数据库系统概念第八章-48页文档资料
数据库系统全面概述(doc 33页)
数据库系统全面概述(doc 33页)第一章数据库系统概论本章目的在于使读者对数据库系统的基本知识能有一个较为全面的了解，为今后的学习和工作打下基础。
本章重点介绍了有关数据库结构和数据库系统组织的基本知识和基本概念，以及常见的三种类型的数据库系统的特点。
重点介绍关系数据库的有关知识。
1.1 数据管理技术发展史随着生产力的不断发展，社会的不断进步，人类对信息的依赖程度也在不断地增加。
数据作为表达信息的一种量化符号，正在成为人们处理信息时重要的操作对象。
所谓数据处理就是对数据的收集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列工作全部过程的概述。
数据处理的目的就是使我们能够从浩瀚的信息数据海洋中，提取出有用的数据信息，作为我们工作、生活等各方面的决策依据。
数据管理则是指对数据的组织、编码、分类、存储、检索和维护，它是数据处理的一个重要内容中心。
数序间的数据资源共享。
存在着大量重复数据，信息资源浪费严重。
【2】文件管理阶段这一阶段发生于六十年代，由于当时计算机硬件的发展，以及系统软件尤其是文件系统的出现和发展，人们开始利用文件系统来帮助完成数据管理工作，具体讲就是：数据以多种组织结构（如顺序文件组织、索引文件文件组织和直接存取文件组织等）的文件形式保存在外部存储设备上，用户通过文件系统而无需直接与外部设备打交道，以此来完成数据的修改、插入、删除、检索等管理操作；使用这种管理方式，不仅减轻进行数据管理的应用程序工作量，更重要地是，当数据的物理组织或存储设备发生变化时，数据的逻辑组织可以不受任何影响，从而保证了基于数据逻辑组织所编制的应用程序也可以不受硬件设备变化的影响。
这样就使得程序和数据之间具有了一定的相互独立性。
但由于数据文件的逻辑结构完全是根据应用程序的具体要求而设计，它的管理与维护完全是由应用程序本身来完成，因此数据文件的逻辑结构与应用程序密切相关，当数据的逻辑结构需要修改时，应用程序也就不可避免地需要进行修改；同样当应用程序需要进行变动时，常常又会要求数据的逻辑结构进行相应的变动。
数据库系统基本概念课件
如New Relic、Dynatrace等，提供更全面、灵活的数据库性能监控和报警功能 ，支持多种数据库平台。
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数据库系统基本概念课件
• 数据库系统概述 • 数据模型与数据结构 • 数据库设计与管理 • 查询语言与优化技术 • 数据库事务处理与并发控制 • 备份恢复与性能监控
01
数据库系统概述
定义与发展历程
数据库定义
数据库是一个长期存储在计算机 内、有组织的、可共享的、统一 管理的大量数据的集合。
发展历程
数据独立性
数据和程序相互独立，数据的 逻辑结构和物理结构的变化不 影响应用程序。
安全性与完整性
数据库系统提供了数据的安全 性控制和完整性约束，保证了
数据的正确性和可靠性。
应用领域及现状
应用领域
广泛应用于金融、制造、物流、医疗、教育、科研等各个领域，成为信息化社 会的重要基础设施。
现状
随着大数据、云计算、人工智能等技术的快速发展，数据库系统面临着新的挑 战和机遇，如分布式数据库、云数据库、时序数据库等新型数据库不断涌现。
访问控制
通过设置用户角色和权限 ，限制用户对数据库的访 问和操作，防止未经授权 的访问和数据篡改。
数据备份与恢复
定期对数据库进行备份， 确保在数据丢失或损坏时 能够恢复数据，保障业务 的正常运行。
04
查询语言与优化技术
SQL查询语言基础
SQL概述
介绍SQL语言的发展、特点及应用领域。
数据查询语言（DQL）
经历了人工管理、文件系统、数 据库系统三个阶段，目前正向大 数据、云计算、人工智能等方向 发展。
数据库系统特点与优势
数据结构化
《数据库系统概念教学课件》ch
为了确保数据库系统的安全性，应采取一系列安全控制措施，如用户身份验证、访问控制、数据加密、审计跟踪等。这些措施有助于防止未经授权的访问和数据篡改，保护数据的机密性和完整性。
பைடு நூலகம்
数据库系统的安全性
数据库系统的维护与管理
数据库维护的目的：数据库维护的目的是确保数据库系统的性能、可靠性和安全性。通过定期的维护和管理，可以及时发现和解决潜在的问题，保持数据库系统的正常运行。
用户信息管理
数据库系统存储用户注册信息、购物记录和行为数据，帮助电子商务平台进行个性化推荐和营销策略制定。
数据库系统在电子商务中的应用
案例一
某电商平台的数据库系统架构，如何应对高并发访问和大数据量存储的挑战。
案例二
某银行的核心业务系统，如何通过数据库系统实现金融交易的安全和高效。
案例三
某社交平台的用户关系管理，如何利用数据库系统进行用户关系分析和社交网络构建。
数据库系统的实际案例分析
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01
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数据库系统的安全性与维护
数据库系统安全性的重要性
随着信息技术的快速发展，数据库系统已成为企业和组织的重要资产。保护数据库系统的安全性对于防止数据泄露、非法访问和恶意攻击至关重要。
常见的数据库安全威胁
包括未经授权的访问、数据篡改、非授权的数据泄露以及拒绝服务等。这些威胁可能来自内部人员、外部黑客或恶意软件。
查询操作
插入操作
更新操作
01
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04
03
通过UPDATE语句修改数据库中的数据。
介绍SQL语言的基本语法和功能。
通过INSERT语句向数据库中插入新数据。
数据库系统查询语言
数据库系统的基本概念
常见的数据库应用开发框架包括Spring Data、Hibernate、Entity Framework等。这些框架提供了丰富的功能和易于使用的API，使开发者能够更高效地开发数据库应用。
框架选择与使用
在选择和使用数据库应用开发框架时，需要根据项目的需求和开发团队的技能进行评估。了解框架的优缺点，选择最适合项目需求的框架，并熟练掌握其使用方法，是成功开发数据库应用的关键。
03
需求分析是数据库设计的第一步，主要任务是明确用户对数据库系统的需求，包括数据需求、功能需求和性能需求等。
通过与用户沟通、调查、分析业务流程等方式，收集和整理用户需求，并对其进行分类、归纳和评估，形成完整的需求文档。
详细描述
定义
概念设计是根据需求分析的结果，使用概念模型（如实体-关系模型）对现实世界进行抽象，形成数据库的概念结构。
数据库系统的基本概念
CATALOGUE
目录
数据库系统概述数据库模型数据库设计数据库管理系统数据库应用开发数据库技术的发展趋势
数据库系统概述
CATALOGUE
01
定义
数据库系统（DBS）是一个软件系统，用于存储、检索和管理大量数据。它使用数据库管理系统（DBMS）来管理数据，并提供数据查询、更新、删除和修改等操作。
01
数据加密
数据库管理系统提供数据加密功能，对敏感数据进行加密存储，确保数据在传输和存储过程中的安全性。
02
访问控制
数据库管理系统通过访问控制机制，对不同用户赋予不同的访问权限，防止未经授权的数据访问和修改。
数据库应用开发
CATALOGUE
05
SQL语言概述
SQL（结构化查询语言）是用于管理关系数据库的标准编程语言。它提供了查询、插入、更新和删除数据，以及创建、修改和删除数据库结构的功能。
数据库系统的基本概念优秀课件
1.1.2 数据处理
数据处理是指对各种形式的数据进行收集、存储、加工和传播的一系列 活动的总和。其目的是从大量的、原始的数据中抽取、推导出对人们有 价值的信息以作为行动和决策的依据；数据处理从根本上来说是为了借 助计算机科学地保存和管理大量复杂的数据，以便人们能够充分地利用 这些宝贵的信息资源。
在数据处理的一系列活动中，数据的收集、组织、存储、传播、检索和 分类等活动是基本环节，这些基本环节统称为数据管理或信息管理。在 数据处理中，对数据的加工、计算、打印报表等操作对不同的业务部门 可以有不同的内容。数据库技术所研究的问题就是如何科学地组织和存 储数据，如何高效地获取和处理数据。数据库技术是数据管理的最新技 术。数据库系统是当代计算机系统的重要组成部分。
数据库系统的基本概念
第1章 数据库系统的基本概念
教学提示：本章主要介绍数据库系统的基本概念， 包括数据与信息的概念；数据管理技术的发展阶段； 数据模型的两个层次；数据库系统的体系结构及数 据库系统的组成。
教学目标：了解数据、信息及其联系与区别；数据 管理技术发展的三个阶段及其特点；掌握概念数据 模型与结构数据模型的基本概念；掌握数据库系统 的三级模式、两级映像及两级独立性。
第1章 数据库系统的基本概念
1.1 信息、数据与数据处理 1.2 数据管理技术的发展 1.3 数据模型 1.4 数据库系统的体系结构 1.5 数据库系统 1.6 习题
1.1 信息、数据与数据处理
1.1.1 信息与数据 1.1.2 数据处理
1.1 信息、数据与数据处理
在科学、技术、经济、文化和军事等各个领域里，我们会遇 到大量的数据，这些数据不但复杂，而且数据量大，因此如 何科学地管理数据是一个极为重要的课题。
数据库系统概念 概述及内容总结
数据库系统概念概述及内容总结1. 引言1.1 概述数据库系统是指由数据库、数据库管理系统（DBMS）和应用程序组成的，用于存储和管理大量结构化数据的软件系统。
近年来，随着信息技术的迅猛发展，数据库系统在各个行业中得到了广泛应用。
无论是电子商务、金融、医疗还是制造业等领域，都离不开高效可靠的数据库系统。
本文将围绕数据库系统概念展开讨论，从定义和基本原理、组成部分以及数据模型等方面进行介绍。
同时，还会探讨数据库系统的功能，包括数据管理和存储、数据访问与查询以及数据安全与完整性保护。
此外，文章还将对主要数据库系统类型和应用场景进行分析和比较。
关系型数据库管理系统（RDBMS）、非关系型数据库管理系统（NoSQL DBMS）以及分布式数据库管理系统（DDBMS）都将在这一部分中得到详细阐述。
最后，在结论与总结部分，我们将回顾本文所介绍的关键概念和内容要点，并对数据库系统的发展趋势进行思考。
同时也会展望未来数据库研究的方向，希望能够为读者提供全面而深入的了解和思考。
通过本文的阅读，读者将对数据库系统的基本概念有更清晰的认识，了解数据库系统的功能和特点，并能够掌握不同类型数据库系统的适用场景和优缺点。
同时，本文还将引发读者对未来数据库技术发展方向的思考，为相关研究工作提供指导与启示。
2. 数据库系统概念:数据库系统是指在计算机中存储、管理和组织数据的一种软件系统。
它通过使用数据模型来描述现实世界中的实体和它们之间的关系，并提供了对这些数据进行存储、访问和查询的功能。
2.1 定义和基本原理:数据库系统是由数据、数据库管理系统（DBMS）和用户组成的。
数据是数据库中存储的信息，可以表示各种实体、属性和关系。
数据库管理系统是负责管理数据库的软件，提供了对数据进行增加、删除、修改和查询等操作的接口。
用户可以通过DBMS与数据库进行交互，执行各种操作并获取所需信息。
数据库系统的基本原理包括三个方面：- 数据独立性：数据库系统将物理数据与逻辑数据相分离，使得应用程序可以独立于底层物理存储结构而访问或操作数据。
《数据库系统概述》课件
关系数据库
关系数据库
一种基于关系的数据库，通过表 格的形式来组织数据，每个表格 包含若干行和列，每列代表一个 属性，每行代表一个记录。
关系完整性
关系数据库中的数据完整性是指 数据的正确性和一致性，包括实 体完整性、参照完整性和用户自 定义完整性。
关系代数
一种用于描述关系数据库中数据 操作的数学模型，包括选择、投 影、连接等操作。
事务管理
确保数据完整性的重要手段之一，通过事务来保证 一系列操作要么全部成功执行，要么全部不执行。
并发控制
在多用户并发访问数据库时，通过各种并发 控制技术来保证数据的一致性和完整性。
03
数据库系统设计
数据库设计的基本原则
确保数据完整性
设计时应考虑数据的准确性、一致性和完整 性，避免数据冗余和冲突。
优化查询语句，避免全表扫描，减 少不必要的计算和数据传输。
缓存技术
利用缓存存储常用数据，减少对数 据库的访问次数。
04
数据库系统的备份与恢复
备份策略
制定定期备份和增量备份策略，确保数据安 全。
备份存储
选择可靠的存储介质和设备，确保备份数据 不会丢失。
数据恢复
在数据丢失或损坏时，能够快速恢复数据， 减少业务中断时间。
等。
02
数据库系统基本概念
数据模型
概念模型
数据模型的一种，用于描述现实世界事物以及事物之间的 关系，常见的概念模型有实体-联系模型（E-R模型）。
逻辑模型
数据模型的一种，用于描述数据结构、数据操作和数据约 束，常见的逻辑模型有层次模型、网状模型和关系模型。
物理模型
数据模型的一种，用于描述数据存储和数据访问方式，常 见的物理模型有B树、B+树等。
数据库系统原理教程课后习题及答案(第八章)
第8章关系查询处理和查询优化1 ．试述查询优化在关系数据库系统中的重要性和可能性。
答：重要性：关系系统的查询优化既是RDBMS 实现的关键技术又是关系系统的优点所在。
它减轻了用户选择存取路径的负担。
用户只要提出“干什么”，不必指出“怎么干”。
查询优化的优点不仅在于用户不必考虑如何最好地表达查询以获得较好的效率，而且在于系统可以比用户程序的“优化’夕做得更好。
可能性：这是因为：( l ）优化器可以从数据字典中获取许多统计信息，例如关系中的元组数、关系中每个属性值的分布情况、这些属性上是否有索引、是什么索引（B ＋树索引还是HASH 索引或惟一索引或组合索引）等。
优化器可以根据这些信息选择有效的执行计划，而用户程序则难以获得这些信息。
( 2 ）如果数据库的物理统计信息改变了，系统可以自动对查询进行重新优化以选择相适应的执行计划。
在非关系系统中必须重写程序，而重写程序在实际应用中往往是不太可能的。
( 3 ）优化器可以考虑数十甚至数百种不同的执行计划，从中选出较优的一个，而程序员一般只能考虑有限的几种可能性。
( 4 ）优化器中包括了很多复杂的优化技术，这些优化技术往往只有最好的程序员才能掌握。
系统的自动优化相当于使得所有人都拥有这些优化技术。
2 ．对学生一课程数据库有如下的查询：SEI 王CT Cn 即ne FROM Student , Cou 拐e , SC WHERE Student . Sno = SC . Sno AND SC . Cllo = Coll 拐e . Cllo AND Stu 击nt . Sdept = ! 15 ! ; 此查询要求信息系学生选修了的所有课程名称。
试画出用关系代数表示的语法树，并用关系代数表达式优化算法对原始的语法树进行优化处理，画出优化后的标准语法树。
答：3 ．试述查询优化的一般准则。
答：下面的优化策略一般能提高查询效率：( l ）选择运算应尽可能先做；( 2 ）把投影运算和选择运算同时进行；( 3 ）把投影同其前或其后的双目运算结合起来执行；( 4 ）把某些选择同在它前面要执行的笛卡儿积结合起来成为一个连接运算；( 5 ）找出公共子表达式；( 6 ）选取合适的连接算法。
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6
Transaction Committed
A transaction that completes its execution successfully is said to be committed.
We need to be more precise about what we mean by successful completion of a transaction. We therefore establish a simple abstract transaction model. A transaction must be in one of the following states:
Partially committed, after the final statement has been executed.
Failed, after the discovery that normal execution can no longer proceed.
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Properties of the transactions
Durability. After a transaction completes successfully, the changes it has made to the database persist, even if there are system failures.
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4
Properties of the transactions
Isolation. Even though multiple transactions may execute concurrently, the system guarantees that, for every pair of transactions Ti and Tj , it appears to Ti that either Tj finished execution before Ti started or Tj started execution after Ti finished. Thus, each transaction is unaware of other transactions executing concurrently in the system.
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3
Properties of the transactions
These properties are often called the ACID properties; the acronym is derived from the first letter of each of the four properties.
It is important that either all actions of a transaction be executed completely, or, in case of some failure, partial effects of each incomplete transaction be undone.
Principles of Database Systems
Transactions
Mission
The concept of a transaction in detail, including the properties of atomicity, durability, isolation, and other properties provided by the transaction abstraction.
Atomicity. Either all operations of the transaction are reflected properly in the database, or none are.
Consistency. Execution of a transaction in isolation (that is, with no other transaction executing concurrently) preserves the consistency of the database.
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2
Transactions
Collections of operations that form a single logical unit of work are called transactions.
For instance, transfer of money from one account to another is a transaction consisting of two updates, one to each account.
Several concurrency-control techniques that help implement the isolation property.
The recovery management component of a database, which implements the atomicity and durability properties.
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A transaction must be in one of the following states
Active, the initial state; the transaction stays in this state while it is executing.