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1、数据库第4章教学课件数据库概述关系型数据库非关系型数据库数据库设计数据库安全数据库应用案例目录01数据库概述数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织、可共享的数据集合。它具有统一的结构形式，并随数据量的增长而扩充。数据库的定义数据库以表格形式存储数据，通过数据模型将数据组织在一起，并定义了数据的结构和关系。数据存储方式数据库管理系统（DBMS）是用于管理数据库的软件，提供数据存储、检索、更新和管理等功能。数据管理软件数据库的定义基于表格形式存储数据，使 用 结 构 化 查 询 语 言（SQL）进行数据操作，如MySQL、Oracle等。关系型数据库非关系型数据库分布式数据库不依赖于固定的数据结
2、构，如MongoDB、Cassandra等。将数据分散存储在多个节点上，以提高可扩展性和容错性，如Cassandra、HBase等。030201数据库的分类数据由应用程序直接管理，数据冗余大、一致性差。人工管理阶段随着大数据、云计算等技术的出现，数据库技术也在不断发展，出现了分布式数据库、NoSQL数据库等新技术。新一代数据库技术阶段数据以文件形式存储在磁盘上，由操作系统管理文件，提高了数据管理的灵活性和效率。文件系统阶段出现了专门的数据管理系统，实现了数据的集中管理和共享，提高了数据的一致性和完整性。数据库系统阶段数据库的发展历程02关系型数据库0102关系型数据库的定义关系型数据库以表的形
3、式呈现，每个表由行和列组成，每一列都有特定的数据类型。关系型数据库：一种按照数据结构来组织、存储和管理数据的数据库，基于关系模型，使用二维表格的形式来存储数据。数据完整性通过主键、外键等约束机制来维护数据的完整性。事务处理支持事务的ACID特性（原子性、一致性、隔离性和持久性），保证数据的可靠性和一致性。结构化查询语言（SQL）用于管理和操作关系型数据库的标准语言。关系型数据库的特性 关系型数据库的设计概念设计使用E-R图（实体-关系图）等工具进行概念模型设计，将现实世界的事物抽象为实体、属性、关系等概念。逻辑设计将概念模型转换为关系模型，设计出适当的数据表和字段，定义主键、外键等约束条件。物
4、理设计根据实际存储需求和性能要求，选择合适的存储结构、索引策略等。SELECT语句：用于查询数据，支持条件查询、聚合函数、排序等操作。INSERT语句：用于向表中插入新记录。DELETE语句：用于删除表中记录。UPDATE语句：用于修改表中已存在的记录。SQL（Structured Query Language）：用于查询、更新和管理关系型数据库的标准语言。关系型数据库的查询语言SQL03非关系型数据库非关系型数据库的定义非关系型数据库是指不是基于关系型数据模型的数据库。它不依赖于传统的行和列的数据结构，而是使用其他数据模型来存储和检索数据。非关系型数据库可以轻松地存储和查询各种类型的数据，包
5、括文档、键值对、列存储等。灵活性非关系型数据库通常更容易进行水平扩展，通过增加服务器数量来提高性能。可扩展性非关系型数据库可以提供高性能的读写操作，特别是在处理大量数据时。高性能非关系型数据库的特性内容管理对于需要存储大量文本或图片的内容管理系统，非关系型数据库可以提高查询效率。Web应用非关系型数据库适合存储Web应用中的动态内容，如用户配置文件、评论等。实时分析在需要快速分析大量实时数据的场景中，非关系型数据库可以提供高性能的数据存储和查询。非关系型数据库的应用场景由于非关系型数据库不依赖于固定的数据结构，因此可以轻松地存储和查询不同类型的数据。灵活性非关系型数据库通常具有高性能的读写操作
6、，能够处理大量数据。高性能非关系型数据库的优缺点可扩展性：非关系型数据库更容易进行水平扩展，通过增加服务器数量来提高性能。非关系型数据库的优缺点123由于非关系型数据库没有统一的标准，因此不同的数据库系统可能具有不同的特性和查询语言。缺乏标准化在分布式系统中，非关系型数据库可能需要处理数据一致性的挑战，以确保数据的完整性和准确性。数据一致性挑战相对于关系型数据库，非关系型数据库可能缺乏一些高级功能，如事务处理、复杂的查询能力等。功能限制非关系型数据库的优缺点04数据库设计保持数据完整性满足用户需求优化性能可扩展性数据库设计的基本原则01020304确保数据的准确性和一致性，防止无效或错误的数据
7、进入数据库。根据用户需求进行数据库设计，确保能够高效地存储、检索和管理数据。考虑数据库的查询性能，合理设计数据库结构，减少数据冗余，提高数据访问速度。设计时考虑未来的数据增长和变化，使数据库能够适应未来的需求变化。使用实体-关系模型等工具进行数据库的概念设计，定义实体、属性、关系等概念。概念设计将概念设计转化为具体的数据库管理系统所支持的数据模型，如关系模型。逻辑设计根据数据库管理系统的特点和性能要求，设计数据库的存储结构、索引、分区等物理特性。物理设计数据库设计的方法论了解和分析用户需求，确定系统需要哪些数据、数据之间的关系以及数据的操作方式。需求分析创建数据库结构、导入数据、建立索引、调整
8、性能等，并进行日常维护和优化。实施与维护使用概念模型进行数据库的概念设计，定义实体、属性、关系等概念。概念设计将概念设计转化为逻辑模型，选择合适的数据模型，定义表、字段、主键、外键等逻辑结构。逻辑设计根据数据库管理系统的特点和性能要求，设计数据库的存储结构、索引、分区等物理特性。物理设计0201030405数据库设计的步骤05数据库安全数据库安全：指通过一系列的安全控制机制，确保数据库中的数据受到保护，防止未经授权的访问、使用、泄露、破坏、修改或销毁。数据库安全涉及数据的保密性、完整性、可用性和可控性。数据库安全的定义数据库安全的威胁黑客攻击、病毒和恶意软件、网络钓鱼等。内部人员误操作、权限滥
9、用、非法访问等。敏感数据被非法获取和利用。数据被非法修改或损坏。外部威胁内部威胁数据泄露数据篡改安全培训和意识提升提高用户的安全意识和操作技能，减少误操作和非法访问的风险。安全审计对数据库的访问和使用进行记录和监控，及时发现和应对安全威胁。数据加密对敏感数据进行加密存储，确保即使数据被窃取，也无法被轻易解密。用户身份验证通过用户名和密码、多因素认证等方式，确保用户身份的真实性和合法性。访问控制根据用户的角色和权限，限制对数据库的访问和操作。数据库安全的防护措施06数据库应用案例复杂度高、数据量大、查询需求多总结词电商网站需要处理大量的商品信息、用户信息和交易数据，因此数据库设计需要满足高并发、
10、高性能的需求。同时，由于商品种类繁多，数据结构复杂，查询需求多样，需要合理设计数据库表结构和索引，优化查询语句，提高查询效率。详细描述电商网站的数据库设计总结词关系复杂、实时性强、数据更新频繁详细描述社交网络中用户关系复杂，需要设计合理的表结构来存储用户信息和关系信息。同时，由于社交网络具有实时性的特点，需要保证数据库的读写性能和数据的一致性。此外，由于用户数据更新频繁，需要设计合理的触发器和事务处理机制，保证数据的准确性和完整性。社交网络的数据库设计总结词安全性高、可靠性要求严、数据一致性强要点一要点二详细描述金融系统对数据的安全性和可靠性要求极高，因此数据库设计需要充分考虑数据的加密、备份和恢复等方面。同时，金融系统中的数据一致性要求非常强，需要设计严格的事务处理机制和数据校验机制，保证数据的准确性和完整性。此外，金融系统对数据库的性能和并发处理能力也有较高的要求，需要优化数据库表结构和索引，提高查询效率。金融系统的数据库设计感谢观看THANKS