能力，但相对复杂。关系代数与关系演算SQL语言基础SQL概述SQL（StructuredQueryLanguage）是结构化查询语言的缩写，是用于访问和操作关系数据库的标准语言。SQL数据定义SQL提供了一组命令用于定义数据库模式，包括创建表、修改表和删除表等。SQL数据查询SQL的核心是数据查询功能，通过SELECT语句实现对数据的检索。SELECT语句具有丰富的功能和灵活的语法，可以满足各种复杂的查询需求。SQL数据更新SQL提供了INSERT、UPDATE和DELETE等命令用于对数据库中的数据进行增加、修改和删除等操作。数据库设计方法与步骤03了解用户需求，明确数据库应用系统的功能、性能、安全等方面的要求。需求分析根据需求分析结果，设计数据库的概念模型，包括实体、属性、关系等要素。概念设计编制数据字典，对数据库中的各种对象进行统一命名和描述。数据字典需求分析与概念设计03优化设计对数据库的逻辑和物理设计进行优化，提高数据库的性能和效率。01逻辑设计将概念模型转换为数据库的逻辑模型，包括表、视图、索引等数据库对象的设计。02物理设计根据数据库管理系统的特性和硬件环境，进行数据库的物理存储设计，包括文件的组织形式、存储空间的分配等。逻辑设计与物理设计数据库实施根据逻辑设计和物理设计的结果，建立数据库，并导入初始数据。数据库测试对数据库进行各种测试，确保数据库的稳定性和可靠性。数据库维护对数据库进行定期维护，包括数据的备份与恢复、性能监控与优化等。数据库实施与维护数据库管理系统介绍04关系型数据库管理系统（RDBMS）以关系模型为基础，采用二维表格存储数据。支持SQL语言进行数据操作和管理。常见数据库管理系统类型及特点03不依赖于固定的数据模型，适用于各种数据结构。01具有数据完整性、安全性和并发控制等特性。02非关系型数据库管理系统（NoSQL）常见数据库管理系统类型及特点常见数据库管理系统类型及特点分布式、可扩展性强，支持大数据处理。主要包括键值存储、文档存储、列式存储和图数据库等类型。123MySQL开源的关系型数据库管理系统，广泛应用于Web应用。支持多种操作系统，提供灵活的API接口。典型数据库管理系统产品介绍具有高性能、稳定性和易用性等特点。商业化的关系型数据库管理系统，功能强大且全面。OracleDatabase典型数据库管理系统产品介绍支持大型企业和复杂应用场景，提供高可用性和安全性保障。拥有完善的生态系统和专业的技术支持。典型数据库管理系统产品介绍数据库管理系统选择原则根据应用场景选择：根据实际需求和应用场景，选择适合的数据库类型和产品。例如，对于需要处理大量非结构化数据的场景，可以选择NoSQL数据库；对于需要保证数据一致性和完整性的场景，可以选择关系型数据库。考虑性能和可扩展性：评估数据库管理系统的性能和可扩展性，确保能够满足当前和未来的业务需求。这包括处理速度、并发用户数、数据量等方面。注重安全性和稳定性：确保数据库管理系统具有足够的安全性和稳定性，能够保护数据免受未经授权的访问和攻击，同时保证系统的稳定运行和数据可靠性。考虑成本和技术支持：评估数据库管理系统的成本效益，包括购买成本、维护成本、升级成本等。同时，了解厂商提供的技术支持和服务水平，确保在使用过程中能够获得及时有效的帮助。数据库应用开发技术05ODBC连接01ODBC（OpenDatabaseConnectivity，开放数据库互连）是一种通用的数据库连接技术，它允许应用程序通过ODBC驱动程序与各种数据库进行连接和通信。JDBC连接02JDBC（JavaDatabaseConnectivity，Java数据库连接）是Java语言中用于连接和操作数据库的标准API，它提供了一组用于执行SQL语句、管理数据库连接和处理查询结果的接口和类。ORM技术03ORM（Object-RelationalMapping，对象关系映射）是一种将对象模型与数据库表进行映射的技术，它允许开发者使用面向对象的方式来操作数据库，提高了开发效率和代码可读性。数据库连接与访问技术SQL语言SQL（StructuredQueryLanguage，结构化查询语言）是用于管理和操作关系数据库的标准语言，它包括数据查询、数据定义、数据操纵和数据控制等功能。事务处理事务是一组一起执行的数据库操作，这些操作要么全部成功，要么全部失败。事务处理可以确保数据的完整性和一致性，防止因部分操作失败而导致的数据不一致问题。并发控制并发控制是数据库管理系统中的一个重要功能，它允许多个用户同时访问和操作数据库，而不会导致数据不一致或冲突。常见的并发控制技术包括锁机制和事务隔离级别等。数据操作与事务处理技术要点三访问控制访问控制是数据库安全性的核心，它通过身份验证和授权机制来控制用户对数据库的访问权限。只有经过身份验证并被授权的用户才能访问数据库中的相应数据。要点一要点二加密技术加密技术是保护数据库中敏感信息的重要手段，它通过对数据进行加密来防止未经授权的访问和数据泄露。常见的加密技术包括数据加密、传输加密和存储加密等。审计与监控审计与监控是数据库安全性控制的重要组成部分，它可以记录和分析数据库的操作历史，以便在发生安全事件时进行追踪和调查。同时，监控还可以实时检测数据库的异常行为并及时报警。要点三数据库安全性控制技术数据库新技术及发展趋势06分布式数据库定义分布式数据库是由一组数据组成的，这组数据分布在计算机网络的不同计算机上，网络中的每个结点具有独立处理的能力，可以执行局部应用。同时，每个结点也能通过网络通信子系统执行全局应用。分布式数据库特点数据独立性、集中与自治相结合的控制结构、适当增加数据冗余度、全局的一致性、可靠性和可用性。分布式数据库管理系统分布式数据库管理系统（DDBMS）是一个软件，它允许用户通过网络访问和操作分布在不同地理位置的数据库。分布式数据库技术面向对象数据库技术面向对象数据库是围绕对象而不是围绕记录或字段组织的。在面向对象数据库中，数据被组织成对象，每个对象包含数据和操作数据的代码。面向对象数据库特点复杂对象支持、封装和消息传递、类和继承、持久性和并发控制。面向对象数据库管理系统面向对象数据库管理系统（OODBMS）是一个软件，它支持面向对象的数据模型，并提供对象存储、查询和管理功能。面向对象数据库定义大数据是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。NoSQL，泛指非关系型的数据库。随着互联网web2.0网站的兴起，传统的关系数据库在应付web2.0网站，特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题，而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。NoSQL数据库的产生就是为了解决大规模数据集合多重数据种类带来的挑战，尤其是大数据应用难题。数据量大、处理速度快、数据类型多样、价值密度低。大数据定义NoSQL数据库定义大数据和NoSQL数据库技术特点大数据和NoSQL数据库技术01021.数据库与云计算的…云计算为数据库提供了弹性扩展、按需付费等特性，使得数据库可以更加灵活地应对业务需求的变化。2.数据库与人工智能…人工智能技术可以帮助数据库实现自动化管理、智能优化等功能，提高数据库的