数据库技术 课件 项目1　数据库技术概论与职业素养

数据库技术1.1数据库的基本概念

数据库的定义与特点1.1.11.1数据库的基本概念

数据库是存储、管理数据的仓库，它通过组织化、结构化的方式存储数据，使得数据的存取、更新、检索等操作高效、可靠。数据库系统由数据库、数据库管理系统、应用开发工具及用户构成，支持数据独立性、共享性、安全性与完整性管理，是现代信息系统的基石。1.1.1数据库的定义描述事物的符号记录称为数据。数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音等。早期的计算机系统主要用于科学计算，处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。现代计算机能存储和处理的对象十分广泛，表示这些对象的数据也越来越复杂，它们数字化后都可以存入计算机中。数据与其语义是不可分的。

例如100这个数字可以表示一位同学的高等数学成绩是100分，也可以表示一个单位有100位员工，还可以表示一瓶水有100毫升。信息是客观世界各种事物变化和特征的反映。信息具有可感知、可存储、可加工、可传递和可再生等自然属性。数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。010203

数据（Date）信息（Information）数据库（Database,DB）1.1.1数据库的特点数据库管理系统将数据的应用程序与数据的物理存储分离，使得数据的逻辑结构与物理结构可以独立变化，而无需修改应用程序。数据独立性：数据库通过一系列规则（如约束、触发器、存储过程等）来维护数据的准确性、一致性和可靠性，防止数据被非法修改或破坏。数据完整性：数据库通过数据规范化技术减少数据冗余，提高了数据的一致性和减少存储空间的需求。数据冗余度低：数据库中的数据可以被多个用户或应用程序同时访问和共享，提高了数据的利用率。数据共享性：数据库管理系统提供了一系列安全措施（如用户认证、权限控制、数据加密等）来保护数据不被未经授权的用户访问或泄露。数据安全性：数据库中的数据按照特定的数据模型（如关系模型、面向对象模型等）进行结构化存储，便于数据的查询、分析和处理。结构化存储：数据库提供了丰富的数据管理工具，使得数据的添加、删除、修改和查询等操作变得简单高效，同时也便于数据库的备份、恢复和迁移。易于维护：数据库系统的组成1.1.21.1.2数据库系统的组成数据库系统是指由数据库及其管理软件组成的系统，一般由数据库、数据库管理系统、应用开发工具、应用系统、人员、硬件构成，如图1.1所示。图1.1数据库系统构成1.1.2数据库系统的组成0201数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

1．数据库（Database,DB）2.操作系统（OperatingSystem,OS）数据库管理系统是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。

3．数据库管理系统（DatabaseManagementSystem,DBMS）操作系统是数据库系统和硬件之间的桥梁，提供数据库系统运行所需的基本服务和环境。031.1.2数据库系统的组成（2）数据操作功能DBMS提供数据操作语言DML（DataManipulationLanguage），供用户实现对数据的追加、删除、更新、查询等操作。（4）数据库的建立和维护功能DBMS能够完成初始数据的输入、转换，数据库的转储，恢复，数据库的性能监视和分析等任务。

（3）数据库的运行管理功能数据库的运行管理功能是DBMS的运行控制、管理功能，包括多用户环境下的并发控制、安全性检查和存取限制控制、完整性检查和执行、运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复，即保证事务的原子性。这些功能保证了数据库系统的正常运行。

（1）数据定义功能DBMS提供数据定义语言DDL（DataDefinitionLanguage），供用户定义数据库的三级模式结构、两级映像以及完整性约束和保密限制等约束。DBMS的主要功能：1.1.2数据库系统的组成单击添加项标题单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼。单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼。添加标题单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼。单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼。添加标题单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼。单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼。添加标题单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼。单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼。添加标题02040103谢谢数据库技术1.2数据库技术的发展历史1.2数据库技术的发展历史

随着计算机技术的迅速发展和数据管理需求的增加，数据库技术自20世纪50年代和60年代逐渐兴起并不断发展。数据库技术经历了人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。1.2.1里程碑事件1.2.1里程碑事件1.人工管理阶段（20世纪50年代中期以前）在这一时期，没有专门的软件、硬件支持数据的存储、检索和共享。数据的管理完全依赖于应用程序本身，每个应用程序都自行负责其所需数据的组织、存储和访问。这种管理方式导致了以下几个显著的问题：数据依赖性强：数据紧密绑定于特定的应用程序，不同程序间的数据无法直接共享，导致数据利用率低。数据独立性差：一旦应用程序发生变化，其数据结构往往也需要相应调整，这种紧密的耦合关系增加了数据管理的复杂性。数据冗余度高：由于数据无法跨程序共享，相同的数据可能在不同程序中重复存储，导致数据冗余和存储空间浪费。数据不一致性：由于数据冗余，不同程序中的相同数据可能因更新不同步而产生不一致性。效率低：数据的管理和访问完全依赖于程序员的编程能力，缺乏有效的数据管理工具，导致操作复杂且效率低下。人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系如图1.2所示。1.2.1里程碑事件2.文件系统阶段（20世纪60年代初）随着磁盘、磁鼓等直接存取存储设备的出现，数据的长期保存和快速访问成为可能。在这一阶段，操作系统中引入了专门用于管理数据的文件系统，负责数据的存储、检索、更新和删除等操作，为应用程序提供了一套统一的接口来访问数据。这一阶段，数据管理有以下特点：数据独立性增强：文件系统的引入使得程序和数据之间有了一定的独立性，程序通过文件名或路径来访问数据，降低了程序对数据的直接依赖。数据共享支持：文件系统支持多个用户或程序同时访问同一个文件，实现了数据的一定程度上的共享。统一的数据管理：文件系统为应用程序提供了一套统一的接口来访问数据，简化了数据管理的复杂性。数据冗余和不一致：尽管文件系统支持数据共享，但由于缺乏统一的数据管理机制，数据冗余和不一致的问题仍然存在。数据管理和处理能力有限：文件系统主要关注数据的存储和访问，对于复杂的数据处理和管理需求支持有限。文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系如图1.3所示。图1.3文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系图1.2.1里程碑事件3.数据库系统阶段（20世纪60年代后期至今）数据库系统阶段解决了早期人工管理阶段和文件系统阶段存在的诸多问题，实现了数据的结构化、高效访问和共享。（1）层次和网状数据库管理系统（20世纪60年代到70年代）（2）关系数据库管理系统（RDBMS）（20世纪70年代至今）（3）新一代数据库技术的研究和发展（2000年-至今）数据库系统阶段应用程序与数据之间的对应关系如图1.4所示。图1.4数据库系统阶段应用程序与数据之间的对应关系图当代数据库技术的演进1.2.21.2.2当代数据库技术的演进

数据库技术作为信息管理系统的核心，其发展历程紧密伴随着计算技术的进步与数据存储需求的增长。从早期的单机数据库到如今的大数据与云数据库，每一次技术的飞跃都标志着数据管理与处理能力的巨大提升。1.2.2当代数据库技术的演进数据存储在单一服务器上，适用于小规模、单一用户的应用场景。随着数据量增加，单机性能成为瓶颈，数据共享与备份困难。（1）单机数据库时代随着大数据时代的到来，数据量呈爆炸式增长，对数据处理能力提出了更高要求。大数据与云计算的结合，使得数据处理能力大幅提升。云数据库提供了弹性的存储和计算资源，支持按需扩展，降低了IT成本。广泛应用于金融、电信、制造、能源等多个行业，支撑了复杂的数据分析与应用场景。（3）大数据与云数据库时代为解决单机数据库的局限性，分布式数据库应运而生。它将数据分散存储在多个节点上，通过网络连接实现数据的共享与同步。提高了数据处理的并行性和可扩展性，增强了数据的可靠性和容错能力。（2）分布式数据库时代发展历程谢谢数据库技术1.3数据库技术与职业规范1.3数据库技术与职业规范数据库技术作为现代信息技术的核心之一，其从业人员在职业发展中需遵循严格的职业道德和职业行为准则。1.3.1职业道德1.3.1职业道德数据库管理人员应始终保持诚信和正直的态度，对待工作要认真负责，不得故意隐瞒或篡改数据，确保数据的真实性和准确性。数据库管理人员需严格遵守保密义务，不得泄露或使用任何未经请求的数据，保护用户隐私和数据安全。同时，对于敏感信息和机密数据，应采取严格的加密和访问控制措施。数据库管理人员应熟悉并遵守相关的法律法规，如《计算机信息系统安全保护条例》、《计算机病毒防范管理办法》等，确保数据处理和存储的合法性。数据库技术日新月异，数据库管理人员需保持学习的热情，不断提升自己的专业技能和知识水平，以更好地适应行业发展的需求。01020304诚信与正直尊重隐私与保密遵守法律法规持续学习与提升1.3.2职业行为准则1.3.2职业行为准则（1）数据库管理人员应具备强烈的数据安全意识，认识到数据安全的重要性，并始终保持警惕，防止数据泄露和损坏。在处理数据时，应严格遵守相关法律法规和企业规定，确保数据的合法性和合规性。1.数据安全意识（2）数据库管理人员应确保数据的完整性，避免数据的不准确、不完整或不一致。在进行数据更新、删除或插入操作时，应谨慎操作，并采取相应的校验和备份措施。2.数据完整性保护（3）数据库管理人员应合理管理数据库用户的权限，确保只有授权用户才能访问和操作数据。同时，应定期对权限进行审查和调整，防止权限滥用和误操作。3.权限管理（4）数据库管理人员应定期备份数据，并制定相应的备份和恢复策略，以应对数据丢失或损坏的情况。在备份和恢复过程中，应遵守企业的规定和流程，确保数据的安全性和可靠性。4.备份与恢复（5）数据库管理人员应建立数据审计和监控机制，对数据库的操作进行记录和监控，以便及时发现和解决数据安全问题。在审计和监控过程中，应遵守企业的规定和流程，确保数据的合法性和合规性。5.审