MySQL 面试题——数据库理论基础

1.什么是数据库、数据库管理系统、数据库系统、数据库管理员？

（1）数据库：数据库 (DataBase, DB) 就是信息的集合或者说数据库是由数据库管理系统管理的数据的集合。
（2）数据库管理系统：数据库管理系统 (Database Management System, DBMS) 是一种操纵和管理数据库的大型软件，通常用于建立、使用和维护数据库。
（3）数据库系统：数据库系统 (Data Base System, DBS) 通常由软件、数据库和数据管理员 (DBA) 组成。
（4）数据库管理员：数据库管理员(Database Administrator, DBA) 负责全面管理和控制数据库系统。

2.什么是元组、码、候选码、主码、外码、主属性、非主属性？

• 元组： 元组 (tuple) 是关系数据库中的基本概念，关系是一张表，表中的每行（即数据库中的每条记录）就是一个元组，每列就是一个属性。 在二维表里，元组也称为行。
• 码：码就是能唯一标识实体的属性，对应表中的列。
• 候选码： 若关系中的某一属性或属性组的值能唯一的标识一个元组，而其任何、子集都不能再标识，则称该属性组为候选码。例如：在学生实体中，“学号”是能唯一的区分学生实体的，同时又假设“姓名”、“班级”的属性组合足以区分学生实体，那么{学号}和{姓名，班级}都是候选码。
• 主码: 主码也叫主键。主码是从候选码中选出来的。 一个实体集中只能有一个主码，但可以有多个候选码。
• 外码: 外码也叫外键。如果一个关系中的一个属性是另外一个关系中的主码则这个属性为外码。
• 主属性： 候选码中出现过的属性称为主属性。比如关系 工人（工号，身份证号，姓名，性别，部门）. 显然工号和身份证号都能够唯一标示这个关系，所以都是候选码。工号、身份证号这两个属性就是主属性。如果主码是一个属性组，那么属性组中的属性都是主属性。
• 非主属性： 不包含在任何一个候选码中的属性称为非主属性。比如在关系——学生（学号，姓名，年龄，性别，班级）中，主码是“学号”，那么其他的“姓名”、“年龄”、“性别”、“班级”就都可以称为非主属性。

3.什么是 ER 图？它有哪几个要素组成？

（1）ER 图的全称是 Entity Relationship Diagram（实体联系图），提供了表示实体类型、属性和联系的方法。

（2）ER 图由下面 3 个要素组成：

• 实体：通常是现实世界的业务对象，当然使用一些逻辑对象也可以。比如对于一个校园管理系统，会涉及学生、教师、课程、班级等等实体。在 ER 图中，实体使用矩形框表示。
• 属性：即某个实体拥有的属性，属性用来描述组成实体的要素，对于产品设计来说可以理解为字段。在 ER 图中，属性使用椭圆形表示。
• 联系：即实体与实体之间的关系，这个关系不仅有业务关联关系，还能通过数字表示实体之间的数量对照关系。例如，一个班级会有多个学生就是一种实体间的联系。

（3）下图是一个学生选课的 ER 图，每个学生可以选若干门课程，同一门课程也可以被若干人选择，所以它们之间的关系是多对多 (M : N)。另外，还有其他两种实体之间的关系是：1 对 1 (1 : 1)、1 对多 (1 : N)。

4.主键与外键有什么区别？

	主键	外键
定义	表用于唯一标识一条记录的一个或多个字段	如果公共关键字在一个关系中是主关键字，那么这个公共关键字被称为另一个关系的外键
特点	不能为空，不能重复	只能引用外表中的列的值或用空值，可以重复
用途	唯一地标识一条记录；保证实体的完整性；加快数据库的操作速度	保持数据一致性、完整性；控制存储在外键表中的数据，使两张表形成关联(用来和其他表建立联系用的)

5.✨为什么不推荐使用外键与级联？

（1）对于外键和级联，阿里巴巴开发手册这样说到：

【强制】不得使用外键与级联，一切外键概念必须在应用层解决。
说明：以学生和成绩的关系为例，学生表中的 student_id 是主键，那么成绩表中的 student_id 则为外键。如果更新学生表中的 student_id，同时触发成绩表中的 student_id 更新，即为级联更新。外键与级联更新适用于单机低并发，不适合分布式、高并发集群；级联更新是强阻塞，存在数据库更新风暴的风险；外键影响数据库的插入速度。

（2）外键的缺点

• 增加了复杂性：
  • 每次做 DELETE 或者 UPDATE 都必须考虑外键约束，会导致开发的时候很痛苦，测试数据极为不方便；
  • 外键的主从关系是确定的，假如某天需求有变化，数据库中的这个字段根本不需要和其他表有关联的话就会增加很多麻烦。
• 增加了额外工作： 数据库需要增加维护外键的工作，比如当我们做一些涉及外键字段的增，删，更新操作之后，需要触发相关操作去检查，保证数据的的一致性和正确性，这样会不得不消耗资源；
• 对分库分表不友好：分库分表下外键无法生效。

当然，外键也有其优点：
① 保证了数据库数据的一致性和完整性；
② 级联操作方便，减轻了程序代码量；

6.什么是存储过程?

（1）我们可以将存储过程看成是一些 SQL 语句的集合，并且中间加了点逻辑控制语句。

（2）存储过程在业务比较复杂的时候是非常实用的，比如很多时候我们完成一个操作可能需要写一大串 SQL 语句，这时候我们就可以写有一个存储过程，这样也方便了我们下一次的调用。存储过程一旦调试完成通过后就能稳定运行，另外，使用存储过程比单纯 SQL 语句执行要快，因为存储过程是预编译过的。

（3）存储过程在互联网公司应用不多，因为存储过程难以调试和扩展，而且没有移植性，还会消耗数据库资源。阿里巴巴 Java 开发手册里要求禁止使用存储过程。

7.数据库软件系统的建立流程是什么样的？

• 需求分析：了解用户的数据需求、处理需求、安全和完整性需求。
• 概念结构设计：通过数据抽象，设计系统的概念模型，一般为 E-R 模型。
• 逻辑结构设计：设计系统的模式和外部模式，特别是关系模型的基本表和视图。
• 物理结构设计：设计数据的存储结构和访问方法，如索引的设计。
• 系统实现：组织数据存储，编写应用程序，试运行。
• 运行和维护：系统投入运行，进行长期维护。

8.什么是关系型数据库？

（1）关系型数据库 (Relational Database Management System, RDBMS) 就是一种建立在关系模型的基础上的数据库。关系模型表明了数据库中所存储的数据之间的联系（一对一、一对多、多对多）。关系型数据库中，我们的数据都被存放在了各种表中（比如用户表），表中的每一行就存放着一条数据（比如一个用户的信息）。

（2）大部分关系型数据库都使用 SQL 来操作数据库中的数据。并且，大部分关系型数据库都支持事务的四大特性 (ACID)。常见的关系型数据库有：MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server、SQLite。

9.什么是 SQL？

（1）SQL 是一种结构化查询语言 (Structured Query Language)，专门用来与数据库打交道，目的是提供一种从数据库中读写数据的简单有效的方法。几乎所有的主流关系数据库都支持 SQL ，适用性非常强。并且一些非关系型数据库也兼容 SQL 或者使用的是类似于 SQL 的查询语言。

（2）SQL 可以帮助我们：

• 新建数据库、数据表、字段；
• 在数据库中增加，删除，修改，查询数据；
• 新建视图、函数、存储过程；
• 对数据库中的数据进行简单的数据分析；