数据库大作业报告PPT课件
数据库大作业
数据库大作业XXX数据库大作业——学生成绩管理系统学院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：评阅教师：完成日期：1.数据库设计1.1 系统名称学生成绩管理系统1.2 背景介绍1.2.1 概述学生成绩管理系统是学校教学管理系统的一个功能模块，可以方便地对学生成绩进行管理，包括学生成绩录入、查询和修改等。
本系统主要需要实现以下功能：院系信息管理：包括录入、修改和查询院系信息，提供给管理人员和院系管理人员进行查询。
班级信息管理：包括录入、修改和查询班级信息，提供给管理人员和本班级班长进行查询。
学生信息管理：包括录入、修改和查询学生信息，提供给管理人员和学生个人进行查询。
课程信息管理：包括录入、修改和查询课程信息，提供给管理人员和授课教师进行查询。
学生成绩查询：提供给学生个人，能够查询本人的各项成绩，但不能录入和修改。
课程成绩查询：提供给教授本门课程的老师，能够查询、修改、删除成绩，能够对数据进行分析，例如求得平均分、优秀率、不及格人数等。
1.2.2 信息需求分析1）院系信息管理：包括录入、修改和查询院系信息，提供给管理人员和院系管理人员进行查询。
2）班级信息管理：包括录入、修改和查询班级信息，提供给管理人员和本班级班长进行查询。
3）学生信息管理：包括录入、修改和查询学生信息，提供给管理人员和学生个人进行查询。
4）课程信息管理：包括录入、修改和查询课程信息，提供给管理人员和授课教师进行查询。
5）学生成绩查询：提供给学生个人，能够查询本人的各项成绩，但不能录入和修改。
6）课程成绩查询：提供给教授本门课程的老师，能够查询、修改、删除成绩，能够对数据进行分析，例如求得平均分、优秀率、不及格人数等。
1.3 数据库的概念模型设计一个学生属于一个院系，一个院系包含多个学生；一个学生属于一个班级，一个班级包含多个学生；一个学生可以选多门课程，一门课程可以包含多个学生。
1.3.1 实体与属性分析学生：学号、姓名、年龄、性别、地址、系号、班级号课程：课程号、课程名、学分、学时院系：院系号、院系名、电话1.3.2 E-R图班级——班级号、人数、班长学号分数院系——拥有学生、研究课程属于班级关系模型：学生（学号、姓名、性别、地址、系号、班级号）候选码：学号主码：学号外码：系号、班级号课程（课程号、课程名、学时、学分）候选码：课程号主码：课程号2.1.2建立班级表create tableclass(classno char(5) primary key。
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1 系统简介及需求分析物资管理是一般工业、商业企业生产经营管理环节中重要的一环，需要对物资基本信息进行管理，对物资调配信息进行完整的监控，以期更有效地利用物资。
物资入库的时候首先需要登记物资的基本信息，包括物资的种类、名称、型号、单位和单价等；然后登记入库信息，包括物资的基本信息、入库地点、入库人、经办人和物资数量等。
出库时，需要登记物资出库信息，包括物资基本信息、出库地点、出库人、经办人、出库数量等。
根据物资的入库出库过程的综合，得到各种物资的余额信息，这样就能对所剩物资有充分的了解，有利于工作的顺利进行。
因此，物资管理信息系统主要功能就是记录物资流通的整个过程。
2 系统设计与开发平台2.1 系统开发平台介绍在本次设计中，我采用SQL Server 2000 作为后台数据库，前台客户端的开发使用Visual C++ 6.0。
整个系统采用C/S结构。
2.2 系统功能分析系统开发的总体任务就是实现物资信息的系统化、规范化和自动化。
系统功能分析是在系统开发总体任务的基础上进行的，本例中物资信息管理系统需要完成的功能主要有以下几个方面。
·有关物资基本信息的输入，包括物资编号、物资名称、规格型号、种类和计量单位等。
·物资基本信息的查询。
·物资基本信息的修改。
·入库物资基本信息的输入。
·入库物资基本信息的查询。
·入库物资基本信息的修改。
·出库物资基本信息的输入。
·出库物资基本信息的查询。
·出库物资基本信息的修改。
·物资余额信息的查询。
·物资余额信息的浏览。
2.3 系统功能设计模块对上述功能进行集中、分块，按结构化程序设计的要求，进行分析，就得到了如下图所示的系统功能模块图。
3 关键技术介绍3.1 C/S结构C/S（Client/Server）结构即大家熟知的客户机和服务器结构。
它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。
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具体实现
这里不对代码细节做分析，仅展示基本的包结构
data （数据结构）
Conf Method Node Record Table
driver （启动入口）
utils （测试工具）
engine （优化引擎）
Test
NaiveEngine GreedyEngine DPEngine OptimalEngine
借用半连接的思想实现等值连接 使用hadoop的distributedcache，在连接开始之前将小表的key发送给每个 mapper（实际中压缩为bloom filter） Map端利用bloom filter过滤掉不可能出现在结果中的数据，极大减少了网 络传输量 Reduce端执行join操作并去重 缺点：预处理过程多，启动延迟大 优点：利用bloom filter过滤数据，极大减少了网络传输量，效率较高
duplicate inputsize(KB)
1
2100
2
4300
3
6500
normaljoin 1600 2 6200 4 14000 4
注：copyjoin有一项为null是因为输入太大，无法使用copyjoin方法
copyjoin 1600 2 6200 2 14000 2
semijoin 1600 3 6200 5 14000 6
这组测试的不同表的差别不明显，因此又后来进行了第二组测试
28
第二次测试，10个表连接 在生成测试数据时，每个表的duplicate和coincide是在一定范围内随机取值， 保证连接的Βιβλιοθήκη 之间差别较大。实际产生的表的大小为：
3.7MB 1.3MB 30.9MB 11.5MB 2.9MB 1.4MB 3.2MB 2.9MB 9.1MB 1.4MB
数据库的ppt课件
物理结构设计
选择存储介质
01
考虑数据量、访问频率、安全性等因素，选择合适的
存储介质。
设计数据库分区
02 根据应用需求和数据规模，设计数据库分区方案以提
高查询和管理效率。
优化数据库性能
03
通过调整数据库配置、优化查询语句等方式，提高数
据库的性能和响应速度。
03
数据库操作
插入数据
插入单行数据
在数据库表中插入一行数据，通常需要指定表名、列名和对应的 值。
详细描述
NoSQL数据库可以划分为不同的类型，例如键值对存 储库、列存储库、文档存储库和图形存储库。它们通 常用于处理大量数据和高并发访问，并支持分布式部 署。NoSQL数据库的优点在于它们的高性能、高可用 性和可扩展性，以及灵活的架构和数据模型。然而， 它们也存在一些挑战，例如数据一致性问题、缺乏 SQL查询功能和跨不同数据类型的查询难度。
操作系统优化
对操作系统进行调优，如文件系统配置、网络参数等，以提高数据 库系统的性能。
数据库配置
根据实际需求调整数据库的配置参数，如缓冲区大小、连接数等，以 获得更好的性能。
06
数据库新技术
NoSQL数据库
总结词
NoSQL数据库是针对关系型数据库的挑战而出现的， 它们不使用SQL作为查询语言，而是使用其他方式来 存储和查询数据。NoSQL数据库具有高性能、高可用 性和可扩展性，以及灵活的架构和数据模型。
04
数据库安全
用户身份认证
用户名和密码
强制用户使用强密码，并确保用 户名和密码的唯一性。定期更换 密码，增加破解难度。
多因素认证
引入多因素认证，如手机验证码 、指纹识别等，提高用户身份认 证的安全性。
大数据汇报(内部精华版)ppt课件
1
Question
➢大数据从何而来，互联网技术发展现状？ ➢什么是大数据、云计算与大数据有什么 关系、大数据类型？ ➢大数据如何获取、存储、处理、分析的 技术？ ➢大数据怎么用、未来发展趋势？
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2
互联网发展趋势
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3
风云变幻中……
2021/5/10
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17
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18
大数据系统 整体架构
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Data Value ： 数据挖掘与分析
数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取隐含在其 中的、人们事先不知道的、但潜在的有用信息和知识的过程。
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20
数据挖掘与分析
➢知识发现（KDD）是从数据集中识别 出有效的、新颖的、潜在有用的，以及 最终可理解的模式的过程。 ➢数据挖掘是数据库知识发现（KDD） 中不可缺少一部分
2021/5/10
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大数据的4V特性
体量Volume 多样性Variety 价值密度Value 速度Velocity
非结构化数据的超大规模和增长 总数据量的80~90% 比结构化数据增长快10倍到50倍 是传统数据仓库的10倍到50倍
大数据的异构和多样性 很多不同形式（文本、图像、视频、机器数据） 无模式或者模式不明显 不连贯的语法或句义
➢异常检测：识别其特征显著不同于其他 数据的观测值
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实战项目1—— Python 网络爬虫
网络爬虫是一个自动提取网页的程序/脚 本，它可以搜索引擎从万维网上下载网 页，是搜索引擎的重要组成。
《数据库》ppt课件
• 背景: 20世纪50年代后期到60年代中期，计算机硬件方面
出现直接存取设备磁盘，软件方面出现了操作系统
• 主要特点：数据管理方面，数据被组织到文件内存储在
磁带、磁盘上，可以反复使用和保存。程序与数据的关系如
下： 应用程序1
数据组1
应用程序2
文件 管理系统
数据组2
应用程序n
数据组n
4
5.1 数据库系统概论 — 数据库阶段
S_no S_name S_gender Department Age Place
95001 李勇 男
计算机
20 江苏
95004 张立 男
计算机
19 北京
95700 杨晓冬 男
计算机
21 山西
UPDATE students SET Age=20 WHERE S_no =‘95004’
INSERT INTO students VALUES(95060, ‘王英’,‘女’ ,‘物 理’, 19,‘浙江’)
SQL功能
SQL命令
数据定义 CREATE，DROP，ALTER
数据更新 INSERT，UPDATE，DELETE
数据查询 SELECT
数据控制 GRANE，REVOKE
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5.2 关系模型 — 数据操作示例
SELECT * FROM students WHERE Department=‘计算机’
– 或者等于S中某个元组的主码值
• 用户定义的完整性： 针对某一具体关系数据库的约束条件， 反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求
返回
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5.3 关系规范化设计理论 — 概念
数据关系规范化理论：定义了五种规范化模式 （Normal Form，NF，简称范式）1971年E.F.Codd
数据库大作业1
数据库技术与应用课程设计报告教务管理系统学院：软件学院专业名称：班级：计科三班设计题目：教务管理系统学生姓名：时间：2021 /6/23 分数：目录第一章引言 (3)课程设计目的 (3)工程背景 (3)第二章教务管理系统需求分析 (3)2.1 需求分析概述 (3)角色职责描述 (4)2.2 教务管理系统的功能需求 (4)功能需求分析 (4)第三章概念设计 (5)3.1 实体之间的联系 (5)3.2.1 局部E-R图 (6)3.2.2 全局E-R图 (8)第四章逻辑构造设计 (9)4.1 关系模型的设计依据 (9)4.2 实体间联系转化的关系模式 (9)第五章物理构造设计 (11) (11)5.2 数据库初始化代码 (13)第一章引言利用一种SQL server作为设计平台，理解并应用课程中关于数据库设计的相关理论，能按照数据库设计步骤完成完整的数据库设计，包括需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计。
同时能够正确应用各个阶段的典型工具进展表示本工程作为?数据库?课程的实习工程提出，希望通过教务管理系统的分析与设计，切实领会系统分析、系统设计和实施各个阶段的要点；掌握根本的信息系统的开发方法以及体会信息管理系统设计,教务管理系统第二章教务管理系统需求分析2.1 需求分析概述本系统为教务管理系统，教务管理系统中主要有四类用户，即学生用户，教师用户，教务管理员和系统管理员。
对应这些用户，其处理要求的主要的功能就是进展一系列的查询和各类数据的管维护。
表2-1 角色职责2.2 教务管理系统的功能需求1〕系统管理：实现系统管理人员对系统的管理，包括添加删除用户，更改密码，数据备份，数据复原，注销等功能。
2〕教务管理：实现教务管理人员对系统的管理，包括课程安排，成绩审核，学生成绩管理，学生学籍管理等功能。
3〕根本信息：实现显示学生和教师以及课程、班级、系别的根本信息〔包括学生根本信息，教师根本信息，课程根本信息等〕。
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采用磁盘阵列、冗余电源等硬件措施，提高数据 库的可靠性和容错能力。
防止恶意攻击与数据恢复
01
防止SQL注入
对用户输入进行验证和过滤，避免恶意用户通过SQL注入攻击数据库。
02
防止跨站脚本攻击（XSS）
对用户提交的数据进行过滤和转义，防止恶意脚本在数据库中执行。
03
数据恢复策略
制定详细的数据恢复计划，包括定期备份、备份验证和灾难恢复演练等
列举分布式数据库在各个领域的应用场景 ，如金融、电商、物流等。
分析分布式数据库面临的挑战，如数据一 致性、性能优化等，并提出相应的解决方 案。
面向对象数据库技术
面向对象数据库基本概念
介绍面向对象数据库的定义、特点、 优势等基本概念。
面向对象数据模型
详细阐述面向对象数据模型的核心概 念，包括类、对象、继承、封装等。
需求分析的输出
编写需求规格说明书，明确描述系 统需要实现的功能、性能、数据等 方面的要求。
概念结构设计
概念结构设计的任务
将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构，即概念模型。
概念模型的特点
独立于具体的数据库管理系统，描述的是从用户角度看到的数据 库。
概念模型的设计方法
通常使用实体-联系模型（E-R模型）来表示概念模型，包括确 定实体、属性、联系等要素。
列举实时数据库在各个领域的应用场景，如工业 自动化、智能交通系统、电信网络管理等。
ABCD
实时数据库关键技术
详细阐述实时数据库的关键技术，包括实时事务 处理、并发控制、数据复制与同步等。
实时数据库挑战与解决方案
分析实时数据库面临的挑战，如实时性保证、数 据一致性维护等，并提出相应的解决方案。
数据库原理与应用大作业
《数据库原理与应用》大作业前言《数据库原理与应用》课程的实践能力包括三个主要模块：一是根据需求设计数据库，二是用SQL 脚本建库建表、数据查询更新和创建视图，三是编写存储过程和触发器。
针对这三个能力模块，用一个案例作为背景，设计一个大作业，分三部分来完成。
每一部分在对应课程内容结束之后布置给学生。
在对应课程内容结束之后布置给学生。
本文档包括四节，第一节描述需求，作为三次作业的基础；第二节是E-R 模型设计和关系模型设计任务；第三节是编写SQL 脚本建库建表、增删改查数据、创建视图的任务；第四节是编写存储过程和触发器的任务。
务；第四节是编写存储过程和触发器的任务。
一、需求描述1.1 需求故事 洁是图书阅览室的管理员，洁是图书阅览室的管理员，她找到程序开发小组她找到程序开发小组她找到程序开发小组“枫”，请他们帮助开发一套管理程序。
他们围坐在一起，开始以下对话：序。
他们围坐在一起，开始以下对话：洁：你们进来都看到了，那几排大柜子，全都放满了书，很多教师来借书，管理起来越来越难，希望帮我开发一个管理软件。
越难，希望帮我开发一个管理软件。
枫：你希望软件提供枫：你希望软件提供哪些功能哪些功能。
洁：首先是能洁：首先是能登记和查看图书信息登记和查看图书信息，借书和还书的时候要方便操作。
对于我来说，看的时候要方便操作。
对于我来说，看图书图书的状态很重要，就是说要知道哪些图书已经借出去了，哪些书已经过了借阅期，此外还要做一些统计表……大概就是这些吧。
还要做一些统计表……大概就是这些吧。
枫：你怎么登记借书呢？规定的借阅期有多长？过了借阅期怎么办？枫：你怎么登记借书呢？规定的借阅期有多长？过了借阅期怎么办？洁：每个洁：每个老师老师都有一个工号，我就计工号和图书的ISBN 号。
号。
不同类型的书借阅期限是不不同类型的书借阅期限是不一样的，比如文学作品的借阅期规定是15天，教学参考书的借阅期限是半年。
有的人不自觉，过期好久都不还，我现在是翻记录本一个个地找，然后打电话到他的然后打电话到他的部门部门，并且发并且发催还催还邮件。
数据库大作业-教务管理系统—华中科技大学
数据库大作业-教务管理系统—华中科技大学(总34页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第1章绪言 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
第2章系统需求分析...................................................................................... 错误!未定义书签。
.现行业务系统描述 .................................................................................. 错误!未定义书签。
.组织结构图 .............................................................................................. 错误!未定义书签。
.业务流程图 .............................................................................................. 错误!未定义书签。
.现行系统存在的主要问题分析............................................................... 错误!未定义书签。
.提出可能的解决方案 .............................................................................. 错误!未定义书签。
数据库系统ppt课件(完整版)pptx
和高效处理。
数据库系统组成与结构
数据库系统组成
数据库系统由数据库、数据库管理系统 （DBMS）、应用系统和用户构成。
VS
数据库系统结构
数据库系统的结构可以分为三级模式结构 ，包括外模式、模式和内模式。其中，模 式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征 的描述，是所有用户的公共数据视图；外 模式是模式的子集，是用户与数据库的接 口；内模式是数据物理结构和存储方式的 描述，是数据在数据库内部的表示方式。
用户自定义完整性
根据业务需求，设置自定义的约束条件，如 字段值范围、格式等。
级联操作
在更新或删除记录时，自动更新或删除相关 联的数据，保持数据一致性。
并发操作带来问题及解决方法
丢失更新
两个事务同时更新同一数据，后提交的事务会覆盖先提交 的事务的更新结果。解决方法包括使用锁机制、时间戳等 。
脏读
一个事务读取了另一个未提交事务的修改数据，可能导致 数据不一致。解决方法包括使用隔离级别、锁机制等。
考虑系统的性能、稳定性 、可扩展性和易用性
确保系统具有良好的技术 支持和社区资源
05
数据库安全、完整性与并发控制
数据库安全性保护措施
用户身份鉴别
通过用户名/密码、数字证书等方式 验证用户身份，防止非法用户访问。
访问控制
根据用户角色和权限，限制对数据库 对象的访问和操作，确保数据不被越 权访问。
数据加密
未来发展趋势预测和挑战应对
多模数据管理
未来数据库将支持多种数据模型的管理 和访问，以满足不同应用的需求。
文档存储数据库
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 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)。
5
普通连接（normal join）
Map端唯一的工作是给数据打标记 Reduce端进行join操作（又称为reduce端的连接） 缺点：网络传输量大，没有任何优化，效率低下 优点：可以认为没有内存限制（如果这种join方法因为内存不足而无法执 行，那么其他join方法自然也不行）
6
复制连接（copy join）
9
10
代价模型
在hadoop任务串行化执行的假设下，任意时刻最多有一个join任务在执行， 可以认为这个join任务独占了系统资源。因此在硬件资源许可的情况下应 该尽量选择效率高的join方法 • 复制连接要求小表要能放进内存buffer • 半连接要求bloom filter要能放进内存buffer（通常情况下都能满足） • 基本连接对内存大小没有要求 效率：复制连接>半连接>基本连接 下面对3种join方法的代价进行简单分析，假设R表和S表做连接得到T表
mapper reducer
model （代价模型）
CostModel
JoinDriver NormalJoin CopyJoin SemiJoin MultiJoin
NormalMapper CopyMapper BFMapper SemiMapper
NormalReducer CopyReducer BFReducer
benchmark。空间复杂度为O(1) 2. Greedy，类似huffman编码的思想，每次挑选代价最小的表做join。空
间复杂度为O(n) 3. DP，用动态规划方法找出最优的调度方案。空间复杂度为O(n^3)
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多表连接执行流程
1. 采样数据 2. 选择join方法，估计代价 3. 使用贪心法或动态规划方法生成执行树 4. 执行mapreduce任务
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测试和分析
在测试和分析之前，首先对测试数据进行一些简要说明 为了方便讨论，这里先给出有关测试数据的3个概念： 1. 重合度(coincide) 2. 核心长度(core size) 3. 重复度(duplicate)
18
重合度(coincide)
R
S
19
核心长度(core size)
R
20
2
假设和前提I
假设在连接时参与连接的列只可能是表的
假设R、S、T三个表做连接，参与连接的列只可能是带颜色的那些列 在这个假设下，多表连接时不需要关注除了表两侧的那些列，不需要对 连接查询语句进行语义分析 在这个假设下，多表连接的顺序不能随意调换，简化了连接优化过程
3
假设和前提II
11
普通连接的代价估计
12
复制连接的代价估计
假设有n个mapper，且S表很小
13
半连接的代价估计
Semijoin分为2个mapreduce任务 假设由S表产生bloom filter，且忽略bloom filter的代价
14
代价模型
当任意join任务的join方法被确定后，可以使用搜索、贪心、动态规划等 技术确定多表连接的调度方案 我们实现了3种调度引擎： 1. Naïve，从左到右顺序连接，即没有任何优化的调度方案，可作为
重复度(duplicate)
R
21
产生测试数据恰好是join的逆过程，首先产生join结果，然后将其拆分 可以看出，这种方法产生的表的核心长度（core size）都相同
1. 产生join的结果表， 即核心长度（core size）
2014/01/22
数据库大作业报告
李舜阳 1301214306 谌国风 1301214235
工作简介
• 3种join（等值连接）实现方式 • 动态数据采样+代价估计多表连接优化 • 3种执行树生成引擎 • 支持日志文件 • 支持配置文件 • 支持结果去重（自然连接）和不去重（笛卡尔积连接） • 自动生成测试文件 • 2000+行代码
使用hadoop的distributedcache，在连接开始之前将较小的表发送至每一 个map端 Map端可以完成join过程（又称为map端连接） Reduce端的唯一工作是去重 缺点：内存限制高，要求小表能放进内存buffer 优点：map端连接，极大减少网络传输量，效率最高
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半连接（semi join）
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具体实现
这里不对代码细节做分析，仅展示基本的包结构
data （数据结构）
Conf Method Node Record Table
driver （启动入口）
utils （测试工具）
engine （优化引擎）
Test
NaiveEngine GreedyEngine DPEngine OptimalEngine
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数据采样
在连接前先对数据随机采样，获取统计信息，使代价模型能够更加精确 地估计出连接代价 数据采样百分比可以在配置文件中按需设定 采样信息包括：
Size numBlock numTuple sizeBlock sizeTuple distinctKeyLeft distinctKeyRight
表的大小（byte） 表包含的block数 表包含的tuple数 一个block的大小（byte） 一个tuple的大小（byte） 最左列的distinct value数 最右列的distinct value数
• 假设hadoop的任务执行都是串行的，不存在并行调度或是流水线并发 调度的情况
• 在单机伪分布式环境中的hadoop任务执行流程符合上述假设 • 该假设主要是为了简化hadoop任务的代价分析
4
Join方法
共实现了以下3种join方法： • 基本连接（normal join） • 复制连接（copy join） • 半连接（semi join） 下面首先对三种方法做简要介绍