数据库原理
数据库原理PPT课件
模式
也称为逻辑模式或概念模 式，定义了数据库中所有 数据的逻辑结构和关系。
内模式
也称为物理模式或存储模 式，描述了数据在物理存 储介质上的组织结构和存 储方式。
数据库管理系统
数据定义语言（DDL）
数据控制语言（DCL）
用于定义数据库中的各种对象，如表、 视图、索引等。
用于控制对数据库中数据的访问权限 和安全控制。
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目录
• 数据库概述 • 数据库系统结构 • 数据库设计 • 关系数据库 • 数据库管理系统实现技术 • 数据库新技术与发展趋势
01 数据库概述
数据库的定义与作用
数据库的定义
数据库是一个长期存储在计算机 内的、有组织的数据集合，它能 为多种应用提供数据服务。
数据库的作用
数据库用于存储、检索、更新和 管理大量数据，支持企业或组织 的运营和决策。
NoSQL数据库具有可伸缩性强、灵活 性高和可靠性好等优点，可以满足大 规模数据处理和实时分析的需求。
03
NoSQL数据库的挑 战
NoSQL数据库面临着数据一致性、查 询效率和标准化等挑战，需要进一步 研究和标准化工作。
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关系数据库标准语言SQL
SQL定义
SQL（Structured Query Language）是用于管理关系数 据库的标准编程语言，它包括数 据查询、数据操作、数据定义等
方面的命令。
SQL的主要功能
SQL的主要功能包括表格的定义 和维护、数据的查询和检索、数 据的插入和更新、数据的删除等。
SQL的特点
数据操纵语言（DML）
用于对数据库中的数据进行查询、插 入、更新和删除等操作。
数据库原理及其应用.ppt
数据库管理系统 （DBMS）
数据定义功能
供用户建立、修改或删除数据库的二维表结构 Create table /index
供用户定义或删除数据库的索引(index)
alter table
向用户提供数据定义语言DDL
drop table/index……
数据操作功能
Select <查询的字段名>
进行数据进行检索和查询，是数据库的主要应用 向用户提供数据定义语言DDL
返回
1.5.2 VFP的两类工作方式
一、交互式工作方式 通过命令窗口和应用界面操作
二、程序执行方式 命令程序文件执行，批运行方式。
1.6 VFP的辅助设计工具
向导
表向导 报表向导
设计器
表设计器 表单设计器
生成器：它规定只对满足条件的记录进行操作 。
WHILE <条件>：从当前记录开始，按记录顺序从上向下处理， 一旦遇到不满足条件的记录，就停止搜索并结束该命令的执行。 TO子句：它控制操作结果的输出去向。
ALL [LIKE/EXCEPT <通配符>]：它指出包括或不包括与通配 符相匹配的文件、字段或内存变量。 IN <别名/工作区>： 它允许在当前工作区操作指定工作区。
数据库系统的特点
数据共享 可控冗余度 数据独立性 数据的结构化
数据库系统与一般文件应用系统性能对照
序号 文 件 应 用 系 统
数据库系统
1
文件中的数据由特定 库内数据由多个用
的用户专用
户共享
每个用户拥有自己的 原则上可消除重复。
2
数据，导致数据重复 为方便查询允许少
存储
量数据重复存储，
但冗余度可以控制
数据库原理与应用
数据库原理与应用在信息技术高速发展的今天，数据库已经成为各行各业中不可或缺的一部分。
数据库的原理和应用成为了专业人士必须掌握的知识。
本文将深入探讨数据库的原理以及实际应用场景，并分析数据库在现代社会中的重要性。
一、数据库的原理数据库是指有组织的、可共享的、大量数据的集合。
它可以用来存储、管理以及操纵数据。
数据库的原理主要包括数据模型、数据结构、数据操作和数据完整性。
1. 数据模型数据库的数据模型是指数据库中数据的逻辑结构和特性的抽象描述。
常见的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。
其中，关系模型是最常用的数据模型，使用表格的形式来表示实体和实体之间的关系。
2. 数据结构数据库的数据结构是指数据库中数据的物理存储结构。
常见的数据结构有平面文件结构、索引文件结构和哈希文件结构。
这些数据结构可以帮助提高数据的查找和访问效率。
3. 数据操作数据库的数据操作包括数据的增加、删除、修改和查询。
通过数据库管理系统（DBMS）提供的查询语言，用户可以对数据库中的数据进行各种操作。
常见的查询语言有结构化查询语言（SQL）和多维数据操作语言（MDX）。
4. 数据完整性数据库的数据完整性是指数据库中数据的准确性和一致性。
通过数据库的约束和规则，可以保证数据的完整性。
常见的数据完整性约束有主键约束、外键约束和唯一性约束。
二、数据库的应用数据库在现实生活中有着广泛的应用。
以下是一些常见的数据库应用场景。
1. 企业管理系统企业管理系统通常需要存储大量的数据，如员工信息、商品信息等。
通过数据库，可以方便地对这些数据进行管理，并支持各种复杂的业务逻辑。
2. 电子商务平台电子商务平台需要存储大量的商品信息、订单信息等。
利用数据库可以实现用户浏览商品、下单购买等各种功能，并保证数据的安全和一致性。
3. 社交媒体平台社交媒体平台需要存储用户的个人信息、好友关系等。
数据库可以快速检索和更新这些信息，帮助用户实现即时通讯、发布动态等功能。
数据库运作的基本原理
数据库运作的基本原理数据库运作的基本原理包括以下几个方面：1. 数据库管理系统（DBMS）：数据库的运作是通过数据库管理系统来实现的。
DBMS是一种软件，负责管理和操作数据库。
它提供了一系列的功能和接口，使得用户可以对数据库进行创建、读取、更新和删除等操作。
2. 存储结构：数据库中的数据以一种结构化的方式进行存储。
通常使用表格（表）的形式来组织数据，表中的每一行表示一个记录（记录）,每一列表示一个字段（字段）。
数据库还可以使用索引来提高数据访问的效率。
3. 数据操作语言：DBMS提供了一种特定的语言，用于对数据库进行操作。
常见的数据操作语言包括结构化查询语言（SQL），通过SQL语句可以进行数据的查询、插入、更新和删除等操作。
SQL语句可以通过命令行、图形界面或程序代码进行执行。
4. 事务处理：数据库支持事务处理，事务是由一系列操作组成的逻辑单元。
事务可以保证数据库的一致性和完整性，在事务中的操作要么全部执行成功，要么全部失败回滚。
通过事务的机制，可以确保数据的安全和一致性。
5. 并发控制：当多个用户同时对数据库进行操作时，可能出现数据的冲突和不一致。
并发控制是一种机制，用于控制并发操作的执行顺序，以避免数据的冲突和不一致。
常见的并发控制方法包括锁（lock）机制和事务隔离级别。
6. 数据库备份和恢复：数据库备份和恢复是保证数据库数据安全的重要措施。
数据库备份是指将数据库的数据和结构保存到其他存储介质中，以防止数据丢失。
数据库恢复是指在数据库发生故障后，将备份的数据和结构恢复到正常运行状态。
总的来说，数据库的运作原理就是通过数据库管理系统对数据进行存储、管理和操作，利用事务处理和并发控制机制保证数据的一致性和安全性，并使用备份和恢复机制保证数据的可靠性。
数据库的存储原理
数据库的存储原理数据库的存储原理是指将数据按照特定的结构和组织方式存储在存储介质上的一种方法。
不同类型的数据库可能会使用不同的存储原理，下面将介绍几种常见的数据库存储原理。
1. 层次存储原理：层次存储原理是最早的数据库存储结构之一，它将数据组织成一棵层次树的结构。
这种存储原理通过建立父子关系（一对多关系）来描述数据之间的关系。
优点是操作简单高效，但是数据的层次结构是静态的且存在冗余。
2. 网状存储原理：网状存储原理是一种比层次存储原理更加灵活的存储结构，它允许任意两个数据项之间建立联系。
这种存储原理通过指针相互关联，形成复杂的网状结构。
优点是能够灵活地表达数据之间的关系，但是存取效率较低，维护复杂。
3. 关系存储原理：关系存储原理是目前应用最广泛的数据库存储结构，它将数据组织成以表为基础的关系型结构。
这种存储原理通过使用行和列的结构来表示数据实体和属性，并利用关系代数对数据进行操作。
优点是结构清晰简洁，查询效率较高，但是关系型数据库的规范化设计对数据的冗余和一致性有一定要求。
4. 面向对象存储原理：面向对象存储原理是一种将数据封装为对象的存储结构。
这种存储原理通过将数据和操作封装为对象，支持继承、多态等面向对象特性。
优点是能够更好地反映现实世界的复杂关系，但是面向对象数据库的性能和成本相对较高。
5. NoSQL存储原理：NoSQL存储原理是一种非关系型数据库存储结构，它强调高可扩展性、高性能和灵活的数据模型。
这种存储原理可以使用键值对、文档、列族、图等不同的数据模型来存储数据。
优点是能够应对大规模和分布式环境下的数据处理需求，但是灵活性较强的数据模型可能导致数据一致性和查询复杂性的问题。
这些存储原理的选择取决于具体的应用场景和需求，开发人员可以根据实际情况选择最适合的存储原理来建立和管理数据库。
数据库的原理是什么
数据库的原理是什么
数据库的原理是指数据库系统的设计和工作方式。
它包括以下几个关键原理：
1. 数据模型和结构：数据库采用不同的数据模型，如层次型、网状型和关系型等。
每个模型都有自己的数据结构和组织方式，用于存储和访问数据。
2. 数据库查询语言：数据库系统通过查询语言（如SQL）来
实现数据的操作和检索。
查询语言允许用户以简单和易于理解的方式来请求数据，并通过优化技术提高查询效率。
3. 数据库管理系统（DBMS）：DBMS是管理和操作数据库的软件系统。
它负责数据的存储、访问、更新和保护。
DBMS
还负责实施数据完整性约束和事务处理等功能。
4. 数据库索引：为了提高数据查询效率，数据库使用索引来加速数据的检索。
索引是预先创建的数据结构，可以根据特定的列或字段值快速定位到相关的数据记录。
5. 数据库事务：事务是数据库中执行的一系列操作的逻辑单位。
数据库系统使用ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）
属性来确保事务的正确执行和数据的完整性。
6. 数据库优化和性能调优：为了提高数据库系统的性能，需要对数据库进行优化和调优。
这包括索引的设计和使用、查询的优化、存储空间的管理等。
7. 数据库安全和权限控制：数据库系统需要提供安全机制来保护数据的机密性和完整性。
它能够对用户进行身份验证，并根据用户的权限限制对数据进行访问和操作。
综上所述，数据库的原理基于数据模型和结构、查询语言、数据库管理系统、索引、事务、优化和安全等关键技术，以实现数据的有效存储、高效检索和安全保护。
数据库运行原理
数据库运行原理
数据库的运行原理主要涉及以下几个方面：
1. 数据库管理系统（DBMS）的角色：DBMS是指管理数据库
的软件系统，它负责数据库的创建、操作、维护和保护。
DBMS负责与用户和应用程序进行交互，并将用户的请求转
化为数据库操作。
2. 数据库的组织结构：数据库通常采用树形结构或者B+树结
构进行组织。
树形结构是指数据库中的数据按照层次结构进行组织，而B+树结构则是一种多路平衡树，用于实现索引以提
高查询效率。
3. 数据的存储与访问：数据库将数据存储在磁盘上，通过文件和索引的方式进行维护和管理。
数据的访问是通过SQL语言
进行的，用户可以通过查询、插入、更新和删除等操作来访问数据库中的数据。
4. 数据库的事务处理：事务是指数据库中一系列操作的集合，这些操作要么都执行成功，要么都不执行。
数据库采用原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）的原则来保证事务的正确
执行。
5. 数据库的并发控制：并发是指多个用户同时访问数据库的情况下，数据库如何进行调度和控制。
数据库通过锁机制和并发控制算法来保证数据的一致性和完整性。
6. 数据库的恢复机制：数据库采用日志文件的方式记录数据库的操作，以便在系统发生故障时进行恢复。
数据库通过回滚和重做操作来保证数据库的一致性。
综上所述，数据库的运行原理涉及DBMS的运作、数据库的组织结构、数据的存储与访问、事务处理、并发控制以及恢复机制等方面。
这些原理保证了数据库的高效性、安全性和可靠性。
数据库工作原理
数据库工作原理数据库是现代计算机系统中一种重要的数据存储和管理方式。
它是一个结构化的数据集合，可以被多个用户共享，并且可以被多个应用程序访问和操作。
数据库工作原理涉及到数据库的组织结构、数据存储和检索、事务管理等方面。
1. 数据库的组织结构数据库通常由表（table）组成，每个表由多个字段（field）构成。
表中的每一行表示一个记录（record），每个字段存储一个数据项。
数据库还可以包含索引（index），用于加快数据的检索速度。
数据库中的数据按照一定的逻辑关系进行组织，例如层次结构、网络结构或关系结构。
2. 数据的存储和检索数据库通过存储介质（如硬盘）将数据永久存储起来，以便随时可以被访问和操作。
数据存储的基本单位是数据页（page），一个数据页可以存储多条记录。
当需要访问数据库中的数据时，可以通过索引或者全表扫描的方式进行检索。
索引是一种特殊的数据结构，可以按照某个字段的值快速定位到对应的记录。
3. 事务管理事务是数据库中的一个基本概念，它是一组数据库操作的逻辑单位，要么全部执行成功，要么全部回滚到初始状态。
事务具有ACID属性，即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。
数据库通过日志（log）来记录所有的操作，以保证事务的原子性和持久性。
4. 并发控制数据库通常支持多用户并发访问，因此需要进行并发控制，以防止数据的不一致和冲突。
数据库使用锁（lock）来对数据进行保护，锁可以分为共享锁和排他锁。
共享锁用于读操作，多个用户可以同时获取共享锁；排他锁用于写操作，只有一个用户可以获取排他锁。
数据库还可以使用事务隔离级别来控制并发访问的效果，常见的隔离级别有读未提交、读已提交、可重复读和串行化。
5. 数据库的优化为了提高数据库的性能，可以进行各种优化策略。
例如，可以通过合理设计数据库的结构，减少数据冗余和复杂性；可以使用索引来加速数据的检索；可以进行适当的物理存储优化，例如数据分区和磁盘分离；还可以通过调整数据库参数和优化SQL语句来提高数据库的性能。
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课程设计任务书
课程名称：数据库系统原理
设计题目：
数据库系统课程设计
工厂数据库管理系统
1某工厂需建立一个管理数据库存储以下信息：
工厂包括厂名和厂长名。
一个厂内有多个车间，每个车间有车间号、车间主任姓名、地址和电话。
一个车间有多个工人，每个工人有职工号、姓名、年龄、性别和工种。
一个车间生产多种产品，产品有产品号、产品名称和价格。
一个车间生产多种零件，一个零件也可能为多个车间制造。
零件有零件号、重量和价格。
一个产品由多种零件组成，一种零件也可装配出多种产品。
产品与零件均存入仓库中。
厂内有多个仓库，仓库有仓库号、仓库主任姓名和电话。
2、系统功能的基本要求：
按照一定条件查询、
统计工人和产品等基本信息，
能模拟工厂生产过程中对原材料（零件）、产品检测、库存环节的管理。
各阶段具体要求：
1、需求分析阶段
定义数据项的含义和取值
定义目标系统的数据流
2、概念结构设计阶段
画出实体模型E-R图
3、逻辑结构设计阶段
将实体模型转化为关系模型
给出每个关系的主关键字和函数依赖集
分析你所设计的关系数据库模式是否属于3N
一、引言
1.1 编写目的
本文档是数据库系统设计文档的组成部分，编写此数据库设计文档的目的是：根据工人数据库管理系统建立一个数据库存储信息，数据库表名包含工厂，车间，工人，产品，零件，仓库。
其中工厂包括多个车间和多个仓库，
车间有多个工人，
一个车间生产多种产品和多种零件，
一个零件也可能为多个车
间制造，一个产品由多种零件组成，一种零件也可装配出多种产品，产品和零件均存入仓库中等信息,
结合此信息通过
sql
语言来实现此管理系统的运用，模拟工厂生产过程中队原材料（零件）
、产品检测、
库存环节的管理。
本文档遵循《
《工人数据库管理系统和开发规范》》。
本文档的读者对象是需求人员，系统设计人员，开发人员，测试人员。
1.2
参考资料
列出有关资料的名称、作者、文件编号或版本等。
参考资料包括：a
．需求说明书、架构设计说明书等；
b
．本项目的其他已发表的文件；
c
．引用文件、资料、软件开发标准等。
资料名称作者
文件编号、版本
《
数
据
库
系
统
概
论》
王珊、萨师煊
2006 年
5
月第4
版
《
《数据库系统原理》实验指导书
徐长梅、汪祥
2011
年
9
月第一版。