数据库原理与应用课件.pptx
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数据库原理和应用.ppt
1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
3．数据库查询功能 以各种方式提供灵活的查询功能，以便方便使用数据.
4． 数据库控制功能 完成对数据库的安全性控制/完整性控制/并发控制
5． 数据库通信功能 在分布式数据库或提供网络操作功能的数据库中还必须 提供通信功能。
不积蹞步，无以致千里；不积小流，
注: DBA工作繁重、重要、关键：
除了要掌握一定的数据处理、数据库技术之外，还应 有处理好人际关系的素质、能力。在一个企事业中， 特别是一个规模较大的数据库，不能指望一两个人来 完成管理工作，所以DBA常指数据库管理部门。
开发DBS时，一开始就应设置DBA的职位或相应的机构 ，以明确DBA职责、权限。
（4）具有较高的数据独立性 数据独立性：（包括物理独立性、逻辑独立性。具体见 萨师煊等主编《数据库系统概论》Page11）
指数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖，彼此独 立的特性。可降低应用程序的开发代价和维护代价。
在数据库技术之前，数据文件的组织方式和应用程序
是密切相关的。数据结构改变，相应的应用程序也必
——存放数据的仓库（顾名思义/不准确的含义）
——信息的载体/表示
尽管数据库技术已发展成熟，但还没有一个普遍接受的、严
格的定义。
不积蹞步，无以致千里；不积小流，
无以成江海 友友情分享
2
1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
数据库应具备的特征/定义： （1）数据库是相互关联的数据的集合
数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之间是相互关 联的，在数据库中不仅要能够表示数据本身，还要能够 表示数据与数据之间的联系。
不积蹞步，无以致千里；不积小流，
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数据库原理与应用第五章课件
5.2 需求分析
5.2.2 需求分析的方法
需求分析常用的调查方法有以下几种： （1）亲自参与业务活动，了解业务处理的基本情况。 （2）请专人介绍。 （3）在对用户的需求了解过程中一定会存在许多疑问，可以通
过与用户座谈、询问等方式来解决这些疑问。 （4）设计调查表请用户填写。如果调查表设计得合理接受。 （5）查问记录。即查问原系统有关的数据记录。 （6）学习文件。及时了解掌握与用户业务相关的政策和业务规
5.6 数据库实施
所谓数据库的实施，就是根据数据库的逻辑结构 设计和物理结构设计的结果，在具体RDBMS支持的计算 机系统上建立实际的数据库模式、装人数据、并进行 测试和试运行的过程。 （1）散数据库的建立与调整 （2）数据库的调整 （3）应用程序编制与调试 （4）数据库系统的试逻辑结构设计阶段 物理结构设计阶段 数据库实施阶段 数据库运行和维护阶段
5.2 需 求 分 析
5.2.1 需求分析的任务
需求分析的任务是通过详细调查所要处理的对象（组织、 部门、企业等），充分了解原有系统的工作概况，明确用户的 各种数据需求、完整性约束条件、事务处理和安全性条件等， 然后在此基础上确定新系统的功能。新系统必须充分考虑今后 可能的扩充和改变，不能仅仅按当前应用需求来设计数据库。
（1）一个实体型转换为一个关系模式； （2）实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。
5.5 物 理 设 计
数据库物理设计阶段主要包括以下4个过程： （1）分析影响物理数据库设计的因素。 （2）为关系模式选择存取方法。 （3）设计关系、索引等数据库文件的物理存储结构。 （4）评价物理结构。
（1）数据库的转储和恢复。 （2）维持数据库的完整性与安全性。 （3）监测并改善数据库性能。 （4）数据库的重组和重构。
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
第25页/共188页
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
第13页/共188页
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
第30页/共188页
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
Principles and Applied of Database
Principles and Applied of Database
第16页/共188页
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）
数据库原理及应用课件ppt
（2）基类和子类 ①基类是Visual FoxPro 内部定义的类。 ②子类是以其他类定义为起点创建的新类，它继 承父类的特征和方法，又具有自己的特征和方法。
（3）类的特性 ①封装性 将一个数据和与这个数据有关的操作 集合在一起，形成一个有机的实体—对象。 ②继承性 是类（基类）创建新类（子类）的过 程。子类(派生类)自动共享其父类(基类)中的所有 属性和方法，但子类可定义自己属性和方法。 ③多态性 当不同的对象收到相同的消息时产生 不同的动作。
面向对象程序设计已成为当前应用软件发 展的主流，它与传统的结构化程序设计有很大 的区别。Visual FoxPro不仅支持面向过程的编 程技术，而且支持面向对象的编程技术。
结构化程序设计以对数据进行操作的过程 作为程序的主体，将一个待求解的问题自顶向 下分解成一个个简单独立的子问题，然后用子 程序或函数解决这些子问题。
2. 类 （1）类的定义 对具有相同属性和行为的对象
集合的一种综合描述。类是对象的抽象描述， 对象是类的具体化和实例化。同类对象都具 有所属类的方法和属性，但每个对象的属性 值可以不同。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
任意控件
可
选项按钮组
选项按钮
包
命令组
命令按钮
含
页框
页面
的
表格
表的列等
对
表格列
表头、文本框等控件
象
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
（2）控件类 控件类比容器类封装得更为完整。控
（3）类的特性 ①封装性 将一个数据和与这个数据有关的操作 集合在一起，形成一个有机的实体—对象。 ②继承性 是类（基类）创建新类（子类）的过 程。子类(派生类)自动共享其父类(基类)中的所有 属性和方法，但子类可定义自己属性和方法。 ③多态性 当不同的对象收到相同的消息时产生 不同的动作。
面向对象程序设计已成为当前应用软件发 展的主流，它与传统的结构化程序设计有很大 的区别。Visual FoxPro不仅支持面向过程的编 程技术，而且支持面向对象的编程技术。
结构化程序设计以对数据进行操作的过程 作为程序的主体，将一个待求解的问题自顶向 下分解成一个个简单独立的子问题，然后用子 程序或函数解决这些子问题。
2. 类 （1）类的定义 对具有相同属性和行为的对象
集合的一种综合描述。类是对象的抽象描述， 对象是类的具体化和实例化。同类对象都具 有所属类的方法和属性，但每个对象的属性 值可以不同。
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表的列等
对
表格列
表头、文本框等控件
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（2）控件类 控件类比容器类封装得更为完整。控
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
数据库原理及应用ppt课件
❖ （1）共享主存结构（Shared Memory）简称SM 结构，也称全共享结构（SE-Shared Everything）。 在此种结构中，各处理机通过共享主存通信，每个处理 机都能访问任一存储单元和任一磁盘单元，处理机与存 储器之间通过高速总线或交叉开关连接，如图8-5(a)。 这是目前较成熟的结构，居市场主流。采用该结构的机 器有IBM的IBM3090，BULL的DPS8，Sequent和 Encore公司的对称多处理机等。该结构的优点是：结构 简单、负载均衡、通信效率高。缺点是：维护开销大、 可扩充性受限制、可用性低。建立在这种结构上的并行 数据库系统有：XPRS、DBS3、Volcalno、IBM3090 上的DB2等。
仲恺农业工程学院
An Introduction to Database
8.3.1 并行结构模型
（a）共享主存
（b）共享磁盘
仲恺农业工程学院
（c）无共享 图8-5 并行结构模型
An Introduction to Database
8.3.2 数据分置与数据偏斜
❖ 1．数据分置
❖ 类似于分布数据库中的数据分布，并行数据库中的数据如 何分布到各结点的存储设备上去呢？这就是数据分置 （Data Placement）问题。它由数据划分和分配两部 分组成。要把数据分置到不同结点上，首先要对数据进行 划分（Partitioning），这类似于分布数据库中的全局 关系分段。分段与分布是以用户使用数据的方式以及在什 么结点使用为依据的。与此不同，并行数据库的用户查询 并不与特定结点相联系，数据分置不考虑特定用户的特定 应用，它的目标是有利于用户查询的并行处理。
❖ 分布性是指数据不是存放在单一场地为单个计算机配置的存储设备上， 而是按全局需要将数据划分成一定结构的数据子集，分散地存储在各 个场地(节点)上。
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An Introduction to Database
8.3.1 并行结构模型
（a）共享主存
（b）共享磁盘
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（c）无共享 图8-5 并行结构模型
An Introduction to Database
8.3.2 数据分置与数据偏斜
❖ 1．数据分置
❖ 类似于分布数据库中的数据分布，并行数据库中的数据如 何分布到各结点的存储设备上去呢？这就是数据分置 （Data Placement）问题。它由数据划分和分配两部 分组成。要把数据分置到不同结点上，首先要对数据进行 划分（Partitioning），这类似于分布数据库中的全局 关系分段。分段与分布是以用户使用数据的方式以及在什 么结点使用为依据的。与此不同，并行数据库的用户查询 并不与特定结点相联系，数据分置不考虑特定用户的特定 应用，它的目标是有利于用户查询的并行处理。
❖ 分布性是指数据不是存放在单一场地为单个计算机配置的存储设备上， 而是按全局需要将数据划分成一定结构的数据子集，分散地存储在各 个场地(节点)上。
数据库系统原理与应用第一章PPT课件
成果 –按照系统的观点，自顶向下地完成系统的研制工作 –充分考虑变化的情况 –工作成果文献化、标准化
• 缺点：
–开发周期长 –结构化程度低的系统，在开发初期难于锁定功能要求
05.11.2020
17
快速原型法
在投入大量的人力、物力之前，在限 定的时间内，用最经济的方法开发出一个 可实际运行的系统原型，以便尽早澄清不 明确的系统需求。在原型系统的运行中用 户发现问题，提出修改意见，技术人员完 善原型，使它逐步满足用户的要求。
操作要么都发生要么都不发生，也就是说，转帐
这个操作必须是原子的--它要么全部发生要么根
本不发生（具有不可分割性）。
05.11.2020
33
1.2.2 文件处理系统
5、并发访问异常
• 中由于并发更新操作相互影响，可能就会导致数据的不一 致。假设A帐户中有500元，客户B和客户C几乎同时从A 帐户中分别取款50元和100元。假设每个取款操作对应的 程序都是读取帐户余额，在其上减去取款的金额，然后将 结果写回。如果两次取款的程序并发执行，可能它们读到 的余额都是500元，并将分别写回450元和400元，到底是 450元还是400元要看哪个程序后写回结果而定，而实际 上这两个结果都是错误的。由于数据可能被多个不同的应 用程序访问，而这些程序间事先又没有协调管理，因而可 能会出现并发访问异常问题。
05.11.2020
27
1.2.1 数据管理的进展
3、数据库管理系统阶段 主要是指60年代后期以后，由于数据库管 理系统的诞生，通过数据库管理系统管理 大量的数据，不仅解决了数据的永久保存， 而且真正实现了数据的方便查询和一致性 维护问题，并且能严格保证数据的安全。
05.11.2020
28
• 缺点：
–开发周期长 –结构化程度低的系统，在开发初期难于锁定功能要求
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17
快速原型法
在投入大量的人力、物力之前，在限 定的时间内，用最经济的方法开发出一个 可实际运行的系统原型，以便尽早澄清不 明确的系统需求。在原型系统的运行中用 户发现问题，提出修改意见，技术人员完 善原型，使它逐步满足用户的要求。
操作要么都发生要么都不发生，也就是说，转帐
这个操作必须是原子的--它要么全部发生要么根
本不发生（具有不可分割性）。
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1.2.2 文件处理系统
5、并发访问异常
• 中由于并发更新操作相互影响，可能就会导致数据的不一 致。假设A帐户中有500元，客户B和客户C几乎同时从A 帐户中分别取款50元和100元。假设每个取款操作对应的 程序都是读取帐户余额，在其上减去取款的金额，然后将 结果写回。如果两次取款的程序并发执行，可能它们读到 的余额都是500元，并将分别写回450元和400元，到底是 450元还是400元要看哪个程序后写回结果而定，而实际 上这两个结果都是错误的。由于数据可能被多个不同的应 用程序访问，而这些程序间事先又没有协调管理，因而可 能会出现并发访问异常问题。
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1.2.1 数据管理的进展
3、数据库管理系统阶段 主要是指60年代后期以后，由于数据库管 理系统的诞生，通过数据库管理系统管理 大量的数据，不仅解决了数据的永久保存， 而且真正实现了数据的方便查询和一致性 维护问题，并且能严格保证数据的安全。
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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.ppt
（4）象集Zx
给定一个关系R（X，Z），X和Z为属性组。 当t[X]=x时，x在R中的象集（Images Set）为：
Zx={t[Z]|t R，t[X]=x} 它表示R中属性组X上值为x的诸元组在Z上分量的集合
《数据库原理及应用》课件第二章
专门的关系运算(续)
象集举例
x1在R中的象集 Zx1 ={Z1，Z2，Z3}，
《数据库原理及应用》课件第二章
专门的关系运算(续)
（3） tr ts R为n目关系，S为m目关系。 tr R，tsS， tr ts称为元组的连接。 tr ts是一个n + m列的元组，前n个分量为R中的一个 n元组，后m个分量为S中的一个m元组。
《数据库原理及应用》课件第二章
专门的关系运算(续)
《数据库原理及应用》课件第二章
差(续)
《数据库原理及应用》课件第二章
3. 交（Intersection）
R和S
具有相同的目n 相应的属性取自同一个域
R∩S
仍为n目关系，由既属于R又属于S的元组组成 R∩S = { t|t R∧t S } R∩S = R –(R-S）
《数据库原理及应用》课件第二章
Student
学号 Sno
200215121
姓名 Sname
李勇
性别 Ssex
男
年龄 Sage
20
所在系 Sdept
CS
200215122
刘晨
女
19
IS
200215123
王敏
女
18
MA
200215125
张立
男 (a)
19
IS
《数据库原理及应用》课件第二章
给定一个关系R（X，Z），X和Z为属性组。 当t[X]=x时，x在R中的象集（Images Set）为：
Zx={t[Z]|t R，t[X]=x} 它表示R中属性组X上值为x的诸元组在Z上分量的集合
《数据库原理及应用》课件第二章
专门的关系运算(续)
象集举例
x1在R中的象集 Zx1 ={Z1，Z2，Z3}，
《数据库原理及应用》课件第二章
专门的关系运算(续)
（3） tr ts R为n目关系，S为m目关系。 tr R，tsS， tr ts称为元组的连接。 tr ts是一个n + m列的元组，前n个分量为R中的一个 n元组，后m个分量为S中的一个m元组。
《数据库原理及应用》课件第二章
专门的关系运算(续)
《数据库原理及应用》课件第二章
差(续)
《数据库原理及应用》课件第二章
3. 交（Intersection）
R和S
具有相同的目n 相应的属性取自同一个域
R∩S
仍为n目关系，由既属于R又属于S的元组组成 R∩S = { t|t R∧t S } R∩S = R –(R-S）
《数据库原理及应用》课件第二章
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学号 Sno
200215121
姓名 Sname
李勇
性别 Ssex
男
年龄 Sage
20
所在系 Sdept
CS
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刘晨
女
19
IS
200215123
王敏
女
18
MA
200215125
张立
男 (a)
19
IS
《数据库原理及应用》课件第二章
说课数据库原理及应用课件
NoSQL数据库具有高性能、可伸缩性和灵活性等特点，适用于大数据、高并发和分布式系统等场景。
常见的NoSQL数据库包括MongoDB、Cassandra、Redis等。
NewSQL数据库
NewSQL数据库是关系型数据库的改 进版，它们在保持关系型数据库的完 整性和ACID特性的同时，提高了性能 和扩展性。
数据库的作用
数据库的作用主要包括数据存储、数据检索、数据更新和数 据保护等。通过数据库，用户可以方便地存储、检索、更新 和保护数据，实现数据的共享和一致性，提高数据的管理效 率和安全性。
数据库发展历程
• 数据库发展历程：数据库的发展历程可以分为三个阶段，分别是人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶 段。在人工管理阶段，数据的管理主要依赖于人工，数据的存储和处理效率低下。在文件系统阶段，数据以文 件形式存储，可以进行简单的检索和更新操作，但数据的一致性和共享性仍然存在困难。在数据库系统阶段， 出现了关系型数据库、非关系型数据库等多种类型的数据库，数据的管理效率得到了极大的提高。
数据库维护包括备份、恢复、优化和监控等方面，以确保数据库的可用性 和性能。
常见的数据库安全和维护措施包括使用强密码、定期备份数据、监控数据 库性能等。
04
数据库新技术
NoSQL数据库
NoSQL数据库是指非关系型数据库，它们不遵循传统的关系型数据库模型，而是采用键值对、列族、 文档等形式来存储数据。
分布式数据库具有高可用性、高并发性和可 扩展性等特点，适用于大规模、高并发和实 时系统等场景。
常见的分布式数据库包括HBase、 Cassandra等。
05
实践案例分析
案例一：学生信息管理系统
基础应用实例
学生信息管理系统是一个常见的数据库应用场景，涉及到学生信息的存储、查询、更新和删除等操作。通过这个案例，可以 让学生理解数据库的基本操作和SQL语言的使用。
常见的NoSQL数据库包括MongoDB、Cassandra、Redis等。
NewSQL数据库
NewSQL数据库是关系型数据库的改 进版，它们在保持关系型数据库的完 整性和ACID特性的同时，提高了性能 和扩展性。
数据库的作用
数据库的作用主要包括数据存储、数据检索、数据更新和数 据保护等。通过数据库，用户可以方便地存储、检索、更新 和保护数据，实现数据的共享和一致性，提高数据的管理效 率和安全性。
数据库发展历程
• 数据库发展历程：数据库的发展历程可以分为三个阶段，分别是人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶 段。在人工管理阶段，数据的管理主要依赖于人工，数据的存储和处理效率低下。在文件系统阶段，数据以文 件形式存储，可以进行简单的检索和更新操作，但数据的一致性和共享性仍然存在困难。在数据库系统阶段， 出现了关系型数据库、非关系型数据库等多种类型的数据库，数据的管理效率得到了极大的提高。
数据库维护包括备份、恢复、优化和监控等方面，以确保数据库的可用性 和性能。
常见的数据库安全和维护措施包括使用强密码、定期备份数据、监控数据 库性能等。
04
数据库新技术
NoSQL数据库
NoSQL数据库是指非关系型数据库，它们不遵循传统的关系型数据库模型，而是采用键值对、列族、 文档等形式来存储数据。
分布式数据库具有高可用性、高并发性和可 扩展性等特点，适用于大规模、高并发和实 时系统等场景。
常见的分布式数据库包括HBase、 Cassandra等。
05
实践案例分析
案例一：学生信息管理系统
基础应用实例
学生信息管理系统是一个常见的数据库应用场景，涉及到学生信息的存储、查询、更新和删除等操作。通过这个案例，可以 让学生理解数据库的基本操作和SQL语言的使用。
数据库原理与应用教程PPT
A1
管理
应 用 程 序 学生选课管理 A2
数据库 管理系统
学生有 关的数 据库
数据库管理系统的优点
• 相互关联的数据的集合 • 较少的数据冗余 • 程序与数据相互对立 • 保证数据的安全、可靠 • 最大限度地保证数据的正确性 • 数据可以并发使用并能同时保证一致性
相互关联的数据的集合
• 数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之 间是相互关联的。也就是说，在数据库中不 仅要能够表示数据本身，还要能够表示数据 与数据之间的联系。
第1章 数据库概述
• 1.1 数据管理的发展 • 1.2 什么是数据库系统 • 1.3 使用数据库系统的原因及数据库应
用的前景
1.1 数据管理的发展
• 1.1.1 以数据为中心应用系统的特点 • 1.1.2 文件管理系统 • 1.1.3 数据库管理系统 • 1.1.4 数据独立性
1.1.1 以数据为中心应用系统的特点
• 涉及的数据量大 • 数据不随程序的结束而消失 • 数据被多个应用程序共享
1.1.2 文件管理系统
应用程序1 应用程序2
… 应用程序n
文件 系统
文件1 文件2
… 文件n
文件管理系统示例
应用程序A1 学生基本信息管理
应用程序A2 学生选课管理
学生信息 文件F1
课程信息 文件F2
学生选课信 息文件F3
数据遭到破坏 时能立刻将数据完 全恢复
最大限度地保证数据的正确性
保证数 据正确的特 性在数据库 中称之为数 据完整性。
数据可以并发使用 并能同时保证数据的一致性
• 在多个用户同时使用数据库时，能够保 证不产生冲突和矛盾，保证数据的一致性 和正确性。
并发操作示例
数据库系统原理及应用教程课件
数据库系统由多个组件组成，包括数 据库管理系统（DBMS）、数据库应 用程序、数据存储和检索工具等。这 些组件协同工作，共同完成数据的存 储、管理和检索任务。
02 数据库系统原理
数据模型
概念模型
数据模型的一种，用于描述现实世界事物或概念的数据表示。它 包括实体、实体间的关系以及实体的属性。
逻辑模型
分布式数据库系统的应用场景
分布式数据库系统广泛应用于金融、电信、电子商务等领域，能够支持 海量数据的存储、查询、分析和处理，提高数据处理效率和业务响应速 度。
云数于云计算技术的数据库服务，它将 数据库软件部署在云端，通过互联网提供数据存储、查询 和管理服务。
数据模型的一种，用于描述数据在数据库中的存储和组织方式。常 见的逻辑模型有层次模型、网状模型和关系模型。
物理模型
数据模型的一种，描述数据在存储介质上的存储方式和访问方法。
关系数据库
关系数据结构
由行和列组成的二维表，每一列有一个名称 ，称为字段或属性，每一行表示一个记录或 实例。
关系完整性约束
为了确保数据的准确性和一致性，对关系的约束条 件，包括实体完整性、参照完整性和用户定义的完 整性。
数据库系统的优化与维护
查询优化
通过索引、查询重写等方式提高查询效率。
系统监控
监控数据库系统的性能指标，及时发现和解 决问题。
存储优化
合理规划数据库的存储结构，提高数据读写 性能。
数据备份与恢复
定期备份数据，确保数据安全，并在必要时 恢复数据。
04 数据库系统安全与保护
数据库系统的安全问题
数据泄露
01
由于数据库中存储了大量敏感信息，一旦被非法访问或窃取，
可能导致严重后果。
数据库系统ppt课件(完整版)pptx
20世纪60年代后期出现了一种新 型的数据管理技术——数据库技 术，它解决了数据的组织、存储 和管理问题，实现了数据的共享
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
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
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● 数据有整体的结构性，面向全组织，面向现实世界
● 由DBMS统一存取，维护数据语义及结构
● 数据共享性好
● 数据与程序完全相互独立
例：学生基本信息记录表：
学号
姓名 性别 出生年月 学院
籍贯 奖惩情况
200505101 张三 男 1987/10/10 数理学院 广东 2005-06学年一 等奖学金 2005-06学年校 三好学生
修改后的记录表：将学生基本信息和奖惩情况分开来
学号
姓名
200505101 200505102 200505103 200505106
张三 李四 钱红 赵晓林
…… …….
性别 男 男 女 女
……
出生年月 学院
1987/10/10 1988/01/10 1987/05/21 1989/02/10
数理学院 数理学院 数理学院 数理学院
数据库系统的特点
2. 数据的共享性高、冗余度低，易扩充
– 共享是指多用户、多种应用、多种语言互相覆 盖地共享数据集合。数据共享可减少数据冗余， 节约存储空间，避免数据之间的不相容性与不 一致性。
– 数据不一致指同一数据不同拷贝的值不同。 – 数据面向系统＋结构化＋数据共享 → 系统易
扩充。
数据库系统的特点
数据库系统的特点
4. 数据由DBMS统一管理和控制
– 共享一般是并发的，即多个用户可同时使用数据 库中的数据。
– DBMS应提供如下功能：
• 数据安全性保护 • 数据完整性检查（正确性、有效性、相容性） • 并发控制 • 数据库恢复
数据管理技术三个发展阶段的详细比较
应用背景
硬件背景
背 景 软件背景
应用程序1 应用程序2
应用程序n
…
数据量小、结构简单。
数据集 1 数据集 2
数据集 n
● 外存为顺序存取设备
磁带、卡片、纸带，没有磁
特点
盘等直接存取设备。
● 用户完全负责数据管理工作
● 没有操作系统及数据管理软件
● 数据完全面向特定的应用程序
用户用机器指令编码，通过纸 带机输入程序和数据，程序运行完 毕后，由用户取走纸带和运算结果， 再让下一用户操作。
应用程序2 …
应用程序n
应用程序1
文件 系统
文件组1
特点
文件组2
● 数据可以长期保存 ● 数据与程序有一定的独立性
… 文件组
3
文件的逻辑结构与存储 结构由系统进行转换 ，数据在存储上的 改变不一定反映在程序上。
● 共享性差、冗余度大 （一个文件对应一个程序）
数据库系统阶段（60年代后期--）
背景
应用程序1
每个用户使用自己的数据，用 完撤走不保存，无共享。
● 数据与程序没有独立性
程序中存取数据的子程序随着
存储结构的改变而改变。
文件系统阶段（ 50年代后期--60年代中期）
背景
● 计算机不但用于科学计算， 还用于管理。
● 外存有了磁盘、磁鼓等直接 存取设备。
● 有了专门管理数据的软件， 一般称为文件系统。
● 计算机管理的数据量大，关系复杂， 应用程序2 共享性要求强（多种应用、不同语
言共享数据）
…
数据库 管理系统
DBMS
数 据 库
● 外存有了大容量磁盘，光盘
应用程序n
● 软件价格上升，硬件价格下降。
常见DBMБайду номын сангаас：Oracle, IBM DB2, Informix,
特点
Sybase, SQL Server, FoxPro, Access等
1. 数据结构化---数据库系统与文件系统根本区别 即采用复杂的数据模型表示数据结构
– 按照某种数据模型,将整个组织的全部数据组织成 一个结构化的数据整体，即实现了整体数据的结 构化。
– 数据模型不仅描述数据本身,还描述了数据之间的 联系。
– 数据不再面向应用，而是面向系统，弹性更大。 – 存取方式更灵活，存取粒度可为数据项。
3. 数据独立性高
• 包括数据的物理独立性和逻辑独立性
– 物理独立性：指用户的应用程序与存储在磁盘 上的数据库中的数据相互独立。
– 逻辑独立性：指用户的应用程序与数据库的逻 辑结构相互独立。
– 数据描述、定义从应用程序中分离出来，独立 于应用程序而存在，相互独立，互不依赖，大 大简化了应用程序的设计维护的工作量。
1.1 数据管理技术的发展
数据管理技术经历了三个发展阶段：
硬件(外存贮器) 和软件的发展 应用需求扩大
人工管理阶段（20世纪50年代中期以前） 文件系统阶段（20世纪50年代后期--60年代中期） 数据库系统阶段（20世纪60年代后期—今）
人工管理阶段（--50年代中期）
背景
● 计算机主要用于科学计算
处理方式
人工管理阶段
科学计算 无直接存取存储设备 没有操作系统 批处理
数据的管理者 用户（程序员） 数据面向的对象 某一应用程序
第一章 绪 论
1 数据管理技术的发展
2
数据库系统结构
3
DB、DBMS和DBS
4
数据库技术的发展
基本概念
数据：描述客观事物的一组文字、数字和 符号，它是客观事物的反映和记录。
如：（李明，男，20，1992，江苏，数理学院，信息 与计算科学专业，2008）
信息：潜在于数据中的意义，它反映了 客观世界中各种事物的状态与特征，它能 增长人的知识，影响接受者的行为。
…… ……
籍贯 广东 河南 上海 上海
……
修改后的学生基本信息记录表
学号
奖惩情况
200505101 2005-06学年一等奖学金
奖惩情况表
200505101 2005-06学年校三好学生
200505106 2005-06学年一等奖学金
特点：描述数据时不仅描述数据 本身，还描述了数据间的联系。
数据库系统的特点
200505102 李四 男 1988/01/10 数理学院 河南
200505103 钱红 女 1987/05/21 数理学院 上海
200505106 赵晓林 女
1989/02/10 数理学院 上海 2005-06学年一 等奖学金
…… … … …… …… …
这个表格的缺点：有些同学的奖惩记录很多，但大部分没有，因此“奖惩情况” 这一栏该留多大的位置很难确定，而且很难统计奖励的次数
1.1 数据管理技术的发展
• 数据处理：对各种形式的数据进行收集、存 储、加工和传播的一系列活动的总和。其目 的是从大量原始数据中抽取出对用户有价值 的信息，以作为行动和决策的依据。 信息=数据+数据处理
• 数据管理：指对数据进行分类、组织、编码、 存储、检索和维护，是数据处理的中心问题。
数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的