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数据库

数据库概述

数据库管理系统

数据库操作语言

数据库设计

数据库安全与保护

数据库新技术与发展趋势

contents

目

录

CHAPTER

数据库概述

01

定义

数据库（Database）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，是一个长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的、统一管理的大量数据的集合。

数据库中的数据是按照一定的数据模型组织、描述和存储的，具有较高的结构化程度。

数据库中的数据可以被多个用户、多个应用程序共享使用，避免了数据冗余和不一致性。

数据库中的数据独立于应用程序，即数据的逻辑结构、存储结构以及存取方式等独立于应用程序，使得应用程序的编写与数据存取相分离。

数据库管理系统提供了对数据的安全性保护措施，如数据加密、权限控制等，确保数据的安全性和完整性。

数据结构化

数据独立性高

数据安全性强

数据共享性高

层次和网状数据库系统

20世纪60年代中期，出现了层次和网状数据库系统，它们支持三级模式结构，实现了数据独立性。

关系数据库系统

20世纪70年代初，IBM公司研究员E.F.Codd提出了关系模型，开创了关系数据库系统和关系数据库管理系统的新时代。关系数据库系统支持关系数据模型，具有严格的数学基础，概念简单、清晰、易于理解和使用。

面向对象数据库系统

20世纪80年代，随着面向对象编程技术的兴起，面向对象数据库系统也应运而生。面向对象数据库系统支持面向对象数据模型，可以更加自然地表达现实世界中的复杂对象及其之间的关系。

企业级应用

数据库在企业级应用中扮演着至关重要的角色，如ERP、CRM、SCM等系统中都需要使用数据库来存储和管理大量数据。

随着互联网的发展，数据库在互联网应用中也得到了广泛应用，如电子商务网站、社交媒体平台等都需要使用数据库来存储用户信息、交易数据等。

数据库在数据分析与挖掘领域也有着重要应用，如数据挖掘、机器学习等算法需要基于大量数据进行训练和学习，而数据库可以提供高效的数据存储和查询支持。

在嵌入式系统中，由于资源受限，需要使用轻量级的数据库来存储和管理数据，如SQLite等嵌入式数据库在智能手机、智能家居等领域得到了广泛应用。

互联网应用

数据分析与挖掘

嵌入式系统

CHAPTER

数据库管理系统

02

客户端/服务器架构

客户端负责发送请求，服务器负责处理请求并返回结果。

分布式架构

数据库分布在多个物理节点上，通过网络进行通信和协调。

云数据库架构

数据库部署在云端，用户通过互联网访问和使用数据库服务。

关系数据模型

层次数据模型

网状数据模型

对象数据模型

以二维表的形式表示数据，通过主键和外键建立表之间的关系。

以图状结构表示数据，节点之间具有多对多的关系。

以树状结构表示数据，节点之间具有层次关系。

以对象的形式表示数据，对象之间通过链接进行关联。

数据文件存储

数据库存储

内存数据库存储

分布式存储

01

02

03

04

将数据以文件的形式存储在磁盘上，通过文件系统进行管理。

将数据存储在数据库中，通过数据库管理系统进行管理。

将数据存储在内存中，以提高数据的访问速度。

将数据分散存储在多个物理节点上，以提高数据的可用性和可扩展性。

CHAPTER

数据库操作语言

03

SELECT

用于从数据库中检索数据，可以指定条件、排序、分组等。

INSERT

用于向数据库中插入新数据。

UPDATE

用于更新数据库中的现有数据。

DELETE

用于从数据库中删除数据。

用于授予用户或角色对数据库对象的访问权限。

GRANT

REVOKE

COMMIT

ROLLBACK

用于撤销用户或角色对数据库对象的访问权限。

用于提交事务，使对数据库的更改永久化。

用于回滚事务，撤销对数据库的更改。

CHAPTER

数据库设计

04

确保数据库中的数据具有一致性和完整性，避免数据冗余和不一致。

一致性和完整性

保护数据库免受未经授权的访问和攻击，确保数据的必威体育官网网址性、完整性和可用性。

安全性

设计时应考虑数据库未来的扩展需求，以便在需要时能够轻松地添加新功能或数据。

可扩展性

通过合理的数据结构设计和索引策略，提高数据库的查询和更新性能。

性能优化

实施和维护

根据设计结果创建数据库，并进行测试、优化和维护。

物理设计

确定数据库的物理存储结构、访问方法和参数设置等。

逻辑设计

将概念模型转换为数据库逻辑模型，包括表结构、索引、视图、存储过程和触发器等。

需求分析

收集和分析业务需求，确定数据库需要支持的功能和数据类型。

概念设计

建立概念模型，描述实体、属性和关系，通常使用实体-关系图（ER图）表示。

A

B

C

D

索引优化

通过添加适当的索引来提高查询性能，同时避免过度索引以降低更新性能。

存储优化

根据数据类型和访问模式选择适当的存储引擎和参数设置，提高数据存