【MySQL学习笔记】数据库基础知识

MySQL数据库原理

哈喽大家好~
这里是MYSQL数据库原理学习笔记第一期
本期内容——数据库基础知识
欢迎大佬指正，一起学习，一起加油~

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前言

数据库是计算机应用领域中非常重要的技术，是数据管理的最新技术，也是软件技术的一个重要分支。本期学习的主要内容是MySQL数据库基础知识。

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一、数据库概述

数据库定义

数据库（DataBases）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，用户可以对文件中的数据进行添加、删除、修改、查询。
这里的数据不仅仅指文字和数字，还包括文字、图像、声音等。也就是说，凡是在计算机中用来描述事物的信息都可称为数据。
数据库技术是计算机领域中重要的技术之一。研究如何对数据进行有效的管理，包括组织和存储数据，在数据库系统中减少数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全、高效地检索和处理数据。
数据库的重要组成部分有数据库、数据库管理系统、数据库应用程序。

数据库

数据库即存储数据的容器，用来存储各种数据。

数据库管理系统

数据库管理系统是用于创建和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间，不仅具有最基本的数据管理功能，还能保证数据的完整性、安全性和可靠性。

数据库应用程序

当数据库管理系统无法满足用户对数据库的管理时，就需要使用数据库应用程序与数据库管理系统进行通信、访问和管理DBMS中存储的数据。

二、数据库技术的发展

数据库技术的发展主要分三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。这里我主要介绍数据库系统阶段。

数据库系统阶段的特点

1、数据结构化：数据库系统实现了整体数据的结构化，这里的“整体”结构化，是指在数据库中的数据不只是针对某一个应用程序，而是面向整体的。
2、数据共享：数据可以被多个用户、多个应用程序共享使用，可以大幅度减少数据冗余，节约存储空间，避免数据之间的不相容性与不一致性。
3、数据独立性高：数据的独立性包含逻辑独立性和物理独立性。
4、数据统一管理与控制：数据的统一控制包含安全控制、完整控制和并发控制。防止数据丢失，确保数据正确有效。

三、三级模式和二级映像

三级模式是指数据库管理系统从三个层次来管理数据，分别是外部层、概念层、内部层。这三个层次分别对应三种不同类型的模式，分别是外模式、概念模式和内模式。在外模式与概念模式之间，以及概念模式与内模式之间，还存在映像，即二级映像。
概念模式。

三级模式

概念模式：概念模式类似于表格的列标题，面向数据库设计人员，描述数据的整体逻辑结构。
内模式：面向物理上的数据库，描述数据的物理结构和存储方式，如堆文件、索引文件、散列文件。
外模式：面向应用程序，可以为不同用户的需求创建不同的视图，且由于不同用户的需求不同，数据的显示方式也会多种多样，一个数据库中会有多个外模式，而概念模式和内模式则只有一个。

二级映像

逻辑独立性：外模式/概念模式映像体现了逻辑独立性。逻辑独立性是指当修改了概念模式，不影响其上一层的外模式。逻辑独立性能够让使用视图的用户感觉不到基本表的改变。
物理独立性：概念模式/内模式映像体现了物理独立性。物理独立性是指修改了内模式，不影响其上层的概念模式和外模式。物理独立性使得用户不必了解数据库内部的存储原理，即可正常使用数据库来保存数据。数据库管理系统会自动将用户的操作转换成物理级数据库的操作。

四、数据模型

数据库的类型通常按照数据模型来划分。数据模型是数据库系统的核心和基础。

数据建模

数据建模是对现实世界中的各类数据的抽象组织，以确定数据库的管辖范围、数据的组织形式等。数据建模大致分为三个阶段，分别是概念建模阶段、逻辑建模阶段、物理建模阶段，相应的产物分别是概念模型、逻辑模型和物理模型。
物理模型也就是计算机能够识别的模型。

概念模型的术语

1. 实体：客观存在并可相互区分的事物。
2. 属性：实体所具有的某一特性，一个实体可以由若干个属性来描述。属性由两部分组成，分别是属性名和属性值。
3. 联系：实体与实体之间的联系，有一对一、一对多、多对多三种情况。
4. 实体型：即实体类型，通过实体名及其属性名集合来抽象描述同类实体。
5. 实体集：同一类型的实体集合。

关系模型

1. 关系：关系用于反映元素之间的联系和性质。关系模型的数据结构是二维表，一个关系对应一张二维表，表中的数据包括实体本身的数据和实体间的联系。
2. 属性：二维表中的列称为属性。
3. 元组：二维表中的每一行数据称为一个元组。
4. 域：域是指属性的取值范围。
5. 关系模式：关系模式是关系的描述，简记为“关系名（属性1，属性2，…，属性n）”。
6. 键：又称为关键字、码，用来唯一标识某一条记录。

关系模型的完整性

实体完整性：实体完整性要求关系中的主键不能重复，且不能取空值。
参照完整性：参照完整性要求关系中的外键要么取空值，要么取被参照关系中的某个元组的主键值。
空值：不知道、不存在或者无意义的值
用户自定义完整性：用户自定义完整性是用户针对具体的应用环境定义的完整约束条件，有DBMS检查用户自定义的完整性。

五、关系运算

并、差、交

并、差、交运算要求参与运算的两个关系具有相同数量的属性，运算结果是一个具有相同数量属性的新关系。

笛卡尔积

设关系R有n个属性，关系S有m个属性，R和S的笛卡尔积是一个具有n+m个属性的新关系。前n个属性来自R，后m个属性来自S。

选择、投影

选择：在一个关系中将满足条件的元组找出来，即水平方向筛选。
投影：在一个关系中去掉不需要的属性，即垂直方向筛选。

连接

等值连接：选取两个关系中属性值相等的元组。
自然连接：自然连接是一种特殊的等值连接，自然连接就是等值连接后去除重复的属性组。

除

除是笛卡尔积的逆运算。设有关系R和关系S，除运算需要满足S的属性集是R的属性集。

六、SQL语言

SQL是一种数据库查询语言和程序设计语言，由四部分组成：

1. 数据定义语言：定义数据库、表等。
2. 数据操作语言：用于对数据库进行添加、删除、修改操作。
3. 数据查询语言：用于查询数据。
4. 数据控制语言：用于控制用户的访问权限。

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总结

以上就是今天的学习内容啦~
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咱们下期再见~