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《数据库基础知识》ppt课件数据库概述数据库系统结构数据库设计和实现数据库操作和管理数据库新技术和趋势实践和应用案例01数据库概述数据库的定义和作用数据库的定义数据库是一种存储、管理和检索数据的方式，它使用计算机软件系统进行管理，使得数据可以按照一定的结构和规则进行存储和组织。数据库的作用数据库是信息系统的核心组成部分，它能够有效地存储和管理大量的数据，提供数据共享、数据检索、数据更新和数据保护等功能，支持各种业务和决策需求。数据库的类型关系型数据库关系型数据库使用表格形式存储数据，数据以行和列的形式组织，通过表格之间的关系建立数据的关联。常见的如MySQL、Oracle等。非关系型数据库非关系型数据库不依赖于固定的表格形式，数据以键值对的形式存储，具有更高的灵活性和可扩展性。常见的如MongoDB、Redis等。数据库的发展历程文件系统阶段人工管理阶段早期数据管理主要依靠人工方式，数据存储在纸质文件中，检索和更新效率低下。随着计算机技术的发展，数据被存储在计算机的文件系统中，提高了数据的检索和更新速度。数据库系统阶段大数据时代随着关系型数据库的出现，数据以表格形式存储，数据之间的关系得到了更好的管理和利用。随着非关系型数据库和大数据技术的出现，数据的处理和分析能力得到了极大的提升，数据的应用范围也更加广泛。02数据库系统结构数据库系统的组成数据存储负责存储和管理数据，包括文件、数据表等。数据处理对数据进行查询、修改、更新等操作。数据控制确保数据的安全性和完整性，包括数据访问控制和事务管理。数据字典存储关于数据库元数据的描述信息，如数据表结构、字段含义等。数据库系统的三级模式结构外模式01也称为用户模式或子模式，是用户与数据库的接口，只反映用户所需的数据和数据间的逻辑关系。模式02也称为逻辑模式或概念模式，是对数据库中数据的整体逻辑结构的描述。内模式03也称为物理模式或存储模式，描述了数据在物理存储介质上的存储方式和物理结构。数据库管理系统（DBMS）的功能01数据定义语言（DDL）：用于定义数据库的三级模式结构，包括创建、修改和删除数据库、表等对象。02数据操纵语言（DML）：用于对数据进行查询、插入、更新和删除等操作。03数据查询语言（DQL）：用于查询和检索数据。04数据控制语言（DCL）：用于控制对数据的访问权限和事务管理。03数据库设计和实现数据库设计的基本步骤物理设计概念设计根据逻辑设计结果，确定数据库的存储结构、存储路径、数据分区等物理细节。D根据需求分析结果，设计出符合用户需求的数据库概念结构，通常使用E-R图表示。CB逻辑设计需求分析A将概念结构转换为数据库管理系统支持的数据模型，如关系模型，并优化数据结构。了解用户需求，收集和分析数据，确定系统需要存储哪些数据以及如何使用这些数据。数据模型和ER图数据模型是用来描述数据、数据关系以及数据操作的抽象表示方式，是数据库设计的核心。常见的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。ER图实体-关系图的简称，是一种用于描述现实世界事物之间关系的图形表示法。在ER图中，用矩形表示实体，椭圆表示属性，菱形表示实体之间的关系。关系型数据库的设计关系型数据库设计原则设计步骤采用关系模型作为数据组织的数据库，以行和列的形式存储数据，具有结构化查询语言（SQL）进行数据操作和管理。规范化、范式理论和反范式理论。规范化是将关系型数据库中的数据组织成满足一定条件的形式的过程，以减少数据冗余和避免数据不一致性。范式理论提供了规范化过程的指导原则，而反范式理论则提供了另一种设计方法，以满足特定的性能需求。首先确定实体和关系，然后选择适当的数据模型和范式，最后进行物理设计，包括确定表的结构、索引、触发器等。04数据库操作和管理总结词了解SQL语言的基本语法和常用命令详细描述学习如何使用SELECT语句进行数据查询，理解WHERE子句的作用和用法，了解排序和聚合函数的使用方法。总结词掌握SQL语言的数据插入、更新和删除操作详细描述学习如何使用INSERT、UPDATE和DELETE语句对数据库中的数据进行插入、更新和删除操作，理解事务处理的概念和作用。总结词了解数据库的安全性和完整性控制详细描述了解数据库的安全性控制，包括用户权限管理和数据加密等；了解数据库的完整性控制，包括实体完整性和参照完整性等。05数据库新技术和趋势分布式数据库系统分布式数据库系统的优势分布式数据库系统可以提供高可用性、可扩展性和高性能，适用于大规模数据处理和云计算环境。分布式数据库系统概述分布式数据库系统是一种将数据存储在多个物理节点上的数据库技术，具有数据分散存储、独立性、透明性等特点。分布式数据库系统的挑战分布式数据库系统面临数据一致性、数据同步、故障恢复等问题，需要解决跨节点通信和数据一致性的维护。面向对象数据库