数据库基本概念

引言

数据库管理系统是一个由互相关联的数据的集合和一组用访问这些数据的程序组成，这个数据集合通常称作数据库，其中包含了关于某个企业的信息。DBMS的主要目标就是提供一种可以方便高效的存取数据库信息的途径。

一、数据库的基本概念

1、数据库的组成

1.1 数据

1. 描述事物的符号记录包括数字，文字、图形、图像、声音、档案记录等，以“记录”形式按统一格式进行存储​
2. 数据是以"记录"的形式按照统一的格式进行存储的，而不是杂乱无章的。

相同格式和类型的数据统一存放在一起，而不会把"人”和"书"混在一起存储。这样，数据的存储就能够井然有序。
举例班级同学

使用一些介质进行存储,例如文字存在文档中数据库可以完成数据持久化保存+快速提取

数据如何保存:最外层是mysql服务—》mysql数据库—》数据表—》记录为行，字段为列—>数据保存在一行行记录中

1.2 表

• 将不同的记录组织在一起，用来存储具体数据​

记录:行
字段(属性):列
以行+列的形式就组成了表(数据存储在表中)

**关系数据库的表由记录组成，记录由字段组成，字段由字符或数字组成。**它可以供各种用户共享，具有最小冗余度和较高的数据独立性，它是统一管理的相关数据的集合。

1.3数据库

表的集合，是存储数据的仓库，​以一定的组织方式存储的相互有关的数据集合​​

2、数据库的管理系统（DBMS)

是实现对数据库资源有效组织、管理和存取的系统软件，在操作系统的支持下，支持用户对数据库的各项操作

DBMS主要包括以下功能:

1. 数据库的建立和维护功能:包括建立数据库的结构和数据的录入与转换、数据库的转储与恢复、数据库的重组与性能监视等功能。
2. 数据定义功能:包括定义全局数据结构、局部逻辑数据结构、存储结构、保密模式及信息格式等功能。保证存储在数据库中的数据正确、有效和相容，以防止不合语义的错误数据被输入或输出。
3. 数据操纵功能:包括数据查询统计和数据更新两个方面。
4. 数据库的运行管理功能:这是数据库管理系统的核心部分，包括并发控制、存取控制、数据库内部维护等功能。
5. 通信功能: DBMS 与其他软件系统之间的通信,如Access能与其他office组件进行数据交换。

3、数据库系统（DBS）

• ​是一个人机系统，由硬件、OS、数据库、DBMS、应用软件和数据库用户组成
• ​用户可以通过DBMS或应用程序操作数据库​

4、DBMS的工作模式

1. 接受应用程序的数据请求和处理请求
2. 将用户的数据请求（高级指令）转换为复杂机器代码（底层指令）
3. 实现对数据库的操作
4. 从数据库的操作中接受查询结果
5. 对查询结果进行处理(格式转换)
6. 将处理结果返回给用户

二、数据库系统发展史

1、第一代数据库（人工管理）

1. 自20世纪60年代起，第一代数据库系统问世
2. 是层次模型与网状模型的数据库系统
3. 为统一管理和共享数据提供了有力的支撑

2、第二代数据库（文件管理）

1. 20世纪70年代初，第二代数据库——关系数据库开始出现
2. 20世纪80年代初，IBM公司的关系数据库系统DB2问世，开始逐步取代层次与网状模型的数据库，成为行业主流
3. 到目前为止，关系数据库系统仍占领数据库应用的主要地位

3、第三代数据库（数据库系统管理）

1. 自20世纪80年代开始，适应不同领域的新型数据库系统不断涌现
2. 面向对象的数据库系统，实用性强、适应面广
3. 20世纪90年代后期，形成了多种数据库系统共同支撑应用的局面
4. 一些新的元素被添加进主流数据库系统中
   例如，Oracle支持的“关系对缘”数据库模型

一些新的元素被添加进主流数据库系统中
引申: SQL + NoSQL组合使用(NoSQL非关系型数据库)
web——》redis ——》mysqlCPU——》缓存—》内存

三、当今主流数据库

​SQL Server (微软公司产品)

• 面向Windows操作系统
• ​简单、易用​

​Oracle （甲骨文公司产品）

• 面向所有主流平台
• 安全、完善、操作复杂

DB2 (IBM公司产品)

• 面向所有主流平台
• 大型、安全、完善

MySQL （甲骨文公司收购）

• ​免费、开源、体积小​

四、关系型数据库和非关系型数据库

1、关系型数据库

1.1 关系型数据库介绍

关系数据库系统是基于关系模型的数据库系统​
关系模型的数据结构使用简单易懂的二维数据表​

• 每一行称为一条记录，用来描述一个对象的信息
• 每一列称为一个字段，用来描述对象的一个属性

关系模型可用简单的"​​实体-关系-属性​​"来表示​

实体

• 也称为实例，对应现实世界中可区别于其他对象的“事件”或“事物”
  如银行客户、银行账户等

属性

• 实体所具有的某一特性，一个实体可以有多个属性
  如“银行客户”实体集中的每个实体均具有姓名、住址、电话等属性

联系

• 实体集之间的对应关系称为联系，也称为关系
  如银行客户和银行账户之间存在“储蓄”的关系

所有实体及实体之间联系的集合构成一个关系数据库

1.2 关系数据库应用

关系型数据库	应用举例
Oracle, MySQL	12306用户信息系统
SQLServer、Sybase	淘宝账号系统
lnformix、access	联通手机号信息系统
DB2、FoxPRO	银行用户账号系统
PostgreSQL	网站用户信息系统

2、非关系数据库介绍

1. 非关系数据库也被称作NoSQL (Not Only SQL)
2. 存储数据不以关系模型为依据,不需要固定的表格式

非关系型数据库的优点

1. 数据库可高并发读写
2. 对海量数据高效率存储与访问
3. 数据库具有高扩展性与高可用性

常用的非关系数据库:Redis、mongoDB等

3、关系型数据库和非关系型数据库的区别

3.1 关系数据库

关系数据库结构是二维数据库表，二维表当中每个字段（列)用来描述对象的一个属性，每个记录（行）用来描述一个对象的信息（完整信息），关系数据库写到哪里也就是存储在硬盘当中
读写系统就会受到的Io限制或者瓶颈

关系型数据库最典型的数据结构是表，由二维表及其之间的联系所组成的一个数据组织
优点:

1. 易于维护:都是使用表结构，格式一致;
2. 使用方便:sQL语言通用，可用于复杂查询;
3. 复杂操作:支持sQL，可用于一个表以及多个表之间非常复杂的查询。

缺点:

1. 读写性能比较差，尤其是海量数据的高效率读写;
2. 固定的表结构，灵活度稍欠;
3. 高并发读写需求，传统关系型数据库来说，硬盘I/o是一个很大的瓶颈。

3.2 非关系型数据库（NoSQL）

MongoDB 、 Redis（内存数据库/缓存数据库）K-V键值对、与之类似的Memcache,K-V键值对
redis-memecache对比：
相同点：存储高热数据(在内存中高速运行）
不同点：redis可以做持久化保存，可以存储对象

非关系型数据库严格上不是一种数据库，应该是一种数据结构化存储方法的集合，可以是文档或者键值对等。

优点：

1. 格式灵活：存储数据的格式可以是key,value形式、文档形式、图片形式等等，文档形式、图片形式等等，
2. 使用灵活，应用场景广泛，而关系型数据库则只支持基础类型。
3. 速度快：nosql可以使用硬盘或者随机存储器作为载体，而关系型数据库只能使用硬盘；
4. 高扩展性；
5. 成本低：nosql数据库部署简单，基本都是开源软件。

缺点：

1. 不提供sql支持，学习和使用成本较高；
2. 无事务处理；
3. 数据结构相对复杂，复杂查询方面稍欠。

五、MySQL数据库介绍

1. 一款深受欢迎的开源关系型数据库
2. Oracle旗下的产品
3. 遵守GPL协议，可以免费使用与修改

特点

1. 性能卓越、服务稳定
2. 开源、无版权限制、成本低
3. 多线程、多用户
4. 基于C/S(客户端/服务器）架构
5. 安全可靠
   安全可靠的原因是mysql日志文件能备份，恢复，不怕数据丢失，是mysql最核心部分

1、MySQL商业版与社区版

1. MySQL商业版是由MySQL AB公司负责开发与维护，需要付费才能使用
2. MySQL社区版是由分散在世界各地的MySQL开发者.爱好者一起开发与维护，可以免费使用

两者区别

1. 商业版组织管理与测试环节更加严格，会比社区版
2. 更稳定商业版不遵守GPL，社区版遵从GPL可以免费使用
3. 商业版可获得7*24小时的服务，社区版则没有

2、MySQL产品阵营

1. 第一阵营:5.0-5.1阵营，可说是早期产品的延续
2. 第二阵营:5.4-5.7阵营，整合了MySQL AB公司、社区和第三方公司开发的存储引擎，从而提高性能
3. 第三阵营: 6.0-7.1阵营，就是MySQL Cluster版本，为适应新时代对数据库的集群需求而开发

下载网址：http://www.dev.mysql.com/downloads

六、总结

本文主要讲述了数据库的基本概念、数据库系统发展史，当今主流的数据库、关系数据库和非关系数据库的区别以及MySQL数据库。