数据库系统原理王珊课件

单击此处添加副标题内容数据库系统原理王珊课件汇报人：XX目录壹数据库基础概念陆数据库新技术发展贰关系数据库模型叁数据库设计理论肆数据库存储结构伍数据库事务管理数据库基础概念壹数据库定义简介：数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。数据库定义简介：数据库用于高效管理和访问大量结构化数据，支持数据存储、查询等功能。数据库作用数据库管理系统提供DDL与DML，实现数据定义、操作及安全控制核心功能保障数据安全完整，提升信息存管与多媒体管理效率应用价值数据模型分类逻辑模型面向计算机系统，含层次、网状、关系等模型。概念模型按用户观点建模，用于数据库设计，如E-R图。0102关系数据库模型贰关系模型基础包含实体完整性、参照完整性和用户定义完整性，确保数据正确性和一致性。关系完整性以二维表形式组织数据，行代表记录，列代表字段，确保数据规范化。数据结构关系代数操作包括并、差、积、选择、投影，实现数据筛选与组合。基本操作01涵盖交、θ-连接、自然连接等，处理复杂数据关联。扩展操作02SQL语言应用数据查询操作数据定义管理01使用SELECT语句从关系表中检索数据，支持条件过滤、排序及多表联接查询02通过DDL语句创建、修改和删除数据库对象，如表、视图和索引，确保数据结构规范数据库设计理论叁数据库设计步骤需求分析明确数据库应用目标，收集与分析用户数据需求。概念设计构建数据模型，如E-R图，反映数据间关系。逻辑设计将概念模型转为逻辑结构，如关系模式，确定表结构。E-R模型构建01遵循简化原则，属性不可分且不与其他实体关联，如职工职称依特性决定实体或属性。02含1:1、1:n、m:n等，用矩形、菱形、椭圆及连线表示实体、联系、属性，标明基数。03先合并分E-R图解决冲突，生成初步图；再消除冗余，设计基本E-R图。实体与属性划分联系类型与表示E-R图集成步骤范式理论第一范式确保表中每列都是不可分割的基本数据项，消除重复组。范式理论01第二范式在第一范式基础上，消除非主属性对码的部分函数依赖。范式理论02第三范式在第二范式基础上，消除非主属性对码的传递函数依赖。范式理论03数据库存储结构肆存储介质与文件数据库存储介质包括磁盘、SSD等，影响数据读写速度与存储容量。存储介质类型01数据文件按逻辑结构组织，如堆文件、排序文件等，优化数据访问效率。数据文件组织02索引技术阐述根据查询频率、数据更新频率设计索引的原则。索引设计原则介绍B+树索引、散列索引等类型及其适用场景。索引类型数据库缓冲管理简介：数据库通过内存缓冲减少磁盘I/O，提升访问速度与系统性能。数据库缓冲管理0102数据页先存缓冲区，命中则直接读取，未命中则从磁盘加载。缓冲机制03采用LRU等算法管理缓冲区，动态调整大小，提升内存利用率。优化策略数据库事务管理伍事务概念与特性事务是用户定义的数据库操作序列，要么全做，要么全不做，是数据库恢复和并发控制的基本单位。事务概念事务具有原子性、一致性、隔离性和持久性四大特性，统称为ACID特性。事务特性锁机制与并发控制01锁机制类型排他锁限制修改，共享锁允许多读，确保并发数据安全。02并发控制协议三级封锁协议逐级增强，防止丢失修改、脏读和不可重复读。03死锁处理策略超时法与等待图法结合，预防并解除死锁，保障事务执行。数据库恢复技术利用日志反向扫描，执行逆操作撤销未完成事务，恢复数据库一致性。事务故障恢复01系统重启时自动处理，重做已提交事务，撤销未完成事务，确保数据完整。系统故障恢复02装入后备副本与日志，重做已完成事务，恢复数据库至故障前状态。介质故障恢复03数据库新技术发展陆分布式数据库通过多副本机制与故障转移，确保节点故障时系统持续可用，数据零丢失。高可用容错支持动态增减节点，按需扩展存储与计算能力，应对数据量与并发量激增。水平扩展灵活数据仓库与数据挖掘数据仓库整合多源数据，提供集中化存储，支持复杂查询与分析。数据仓库功能数据挖掘利用统计、机器学习等技术，从数据中提取有价值信息与知识。数据挖掘技术云数据库服务基于分布式存储与计算，动态调整资源，支持业务高峰期自动扩容，低谷期缩容。01弹性扩展架构集成关系型、NoSQL、图数据库等引擎，通过智