数据库技术基础
数据库技术 PDF教材
数据库技术 PDF教材数据库技术是计算机科学的重要分支，其核心是管理和处理数据。
数据库技术可以应用于各种应用程序，包括电子商务，金融业，医疗和物流等领域。
本文将介绍数据库技术的基础知识以及数据库管理系统的设计和实现。
一、基础知识1. 数据库数据库是一个存储、管理和处理数据的容器。
数据可以是文本、图像、视频或其他形式的信息。
数据库可以分为关系型数据库和非关系型数据库。
关系型数据库使用表格来存储数据，表格中的每一行表示一个记录，每一列表示一个字段。
关系型数据库还包括索引和约束等概念，以提高查询性能和数据完整性。
非关系型数据库则不使用表格，而是使用键值对、文本文档或图形对象等方式存储数据。
2. 数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）是一种软件工具，用于管理数据库。
DBMS 提供多种功能，包括数据存储、数据检索、安全控制、备份和恢复等。
常见的 DBMS 包括 MySQL、Oracle 和SQL Server 等。
3. SQLSQL（Structured Query Language）是一种用于管理和操作关系型数据库的语言。
使用 SQL，可以执行各种任务，包括创建数据库、创建表格、插入数据和查询数据等。
二、数据库设计和实现1. 需求分析在设计和实现数据库之前，需要进行需求分析。
需求分析确定应用程序需要存储哪些数据，以及这些数据如何关联和组织。
例如，在一个电子商务网站中，需要存储客户信息、订单信息和产品信息等。
2. 数据库设计数据库设计是一个关于如何组织数据的过程。
设计包括确定表格、字段和数据类型等信息。
这些信息可以通过各种建模工具（如实体关系模型）来表示。
设计一个好的数据库可以提高数据的可管理性、安全性和可扩展性。
3. 数据库实现数据库实现将设计转化为实际代码。
实现步骤包括创建表格、插入数据和执行查询等操作。
数据库实现需要选择合适的 DBMS，并且按照 DBMS 的规则来编写SQL 代码。
在编写代码前，需要考虑数据类型、键、索引和约束等因素。
《数据分析与可视化实践(第三版)》数据库技术基础
系与系主任 专业与学生
学生与课程
概念模型的表示方法-E-R图
❖实体－联系方法(Entity-Relationship Approach， E-R方法) ：1976年由P.P.S.Chen
❖ E-R图的基本图素
▪ 矩形框：实体
– 菱形框：联系
▪ 椭圆形框：属性 – 直线：连接
❖ 画E-R图的步骤
① 确定实体
的独立性高
❖缺点
▪ 查询效率不如非关系模型
3.1.4 数据库技术的发展
❖ 数据模型 ▪ 表达更复杂数据结构 ▪ 更强的语义表达能力
❖ 数据库技术与多学科技术相互渗透、相互结合 ▪ 面向对象数据库 ▪ 分布式数据库 ▪ 专家数据库 ▪ 多媒体数据库 ▪ 嵌入式数据库
❖ 巨型与超巨型数据库技术 ▪ 数据仓库 ▪ 数据挖掘技术 ▪ 大数据技术
3．1．2 数据库与数据库系统
❖ 1．数据库
▪ 数据库（Database，简称DB），存放数据的仓库， 这个仓库建立在计算机存储设备之上，里面的数据 按一定的格式进行存储
▪ 具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点
❖ 2. 数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS） ▪ 为管理数据库而设计的软件系统，负责数据库的建 立、使用和维护 ▪ 主要功能： ▪ （1）数据库定义 ▪ （2）数据组织、存储和管理 ▪ （3）数据存取 ▪ （4）数据库事务管理和运行管理(数据的完整性、 安全性控制、并发控制、数据库恢复机制） ▪ （5）数据库的建立与维护
▪ 概念模型 ▪ 数据模型
2、概念模型
(1) 实体（Entity）
客观存在并可相互区别的事物称为实体。
可以是具体的人、事、物或抽象的概念。
数据库技术及应用-数据库基础知识
数据库技术及应用-数据库基础知识数据库技术及应用数据库基础知识在当今数字化的时代，数据的重要性日益凸显，而数据库作为管理和组织数据的核心技术，其应用范围广泛，涵盖了从企业管理到个人日常生活的各个领域。
接下来，让我们一起深入了解数据库的基础知识。
数据库，简单来说，就是一个有组织的数据集合，它可以帮助我们有效地存储、管理和检索大量的数据。
想象一下，你有一个装满各种物品的仓库，为了能够快速找到你需要的东西，你会把它们分类整理，贴上标签，记录它们的位置和相关信息。
数据库就像是这个仓库，只不过里面存放的是数据，而不是实物。
数据库管理系统（DBMS）是用于管理数据库的软件。
它就像是仓库的管理员，负责数据的存储、检索、更新、删除等操作，并确保数据的安全性、完整性和一致性。
常见的数据库管理系统有 MySQL、Oracle、SQL Server 等。
数据库的模型有多种，其中最常见的是关系型数据库模型。
在关系型数据库中，数据被组织成一张张二维表格，称为关系表。
每一张表都有特定的列（也称为字段）和行（也称为记录）。
例如，在一个学生信息表中，列可能包括学号、姓名、年龄、性别等，而每一行则代表一个学生的具体信息。
关系型数据库遵循一系列的规则和约束，以确保数据的准确性和可靠性。
其中，主键是用于唯一标识表中每一行的字段，外键则用于建立不同表之间的关联。
通过这些关联，可以在多个表之间进行数据的查询和操作，实现数据的整合和共享。
数据库的操作主要包括数据的插入、查询、更新和删除。
插入操作用于向表中添加新的数据；查询操作用于从表中获取满足特定条件的数据；更新操作用于修改表中已有的数据；删除操作则用于删除表中的数据。
这些操作通常使用结构化查询语言（SQL）来完成。
SQL 是一种专门用于与数据库进行交互的语言，它具有简单易学、功能强大的特点。
通过 SQL 语句，我们可以轻松地实现各种复杂的数据操作。
例如，要查询年龄大于 20 岁的学生信息，可以使用以下 SQL 语句：｀｀｀sqlSELECT FROM students WHERE age ＞ 20;｀｀｀数据库的设计是构建一个有效数据库的关键步骤。
第4章 数据库技术基础
数据库技术基础1.1 数据库技术基本概念1.11 信息，数据与数据处理（1）信息：信息是现实世界事物的存在方式或运行状态的反映。
信息具有可感知，可存储，可加工，可传递和可再生的自然属性。
（2）数据：数据时描述现实世界事物的符号标记，是指用物理符号记录下来的可以鉴别的信息，数据的多种表现形式都可以经过数字化后存入计算机。
（3）信息与数据的关联：数据是信息的符号表示，或称载体；信息是数据的内涵，是数据的语义解释。
（4）信息处理的基本环节：人们将原始信息表示成数据，称为源数据，然后对这些源数据进行汇集，存储，综合，推导，从这些原始的，杂乱的，难以理解的数据中抽取或推导出新的数据，称为结果数据。
信息的价值与它的准确性，及时性，完整性和可靠性有关。
1.12 数据管理技术的发展和数据库方法的特征（1）数据管理技术的产生和发展数据管理技术是指对数据的分类，组织，编码，存储，检索和维护的技术。
数据管理技术经历了人工管理，文件系统和数据库系统三个阶段。
（2）数据库系统方法的特征a. 数据库系统自描述特点：数据库系统不仅包括数据库数据本身，还包括了定义和说明数据库数据的结构和约束条件。
b. 数据结构化：数据库使用数据模型来描述整个组织的数据结构，在描述数据时不仅描述数据本身，还要描述数据之间的联系，但对用户隐藏了数据存储和实现的细节。
c.数据共享性高，冗余度小，易扩充：数据库数据是面向整个系统的，为用户提供更广泛的数据共享，大大减小了数据的冗余度，避免了数据之间的不相容性和不一致性。
d. 数据独立性高：在数据库方法中，存储在数据库的数据词典中的数据文件结构与访问它的程序之间是相互分离的；通常把这种性质称为程序-数据独立性。
e. 统一的数据管理和控制：数据库对系统中的用户来说是可以同时存取的共享的资源，它由DBMS进行统一的数据管理。
1.13 数据库，数据字典，数据库管理系统，数据库系统（1）数据库DB与数据字典DD数据库是按一定的结构组织，并可以长期储存在计算机内，具有某些内在的含义的，在逻辑上保持一致的，可共享的大量数据集合。
第1章 数据库技术基础
1.2
数据模型
1.2.1 三个不同世界中事物的描述 1.现实世界:人们通常所指的客观世界,事物及其联系就处在 这个世界中. 2析后,在 头脑中形成的印象与概念.涉及的概念有: a.实体:信息世界中客观存在,并可以相互区别的事物; b.属性:用于描述实体的某些特征; c.联系:实体之间联系(一对一联系,一对多联系,多对 多联系). 3.实体的联系种类: (1)一对一联系(1:1) :若实体集A中的每个实体至多和实体 集B中的一个实体有联系,则称A与B具有一对一的联系,反过 来亦此.一对一的联系记作1:1.
2.关系模型的基本特点: a. 关系中的每一个数据项是原子项; b.同一关系中不能出现完全相同的属性名; c.关系的每一列上,属性值应取自同一值域; d.同一关系中不允许出现完全相同的元组; f. 行,列位置无关; g.关系运算结果仍为关系.
3. 关系模型支持的三种基本运算:选择,投影,连接 选择,投影, 选择 根据给定的条件,从一个关系中选出一个或多个元组(表 中的行)组成一个新关系的运算. 投影 一个关系中选择某些特定的属性(表中的列)重新排列组 成一个新关系的运算. 连接 从两个或多个关系中选取属性间满足一定条件的元组,组 成一个新关系的运算.
关系完整性
一,什么是关系的完整性 关系模型完整性规则是对关系某种约束条件. 二,关系模型中的三种完整性约束 (1)实体完整性:实体完整性规则比较容易理解,它 可以表述为:若属性A是基本关系R的主属性,则属性A不 能取空值. (2)参照完整性:现实世界中的实体往往存在某种联 系,在关系模型中实体与实体间的联系都是用关系来描述 的.这样就自然存在着关系与关系间的引用. (3)用户定义的完整性:用户定义的完整性就是针对 某一具体关系数据库的约束条件.它反映某一个具体应用 所设计的数据必须满足的语义要求.
数据库技术的基础与应用
数据库技术的基础与应用随着信息化和数字化发展的加速，数据成为了企业最重要的资产之一。
而对于企业来说，如何管理和利用这些数据，是实现业务目标和推动企业发展的关键。
数据库技术就是解决数据管理和利用问题的一项重要技术。
本文将从数据库技术的基础入手，逐步深入，介绍其应用和发展趋势。
基础篇：数据库的基本概念和分类数据库是按照一定的数据模型组织、描述和存储大量数据的集合。
其最基本的组成部分是表，表是一组数据的集合，每个数据都有其对应的属性和取值。
表可以通过关系模型进行连接，形成更复杂的查询和分析。
常见的关系型数据库管理系统（RDBMS）有Oracle, MySQL, SQLServer等，这些系统都采用SQL （Structured Query Language）作为操作数据库的语言。
此外，还有非关系型数据库管理系统（NoSQL），其思想是尽量简化数据库的结构和数据处理过程，以提高系统的性能和灵活性。
其中比较常见的类型有面向文档的NoSQL数据库（如MongoDB）、面向列的NoSQL数据库（如Hbase）和图数据库（如Neo4j）等。
应用篇：数据库在企业中的应用数据库技术在企业中有着广泛的应用，它可以帮助企业提高运营效率、促进决策制定、提升竞争力等。
下面列举几个实际应用场景：1.电商平台中的订单管理。
电商平台中，订单数据是非常重要的，它涉及到物流、客户服务等方方面面。
通过将订单数据存放在数据库中，并进行相关的管理和分析，可以帮助企业实现对订单的快速响应和处理。
2.金融行业中的交易数据处理。
金融行业中，交易数据的处理是至关重要的。
通过使用数据库管理系统，可以对海量数据进行处理和分析，为投资决策、风险控制、交易结算等提供支持。
3.医疗行业中的病例管理。
医疗行业中，病历数据是病人诊治的基础。
通过采用数据库技术，可以快速高效地收集、存储、管理和查询病历数据，为医生提供决策支持和医疗服务。
趋势篇：数据库技术的发展趋势数据库技术在不断发展，目前在大数据、人工智能、云计算等领域有了新的变化和进展。
数据库技术的基础
数据库技术的基础数据库技术是管理和组织数据的一系列工具、原则和方法的集合，其基础涵盖以下几个关键方面：1.数据模型：数据库技术的基础之一是数据模型，它定义了数据的组织方式和结构。
常见的数据模型包括关系型模型（如SQL数据库）、层次模型、网络模型和面向对象模型。
其中，关系型模型是应用最广泛的模型之一，它使用表格（表）来组织数据。
2.数据库管理系统（DBMS）：DBMS是管理数据库的软件系统，负责数据的存储、检索、更新和管理。
它提供了一系列功能和工具，允许用户对数据库进行操作。
常见的DBMS包括MySQL、Oracle、SQL Server、PostgreSQL等。
3.数据语言和查询：数据库技术涉及使用特定的数据语言进行数据操作。
SQL（Structured Query Language）是最常用的数据查询语言，用于检索和操作关系型数据库中的数据。
4.数据完整性和约束：数据库技术强调数据的完整性和约束条件。
这意味着数据库中的数据必须符合预定义的规则和限制，以确保数据的一致性和准确性。
5.索引和性能优化：数据库技术包括优化数据检索和操作的方法。
索引是其中之一，它能加速数据查询操作，提高数据库性能。
性能优化还涉及选择合适的数据存储方式、查询优化等方面。
6.事务处理和并发控制：数据库技术关注数据的事务处理能力和并发控制。
事务确保数据库操作的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID特性），并发控制管理多个用户同时访问数据库时的数据一致性。
7.数据安全和隐私：数据库技术强调数据的安全性和隐私保护。
这包括身份验证、权限管理、加密技术等措施，以保护数据不受未经授权的访问或恶意攻击。
8.数据备份和恢复：数据库技术需要考虑数据备份和恢复策略，以防止数据丢失或损坏。
定期备份数据库是确保数据安全性和可靠性的重要步骤。
数据库技术的发展不断演进，涵盖了更多的领域和新技术，如分布式数据库、NoSQL数据库、大数据处理等。
这些基础概念和技术组合起来，构成了现代数据库管理和数据处理的基础。
大数据技术专业《数据库技术基础》课程标准
贵州XXX学院《数据库技术基础》课程标准（2023年版）《数据库技术基础》课程标准一、课程信息二、课程性质和功能定位（一）课程性质本课程是大数据技术应用专业的一门必修的专业基础课程。
通过本课程的学习，让学生了解计算机数据管理的发展，数据库系统基础与数据库系统应用之间的关系;掌握数据库系统原理，掌握SQL语句的使用，会使用简单的关系型DBMS继续进行数据处理和应用系统设计及关系数据库管理系统MySQL的使用方法。
（二）课程的功能定位全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，满足国家发展战略对人才培养的要求。
以就业为导向，以职业岗位能力为核心，依托计算机行业发展，按照企业实际需求和学校实际情况与专业特点，设计人才培养方案和课程体系，并对接职业标准开发课程标准，聘请企业的相关技术人员为兼职教师，合理设置各个教学环节，引入企业真实项目，实施项目教学。
同时积极探索校企合作之路，构建“课堂与实习实训结合、学校教育与企业教育结合、在校成长与职场成长结合”的“三结合”（课程标准与职业标准相融合、教学过程与工作过程相融合、教学情境与工作场境相融合）人才培养模式。
三、设计思路本课程是依据任务引领型项目设置的。
其总体设计思路是立足于实际能力培养，对课程内容的选择标准作了根本性改革，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以任务为中心组织课程内容，并让学生在完成具体学习模块过程中学会完成相应任务，并构建相关理论知识，发展职业能力。
本课程最终确定了以下学习模块:数据库的建立与基本维护、数据库管理、简单程序设计、设计查询与视图、设计报表与标签、设计应用程序界面、设计应用程序菜单系统。
模块设计以工作任务为线索来进行。
教学过程中，采取理实-体教学，给学生提供实践机会。
在每个知识模块中根据知识体系设立相应的学习任务，学生在轻松完成每个任务的过程中掌握到技能，学习到知识。
四、课程目标课程的培养目标是……。
（一）知识目标(1)了解数据库系统基础知识;(2)掌握MySQL 数据库的基本操作:(3)掌握数据完整性相关的概念和应用操作;(4)掌握SQL 语言的数据定义、数据查询和数据操纵的格式及功能;（二）素质目标培养学生克服困难的精神、理论应用于实践和解决实际问题的能力，为今后的软件系统开发与网站开发类课程学习打下良好的基础。
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表3数据查询调查表 科室或单位名称： 调研人： 业务人或岗位名称： 调研日期：
序号 查询 查询 查询 查询 查询 备注 内容 格式 频率 权限 建议
填表人：
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审查日期：
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表4 需求调查表 科室或单位名称： 调研人： 业务人或岗位名称： 调研日期：
交叉重复 的业务 无法理顺的业务 旧系统中不满意的地方 旧系统中满意的地方 对不满意的改进建议 希望新系统补充的功能 最需要计算机取代的手工劳动
student char
cno
course char
第8页/共49页
length
8 8 6
索引（学号）
sno
sname
20080010 张明
20080011 李虎
20080012 宋丽
20080013 王英
ssex 男 男 女 女
sage 22 23 22 20
年龄 索引
sage 20 22 23
本课程教授内容
• 第一章 • 第二章 • 第三章 • 第四章 • 第五章
应用数据库系统开发技术 6
分布式数据库 12
面向对象数据库 4
空间数据库
4
时态数据库
4
第1页/共49页
推荐教材
• 汤庸，叶小平.高级数据库技术与应用.高等教 育出版社.2008.2
• 王能斌. 数据库系统原理下册.出版社：电子工 业出版社.2002年2版
职工存款库
工资报表生成 程序
存取款处理 存取款清单打印
工资报表
存取款清单
第15页/共49页
领导及职 工签名
数据内容、格式、及处理量调查
表1业务项目描述表 科室或单位名称： 调研人： 业务人或岗位名称： 调研日期：
业务 业务 业务 业务 业务 备注 名称 简介 来源 去向 流量
第16页/共49页
表2数据录入调查表 科室或单位名称： 调研人： 业务人或岗位名称： 调研日期：
执行时间 窗体处理器 查询处理器 报表书写器 过程语言执行时间
开发人员
应用程序
应用程序
用户
图1数据库系统的组件 第5页/共49页
数据库包含的4个要素
用户数据: 用户希望此系统保存和使用的数据。 元数据: 数据库自身结构描述的数据。 索引: 为了改变数据库的性能和可访问性所增 加的一组辅助性数据。 应用元数据: 用来存放用户表格，报表，查询 和其他形式的应用组件。
• 邵佩英.分布式数据库系统及应用.出版社：科 学出版社.2005年2版
• David M.Kroenke著、施伯乐等译. 数据库处 理—基础设计与实现.出版社：电子工业出版 社.2003年8版
第2页/共49页
成绩
• 1 平时作业（30） • 2 考试成绩 （70）
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第一章 应用数据库系统开发技术
第6页/共49页
用户数据
STUDENT
sno
sname
ssex
20080010 张明
男
20080011 李虎
男
20080012 王英
女
sage 21 23 20
cno 872301 872401
COURSE
cname proc 数据库 860101 系统结构 860102
credit 3 2
第7页/共49页
第11页/共49页
概念结构设计策略
需求 全局概念模式
子需求
子需求
子需求
概念模式 概念模式 概念模式
概念模式
概念模式
概念模式 概念模式 概念模式 概念模式
• 自顶向下策略
概念模式
概念模式
全局概念模式
自底向上策略
第12页/共49页
第3节.数据建模
• 一、 需求分析常用方法 • 1 组织机构及岗位职责调查 • 2 业务流程调查 • 3 数据内容、格式、及处理量调查
sno
20080013 20080010，20080012
20080011
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三个子系统
• 设计工具子系统: 它有一个方便数据库及其应用产 生的工具箱集，典型的包含产生表，窗体，查询和 报表的工具，DBMS还提供编程语言和对编程语言 的接口。此部分功能通常由数据定义语言（DDL） 实现,完成数据库定义功能。
第10页/共49页
第2节. 开发方法
• 开发数据库的策落有两种：自顶向下和自底向 上。
• 自顶向下是从一般到特殊，它开始于对组织战 略目标、完成这些目标的方法、达到这些目标 必须完成的需求和需要提供这些信息的系统的 研究，从这些研究可以构造抽象数据模型。
• 自底向上方式、采用与抽象相反的方式进行。 开始于开发特定系统的要求,然后把每一个开 发好的子系统逐步集成,直到完成整个系统。
元数据(sys tables 表)
Table name Number of columns Primary key
student 4
sno
course
4
cno
sc
4
Sno,cno
Syscolumns 表
Column name
Table name
Data type
sno
student char
sname
• 数据库系统的组成 • 开发方法 • 数据建模 • 数据规范化 • 数据模型到关系数据库的映射 • 系统安全设计
第4页/共49页
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一节 数据库系统的组成
数据库
用户数据 元数据 索引和其它系统数据 应用元数据
设计工具 表生成工具 数 据 窗体生成工具 库 引 查询生成工具 擎 报表生成工具 过程语言编译器
• 运行子系统: 它处理用设计工具开发的应用组件， 此外还有一种运行组件，由它处理应用程序读写数 据库数据的请求。此部分功能通常由数据操纵语言 （DML）实现、完成数据库存取功能。
• DBMS引擎: 它介于设计工具子系统及运行子系统 和数据库本身之间。DBMS引擎从其它两个组件接 受请求，并把它们翻译成对操作系统的命令，从而 读写物理介质上的数据。DBMS引擎还涉及事务管 理，锁定、备份和恢复。此部分功能通常由数据控 制语言（DCL）实现、提供数据库例行程序。
第13页/共49页
组织机构调查
总公司
总经办
技术部
生产部
营销部
热处理车间
机加1
机加2
装配
钳工 锻工 车工 第14页/共49页
岗位职责1 岗位职责2 … 岗位职责n
输入考勤表
计算工资业务流程
考勤文件
奖金发放标准
输入工作实绩表 输入扣除款表
工作业绩文件
扣除款文件 银行帐管理
计算工资 实发工资库
工资 档案 库