新数据库原理及应用技术教程 教学课件 佟勇臣 数据库原理与应用技术教程电子教案6
《数据库原理与应用》(第三版) 课件 第3章 数据库设计技术
分析的方法。
２０２３／９／９
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３．２需求分析
２．数据流图（ｄａｔａ ｆｌｏｗ ｄｉａｇｒａｍ）
◆ ＳＡ方法只是对问题分析的一种思想，在具体的分析过程中还需要借助其他 的分析工具，这样才能完成对分析过程和结果的记录、对用户需求的表达
系统调研也称项目调研，即把系统开发当作项目来运作，其主要目的是通过接 触用户以了解并最终明确用户的实际需求。这个过程是一个系统分析人员理解
和掌握用户业务流程的过程，是一个需要不断与用户进行沟通和磋商的过程。
系统调研方法比较灵活，因人、因系统而异。大致过程可以分为以下几个步骤
来完成：
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３．２需求分析
第３章数据库设计技术
· ３．１数据库设计概述
·３．２需求分析
· ３．３数据库结构设计 · ３．４数据库的实施、运行和维护
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第三章数据库设计技术
３．１数据库设计概述
◆数据库设计是指在现有的应用环境下，从建立问题的概念模型开始，
逐步建立和优化问题的逻辑模型，最后建立其高效的物理模型，并据 此建立数据库及其应用系统，使之能够有效地收集、存储和管理数据 ，满足用户的各种应用需求。
的。所有这些结果都应该跟用户确认后予以书面形式确定下来。
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３．２需求分析
３．２．２需求分析的方法
１．ＳＡ方法
针对数据库设计，形成用户需求的有效表达，这种表达在说明书中多以数据流图、数
据字典等形式来描述。
为建立用户需求的表达，可以采用多种分析方法来完成。这些方法主要包括自顶向下
和自底向上两种方法，其中常采用的方法是自顶向下的结构化分析方法（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ，ＳＡ）。
数据库原理及应用教程电子教案
数据库原理及应用教程电子教案第一章：数据库基础知识1.1 数据库概述介绍数据库的基本概念、特点和作用解释数据库、数据库管理系统、数据库系统的区别与联系1.2 数据模型介绍数据模型的概念和作用讲解常见的数据模型，如实体-关系模型、关系模型等1.3 数据库设计讲解数据库设计的基本步骤和方法介绍实体-关系模型到关系模型的转换方法第二章：关系数据库2.1 关系数据库概述解释关系数据库的概念和特点讲解关系数据库的组成和结构2.2 关系操作介绍关系代数和SQL的基本操作讲解关系的插入、删除、查询等操作2.3 关系完整性讲解实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性约束的概念和作用第三章：SQL语言3.1 SQL概述解释SQL语言的概念和作用讲解SQL语言的基本语法和组成3.2 数据定义讲解使用SQL语言创建、修改和删除表的操作3.3 数据操纵讲解使用SQL语言进行数据插入、删除和查询的操作第四章：数据库查询优化4.1 查询优化概述解释查询优化的概念和作用讲解查询优化的一般方法和策略4.2 查询优化技巧讲解如何使用索引、分区等技术来优化查询性能4.3 查询优化工具和策略介绍常用的查询优化工具和策略，如查询重写、代价估计等第五章：数据库安全与保护5.1 数据库安全概述讲解数据库安全的重要性介绍数据库安全的基本概念和技术5.2 访问控制讲解用户权限管理和角色权限控制的方法和策略5.3 数据库备份与恢复讲解数据库备份、恢复的方法和策略第六章：数据库事务管理6.1 事务概述解释事务的概念、特点和作用讲解事务的四大属性：ACID6.2 事务管理讲解事务的提交、回滚和保留点等操作介绍事务管理的方法和策略6.3 并发控制讲解并发控制的概念和作用介绍并发控制的方法和技术，如锁、乐观并发控制等第七章：数据库性能调优7.1 性能调优概述讲解数据库性能调优的概念和作用介绍性能调优的一般方法和策略7.2 查询优化讲解如何通过查询优化来提高数据库性能介绍常用的查询优化技术和工具7.3 数据库参数调优讲解如何调整数据库参数来优化性能介绍常用的数据库参数调优方法和策略第八章：数据库复制8.1 复制概述解释数据库复制的作用和分类讲解主从复制、双主复制等概念8.2 复制配置与管理讲解如何配置和管理工作站复制介绍复制监控和故障排除的方法8.3 数据同步与故障转移讲解数据同步的策略和方法讲解故障转移的策略和方法第九章：数据库并发控制9.1 并发控制概述解释并发控制的概念和作用讲解并发控制的目标和挑战9.2 锁机制讲解锁的概念、类型和操作介绍锁的实现方法和策略9.3 乐观并发控制讲解乐观并发控制的概念和原理介绍乐观并发控制的方法和策略第十章：数据库一致性与故障恢复10.1 一致性概述讲解数据库一致性的概念和作用介绍一致性的实现方法和策略10.2 故障恢复概述解释故障恢复的概念和作用讲解故障恢复的方法和策略10.3 事务日志和备份讲解事务日志的概念和作用讲解数据库备份、恢复的方法和策略第十一章：数据库设计和范式理论11.1 数据库设计原则讲解数据库设计的原则和步骤介绍实体-关系模型和关系模型的设计方法11.2 范式理论解释第一范式、第二范式、第三范式以及BCNF范式的概念和作用讲解如何将关系数据库进行规范化处理11.3 数据库设计案例分析通过案例分析讲解数据库设计的过程和方法第十二章：Web数据库技术12.1 Web数据库概述讲解Web数据库的概念和特点介绍Web数据库的架构和应用场景12.2 PHP与数据库交互讲解PHP访问数据库的基本方法介绍PHP数据库连接函数和SQL语句的编写12.3 AJAX与数据库交互讲解AJAX技术的基本概念和作用介绍如何使用AJAX与数据库进行交互第十三章：XML数据库13.1 XML数据库概述讲解XML数据库的概念和特点介绍XML数据库的存储和查询方法13.2 XML数据操作讲解XML数据的插入、更新和删除操作介绍XML数据的查询和索引方法13.3 XML数据库应用案例分析通过案例分析讲解XML数据库的应用和优势第十四章：大数据与NoSQL数据库14.1 大数据概述讲解大数据的概念、特征和挑战介绍大数据技术的应用场景和解决方案14.2 NoSQL数据库概述解释NoSQL数据库的概念和分类讲解NoSQL数据库的优势和局限性14.3 NoSQL数据库技术讲解流行的NoSQL数据库技术，如MongoDB、Cassandra等第十五章：数据库未来发展趋势15.1 数据库技术发展概述讲解数据库技术的发展历程和趋势介绍新型数据库技术的特点和应用场景15.2 分布式数据库讲解分布式数据库的概念和架构介绍分布式数据库的优势和挑战15.3 云计算与数据库讲解云计算与数据库的关系和应用介绍云计算数据库的架构和特点重点和难点解析本文主要介绍了数据库原理及应用教程的内容，包括数据库基础知识、关系数据库、SQL语言、数据库查询优化、数据库安全与保护、数据库事务管理、数据库性能调优、数据库复制、数据库并发控制、数据库一致性与故障恢复、数据库设计和范式理论、Web数据库技术、XML数据库、大数据与NoSQL数据库以及数据库未来发展趋势等十五个章节。
数据库原理及应用完整教程PPT课件
U
组成该关系的属性名集合
D
属性组U中属性所来自的域
DOM 属性向域的映象集合
F
属性间的数据依赖关系集合
Principles and Applied of Database
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定义关系模式 (续)
例: 导师和研究生出自同一个域——人， 取不同的属性名，并在模式中定义属性向域 的映象，即说明它们分别出自哪个域： DOM（SUPERVISOR-PERSON） = DOM（POSTGRADUATE-PERSON） =PERSON
3) 单元关系与二元关系 • 当n=1时，称该关系为单元关系（Unary relation） 或一元关系 • 当n=2时，称该关系为二元关系（Binary relation）
Principles and Applied of Database
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关系（续）
4) 关系的表示 • 关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域
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2. 关系数据库的型与值 • 关系数据库的型: 关系数据库模式
对关系数据库的描述。
• 关系数据库模式包括
• 若干域的定义 • 在这些域上定义的若干关系模式
• 关系数据库的值: 关系模式在某一时刻对应的关系的集合，简称为关系数据库
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Principles and Applied of Database
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关系（续）
码(续) • 主码 若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（Primary key） • 主属性 候选码的诸属性称为主属性（Prime attribute） 不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性（ Non-Prime attribute）或非码属性（Non-key attribute）
数据库原理与应用电子版教案
一、数据库概述1.1 数据库基本概念数据：描述事物的符号记录数据库：存储在计算机存储设备上、按照一定的数据结构组织、存储、管理的数据集合数据库管理系统（DBMS）：用于管理数据库的软件系统1.2 数据库的发展历程层次数据库模型网状数据库模型关系数据库模型面向对象数据库模型分布式数据库模型云计算数据库模型1.3 数据库系统的组成数据库（Data）：存储在数据库中的数据数据库管理系统（DBMS）：负责数据库的创建、使用和维护应用程序（Application）：基于数据库开发的各种应用软件用户（User）：使用数据库进行数据操作和管理的人员二、关系数据库2.1 关系模型基本概念关系：表结构，由行和列组成属性：列，表的字段元组：行，表的记录域：属性值的取值范围2.2 关系代数选择（Selection）：从关系中选出满足条件的元组投影（Projection）：从关系中选出所需的属性列连接（Join）：将两个关系进行合并，基于一定条件筛选除（Division）：求关系R1中元组在关系R2中出现的元组集合2.3 SQL语言数据定义语言（DDL）：创建、删除、修改数据库对象数据操作语言（DML）：查询、插入、更新、删除数据数据控制语言（DCL）：权限控制、事务管理三、数据库设计3.1 需求分析确定系统功能、性能、数据存储和访问需求3.2 概念设计实体-关系模型（ER模型）：实体、属性、实体间关系关系模型：将ER模型转换为关系模型3.3 逻辑设计确定数据库的逻辑结构：表结构、字段类型、约束条件等设计数据表之间的关联：外键、主键等3.4 物理设计确定数据库的存储结构：文件组织、索引、分区等确定数据存取方法：B树、哈希等四、数据库安全与保护4.1 数据库完整性实体完整性：主键不能为空值参照完整性：外键值必须为已存在的主键值或空值用户定义的完整性：业务规则、数据约束4.2 数据库安全性用户认证：用户名、密码、数字证书等权限管理：用户角色、操作权限、数据访问控制4.3 数据库备份与恢复备份策略：全备份、增量备份、差异备份恢复策略：故障恢复、事务恢复、系统恢复4.4 数据库性能优化查询优化：索引、统计信息、查询重写等存储优化：文件组织、分区、压缩等并发控制：锁、事务隔离级别等五、数据库应用实例5.1 数据库在企业级应用客户关系管理（CRM）系统供应链管理（SCM）系统人力资源管理（HRM）系统5.2 数据库在Web应用内容管理系统（CMS）在线购物系统社交网络平台5.3 数据库在移动应用手机游戏移动支付位置服务应用5.4 数据库在大数据应用数据挖掘与分析分布式数据库系统实时数据处理技术六、数据库编程技术6.1 预处理语句prepared statements：提高SQL语句的性能与安全性参数化查询：防止SQL注入攻击6.2 存储过程定义：一组为了完成特定功能的SQL语句集合优点：提高性能、可重用性、安全性6.3 触发器定义：在满足特定条件时自动执行的SQL语句应用：数据完整性、自动化业务逻辑6.4 函数和存储函数标量函数：返回单个值的函数表值函数：返回结果集的函数存储函数：用户定义的函数，存储在数据库中七、数据库事务管理7.1 事务基本概念事务：一组操作序列，这些操作要么全部执行，要么全部不执行事务属性：原子性、一致性、隔离性、持久性7.2 事务控制事务开始与结束事务的提交与回滚事务的隔离级别7.3 事务并发控制并发执行：提高系统资源利用率并发问题：丢失修改、脏读、不可重复读、幻读锁机制：解决并发问题八、数据库性能调优8.1 查询优化索引：提高查询性能统计信息：查询优化依据查询重写：利用索引、子查询等优化查询8.2 存储优化文件组织：数据文件结构优化分区：水平或垂直分割表压缩：减少磁盘空间占用、提高I/O性能8.3 并发控制优化锁：减少锁竞争、优化锁策略事务隔离：选择合适的隔离级别九、数据库管理维护9.1 数据库备份与恢复备份策略：全备份、增量备份、差异备份恢复策略：故障恢复、事务恢复、系统恢复9.2 数据库监控性能监控：系统性能指标、慢查询日志错误监控：错误日志、系统消息9.3 数据库性能统计与分析统计信息：数据库对象、表、索引等统计信息分析工具：数据库性能分析工具9.4 数据库迁移与扩展迁移：数据迁移、数据库版本升级扩展：水平扩展、垂直扩展十、数据库发展趋势与新技术10.1 分布式数据库定义：数据分布在不同的地理位置优点：负载均衡、数据冗余、高可用性10.2 云计算数据库定义：基于云计算平台的数据库服务应用：大数据处理、弹性计算10.3 内存数据库定义：数据存储在内存中的数据库优点：高速读写、低延迟、高并发10.4 与数据库定义：利用技术优化数据库管理与应用应用：自动化运维、智能查询优化10.5 区块链与数据库定义：利用区块链技术实现去中心化数据库应用：数据安全、分布式存储重点和难点解析一、数据库概述难点解析：数据库系统的组成，特别是用户角色的理解和区分二、关系数据库难点解析：关系代数中的选择、投影、连接、除的运算方法和应用场景三、数据库设计难点解析：将ER模型转换为关系模型的过程和方法，以及物理设计的存储结构和数据存取方法的选择四、数据库安全与保护难点解析：数据库完整性的理解和实施，以及数据库安全性的认证和权限管理五、数据库应用实例难点解析：不同应用场景下数据库的设计和优化策略六、数据库编程技术难点解析：存储过程的编写和触发器的应用场景七、数据库事务管理难点解析：事务的并发控制机制，尤其是锁的使用和事务隔离级别的选择八、数据库性能调优难点解析：索引的设计和优化，以及分区策略的选择九、数据库管理维护难点解析：数据库监控工具的使用和性能统计分析的方法十、数据库发展趋势与新技术难点解析：新技术在数据库领域的应用和未来发展的趋势全文总结和概括：本文主要分析了“数据库原理与应用”教案中的十个章节，重点关注了每个章节中的基本概念、原理、技术和应用。
《数据库原理与应用教程》(第4版)课件第4章 数据操作语句
WHERE rtrim(Sname) LIKE '王__'
涉及空值的查询
• 空值（NULL）在数据库中表示不确定的值。 • 例如，学生选修课程后还没有考试时，这些学生有
选课记录，但没有考试成绩，因此考试成绩为空值。 • 判断某个值是否为NULL值，不能使用普通的比较运
rue，表明此记录为符合查询条件的记录； • NOT IN：当列中的值与某个常量值相同时，则结果
为False，表明此记录为不符合查询条件的记录
示例
• 例12．查询信息系、数学系和计算机系学生的姓 名和性别。
SELECT Sname, Ssex FROM Student WHERE Sdept IN ('信息系', '数学系', '计算
算符。 • 判断取值为空的语句格式为：
列名 IS NULL • 判断取值不为空的语句格式为：
列名 IS NOT NULL
示例
• 例20．查询没有考试成绩的学生的学号和相应的 课程号。 SELECT Sno, Cno FROM SC WHERE Grade IS NULL
• 例21．查询所有有考试成绩的学生的学号和课程 号。 SELECT Sno, Cno FROM SC WHERE Grade IS NOT NULL
列名 | 表达式 [ NOT ] BETWEEN 下限值 AND 上 限值
• 如果列或表达式的值在[不在]下限值和上限值范围 内，则结果为True，表明此记录符合查询条件。
示例
• 例10．查询年龄在20～23岁之间的学生的姓名、所 在系和年龄。 SELECT Sname, Sdept, Sage FROM Student WHERE Sage BETWEEN 20 AND 23
数据库原理及应用教程电子教案
数据库原理及应用教程电子教案第一章：数据库基础知识1.1 数据库概念数据库的定义数据库的用途数据库的发展历程1.2 数据模型概念模型关系模型面向对象模型1.3 数据库体系结构数据库三级模式结构数据库二级映像第二章：关系数据库2.1 关系数据库概述关系数据库的基本概念关系数据库的组成2.2 关系运算选择投影连接2.3 关系数据库设计关系模型规范化第三章：SQL语言3.1 SQL概述SQL的定义SQL的特点3.2 数据定义语言创建表修改表删除表3.3 数据操作语言插入数据查询数据更新数据第四章：数据库设计4.1 需求分析收集需求分析需求4.2 概念设计实体-关系模型实体属性的确定4.3 逻辑设计视图设计4.4 物理设计文件组织索引设计第五章：数据库安全与保护5.1 数据库安全用户权限管理数据加密5.2 完整性约束实体完整性参照完整性5.3 数据库备份与恢复备份策略恢复策略5.4 数据库性能优化查询优化索引优化数据库原理及应用教程电子教案第六章：数据库管理系统的使用6.1 数据库管理系统的功能数据定义数据操纵数据查询6.2 常见数据库管理系统OracleMySQLMicrosoft SQL Server6.3 数据库管理系统的使用实例Oracle SQLPlus的使用MySQL命令行的使用第七章：事务管理7.1 事务概述事务的定义事务的属性7.2 事务管理事务的并发控制事务的隔离级别7.3 事务的持久化事务日志事务恢复第八章：分布式数据库8.1 分布式数据库概述分布式数据库的概念分布式数据库的优点8.2 分布式数据库的体系结构客户机/服务器结构对等网络结构8.3 分布式数据库的数据一致性数据复制数据分片第九章：大数据技术9.1 大数据概述大数据的定义大数据的特点9.2 大数据技术架构HadoopSpark9.3 大数据处理技术数据采集数据存储数据分析第十章：数据库发展趋势10.1 数据库技术的未来新型数据库技术数据库技术与其他技术的融合10.2 数据库技术在领域的应用机器学习自然语言处理10.3 数据库技术在物联网领域的应用物联网的数据管理物联网的数据分析重点和难点解析重点环节1：数据库概念与用途数据库的定义：重点掌握数据库作为一种长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库原理及应用PPT课件
实践案例三
总结词
综合性强的案例
详细描述
企业资源计划系统（ERP）的数据库应用是一个综合性强的案例，它涵盖了企业的各个业务领域，如财务、人力 资源、供应链等。这个案例可以帮助学习者理解如何将数据库应用于企业的实际业务中，提高企业的运营效率。
THANKS
感谢观看
大数据处理
02
需要使用特定的技术和工具来处理大数据，包括分布式计算、
流处理、数据挖掘等技术。
大数据与数据库关系
03
大数据需要数据库来存储和管理，同时数据库技术也在不断发
展以适应大数据处理的需求。
NoSQL数据库
NoSQL定义
NoSQL是指非关系型数据库，它 们不遵循传统的关系型数据库的 规范，而是采用其他数据结构和
系统测试
对开发完成的系统进行测试， 确保各项功能正常运行。
需求分析
明确系统需求，收集和分析用 户需求，确定系统目标和功能。
系统开发
依据系统设计，编写代码实现 各项功能。
系统部署与维护
将系统部署到实际运行环境中， 并进行持续的维护和升级。
数据库应用系统的设计
数据库结构设计
根据系统需求，设计合 理的数据库表结构、字
关系型数据库的特点
关系型数据库的优点
易用性、可靠性和可用性高、可维护 性强等。
数据结构化、数据冗余小、数据独立 性强、数据共享性好等。
数据库设计
数据库设计的基本步骤
需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、数据库实施和 维护。
数据库设计的基本原则
满足用户需求、保持数据一致性、保证数据安全性、优化数 据库性能等。
访问控制
根据用户的角色和权限，限制 其对数据库中不同数据和功能 的访问。
《数据库原理及应用》课件
数据库的种类与结构
关系型数据库
采用表格形式存储数据，支 持数据的增删改查操作，如 MySQL、Oracle等。
非关系型数据库
不依赖于固定的数据结构， 如MongoDB、Redis等。
数据库结构
包括表、记录、字段等基本 组成，以及主键、外键等关 联关系。
数据库管理系统简介
数据库管理系统（DBMS）
关系操作
对关系执行的操作，包括选择、投影、连接、聚 合等。
ABCD
关系完整性约束
确保关系中数据的准确性和一致性。包括实体完 整性、参照完整性和用户定义完整性。
关系代数
一种用于描述关系操作的数学语言，包括并、差 、笛卡尔积等基本操作。
数据库语言与SQL
SQL语言
用于管理关系数据库的标准编程语言。包括数据查询语言 （DQL）、数据定义语言（DDL）和数据控制语言（DCL ）。
《数据库原理及应用》PPT课件
• 数据库概述 • 数据库原理 • 数据库应用 • 数据库新技术与发展趋势 • 实践与应用案例
01
数据库概述
数据库的定义与作用
数据库定义
数据库是一个长期存储在计算机内的 、有组织的数据集合，它能够满足各 种用户对数据共享的需求。
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。
详细描述
介绍一个实际的数据库安全防护案例，包 括权限管理、数据加密、备份恢复等策略 ，以及如何防范SQL注入、跨站脚本攻击 等安全威胁。
THANK YOU
SQL查询优化案例
总结词
通过实际案例展示SQL查询优化的方法和技巧。
详细描述
介绍一个实际的SQL查询优化案例，包括查询优化前的性能瓶颈、使用EXPLAIN分析 查询执行计划、优化SQL语句的技巧等，以及优化后的性能提升情况。