数据库原理及MySQL应用第9章 MySQL索引 第1节 索引
MySQL数据库原理及应用（第2版）（微课版）-习题答案
MySQL数据库原理及应⽤（第2版）（微课版）-习题答案习题答案项⽬1 习题答案12．填空题（1）物理数据独⽴性（2）数据库管理系统（（DBMS）（3）现实世界、信息世界、数据世界（4）码（5）⼀对⼀（1：1）、⼀对多（1：n）、多对多（m:n）（6）概念数据模型 E-R模型（7）逻辑数据物理数据（8）DBMS（数据库管理系统） DBA（数据库管理员）（9）关系的参照（10）θ3．简答题(1)数据模型是对现实世界的数据特征进⾏的抽象，来描述数据库的结构与语义。
数据模型的三要素是：数据结构、数据操作、数据约束条件。
（2）逻辑数据独⽴性：当模式改变时(如增加新的关系、新的属性、改变属性的数据类型等)，由数据库管理员对各个外模式/模式映像作相应改变，可以使外模式保持不变。
因⽽应⽤程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独⽴性，简称逻辑数据独⽴性。
物理数据独⽴性：当数据库的存储结构改变了(如选⽤了另⼀种存储结构)，由数据库管理员对模式/内模式映像作相应改变，可以保证模式保持不变，因⽽应⽤程序也不必改变。
保证了数据与程序的物理独⽴性，简称物理数据独⽴性特定的应⽤程序是在外模式描述的数据结构上编制的，它依赖于特定的外模式，与数据库的模式和存储结构相独⽴。
不同的应⽤程序可以共⽤同⼀外模式。
数据库的两级映像保证了数据库外模式的稳定性，从⽽从底层保证了应⽤程序的稳定性，使得数据库系统具有数据与程序的独⽴性。
（3）数据库系统由计算机硬件、数据库、数据库管理系统(及其开发⼯具)、数据库应⽤系统、数据库⽤户构成。
（4）DBA的职责是对使⽤中的数据库进⾏整体维护和改进，负责数据库系统的正常运⾏，是数据库系统的专职管理和维护⼈员。
系统分析员负责应⽤系统的需求分析和规范说明，要和⽤户及DBA结合，确定系统的硬件软件配置，并参与数据库系统的概要设计。
数据库设计⼈员负责数据库中数据的确定、数据库各级模式的设计。
应⽤程序开发⼈员负责设计和编写应⽤程序的程序模块，并进⾏测试和安装。
《数据库索引》课件
目录 Contents
• 引言 • 数据库索引的类型 • 数据库索引的创建与维护 • 数据库索引的性能优化 • 数据库索引的案例分析 • 总结与展望
01
引言
数据库索引的定义
数据库索引是一种数据结构，用于快 速检索数据库表中的数据。它通过创 建一个指向表中数据的指针，提高了 查询速度和数据检索效率。
唯一索引
确保索引列的唯一性，但不要求非空 。
全文索引
用于文本搜索。
控制索引的列数
单列索引
只对单个列创建索引。
多列索引
对多个列创建复合索引，但查询 时需要满足复合索引的最左前缀 原则。
避免在索引列上使用函数或运算
01
避免在索引列上使用函数或运算 ，这会导致索引失效，从而影响 查询性能。
02
例如，应避免在索引列上使用 `UPPER()`、`LOWER()`、 `TRIM()` 等函数。
定期重建和重新组织索引
随着数据的插入、更新和删除，索引可能会变得碎片化，影 响性能。
定期重建和重新组织索引可以优化性能，并保持索引的健康 状态。
05
数据库索引的案例分析
案例一：使用索引优化查询性能
总结词
通过合理使用索引，可以显著提高数据库查询性能。
详细描述
在大型数据库中，如果没有索引，查询性能可能会变得很 差。通过创建合适的索引，可以快速定位到所需的数据， 大大减少查询时间。
全文索引
总结词
用于全文搜索的索引。
详细描述
全文索引是一种特殊的索引类型，主要用于全文搜索。全文索引将文本内容拆分成多个词汇，并建立词汇与记录 之间的对应关系，通过全文索引可以快速查找到包含特定词汇的记录。全文索引在文本搜索、内容筛选等方面具 有重要作用。
开学第一课-数据库原理及应用(MySQL版)-微课视频版-李月军-清华大学出版社
DBA(数据库管理员)
习
※如何设计数据库系统
实 验 (16 学 时）
三、学 什 么？
实验1 数据库和表的管理 实验2 数据查询 实验3 索引和视图 实验4 数据完整性 实验5 存储过程和存储函数 实验6 数据库的安全管理 实验7 数据库的备份与恢复 实验8 图书管理系统数据库设计
国家计算机技术与软件专业技术资格（水平）证书 数据库系统工程师
为什么要学习数据库？ 2、在人才培养方案中的地位
计算机科学与技术培养方案
1、结合Java尝试开发完整的 软件系统； 2、利用业余时间学习 Android开发； 3、学好如何设计数据库及一 种数据库管理系统的应用， 为从事DBA做准备。 4、为后续大数据课程学习作 好铺垫。
重点知识：
1.2.2 关系模型
课
1.3.2-1.3.3 数据库三级模式两级映射
学
难 点： 如何实现数据独立性
习
三、学 什 么？
第4章(4学时)
※数据操作命令实现
第2章(6学时)
理 论
第4章 重点知识：
第3章(6学时) 4.2 数据完整性及命令实现方法 4.3.2 关系代数的组合操作 4.1.1 元组关系运算
姓名 李红 张小伟
系号 1 2
课号 课名 1 数据库 3 数据结构
系号 1 2
系 计算机 信息管理
系主任 罗刚 李少强
学号 课号 成绩 1001 1 86 1001 3 90 2001 1 92 2001 3 86
三、学 什 么？
第8章（2学时）
※如何设计数据库系统
理
第9章 第10章
论
第8章
实体-联系模型
三、学 什 么？
数据库原理及应用(MySQL版)-教学大纲
《数据库原理及应用》课程教学大纲一、课程基本信息（一）课程代码：（二）课程中文名称：数据库原理及应用（三）课程英文名称：Principle and Application of Database（四）课程性质：专业基础课程（五）适用专业：计算机科学与技术、软件工程、大数据与人工智能（六）开课单位：（七）教学时间安排：第 5 学期（八）先修课程：计算机基础、高级语言程序设计（九）后续课程：网络程序开发、大数据技术原理及应用（十）学时、学分安排：《数据库原理及应用》是计算机类各专业的必修课，是一门重要的专业基础课。
原理部分以数据库技术的实际应用为目标，重点讲述数据库的基础知识、基本原理和基本技术；应用部分以数据库应用开发为主，介绍数据库应用系统的设计方法、步骤和范例。
通过本课程学习，使学生在掌握数据库系统基本概念、原理的基础上，能熟练使用SQL语言在某一个具体的数据库管理系统上进行应用操作；掌握数据库原理、方法及步骤，具有数据库设计以及应用数据库管理系统的基本能力。
达成支撑专业学习成果相应的指标点。
课程目标对学生能力要求如下：课程目标1. 逐步掌握科学的学习方法，阅读并理解数据库相关教材、参考书和科技文献，不断地扩展知识面，增强独立思考的能力，更新知识结构。
课程目标2. 掌握关系代数语言的使用；能够熟练使用SQL语句进行数据操纵和数据定义。
课程目标3. 了解关系模型的基本概念；掌握关系数据库规范化理论，能够利用分解算法将关系模式进行合理的分解；掌握数据库设计方法和数据库系统维护的相关概念和应用。
课程目标4. 能够在MySQL平台环境和开发工具下使用SQL语句进行数据操纵和数据定义。
课程目标5. 具备良好的沟通、表达和团队协作能力。
三、教学内容与课程目标的关系1.理论教学第1章数据库系统的基本原理章节学时：（总学时：4学时；理论学时：4学时；实验学时：0学时）具体内容：（1）数据库系统概述（数据库系统概念；数据管理技术的产生和发展；数据库系统特点）。
MySQL中的索引原理及创建方法
MySQL中的索引原理及创建方法引言：在数据库管理系统中，索引是一种重要的数据结构，能够提高数据存储与检索的效率。
MySQL作为一种关系型数据库管理系统，也采用了索引来加速查询操作。
本文将重点介绍MySQL中索引的原理和创建方法。
一、索引的概念及作用索引是数据库中用于提高查询效率的一种数据结构。
它能够快速定位到指定的数据行，避免了全表扫描的开销，从而加快了查询速度。
索引通常基于某个或多个列的值建立，并保存在内存中，供数据库引擎使用。
索引的作用主要体现在以下几个方面：1. 提高查询速度：通过索引可以快速定位到符合条件的数据行，避免了对整个表进行扫描的操作，大大加快了查询速度。
2. 加速排序：当使用索引进行排序操作时，可以直接根据索引中的顺序进行排序，而无需额外的操作。
3. 优化连接操作：当进行连接操作时，如果连接的列上有索引，可以大幅减少连接所需的资源和时间，提高查询效率。
4. 保持唯一性：通过在列上创建唯一索引，可以保证该列的值在表中的唯一性。
二、MySQL中的索引类型MySQL中支持多种索引类型，常见的有B-Tree索引、Hash索引和全文索引等。
1. B-Tree索引B-Tree索引是MySQL中最常用的索引类型，也是默认的索引类型。
它适用于各种查询条件，并且提供了高效的范围查询和排序功能。
B-Tree索引通过使用平衡树结构来组织数据，每个节点存储了多个键值及对应的指针，使得查询的时间复杂度为O(log n)。
2. Hash索引Hash索引适用于等值查询，如精确匹配某个列的值。
它通过计算列值的哈希值来确定存储位置，使得查询操作的时间复杂度为O(1)。
然而，由于哈希碰撞的问题，导致Hash索引不支持范围查询、排序和连接操作。
3. 全文索引全文索引适用于对大段文本进行模糊查询的场景。
它通过创建一个倒排索引，存储词语及其在文本中的位置信息。
全文索引可以对文本进行分词，并支持模糊匹配和全文搜索等操作。
索引的用法和原理
索引的用法和原理索引是一个重要的数据结构，常用于加快对数据的检索和搜索，包括文本搜索和数据库检索。
本文将介绍索引的用法和原理。
一、索引的定义索引是一个数据结构，它存储了数据的某些属性的值和对应的物理位置或指针。
通过索引可以更快速地访问数据，因为索引可以减少需要检索的数据量。
二、索引的作用1. 快速查找索引可以加速数据的查找和搜索，减少了查询时扫描全部数据的时间和资源消耗。
2. 提高更新速度索引可以有效地减少更新数据时需要的扫描数量，从而提高更新的速度。
3. 减少磁盘I/O次数索引可以减少访问磁盘的次数，降低磁盘I/O的消耗。
三、索引的类型1. B+树索引B+树索引是一种常见的索引类型，它是一棵平衡的树结构，具有时间复杂度为log(n)的查询和插入操作。
2. 哈希索引哈希索引是一种将键映射到散列表中的索引类型。
它具有常数时间的查询和插入操作，但不支持范围查询和排序。
索引一般采用B+树等树结构的数据结构，具有快速查找和排序的优势。
B+树的叶子节点存储实际的数据记录，而非叶子节点只存储记录的指针或物理地址。
这样可以减少磁盘I/O 的数量，提高索引的性能。
索引的维护是一种动态操作，包括索引的创建，更新和删除。
当数据变化时，需要对索引进行相应的调整，以保持索引的正确性和高效性。
3. 索引的优化为了提高索引的性能和效率，需要对索引进行优化。
可以通过使用覆盖索引减少需要的I/O次数，对于经常扫描的数据可以使用位图索引等。
五、索引的注意事项1. 索引过多会影响性能索引过多会影响写入性能，并且增加了索引维护的成本。
2. 索引的最佳实践在设计索引时，应根据数据的访问模式和查询需求调整索引的属性和数量。
对于经常使用的查询，可以采用复合索引等技术提高查询效率。
在使用索引时，应选择适当的索引类型和数据结构。
哈希索引适用于等值查询，而B+树索引适用于范围查询和排序。
总结：索引是一种重要的数据结构，可以加速数据的查询和搜索。
数据库索引原理
数据库索引原理
数据库索引是数据库中最重要的功能之一，它可以加快数据检索的速度，提高数据库的效率。
数据库索引的原理是，将数据表中的某一列（或多列）的值作为索引的键，并存储在另一个独立的索引表中。
当需要对数据表进行查询时，可以通过索引表来快速定位到数据表中的记录。
举例来说，如果一个数据表中有一列名为ID，该列用作索引，那么索引表中就会存储该ID列的值，以及指向数据表中相应记录的指针。
当有查询请求时，可以通过比较ID列的值，找到相应的指针，从而找到对应的记录。
另外，数据库索引可以分为单列索引、组合索引等。
单列索引是一种最简单的索引，它只使用一列来作为索引的键；而组合索引则使用多列作为索引的键，可以更加精细地定位到记录。
总之，数据库索引是一项重要的技术，在实际的数据库应用中，索引不仅可以加快查询速度，还可以提高数据库的性能。
如果没有索引，那么查询数据库将会变得非常缓慢，从而影响数据库的使用效率。
数据库原理及应用.索引
一、创建索引CREATE INDEX 语句用于在表中创建索引。
CREATE [ UNIQUE ] INDEX index ON tablename (field [ASC|DESC][, field [ASC|DESC], ...]) [WITH { PRIMARY | DISALLOW NULL | IGNORE NULL }]索引分为聚簇索引和非聚簇索引。
1.聚簇索引聚簇索引也叫簇类索引， 是一种对磁盘上实际数据重新组织以按指定的一个 或多个列的值排序。
由于聚簇索引的索引页面指针指向数据页面，所以使用聚簇 索引查找数据几乎总是比使用非聚簇索引快。
每张表只能建一个聚簇索引，并且 建聚簇索引需要至少相当该表 120%的附加空间，以存放该表的副本和索引中间 页。
聚簇索引确定表中数据的物理顺序。
聚簇索引类似于电话簿，后者按姓氏排 列数据。
由于聚集索引规定数据在表中的物理存储顺序，因此一个表只能包含一 个聚集索引。
但该索引可以包含多个列（组合索引），就像电话簿按姓氏和名字 进行组织一样。
汉语字典也是聚簇索引的典型应用，在汉语字典里，索引项是字 母+声调，字典正文也是按照先字母再声调的顺序排列。
聚簇索引对于那些经常要搜索范围值的列特别有效。
使用聚簇索引找到包含 第一个值的行后，便可以确保包含后续索引值的行在物理相邻。
例如，如果应用 程序执行的一个查询经常检索某一日期范围内的记录， 则使用聚集索引可以迅速 找到包含开始日期的行，然后检索表中所有相邻的行，直到到达结束日期。
这样 有助于提高此类查询的性能。
同样，如果对从表中检索的数据进行排序时经常要 用到某一列，则可以将该表在该列上聚簇（物理排序），避免每次查询该列时都 进行排序，从而节省成本。
建立聚簇索引的思想1、大多数表都应该有聚簇索引或使用分区来降低对表尾页的竞争，在一个高事 务的环境中，对最后一页的封锁严重影响系统的吞吐量。
2、在聚簇索引下，数据在物理上按顺序排在数据页上，重复值也排在一起，因 而在那些包含范围检查(between、<、<=、>、>=)或使用 group by 或 orderby 的查询时，一旦找到具有范围中第一个键值的行，具有后续索引值的行保证物理上毗连在 一起而不必进一步搜索，避免了大范围扫描，可以大大提高查询速度。
第1章-MySQL数据库原理与应用(微课版)-郭华-清华大学出版社
1.1.5 常见数据库简介
1. Oracle数据库 2. MS SQL Server数据库 3. MySQL数据库 4. DB2数据库
1.2数据库关系模型的设计
1.2.1 数据模型 数据由现实世界进入到数据库中存储通常需要经历现实世 界、信息世界和计算机世界三个阶段。
现实世界 认识、描述、表示
信息世界（概念模型） 抽象、数字化
第1章 数据库简介
本章的主要内容如下： 了解课程的定位及掌握数据库的基础知识 了解数据库的发展阶段、SQL语言命令和数据库访问接口 熟悉数据模型及其分类 重点掌握利用E-R图描述概念模型 重点掌握利用E-R图转换成关系模型 熟悉关系数据库的设计步骤
1.1 了解数据库的基本知识
1.1.1课程定位 《MySQL数据库原理与应用》是计算机应用技术相关专业 的一门专业必修课，主要内容有：数据库的基础知识， MySQL数据库的安装与配置，MySQL数据库的数据类型，数 据库的创建、删除、存储引擎，数据库的查询，数据库中 运算符的使用、数据库函数的运用，数据库存储过程、触 发器及索引，数据库视图及数据库权限的管理。
计算机世界（逻辑模型）
1.2.2 概念模型
1. 实体 2. 联系 （1）一对一关系 （2）一对多关系 （3）多对多关系 3. 属性、主键和域
1.2.3 E-R图
实体联系模型（entity relationship model）：也称E-R 模型或实体-联系方法，用于描述实体及其间关系的概念 模型。基本图形部件是矩形、椭圆形、菱形和线条。
小结
本章介绍了与数据库相关的数据、信息、数据库、数据库 管理员、数据库管理系统等基本概念,并论述了数据库技 术发展的四个阶段及各个阶段的特点,简要介绍了操作数 据库及数据表的 SQL语言命令和不同的数据库访问接口, 应用程序通过这些数据库访问接口直接与数据库进行信息 交互。同时也详细介绍了概念模型及 E-R 图的相关内容、 实体间的关系、数据库设计的6个阶段。本章的学习可为 后面数据库的学习打下基础。
数据库原理及应用教程(MySQL版)-实验素材及答案
数据库原理及应用教程（MySQL版）- 实验素材及答案第一章数据库的基本概念实验素材•数据库系统是由数据库和数据库管理系统（DBMS）组成的，数据库是用于存储和管理数据的集合，而DBMS是用于管理数据库的软件。
•数据是描述事物的符号记录，可以是数字、文字、图像等形式。
•数据库的特点包括永久存储、面向用户的数据抽象、数据的共享与并发控制等。
•数据库的应用领域非常广泛，包括企业管理、电子商务、金融服务等。
实验答案1.数据库系统是由数据库和数据库管理系统组成的。
数据库是用于存储和管理数据的集合，而数据库管理系统是用于管理数据库的软件。
2.数据是描述事物的符号记录，可以是数字、文字、图像等形式。
3.数据库的特点包括永久存储、面向用户的数据抽象、数据的共享与并发控制等。
4.数据库的应用领域非常广泛，包括企业管理、电子商务、金融服务等。
第二章数据库的逻辑结构实验素材•数据库的逻辑结构包括三层模式，分别是外模式、概念模式和内模式。
•外模式是用户对数据库的视图，它描述了用户所需要的数据的逻辑结构。
•概念模式是全局的逻辑结构描述，它描述了整个数据库的逻辑结构，是数据库设计的产物。
•内模式是数据库在存储介质上的存储结构，它是数据库管理系统的内部表示，对用户不可见。
实验答案5.数据库的逻辑结构包括三层模式，分别是外模式、概念模式和内模式。
6.外模式是用户对数据库的视图，它描述了用户所需要的数据的逻辑结构。
7.概念模式是全局的逻辑结构描述，它描述了整个数据库的逻辑结构，是数据库设计的产物。
8.内模式是数据库在存储介质上的存储结构，它是数据库管理系统的内部表示，对用户不可见。
第三章数据库的物理结构实验素材•数据库的物理结构指的是数据在存储介质上的存储方式，包括存储单位、磁盘存储和索引结构等。
•存储单位是数据库管理系统分配存储空间的最小单元，通常是一个数据块。
•数据库的物理结构设计是为了提高数据库的访问效率，如磁盘存储可以减少磁盘I/O操作，索引结构可以加快数据的查找速度。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
通过使用索引，可以在查询的过程中，使用优化隐藏器，提高系统的性能。
（2）索引缺点
创建索引和维护索引要耗费时间，这种时间随着数据量的增加而增加。
索引需要占物理空间，除了数据表占数据空间之外，每一个索引还要占一定的物 理空间，如果要建立聚簇索引，那么需要的空间就会更大。
索引有两种存储类型：B型树（BTREE）索引和哈希（HARSH）索引。其中B 型树为系统默认索引存储类型。
2. 索引的作用
（1）索引优点
通过创建唯一性索引，可以保证数据库表中每一
可以加速表和表之间的连接，特别是在实现数据的参考完整性方面特别有意义。
索引
1.索引概述 2.索引的作用 3.索引的特征
1. 索引概述
在MySQL中，索引其实与书的目录非常的相似，由数据表中一列或多列组 合而成，创建索引的目的是为了优化数据库的查询速度，提高性能的最常用的 工具。
所有MySQL列类型都可以被索引，对相关列使用索引是提高select操作性 能的最佳途径。
当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动态的维护，这样就 降低了数据的维护速度。
（3）索引特征
索引有两个特征，即唯一性索引和复合索引。 唯一性索引保证在索引列中的全部数据是唯一的，不会包含冗余数据。 复合索引就是一个索引创建在两个列或者多个列上。
3. 索引的分类
普通索引：在创建普通索引时，不附加任何限制条件。 唯一性索引：使用UNIQUE参数可以设置索引为唯一性索引。 全文索引：使用FULLTEXT参数可以设置索引为全文索引。 单列索引：在表中的单个字段上创建索引。 多列索引：多列索引是在表的多个字段上创建一个索引。