数据库概述.
《数据库》ppt课件
分布式存储、并行计算、数据挖掘等技术在大数据处理中的应用。
分布式数据库技术
分布式数据库概述
分布式数据库的定义、特点、架构和分类。
分布式数据库的关键技术
数据分区、数据复制、事务管理、负载均衡 等。
分布式数据库的应用场景
云计算、大数据处理、高可用性和可扩展性 应用等。
数据库技术的发展趋势与挑战
数据库技术的发展趋势
型、半结构化数据模型等。
概念数据模型（信息模型） 按用户的观点对数据和信息建模，如 实体-联系模型（E-R模型）。
物理数据模型
描述数据在存储介质上的组织结构， 它不但与具体的DBMS有关，而且还 与操作系统和硬件有关。
关系数据模型
关系数据结构
采用二维表来表示，简称表，由行和列组成。
关系操作
包括查询操作和插入、删除、修改等操作。查询操作又分为选择、 投影、连接操作。
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 等数据库对象的设计。
数据库管理工具与使用
常见数据库管理工
具
如SQL Server Management Studio、Oracle SQL Developer、 MySQL Workbench等，提供数 据库创建、管理、维护等功能。
04
数据库设计与管理
数据库设计概述
数据库设计的定义
01
数据库设计是指根据用户需求，运用数据库技术，设计
数据库结构、建立数据库及其应用系统的过程。
数据库设计的重要性
02
良好的数据库设计可以提高数据存储的效率，保证数据
的完整性和安全性，降低系统开发和维护的成本。
数据库设计的原则
03
包括一致性、完整性、安全性、可维护性、可扩展性等
《数据库概论》课件
关系数据库的软件系统。
特点
02
以表格形式存储数据，数据之间存在明确的关联关系，遵循一
定的数据完整性约束。
发展历程
03
从早期的层次数据库到关系数据库，再到现代的分布式数据库
和云数据库。
关系数据库管理系统的功能
数据存储
能够创建和管理关系数据 库，将数据以表格形式存 储在磁盘上。
数据检索
提供查询语言（如SQL） 用于检索、插入、更新和 删除数据。
反规范化设计
为了提高查询性能，适当增加冗余，简化数据操作。
三范式与范式之间的关系
第一范式（1NF）定义了关系的原子性；第二范式（2NF）定义了关系的主键和外键关系 ；第三范式（3NF）定义了关系的非主属性对主属性的独立性。
04
关系数据库管理系统
关系数据库管理系统的概述
定义
01
关系数据库管理系统（RDBMS）是一种用于存储、检索和管理
金融行业
用于银行、证券、保险等 金融机构的数据存储、处 理和分析，支持金融业务 的高效运转。
政府机构
用于政府办公自动化、电 子政务等领域，提高政府 服务效率和信息公开度。
05
数据库技术的发展趋势
大数据时代的数据库技术
大数据处理
随着大数据时代的来临，数据库技术也在不 断发展，以应对海量数据的存储、查询和分 析需求。
数据库设计的步骤
需求分析
收集、分析和整理业 务需求，明确数据需
求和功能需求。
概念设计
使用E-R图等工具，设 计数据库的概念结构
。
逻辑设计
将概念结构转换为逻 辑结构，如关系模型
。
物理设计
确定数据库的存储结 构、索引等物理属性
数据库——基本概念
数据库——基本概念⼀、概述（了解） 数据库（Database，简称DB） 数据库技术是计算机应⽤领域中⾮常重要的技术，它产⽣于20世纪，60年代末，是数据管理的最新技术，也是软件技术的⼀个重要分⽀。
简单的说，数据库就是⼀个存放数据的仓库，这个仓库是按照⼀定的数据结构（数据结构是指数据的组织形式或数据之间的联系）来组织、存储的，我们可以通过数据库提供的多种⽅法来管理数据库⾥的数据。
更简单的形象理解，数据库和我们⽣活中存放杂物的仓库性质⼀样，区别只是存放的东西不同。
数据库表（table） 数据表是关系数据库中⼀个⾮常重要的对象，是其他对象的基础，也是⼀系列⼆维数组的集合，⽤来存储、操作数据的逻辑结构。
根据信息的分类性情。
⼀个数据库中可能包含若⼲个数据表，每张表是由⾏和列组成，记录⼀条数据，数据表就增加⼀⾏，每⼀列是由字段名和字段数据集合组成，列被称之为字段。
每⼀列还有⾃⼰的多个属性，例如是否允许为空、默认值、长度、类型、存储编码、注释等。
例如： 数据（data） 存储在表中的信息就叫做数据。
数据库系统有3个主要的组成部分 1.数据库（Database System）：⽤于存储数据的地⽅ 2.数据库管理系统（Database Management System，DBMS）:⽤户管理数据库的软件。
3.数据库应⽤程序（Database Application）：为了提⾼数据库系统的处理能⼒所使⽤的管理数据库的软件补充。
数据库的发展史(五个阶段) 1.⽂件系统 数据库系统的萌芽阶段,通过⽂件来存取数据.⽂件系统是数据库系统的萌芽阶段，出现在上世纪五六⼗年代，可以提供简单的数据存取功能，但⽆法提供完整、统⼀的数据管理功能，例如复杂查询等。
所以在管理较少、较简单的数据或者只是⽤来存取简单数据，没有复杂操作的情况下， 2.层次型数据库 数据库系统真正开始阶段,数据的存储形式类似树形结构,所以也叫树型数据库. 3.⽹状数据库 数据的存储形式类似⽹状结构.从⼆⼗世纪六⼗年代开始，第⼀代数据库系统（层次模型数据库系统、⽹状模型数据库系统）相继问世，它们为统⼀管理和共享数据提供了有⼒的⽀撑在这个阶段，⽹状模型数据库由于它的复杂、专⽤性，没有被⼴泛使⽤。
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。
数据库系统概述总结
第一章、数据库系统概述(笔记）一、数据库基本概述1数据的概念数据是用来描述事物符号的记录，是指使用物理符号记录下来的，可以鉴别的信息。
2. 数据类型(1) 文本数据:数字/字母/特殊符号/汉字(2) 多媒体数据:视频/音频/图像3. 信息概念(1) 信息是对数据进行加工后获取到的内容，信息是有价值的，数据是杂乱无章的。
4. 数据库概念(1) 数据库的存储的数据的特点：永久存储、有组织的、可共享的。
5. 数据库管理系统概念(1) 专门用来建立和管理数据的一套软件，介于系统软件和应用软件之间的。
(2) 数据管理系统的功能:①数据操纵(DML)：对数据的增删改查②数据定义语言(DDL)：使用数据定义语言用来创建表格、索引，还可修改、删除数据对象。
③数据的运行管理功能:在数据库运行的过程中确保数据库的安全性、完整性和并发控制以及故障恢复。
④数据库的创建和维护功能：创建数据库、管理数据库的存储空间、备份和恢复、监控数据库的性能。
⑤数据的组织、存储和管理：⑥其它功能：6. 数据库系统的概念(DBS)(1) 计算机中引入数据库技术之后的系统，它的范围很大，包括：数据库、数据库管理员、数据库系统、用户、应用程序。
(2)二、数据库技术的发展数据库技术的发展分为三个阶段：1. 人工管理阶段：(1) 数据不保存(2) 应用程序管理数据(3) 面向应用、没有独立性和共享性2. 文件系统阶段(1) 实现了数据逻辑结构和物理结构的分离，实现了数据的物理独立性。
(2) 实现了数据可长期保存。
(3) 数据面向的特定的用户。
(4) 实现了文件级别的数据共享。
3. 数据库系统阶段开始出现了数据库管理系统，由于在文件系统阶段没有实现对数据统一的控制和管理，所以数据冗余度大，共享性差、独立性差。
(1) 数据集成：数据集成是对数据库管理的主要目的，降低数据的冗余度，提高数据的共享性。
(2) 数据共享好(3) 数据冗余度底(4) 数据的一致性(5) 数据独立性：包含物理独立性和逻辑独立性。
数据库基础概述综述
一、数据库基础概述当今社会是一个信息化社会，信息是社会上各行各业的重要资源。
数据是信息的载体，数据库是相互关联的数据集合。
数据库能利用计算机来保存和管理大量复杂的数据，快速而有效地为不同的用户和应用程序提供数据，帮助人们利用和管理数据资源，目前，数据库已经遍布我们生活的各个角落，如，学校的教学管理系统、图书管的图书借阅系统、飞机或火车的网络售票系统、银行的业务系统、超市的售货系统、公司的人事管理系统等等。
因此，了解数据库的相关概念，掌握数据库的基本操作是我们从事信息处理相关专业人员适应信息化的重要基础，数据库相关技术也是我们应该必须掌握的重要信息化处理工具！1.数据库系统概述1.1数据管理技术的产生和发展数据是现实世界中实体或客体在计算机中的符号表示。
数据不仅可以是数字，还可以是文字、图表、图像、声音、视频等。
每个组织都保存了大量的数据。
如，银行有关储蓄存款、贷款业务、信用卡管理、投资理财等方面的数据；医院有关病历、药品、医生、病房、财务等方面的数据；超市有关商品、、销售情况、进货情况、员工等方面的信息。
数据是一个组织的重要资源，有时比其他资源更珍贵。
因此必须对组织的各种数据实现有效管理。
数据管理是指对数据的分类、组织、编码、存储、检索和维护等操作。
数据库的核心任务就是数据管理。
数据库技术并不是最早的数据管理技术。
在计算机诞生的初期，计算机主要用于科学计算，虽然当时同样存在数据管理的问题，但当时的数据管理是以人工方式进行的，后来发展到文件系统，再后来才是数据库。
数据管理发展主要经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。
（1）人工管理阶段时期20世纪40年代中--50年代中产生的背景▪应用需求科学计算▪硬件水平无直接存取存储设备▪软件水平没有操作系统▪处理方式批处理特点▪数据的管理者：用户（程序员），数据不保存▪数据面向的对象：某一应用程序▪数据的共享程度：无共享、冗余度极大▪数据的独立性：不独立，完全依赖于程序▪数据的结构化：无结构▪数据控制能力：应用程序自己控制...…...…图1 人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系（2）文件系统阶段时期▪20世纪50年代末--60年代中产生的背景▪应用需求科学计算、管理▪硬件水平磁盘、磁鼓▪软件水平有文件系统▪处理方式联机实时处理、批处理特点▪数据的管理者：文件系统，数据可长期保存▪数据面向的对象：某一应用程序▪数据的共享程度：共享性差、冗余度大▪数据的结构化：记录内有结构,整体无结构（针对某一个应用）▪数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序▪数据控制能力：应用程序自己控制图2文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系（3）数据库系统阶段时期▪20世纪60年代末以来产生的背景▪应用背景大规模管理▪硬件背景大容量磁盘、磁盘阵列▪软件背景有数据库管理系统▪处理方式联机实时处理,分布处理,批处理特点▪数据整体结构化（面向全组织），整体是结构化的，数据之间具有联系▪数据的共享性高，冗余度低，易扩充，避免数据不兼容性和不一致性▪数据独立性高，物理独立性和逻辑独立性好。
《数据库概述》课件
部署和维护
4
将应用程序部署到生产环境并持续维 护。
需求分析
分析和确定数据库应用的具体需求。
程序开发
编写和测试与数据库交互的应用程序。
数据库应用程序的开发
1 Web应用
开发基于Web的数据库应用，方便用户通过浏览器访问和操作数据。
2 移动应用
开发移动应用，使用户可以随时随地对数据库中的数据进行操作。
2 数据操作
SQL可以用于插入、更 新、删除和查询数据库 中的数据。
3 数据定义
SQL还提供了定义数据 库结构和模式的功能。
数据库系统的组成
数据
存储在数据库中的数据，包 括结构和内容。
软件
数据库管理系统和其他应用 程序。
硬件
用于存储和处理数据库的计 算机和设备。
数据库应用开发
1
数据建模
2
设计和建立数据库的结构和模式。
数据库的作用
1 数据存储
数据库提供可靠的数据 存储，使数据不易丢失 或损坏。
2 数据管理
通过数据库，可以对数 据进行高效的管理和组 织。
3 数据分析
数据库可以支持复杂的 数据查询和分析，帮助 做出更明智的决策。
数据库分类
关系型数据库
通过表格和关系建立之间的连接来组织数Байду номын сангаас。
非关系型数据库
以不同方式组织和存储数据，适用于不同类型的 数据和应用场景。
关系型数据库
引入了关系模型，使数据之间的关系 更清晰和直观。
关系型数据库管理系统(RDBMS)
数据组织结构 ACID特性
事务管理
使用表格和关键字建立数据之间的关系。
提供原子性、一致性、隔离性和持久性的数据 操作。
数据库基础理论
(3) 数据库管理系统：是管理、维护数据库数据的一组软件。
2.信息与数据
数据与信息在概念上是有区ห้องสมุดไป่ตู้的。
从信息处理角度看，任何事物的属性都是 通过数据来表示的，数据经过加工处理后，使 其具有知识性并对人类活动产生决策作用，从 而形成信息。
数据处理的目的是从大量的、原始 的数据中获得人们所需要的资料并提取有 用的数据成份，作为行为和决策的依据。
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1.1.2 数据管理的三个阶段
(1) 人工管理（50年代中期以前）： 计算机代替了人的手工劳动，但数据不独立，没有软件
系统对数据进行管理。
人工管理阶段出现在计算机应用于数据管理 的初期。由于没有必要的软件、硬件环境的支 持，用户只能直接在裸机上操作。当数据有所 变动时程序则随之改变，独立性差；另外，各 程序之间的数据不能相互传递，缺少共享性， 因而这种管理方式既不灵活，也不安全，编程 效率较差。
1.4.2 表间关联关系的类型 在一个关系数据库中，若想将依赖于关
系模型建立的多个数据表组织在一起，反映 客观事物数据间的多种对应关系，通常将这 些数据表放入同一个数据库中，并建立表间 关联。
在同一个数据库中，相关联的表间关系 的类型有一对一、一对多和多对一3种关系。
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1．一对一关系
• 有一个以上的结点无双亲。 • 至少有一个结点有多个双亲。
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1.2.3
关系模型（Relational Model）的 所谓“关系”是有特定含义的。广义地 说，任何数据模型都描述一定事物数据 之间的关系。
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二、数据库系统的组成
4、应用系统
以数据库为基础开发的各种应用程序。
5、有关人员
主要包括： 数据库管理员（DBA）、系统分析员、 数据库设计人员、应用程序员和用户。
5 数据库
5.1 数据库系统概述 5.2 数据模型 5.3 关系模型 5.4 关系数据库 5.5 常见关系数据库管理系统简介
5.1 数据库系统概述
一、数据管理技术的发展
数据管理主要面向非数值数据的处理 问题，这类数据的特点是数据量大，数据 处理的内容主要是数据的分类、组织、编 码、存储、检索和维护等。
主要包括： 数据库管理系统（DBMS） 操作系统 应用开发工具等
数据库管理系统（DBMS）
(重点)
数据库管理系统（ DBMS）是管理和控制 数据库的系统软件。
DBMS是数据库系统的核心软件。
功能：数据定义
（建立数据库，DDL语言）
数据操纵
(数据查询、更新，DML语言）
数据库管理和控制功能
DBMS（数据库管理系统）
三、数据库系统的特点（重点）
1.数据结构化 2.数据共享性高，冗余度低 3.程序和数据具有比较高的独立性 4.为用户提供了良好的接口 5.统一和管理控制数据 6.系统灵活，易于扩充
四、数据库系统的体系结构（重点）
从DBMS角度来看，数据库的体系结构是数据 库的一个总框架，它是一种三级模式和二级 映象结构。这是数据库内部的系统结构。
六、数据库技术的发展
1、数据模型的发展
层次模型 网状模型 关系模型 面向对象模型
六、数据库技术的发展
2、数据库系统体系结构的发展
单机结构 集中式结构 客户机/服务器结构（C/S结构） 浏览器/服务器结构（B/S结构）
六、数据库技术的发展
3、目前数据库技术面临的挑战
(1)信息化社会进程加快，信息量剧增，大量 信息来不及处理
3．内模式（Internal Schema）
又称物理模式或存储模式。用来记录数据库在存 储介质上的安排与存储方式。
（2）二级映象
外模式/模式映象
它表达了用户数据库和概念数据库之间的对 应关系。
模式/内模式映象
它表达了概念数据库和物理数据库之间的对 应关系。
五、数据库系统的应用
1.银行业务系统 2.超市销售系统 3.学校教学管理系统 4.图书管理系统 ……
随着计算机技术的不断发展，数据管 理一共经历了下面三个阶段。
1、人工管理阶段（50年代中期以前） 2、文件系统阶段（50年代中期至60年代中期）
3、数据库系统阶段（60年代后期以来）
数据结构化 数据的共享性高、冗余度低、易于扩充 数据独立性高 数据由DBMS统一管理和控制
二、数据库系统的组成 （重点）
1、数据库 2、硬件支持系统 3、软件支持系统 4、应用系统 5、有关人员
二、数据库系统的组成
1、数据库
数据库是以一定的数据模型进行组织，长期存 放在外存储器（如硬盘）上的一组可共享的相关 数据集合。
2、硬件支持系统
主要是存储和运行数据库系统的计算机硬件 设备。
二、数据库系统的组成
3、软件支持系统
(2)数据类型多样化和一体化
传统的数据库系统：以字符格式表示数据 新的数据库系统：要求能处理文字、图形、视频、
声音、动画等。 （如：地图、地质图、空间或平面图、
机器人控制、医学图像等）
六、数据库技术的发展
3、目前数据库技术面临的挑战
(3)数据库的安全问题 (4)对不确定和不精确的模糊信息的处理 (5)对数据的理解和知识获取 （知识发现）
从数据库最终用户角度来看，数据库结构可 分为单机结构、集中式结构、C/S结构、B/S 结构等，这是数据库外部的体系结构。
数据库的体系结构：三级模式和二级映像
应用程序1 应用程序2 应用程序3 应用程序4 应用程序5
外模式A
外模式B
外模式/模式映象A 外模式/模式映象B
概念模式 模式/内模式映象
六、数据库技术的发展
4、发展趋势：多学科与数据库技术结合
分布式数据库 面向对象数据库 并行数据库 工程数据库 空间数据库 多媒体数据库 主动数据库 模糊数据库 ……
5.2 数据模型 (重点)
一、数据模型的概念
模型：现实世界特征的模拟和抽象。 数据模型：现实世界数据特征的抽象。
作用： 将现实世界中存在的事物以及事物之间的联系
抽象出来，加以描述、处理，用以提供有用信息。
客观事物及其联系 抽象
概念模型
抽象
现实世界 信息世界
数据模型
计算机世界
现实世界数据抽象为数据模型
二、概念模型
概念模型是从现实世界到计算机世界的 一个中间层次，是一种信息世界的模型。
特点：使用简单的概念，清晰的表达方 式来直观表达应用对象及语义的关联，便于 用户理解。且使所描述的问题和具体的计算 机无关。 E-R数据模型（Entity-Relationship data model），即实体—联系数据模型。
（1）概念模型涉及的基本概念
（1）实体：客观世界中存在的且可相互区分的事物。 （2）属性：实体或联系所具有的性质。 （3）码：唯一标识实体的属性集。 （4）域：属性的取值范围。 （5）实体型：具有相同属性的实体必然具有共同的特
征和特性。用实体名和属性名的集合来抽象刻画同 类实体，成为实体型。 （6）实体集：同型实体的集合。 （7）联系：现实世界中事物之间的联系抽象到信息世 界反映为实体之间的各种联系。
数据库管 理系统
内模式 OS
数据库
（1）三级模式
1．概念模式（Conceptual Schema）
又称模式，是数据库设计者综合所有用户数据， 按照统一的观点构成的全局逻辑结构。
2．外模式（External Schema）
又称子模式或用户模式。是用户与数据库的接口， 也是应用程序可见的数据描述。外模式是概念模式的 一部分（子集）。
联系
A
两个实体集之间的联系：一对一联系、 1
一对多联系、多对多联系。
联
1:1联系 （one-to-one )
系
如果对于实体集A中的每一个 名
实体，B中至多有一个实体与之
有联系，反与班长 校长与学校
B
1：m 联系(one-to-many)