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随着信息技术的飞速发展，数据库技术在各行各业中发挥着越来越重要的作用，数据库原理与设计是计算机科学与技术专业的重要课程，它旨在培养学生掌握数据库的基本原理、设计方法以及应用技能，本节课将围绕数据库原理与设计展开，深入探讨其核心概念与实践解析。
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数据库的基本概念
1、数据库（Database）
数据库是长期存储在计算机内、有组织、可共享的大量数据的集合，它具有以下特点：
（1）数据结构化：数据库中的数据以一定的数据模型组织，具有固定的格式和结构。
（2）数据共享性：数据库中的数据可以供多个用户共享，实现数据资源的有效利用。
（3）数据独立性：数据库中的数据与应用程序相互独立，降低数据变更对应用程序的影响。
（4）数据安全性：数据库具有完善的安全机制，保护数据免受非法访问和破坏。
2、数据模型
数据模型是数据库中数据结构和语义的抽象表示，常见的数据模型有：
（1）层次模型：以树状结构表示实体间的关系，如IBM的IMS系统。
（2）网状模型：以网状结构表示实体间的关系，如DBTG系统。
（3）关系模型：以二维表格形式表示实体间的关系，是目前最常用的数据模型。
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3、数据库管理系统（DBMS）
数据库管理系统是用于建立、使用和维护数据库的软件系统，它具有以下功能：
（1）数据定义：定义数据库的结构，包括表、视图、索引等。
（2）数据操纵：对数据库中的数据进行增、删、改、查等操作。
（3）数据维护：对数据库进行备份、恢复、优化等维护工作。
（4）数据安全与保护：保证数据的安全性和完整性，防止非法访问和破坏。
数据库设计
1、需求分析
数据库设计的第一步是需求分析，了解用户对数据库的使用需求，包括数据需求、功能需求、性能需求等。
2、概念设计
概念设计是数据库设计的核心阶段，主要任务是根据需求分析的结果，建立数据库的概念模型，常用的概念模型有E-R图（实体-联系图）。
3、逻辑设计
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逻辑设计是将概念模型转化为具体的数据库逻辑结构，包括确定数据库的表结构、字段类型、索引等，常用的数据库设计方法有第三范式（3NF）和BCNF。
4、物理设计
物理设计是将逻辑设计转化为具体的数据库物理结构，包括选择合适的存储结构、索引结构、分区策略等，物理设计需要考虑数据库的性能、可扩展性等因素。
数据库应用开发
1、数据库编程语言
数据库编程语言包括SQL（结构化查询语言）、PL/SQL（过程式SQL）、T-SQL（Transact-SQL）等，这些语言用于实现数据的定义、操纵、查询等操作。
2、数据库开发工具
数据库开发工具包括Eclipse、Visual Studio、PowerDesigner等，它们提供了图形化界面，方便用户进行数据库设计、开发和管理。
3、数据库应用案例
数据库应用案例包括企业资源规划（ERP）、客户关系管理（CRM）、供应链管理（SCM）等，这些应用案例展示了数据库技术在实际领域的应用。
数据库原理与设计是计算机科学与技术专业的重要课程，它为培养具有数据库应用能力的人才提供了理论指导和实践基础，本节课从数据库的基本概念、设计方法、应用开发等方面进行了详细讲解，旨在帮助学生掌握数据库原理与设计的基本知识，为今后的学习和工作打下坚实基础。
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