数据库基础与数据库设计
《数据库基础知识》PPT课件
编写触发器与存储过程
根据业务需求编写触发器和存储过程 ，实现复杂业务逻辑。
监控与优化性能
监控数据库性能，定期进行优化和调 整，确保数据库高效运行。
维护数据安全
定期备份数据、修复损坏数据、防范 恶意攻击等，确保数据安全可靠。
05
索引与查询优化技术
索引基本概念及作用
索引定义
索引是数据库中用于快速查找和检索数据的数据结构。
如在线购物网站、拍卖网站等，需要处理 大量的用户信息和交易数据，数据库可以 提供安全、可靠的数据存储和检索功能。
金融系统
科研领域
如银行、证券、保险等金融机构的信息系 统，需要处理大量的金融数据，数据库可 以提供高效的数据处理和分析功能。
如生物信息学、天文学等科研领域，需要处 理大量的实验数据和观测数据，数据库可以 提供灵活的数据存储和管理功能。
关系完整性约束
完整性约束概念
完整性约束是用来保证数据库中数据的正确性和一致性的规则。在关系模型中，完整性约束包括实体 完整性、参照完整性和用户自定义完整性。
完整性约束类型
实体完整性约束要求关系中的主键属性不能取空值；参照完整性约束要求关系中的外键属性取值必须 对应于另一个关系中的主键取值；用户自定义完整性约束则是根据应用需求定义的其他规则。
03
SQL语言基础
SQL语言简介
01
SQL（Structured Query Language）是一种用于管理关系数 据库管理系统的语言。
02
它包括数据插入、查询、更新和删除，数据库模式创建和修改
，以及数据访问控制。
SQL语言简单易学，是开发和管理数据库系统的标准语言。
03
数据定义语言DDL
DDL（Data Defini对象，如表、 索引、触发器等。
数据库基础及应用-VisualFoxPro数据库课程设计
数据库基础及应用-VisualFoxPro数据库课程设计一、 VisualFoxPro数据库简介VisualFoxPro是一款由微软公司开发的关系型数据库管理系统，它提供了各种数据管理功能，为开发人员提供了一个快速且可靠的平台。
VisualFoxPro具有可扩展性和可定制性的特点，是应用广泛的数据库系统之一。
VisualFoxPro数据库可以应用于各种行业，如银行、证券、保险、电信、教育、医疗等，也可以用于个人和中小型企业的管理。
它可以处理大量的数据，同时还可以进行数据分析和预测，帮助用户更好地了解数据和业务。
二、 VisualFoxPro数据库设计VisualFoxPro数据库的设计包括数据库模型的设计和数据库的实现。
数据库模型是数据库的框架，定义了数据的结构和关系，而数据库实现则是将设计好的模型转换为实际的数据库。
在进行VisualFoxPro数据库设计时，需要考虑以下几个方面：1. 数据库需求分析首先需要对数据库进行需求分析，确定数据库的目标和功能。
这包括：•数据库需要处理的数据类型和数量•数据库所需进行的操作类型（增、删、改、查等）•数据库的使用场景和目标用户•数据库的安全性和可靠性等要求2. 数据库模型设计根据需求分析的结果，设计数据库的逻辑结构和物理结构。
这包括：•数据库表结构的设计，包括字段的类型、长度、键，以及表之间的关系等；•数据库索引的设计，包括选择键和非选择键；•数据库查询的设计，包括查询条件和结果集合的格式等。
3. 数据库实现将数据库设计模型转换为实际的数据库。
这包括：•创建数据库表，并确定表之间的关系；•建立索引、触发器、存储过程等；•进行数据导入和查询测试，确保数据库的正常运行。
三、 VisualFoxPro数据库的应用VisualFoxPro数据库广泛应用于各行各业，以下列举几个常见的应用场景：1. 企业管理VisualFoxPro数据库可以用于企业管理，包括客户关系管理、采购管理、销售管理、库存管理等。
数据库基础课程设计
数据库基础 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数据库的基本概念，掌握数据模型、数据库系统的基本组成；2. 学会使用SQL语言进行数据库的基本操作，包括数据的增删改查；3. 了解数据库的设计原则和步骤，能够运用E-R图对简单系统进行概念设计。
技能目标：1. 培养学生运用数据库管理系统（DBMS）进行数据组织、管理和查询的能力；2. 培养学生通过实际问题，运用数据库设计方法，解决数据存储和管理问题的能力；3. 提高学生的逻辑思维和分析问题的能力，能够运用所学知识解决实际应用问题。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对数据库技术的兴趣，培养其主动学习和探索的精神；2. 培养学生的团队协作意识，使其在小组讨论和项目中能够积极沟通、共同解决问题；3. 引导学生认识到数据库技术在现代社会信息管理中的重要性，提高其信息素养。
课程性质分析：本课程为计算机科学与技术相关专业的入门课程，旨在使学生掌握数据库的基础知识和基本技能。
学生特点分析：学生处于高年级阶段，具备一定的计算机基础和编程能力，对新技术充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调在实际应用中培养学生的数据库设计和管理能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 数据库基本概念：介绍数据库的定义、发展历程、特点及分类，使学生了解数据库在信息管理中的重要性。
教材章节：第一章 数据库系统概述2. 数据模型：讲解层次模型、网状模型、关系模型等常见数据模型，重点掌握关系模型及其相关概念。
教材章节：第二章 数据模型3. 数据库设计：介绍数据库设计的原则、步骤和方法，学会使用E-R图进行概念设计。
教材章节：第三章 数据库设计4. SQL语言：讲解SQL语言的基本语法，包括数据定义、数据操纵、数据查询和数据控制等功能。
教材章节：第四章 SQL语言5. 数据库管理系统：介绍数据库管理系统的功能、组成和分类，了解常见的数据库管理系统。
数据库基础及应用课程设计
数据库基础及应用课程设计一、课程设计背景随着互联网的迅猛发展，各种类型的数据越来越庞大，对于数据的存储、处理、管理等方面也提出了更高的要求。
数据库作为一种高效、可靠、安全的数据管理系统被越来越广泛地应用在各个行业和领域，因此数据库的基础知识和应用技能也越来越受到大家的重视。
本次课程设计的主要目的是通过实践操作，使学生们能够掌握数据库的基本概念和操作技能，在实际应用中进行数据库的设计以及相关开发工作，并能通过实际的案例分析和解决问题。
二、课程设计内容本次课程设计的主要内容涵盖以下几个方面：1. 数据库设计•数据库设计原则•数据库的三范式及注意事项•ER图的设计及应用2. SQL语言•基本概念：DDL、DML、DCL、TCL•SQL语法基础知识•SQL语句的高级应用3. 数据库应用•数据库的应用范围和类型•数据库应用系统的组成和开发过程•数据库应用系统的安全保障4. 数据库管理•数据库的备份和恢复•数据库性能优化•数据库的监控和调优三、课程设计流程1. 阶段一：课程设计前期准备在这个阶段，老师将会介绍本次课程设计的目的、意义、内容和方法，并详细讲解本次课程设计的具体流程和要求，给学生们提供必要的指导和支持。
2. 阶段二：数据库设计在这个阶段，学生们将会学习数据库设计原理和方法，并进行相应的实践操作。
通过实践操作，学生们可以更好地掌握数据库的设计方法和实现技巧，并且可以在团队合作中加深对于数据库设计的理解。
3. 阶段三：SQL语言在这个阶段，学生们将会学习SQL语言的基本知识和应用技巧。
通过SQL语言的实现，学生们可以更好地掌握SQL语言的语法和应用技巧，并能更好地理解数据库的使用和实现。
4. 阶段四：数据库应用在这个阶段，学生们将会学习数据库的应用范围和类型，并将在实际应用中进行相关开发工作。
通过实际应用，学生们可以更好地掌握数据库应用系统的组成和开发过程，并且可以通过实际的案例分析和解决的问题来加深对于数据库应用系统的理解。
《数据库基础》PPT课件
第四章 数据库设计基础
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4、数据库系统的内部结构体系
数据库系统的三级模式： （1）概念模式：数据库系统中全局数据逻辑结构 的描述，是全体用户（应用）公共数据视图。 （2）外模式：也称子模式或用户模式，它是用户 的数据视图，也就是用户所见到的数据模式，它 由概念模式推导而出。 （3）内模式：又称物理模式，它给出了数据库物 理存储结构与物理存取方法。内模式的物理性主 要体现在操作系统及文件级上，它还未深入到设 备级上（如磁盘及磁盘操作）。内模式对一般用 户是透明的，但它的设计直接影响数据库的性能。
表示。
实体集与属性间的联接关系：用无向线段表示。
实体集与联系间的联接关系：用无向线段表示。
学生
M
选月
性别
成绩
第四章 数据库设计基础
第四章 数据库设计基础
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4、数据库系统的内部结构体系
数据库系统的两级映射： （1）概念模式到内模式的映射； （2）外模式到概念模式的映射。
概念模式到内模式的映射保证数据的物理独立性，
外模式到概念模式的映射保证数据的逻辑独立性。
第四章 数据库设计基础
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4.2 数据模型
1、数据模型
数据模型的概念：是数据特征的抽象，它从抽象层次上描述 了系统的静态特征、动态行为和约束条件，为数据库系统 的信息表示与操作提供一个抽象的框架。数据模型所描述 的内容有三个部分，它们是数据结构、数据操作与数据约 束。
数据模型分为概念模型、逻辑数据模型和物理模型三类。
2、实体联系模型及E-R图 E-R模型的基本概念：
物理独立性：物理独立性即是数据的物理结构（包括存储结 构，存取方式等）的改变，如存储设备的更换、物理存储 的更换、存取方式改变等都不影响数据库的逻辑结构，从 而不致引起应用程序的变化。
如何进行数据库设计与优化
如何进行数据库设计与优化第一章：数据库设计基础1.1 数据库设计概述数据库设计是指根据应用需求，合理地组织和设计数据库的过程。
它不仅涉及数据库的表结构设计，还包括数据类型选择、关系建立等方面。
一个好的数据库设计能够保证数据的完整性、一致性和高效性。
1.2 数据库范式理论数据库范式是用于规范数据库表结构的理论，它能够减少数据冗余、提高数据的一致性和更新效率。
常见的范式有第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）等。
在进行数据库设计时，应尽量符合较高的范式要求。
1.3 实体关系图设计实体关系图（Entity-Relationship Diagram，ERD）是表示实体、属性和实体之间关系的工具。
通过绘制ERD，可以更直观地了解系统的数据结构和关联关系。
在数据库设计中，绘制ERD有助于提前发现潜在的问题和优化数据库结构。
第二章：数据库设计步骤2.1 需求分析与概念设计需求分析是理解和记录用户的需求，确定数据库所需存储的数据和功能。
在概念设计阶段，根据需求分析的结果，将需求转化为数据库设计的概念模型，包括实体、属性和关系的定义。
2.2 逻辑设计与数据模型选择逻辑设计是将概念模型转化为数据库管理系统（DBMS）所需的数据模型，如关系模型、层次模型或面向对象模型等。
在选择数据模型时，需要考虑应用的复杂性、性能要求和开发维护成本等因素。
2.3 物理设计与索引策略物理设计是根据逻辑设计的结果，确定数据库的真实存储结构和存储方案。
在设计物理结构时，需要考虑数据库的性能优化，如表的分区、索引的创建和优化等。
选择合适的索引策略可以加快数据检索的速度，提高系统的响应性能。
第三章：数据库优化技术3.1 查询优化查询是数据库最频繁的操作之一，也是性能瓶颈的主要来源。
通过合理设计查询语句、创建索引和优化数据库参数等手段，可以提高查询效率和减少资源消耗。
3.2 表结构优化表结构是数据库性能的基础，合理的表结构设计可以减少数据冗余和提高数据的一致性。
《数据库设计开发》课件
总结
展望数据库设计与开发的未来趋势，总结课程重点，为大家提供一个全面的视角。
Байду номын сангаас
第二章：关系型数据库设计
通过学习关系模型和实体-关系模型的概念，掌握数据库设计的步骤和规范， 以及实体和属性的命名方法。
第三章：SQL语言
了解SQL语言的概述和基本语法，学习数据查询语言的使用和应用，以及视图 和存储过程的创建与使用。
第四章：MySQL数据库应用
掌握MySQL的安装和基本配置，学习数据库和表的创建和管理，以及数据的导入和备份技巧。
数据库设计开发PPT课件
欢迎来到《数据库设计开发》PPT课件。在这个课程中，我们将探讨数据库的 基础概念、关系型数据库设计、SQL语言、MySQL数据库应用、NoSQL数据 库、大数据与云计算以及数据库应用与开发等内容。
第一章：数据库基础概念
我们将了解数据库的定义和分类，数据库管理系统的功能和组成，以及数据 库范式和数据完整性等重要概念。
第五章：NoSQL数据库简介
深入了解NoSQL数据库的定义和特点，探讨各类NoSQL数据库类型的分类和 应用场景，以及其优缺点和未来发展趋势。
第六章：大数据与云计算
研究大数据的定义和特点，探索大数据处理技术和工具，以及云计算的基本 概念和云计算服务模式。
第七章：数据库应用与开发
分类分析数据库应用的各个领域应用案例，讨论数据库开发的流程和注意事 项，以及数据库维护和优化的方法和技巧。
数据库基础教程 pdf
数据库基础教程 pdf
数据库基础教程是学习数据库的入门教材，可以帮助读者了解数据库的基本概念、原理和应用。
本文将对数据库基础教程的内容进行介绍，主要包括数据库的概念和特点、关系型数据库的基本操作，以及数据库设计和管理等方面。
第一部分：数据库的概念和特点
数据库是指按照一定的数据模型组织、存储和管理数据的集合。
它具有永久存储、共享和安全性等特点，能够高效地处理大量数据。
在数据库中，数据由表组成，表中的数据以记录的方式存储，每个记录又由字段组成。
第二部分：关系型数据库的基本操作
关系型数据库是目前最常用的数据库类型，其基本操作包括增删改查等。
通过创建表格和定义表格中的字段，可以实现对数据的插入、更新和删除操作。
同时，通过查询语句可以实现对数据的检索和排序。
第三部分：数据库设计和管理
数据库设计是指根据需求设计数据库的结构和关系，包括数据表的设计、字段的定义和约束等。
数据库管理是指对数据库的维护和管理工作，包括备份和恢复、性能优化和安全管理等。
总结：
数据库基础教程是学习数据库的入门材料，本文对其内容进行了介绍。
通过学习数据库概念和特点，读者可以了解数据库的基本原理和应用。
同时，通过学习关系型数据库的基本操作，
读者可以掌握对数据的增删改查等操作。
最后，通过学习数据库设计和管理，读者可以了解数据库的结构和关系，并学会对数据库进行维护和管理。
希望本文能够对读者的数据库学习和实践有所帮助。
Microsoft Access数据库设计基础教程及界面详解
Microsoft Access数据库设计基础教程及界面详解Microsoft Access是一款功能强大的关系型数据库管理系统，广泛应用于各行各业。
无论是在学习、工作还是个人项目中，合理的数据库设计和操作是非常重要的。
本文将介绍Microsoft Access数据库设计的基础知识，并详细解析其界面操作，帮助读者快速掌握数据库设计的技巧和方法。
一、数据库设计基础知识1.1 数据库概述数据库是一种用于存储和管理数据的系统。
它能够提供高效的数据管理、快速的数据检索和灵活的数据处理功能。
数据库由多个数据表组成，每个数据表包含多个字段。
通过合理设计数据表和字段，能够满足各种复杂的数据管理需求。
1.2 数据库设计步骤数据库设计通常包括需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计四个步骤。
在需求分析阶段，我们需要明确数据库的目标和功能，并确定需要存储和管理的数据；概念设计阶段主要是根据需求分析结果，设计数据库的概念模型，包括实体、关系和属性等；逻辑设计阶段则是将概念模型转化为数据库的逻辑结构，包括创建数据表、定义字段和关系等；最后，在物理设计阶段，我们将逻辑设计转化为具体的物理存储结构，包括索引、分区和安全性等。
1.3 Microsoft Access界面介绍Microsoft Access的界面分为导航窗格、工作区和功能区三部分。
导航窗格位于左侧，用于管理和访问数据库对象，包括表格、查询、表单和报表等；工作区是数据库的主要工作区域，用于显示和编辑数据库对象的内容；功能区包含各种命令选项和工具栏，用于执行数据库管理和操作的功能。
二、数据库设计基本操作2.1 创建数据库在Microsoft Access中创建数据库非常简单。
打开Access后，在功能区的“文件”选项中选择“新建”->“空白数据库”，指定数据库保存的位置和名称即可。
2.2 创建数据表数据表是Access数据库的核心对象，用于存储和管理数据。
创建数据表时，需要定义表名、字段名和字段类型等属性。
数据库管理的基础知识和技巧
数据库管理的基础知识和技巧第一章：数据库管理概述数据库管理是指管理和维护数据库系统的各种操作和任务的过程。
它包括数据库设计、数据库安装、数据备份与恢复、性能优化等方面的工作。
数据库管理旨在确保数据库系统的高效运行和数据的完整性、一致性和安全性。
第二章：数据库设计数据库设计是数据库管理的第一步，它涉及到对数据的组织、存储结构、数据关系的建立和优化等问题。
在数据库设计中，需要分析需求，选择适当的数据模型（如关系型模型、面向对象模型等），设计数据表结构、建立关系和定义约束等。
第三章：数据库安装数据库管理的另一个重要方面是数据库的安装。
在数据库安装中，需要选择适用的数据库系统（如MySQL、Oracle等），按照相应的安装指南进行安装和配置。
安装过程中需要设置数据库的参数、权限，确保数据库可以正常运行。
第四章：数据备份与恢复数据备份与恢复是数据库管理中必不可少的环节。
通过合理的数据备份策略，可以保证在数据库发生故障、数据丢失或被破坏时能够快速进行数据恢复。
常用的数据备份方法包括完全备份、增量备份和差异备份等，通过定期备份数据库，可以最大程度地减少数据损失。
第五章：性能优化性能优化是数据库管理的重要任务之一。
通过合理的性能优化策略，可以提高数据库系统的响应速度和并发处理能力。
性能优化的方法包括索引优化、查询优化、服务器参数调整、数据分区等。
通过对数据库的监控和调优，可以减少系统崩溃和性能瓶颈等问题的发生。
第六章：安全管理安全管理是数据库管理不可忽视的方面。
数据库系统存储着重要的数据，对数据的安全性进行保护至关重要。
在安全管理中，可以采取加密、访问控制、审计等手段来确保数据库的安全。
此外，定期更新数据库系统补丁和加强数据库系统的防火墙等措施也是安全管理的一部分。
第七章：故障排除与监控数据库管理还包括故障排除与监控。
通过监控数据库的运行状态，可以及时发现和解决潜在的故障。
故障排除和监控可以通过日志查看、性能监控工具、系统报警等方法进行。
数据库设计基础知识
数据库设计基础知识摘要本文档旨在为新加入的初级开发人员提供数据库设计的基础知识，涵盖数据库的基本概念、关系数据库设计、数据库性能优化和索引设计等内容。
通过阅读本文档，开发人员将能够理解数据库设计原则和最佳实践。
1. 数据库基本概念1.1.1. 数据库模式•外键（Foreign Key）o外键是表中某列的值必须存在于另一个表的主键中的一项。
•索引（Index）o索引是用于提高数据库查询效率的数据结构，通过索引可以直接定位数据所在位置。
2. 关系数据库设计•概念设计o定义实体、属性和关系的过程。
•逻辑设计o将概念模型转化为数据库schema的过程。
•物理设计o根据逻辑设计和硬件条件，形成最终的物理存储方式。
3. 数据库性能优化•优化数据库查询，减少IO操作•优化数据库索引，减少索引碎片化•优化数据库存储，减少存储空间4. 索引设计•单列索引o在一个表的单列上建立的索引。
•组合索引o由两个或多个列组成的索引。
•唯一索引o确保索引列的值唯一的索引。
案例案例1-数据库设计某电商网站的数据库设计中，需要存储用户信息、订单信息和商品信息。
通过关系数据库设计，可以将这些信息组织成以下表格：案例2-数据库性能优化某电商网站的数据库查询性能较差，通过分析发现，主要原因是数据库索引设计不合理。
通过优化索引设计，可以显著提高数据库查询性能。
图表和模型图1-数据库设计流程1.概念设计2.逻辑设计3.物理设计模型-数据库设计模型•概念模型o实体o属性o关系•逻辑模型o表o列o索引•物理模型o存储方式o存储位置o存储空间结论数据库设计是数据库开发的基础，关系数据库设计、数据库性能优化和索引设计是数据库设计的核心内容。
通过理解数据库设计原则和最佳实践，可以设计出高性能、可扩展的数据库。
通过阅读本文档，开发人员将能够理解数据库设计的基础知识和最佳实践。
数据库设计基础
概念结构设计
逻辑结构设计
考点2 数据库设计中的需求分析
• ★需求分析：可采用结构化分析法和面向对象法
（请参见第二章：软件定义阶段的需求分析阶段） 数据流图表达数据和处理过程的关系 数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的 主要结果
需求分析 概念结构设计 物理结构设计 数据库实施 数据库运行与维护
4.2.2 数据模型——4）层次模型
• 数据结构：采用二维表来表示
表A
表4-3 表B
外码：表B中的某属性是表A的键，则称该属性为表B的外 键或外码 例如 表B的学号是该表的外键
4.2.2 数据模型——4）层次模型
• 数据操作：查询、增加、删除、修改
• 完整性约束条件
• 实体完整性约束(指主键不为空) • 参照完整性约束 • 用户定义的完整性约束
4.2.2 数据模型——4）层次模型
• 关系模型：采用二维表来表示
• 由表框架和表元组组成
表4-2
属性或字段
元组 或 记录
关系：实体以及实体间的联系； 一个二维表就是一个关系 元组：表中的一行； 属性：表中的一列； 码(键)：惟一标识元组的最小属性集； 候选码：二维表可能有若干个码(键)，这些码称为该表的候 选码，从中选出一个作为用户使用的键称为主键或主码
关系代数基础知识
选择、投影、连接★ ★
比较运算、逻辑运算
4.1 数据库的基本概念—1、数据库
• 数据：
• 描述事物的符号记录，是数据库中存储的基 本对象 • 数据库(DB)？
数据库 （内容：数据）
• 长期存储在计算机内的、有组织的、可共享 的数据集合。 • 它具有最小的冗余度和最高的独立性。
4.1 数据库的基本概念—2、DBMS
数据库设计教学指南
数据库设计教学指南第一章：引言数据库设计是计算机科学和信息系统领域中的重要概念，对于学习和掌握数据库技术的学生而言，掌握数据库设计原理和方法是至关重要的。
本教学指南旨在提供一份全面而系统的数据库设计教学指南，帮助学生从零基础开始学习数据库设计，并掌握实际应用和解决问题的能力。
第二章：数据库基础2.1 数据库概念介绍数据库的概念和基本特性，数据库与文件系统的比较，以及数据库系统的组成部分。
2.2 关系模型详细讲解关系模型的基本概念，包括关系、属性、元组和域等，以及关系数据库的基本操作，如选择、投影和连接。
2.3 数据库语言介绍数据库操作语言（DML）和数据库定义语言（DDL），包括SQL语句的基本语法和常用操作，如查询、插入、修改和删除数据等。
第三章：数据库设计过程3.1 需求分析讲解数据库设计的第一步——需求分析，包括收集用户需求、分析业务过程和数据要求等，以及如何使用各种工具和技术进行需求分析。
3.2 概念设计详细介绍概念设计的过程，包括实体-关系模型（ERM）的建立、实体和关系的定义和约束、关系的规范化等。
3.3 逻辑设计讲解逻辑设计的过程，包括基于关系模型的逻辑设计和建立逻辑模型，如关系模式的转换和逻辑数据库设计的规范化等。
3.4 物理设计介绍物理设计的过程，包括选择存储结构、定义索引和优化查询等，以及如何考虑性能、安全性和可扩展性等因素。
第四章：数据库设计工具4.1 数据库建模工具介绍常见的数据库建模工具，如ERWin、PowerDesigner和Visio等，以及它们的功能和使用方法。
4.2 数据库管理工具讲解数据库管理工具的使用，包括数据库创建、表设计、数据导入导出、查询和维护等操作，如MySQL Workbench和Navicat 等。
第五章：数据库设计实例5.1 学生信息管理系统通过一个学生信息管理系统的实例，演示如何进行数据库设计的全过程，包括需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等。
数据库系统基础教程PPT完整版
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概念设计的输出
概念设计的输出是概念模型，它为后续的逻辑设计和物理 设计提供了基础。
逻辑设计
逻辑设计的定义
逻辑设计是根据概念设计的结果，将概念模型转换为逻辑模型的过 程。逻辑模型是对数据库结构的详细描述，包括表、视图、索引等。
逻辑设计的方法
逻辑设计通常采用关系型数据库管理系统（RDBMS）来实现，包 括表的设计、关系的定义、约束的添加等。
数据库系统的维护与优化
数据库备份与恢复
定期备份数据库，确保在数据丢失或损坏时能够 恢复。
数据库安全更新与补丁
及时更新数据库系统和应用软件，修补安全漏洞。
ABCD
性能监控与调优
监控数据库性能，通过调整参数和优化查询等方 式提高性能。
数据库系统硬件与软件的维护
定期检查硬件和软件的运行状况，确保数据库系 统的稳定运行。
格式。
模式
02
也称为逻辑模式，描述了数据在数据库中的逻辑结构和关系。
外模式
03
也称为用户模式，描述了数据在用户视角下的表现形式和结构。
03 数据库设计
数据库设计概述
数据库设计定义
数据库设计的基本步骤
数据库设计是指根据特定需求，构建 一个结构合理、性能良好、操作方便 的数据库的过程。
需求分析、概念设计、逻辑设计、物 理设计等。
01
概述
人工智能技术的快速发展对数据库系统产生了深远影响，推动了数据库
系统的智能化进程。
02
挑战
人工智能时代对数据库系统的要求更高，需要具备自适应、自学习、自
推理等能力。
03
技术发展
人工智能技术在数据库系统中的应用不断深入，如机器学习、深度学习、
数据库系统设计基础 调和函数
数据库系统设计基础调和函数一、数据库系统设计基础数据库系统是一种用于组织、存储和管理数据的软件系统。
它可以帮助用户快速地访问和处理数据，提高数据的可靠性和安全性。
在设计数据库系统时，需要考虑到以下几个方面：1. 数据库模型数据库模型是指描述数据结构和关系的抽象模型。
常见的数据库模型有层次结构模型、网状结构模型和关系结构模型。
其中，关系结构模型最为常用。
2. 数据库设计数据库设计是指根据需求分析所得到的结果，对数据库进行建立、规划、组织和实现等工作的过程。
在进行数据库设计时，需要考虑到以下几个方面：（1）确定数据需求：明确需要存储哪些数据，并对其进行分类。
（2）确定实体及其属性：将要存储的数据转化为实体及其属性，并建立实体之间的联系。
（3）确定主键：选择一个或多个属性作为主键，并保证其唯一性。
（4）规范化：将冗余信息消除，提高数据存储效率。
3. 数据库管理数据库管理是指对已经建立好的数据库进行维护、更新、备份等管理工作。
在进行数据库管理时，需要考虑到以下几个方面：（1）备份与恢复：定期备份数据库，以便在出现故障时能够快速恢复。
（2）安全性管理：对数据库进行权限管理、访问控制等操作，保证数据的安全性。
（3）性能优化：对数据库进行调优，提高其运行效率和响应速度。
二、调和函数调和函数是一种特殊的数学函数。
它的定义如下：H(n)=1+1/2+1/3+...+1/n其中，n表示一个正整数。
调和函数在数学上有着重要的应用，例如在分析算法复杂度时就经常会用到。
1. 调和级数调和级数是指将调和函数中的n取无穷大所得到的极限值。
具体地，它的定义如下：H(∞)=lim[n→∞]H(n)根据极限定义，可以证明调和级数是发散的。
也就是说，在n趋向于无穷大时，H(n)会趋近于正无穷。
2. 调和平均数调和平均数是指将一组数字取倒数后求平均值所得到的结果。
具体地，它的定义如下：HM=(n/(1/a1+1/a2+...+1/an))其中，a1,a2,...,an表示一组数字。
1.数据库基础知识
数据库基础知识一、数据库基础知识（一）计算机数据管理的发展1.数据与数据处理数据是指存储在某一种媒体上能够识别的物理符号。
数据的概念包括两个方面:其一是描述事物特性的数据内容;其二是存储在某一种媒体上的数据形式，数据形式可以是多种多样的。
信息：一种已经被加工为特定形式的数据。
对人们而言是可理解、可用于指导决策的数据数据处理是指将数据转换成信息的过程。
从数据处理的角度而言，信息是一种被加工成特定形式的数据，这种数据形式对于数据接收者来说是有意义的。
三者之间的关系：▪数据是信息的载体和具体表现形式▪信息不随着数据形式的变化而变化▪信息＝数据＋数据处理2.计算机数据管理数据处理的中心问题是数据管理。
计算机对数据的管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护提供操作手段。
计算机在数据管理方面也经历了由低级到高级的发展过程。
计算机数据管理随着计算机硬件、软件技术和计算机应用范围的发展而不断发展，多年来经历了以下几个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段、分布式数据库系统阶段和面向对象数据库系统阶段。
1、人工管理阶段（1）这一阶段是指20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算，当时的计算机硬件状况是：外存只有磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取的存储设备；软件状况是：没有操作系统，没有管理数据的软件，数据处理方式是批处理。
（2）人工管理阶段的特点是：数据不保存、数据无专门软件进行管理（数据冗余）、数据不共享、数据不具有独立性、数据无结构。
2、文件系统阶段（1）这一阶段从20世纪50年代后期到60年代中期，计算机硬件和软件都有了一定的发展。
计算机不仅用于科学计算，还大量用于管理。
这时硬件方面已经有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。
在软件方面，操作系统中已经有了数据管理软件，一般称为文件系统。
处理方式上不仅有了文件批处理，而且能够联机实时处理。
（2）文件系统阶段的特点：数据管理由文件管理系统完成；数据共享性差、冗余度大；数据独立性差；数据可长期保存。
数据库基础知识入门
数据库基础知识入门数据库是指按照一定的数据模型组织、存储、管理和维护数据的系统。
它是企业信息化建设中至关重要的一环，广泛应用于各个行业和领域。
作为一个数据库的基础，了解数据库的基本知识非常重要。
下面将以1500字的篇幅，详细介绍数据库的基础知识。
1. 数据库概述- 数据库定义：数据库是按照一定的数据模型组织、存储、管理和维护数据的系统。
- 数据库管理系统（DBMS）：数据库管理系统是指对数据库进行管理和维护的软件系统。
- 数据模型：数据模型是描述数据、数据间联系、数据操作和数据完整性约束等的概念模型。
2. 关系型数据库- 关系模型：关系模型是一种以表格形式表示数据的数据模型，每个表格称为一个关系。
- 主键：主键是用于唯一标识关系中的每条记录的属性或属性组合。
- 外键：外键是指一个表格中的一个或多个属性，它们通过与另一个表格的主键相关联，用于建立关系模型中的关联关系。
- SQL语言：SQL（Structured Query Language）是一种用于关系数据库管理系统的数据库查询和程序设计的标准语言。
3. 非关系型数据库- 非关系型数据库的特点：非关系型数据库是一种不使用关系模型来表示数据的数据库。
- 键值数据库：键值数据库是将数据存储为键值对的形式，在许多Web应用中被广泛使用。
- 文档数据库：文档数据库是以文档形式存储数据的数据库，常用于存储复杂结构的数据。
- 列存储数据库：列存储数据库是将数据按列存储的数据库，适用于大数据量和高并发的场景。
- 图数据库：图数据库是用图的形式表示数据的数据库，适合处理复杂的关系网络。
4. 数据库设计与规范化- 数据库设计：数据库设计是指根据系统需求和数据模型，设计出数据库结构和相应的表格。
- 规范化：规范化是指通过将数据分解为更小的关系，来减少数据冗余和提高数据存储效率的过程。
- 第一范式（1NF）：要求数据库中的所有属性都是原子的，即不可再分。
- 第二范式（2NF）：要求数据库中的非主键属性完全依赖于主键。
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数据库系统（Database System，DBS）：计算 机中引入数据库后的系统，包括
数据库DB 数据库管理系统DBMS 应用系统 数据库管理员DBA和用户
数据库系统的特点（优势） 数据的管理者：DBMS 数据面向的对象：现实世界 数据的共享程度：共享性高 数据的独立性：高度的物理独立性和一 定的逻辑独立性 数据的结构化：整体结构化 数据控制能力：由DBMS统一管理和控制
联系名 n 实体名 属性名 属性名 实体名 属性名
1
实体与其属性 联系与其属性 联系与有关实体，并标上联系类型
2、数据库设计步骤
1.对现实世界进行需求分析
① 进行需求分析，确定管理范围，确定范围内的实体及实体之间的联系
2.建立信息世界中E-R（概念）模型
① 建立分E-R图； ② 综合分E-R图，产生总E-R图。
如关系模型中“系”关系
系（系代码、系名称、系主任姓名、办公地点、电话） 其物理模型
表名 字段名 学院编码 学院名称 主任姓名 办公地点 电话 字段数据类型 字符串，定长，4 字符串，变长，30 字符串，定长，10 字符串，变长，30 字符串，定长，12 学院表 是否主码 是否外码 关联表的表明关联表关联字段 是 否 否
石家庄铁道大学 Shijiazhuang Tiedao University
数据库基础和数据库设计
交通运输学院 交通工程系
一、数据库与数据库管理系统
1.基本概念
数据库（Database，DB）： 数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据 集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存， 具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为 各种用户共享。 数据库管理系统（Database Management System， DBMS）： 位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件。 主要功能包括：
学生（学号、姓名、性别、年龄、系代码） 课程（课程代码、课程名、学分） 学习（学号、课程代码、成绩）
如“教师与课程关系”E-R图的关系模型：
教师（教师代码、姓名、专业特长、系代码） 课程（课程代码、课程名、学分） 教学（教师代码、课程代码、授课班评估、学院评估）
“教学管理”数据库的关系数据模型：
姓名
教师与课程关系
“课程”实体：课程代码、课程名、学分 一个教师可讲授多门课程，一门课程也可由多名教师讲授， “教师”实体与“课程”实体之间是多对多的联系
教师代码 姓名 教师 专业特长 m 教学 n 课程 学分
课程代码 课程名
学生与课程关系
“学生”实体：学号、姓名、性别、年龄 一个学生可学习多门课程，一门课程也可被多名学生选读， “学生”实体与“课程”实体之间是多对多的联系
当有多个可选的关键字（称之为候选关键字）时，可由 关系的设计者或使用者指定其中之一为主关键字。
关系的特点
关系中的每一个属性值都必须是不能再分的元素。例如 学生的“姓名”不能再细分为“姓”和“名”两个属性值， 必须把其作为一个整体来看待。 每一列中的数值是同类型的数据。例如学生的年龄列为 整数值等。 不同的列应该给予不同的属性名。同一个关系中的两个 列即使其取值范围相同也必须有不同的属性名，以便区分其 不同意义。 同一关系中不允许有相同的元组。如果有相同的元组也 只保留一个。 关系是行或列的集合，所以行、列的次序可以任意交换 ，不影响关系的实际意义。
（实体）系（系代码、系名称、系主任姓名、办公地点、电话） （实体）教师（教师代码、姓名、专业特长、系代码） （实体）学生（学号、姓名、性别、年龄、系代码） （实体）课程（课程代码、课程名、学分） （联系）学习（学号、课程代码、成绩） （联系）教学（教师代码、课程代码、授课班评估、学院评估）
根据以上概念关系数据模型，建立物理关系数 据库模型
数据定义功能：DBMS提供DDL，用户通过它定义数据对象。 数据操纵功能：DBMS提供DML，用户通过它实现对数据库的查询 、插入、删除和修改等操作。
数据库的运行管理： DBMS对数据库的建立、运行和维护进行统一管理、统一控 制，以保证数据的安全性、完整性、并发控制及故障恢复。 数据库的建立和维护功能： 数据库初始数据的输入、转换，数据库的转储、恢复、重新 组织及性能监视与分析等。
2.1、关系
所谓关系，就是一张二维表。表的各列以属性开始，属性 是列的入口。属性下面的每一行称为元组（一条记录）。
学生登记表
学 号 95004 95006 95008 姓 名 王小明 黄大鹏 张文斌
龄 年 令
属性
性 别 女 男 女 系 名 社会学 商品学 法律学 年 级 95 95 95 …
19 20 18
实体之间的联系可归结为三类：
1对1联系（1 ：1）：两个实体集 中的每一个实体至多和另一个实体集 中的一个实体有联系。 1对多联系（1 ：n）：若实体集A 中的每个实体与实体集B中0个或多个 实体有联系，而B中每个实体至多与A 中的一个实体有联系，则称从A到B为 1对多的联系。 多对多联系（m ：n）：两个实体 集中的每一个实体都和另一个实体集 中0个或多个实体有联系。
3.从E-R图导出计算机世界的关系数据模型
① E-R图中每个实体，都相应地转换为一个关系 ② 将联系转换成一个关系
3、数据库设计案例
某学院“教学管理”数据库模型设计 涉及（实体）：系、教师、学生、课程
设计E-R图
系与教师关系
“系”实体：系代码、系名称、系主任姓名、办公地点、电话 “教师”实体：教师代码、姓名、专业特长 一个系可以有多名教师，每个教师只能属于一个系，“系”实体 与“教师”实体之间是一对多的联系
如 ：汽车厂商 —— 总经理 如：汽车品牌 ——汽车型号
如：汽车——司机
用E—R图（ Entity-Relationship Diagram）描述：
实体—联系方法（Entity-Relationship Approach）
实体型：用长方形表示 联系 ：用菱形表示 属性 ：用椭圆形表示 框内写上相应的名称 用无向边连接：
2.2、关系模式与关系模型
关系模式
关系名称和关系的属性名集称为该关系的模式，其记法 为： <关系名>(<属性名1>,<属性名2>,…,<属性名n>)，
例如：“学生”实体名与其属性的对应的关系模式为：
学生（学号，姓名，性别，年龄） 一个数据库中往往包含多个关系，一个数据库中这些关 系模式的集合称之为“数据库模式”。 数据库设计的主要任务是确定其中需要多少个关系，每个关 系有多少个属性，属性的名称和数据类型等内容，也就是设 计好每个关系的模式。
关系模型
数据以“关系”的形式表示，也就是二维表的形式表示 ，其数据模型就是所说的关系模型。 在关系模型中，数据及数据之间的联系均用关系来表达，并 且对关系进行各种处理之后得到的还是关系。
关系模型建立数据库系统具有的特点 织数据的结构单一：二维表 采用集合运算：关系是元组（记录）的集合 数据完全独立：程序与数据独立 数学理论支持：集合论、数理逻辑
数据与程序的关系： 应用程序1 应用程序2 …… 应用程序n DBMS 数 据 库
2.关系数据库基本概念
数据库分类：层次数据库、网状数据库（现在均已很少使 用），关系数据库占据了主导地位，以其简易性简化了大量 的编程工作 关系数据库： 是建立在关系数据库模型基础上的数据库，借助于集合代数 等概念和方法来处理数据库中的数据。 关系数据库的定义造成元数据的一张表格或造成表格、列、 范围和约束的正式描述。每个表格（有时被称为一个关系） 包含用列表示的一个或更多的数据种类。 每行包含一个唯一 的数据实体，这些数据是被列定义的种类。 MS SQL Server是关系型的数据库系统 下面主要说明 关系的基本概念、关系模型、关系运算
外关键字
在同一个数据库中某个关系R1中的属性或属性组若在另 一个关系R2中作为主码使用，则该属性或属性组为R1的外 关键字或外码。在同一个数据库中的关系往往是通过外关键 字而相互关联的。 学生（学号，姓名，性别，年龄） 课程（课程号，课程名，学分） 成绩（学号，课程号，成绩） “学号”是“成绩”关系中的外关键字； “课程号” 也是“成绩”关系中的外关键字。
2.3、关系代数
关系代数是过程化的查询语言，所谓过程化语言就是需要 用户指导系统对数据库执行一系列操作从而计算得到所需 要的结果。关系代数是一系列运算的集合，这些运算都是 以一个或两个关系为输入，产生一个新的关系作为结果。 关系代数的运算分为两大类 传统的集合运算（并、交、差） 专门的关系运算（选择、投影、连接等）。
二、数据库设计
1、信息转换
现实世界
客观 世界 事物类 相关性质集合
认识选择描述 人
信息世界
实体 与 联系 实体 实体集合 相关属性集合
E-R模型
加工、转换
数 据 库
文件 记录 相关数据项集合
数据世界（机器世界）
三个不同世界的术语对照
现实世界 信息世界 计算机世界
组织（事物及联系）实体及联系（概念）数据库（数据模型） 事物类（总体） 实体集 文件 记录
学号 姓名 学生 性别 年龄
m
学习
n
课程 学分
课程代码 课程名
教学管理总的E-R图
综合E-R子图的原则：消除同名实体
系
1
1
分配
m
分配
m
教师
授课班评估 学院评估
m
学生
m
教学
n
学习
n
成绩
课程
根据E-R图，设计数据库
原则：将所有实体转化为关系； 根据不同的联系方式，将联系反映在关系中或 将联系转换为关系 对于“1:m”的联系方式：将1方（如“系”实体）的主 关键字——系代码，加入到多方（如“教师”实体）中，以 此表达“一对多”的联系。 如“系与教师关系”E-R图的关系模型表达如下：