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一、数据库的基本概念
数据库要学习的四个基本概念，主要是：数据、数据库系统、数据库、数据管理系统。数据（Date）是描述事物的记录，数据库系统（DBS），数据库管理系统（DBMS）相当于仓库管理员，数据库（DB）。他们之间的关系是数据库系统包括数据库管理系统，数据库，数据。
使用数据库可以高效且条理分明的存储数据，使人们能够更加迅速、方便的管理数据。数据库具有以下特点：
（1）可以结构化存储大量的数据信息，方便用户进行有效的检索和访问
（2）可以有效的保持数据信息的一致性、完整性，降低数据冗余
（3）可以满足应用的共享和安全方面的要求
1.1 数据库的组成
数据（Date）
- 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”形式按统一的格式进行储存
- 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。
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
表
- 将不同的记录组织在一起
- 用来储存具体数据
- 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。
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
1.2 数据库管理系统（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：
- 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。
- 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。
- 数据操纵功能：包括数据查询统计和数据更新两个方面。
- 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。
- 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。
1.3 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
1.4 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、数据库的发展史
第一代数据库：20世纪60年代起，第一代数据库系统问世，是层次模型和网状模型的数据库系统。
第二代数据库：20世纪70年代初，第二代数据库——关系型数据库开始出现；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。
第三代数据库：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，面对对象的数据库系统，实用性强、适应面广。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。一些新的元素被添加进主流数据库系统中，如：SQL+NOSQL组合使用。
三、关系型数据库与非关系型数据库
3.1 关系型数据库
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
在二维表中，每一行称为一条记录，用来描述一个对象的信息；每一列成为一个字段，用来描述对象的一个属性。
3.2 非关系数据库
- 非关系数据库也被称作NoSQL (Not Only SQL)
- 存储数据不以关系模型为依据,不需要固定的表格式
优点：
- 数据库可高并发读写
- 对海量数据高效率存储与访问
- 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
四、关系型数据库和非关系型数据库的区别
4.1 关系型数据库
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：
- 易于维护：都是使用表结构，格式一致;
- 使用方便：SQL语言通用，可用于复杂查询;
- 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：
- 读写性能比较差，尤其是海量数据的高效率读写;
- 固定的表结构，灵活度稍欠;
- 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。
4.2 非关系型数据库
非关系数据库也被称作NoSQL（Not Only SQL）
存储数据不以关系模型为依据，不需要固定的表格式
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：
- 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，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。
- 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；
- 高扩展性；
- 成本低：nosql数据库部署简单，基本都是开源软件。
缺点：
- 不提供sql支持，学习和使用成本较高；
- 无事务处理；
- 数据结构相对复杂，复杂查询方面稍欠。
五、MySQL存储引擎
5.1 InnoDB存储引擎（快速读取，不支持事务）
InnoDB是事务型数据库的首选引擎，支持事务安全表（ACID），支持行锁定和外键，上图也看到了，InnoDB是默认的MySQL引擎。InnoDB主要特性有：
1、InnoDB给MySQL提供了具有提交、回滚和崩溃恢复能力的事物安全（ACID兼容）存储引擎。InnoDB锁定在行级并且也在SELECT语句中提供一个类似Oracle的非锁定读。这些功能增加了多用户部署和性能。在SQL查询中，可以自由地将InnoDB类型的表和其他MySQL的表类型混合起来，甚至在同一个查询中也可以混合
2、InnoDB是为处理巨大数据量的最大性能设计。它的CPU效率可能是任何其他基于磁盘的关系型数据库引擎锁不能匹敌的
3、InnoDB存储引擎完全与MySQL服务器整合，InnoDB存储引擎为在主内存中缓存数据和索引而维持它自己的缓冲池。InnoDB将它的表和索引在一个逻辑表空间中，表空间可以包含数个文件（或原始磁盘文件）。这与MyISAM表不同，比如在MyISAM表中每个表被存放在分离的文件中。InnoDB表可以是任何尺寸，即使在文件尺寸被限制为2GB的操作系统上
4、InnoDB支持外键完整性约束，存储表中的数据时，每张表的存储都按主键顺序存放，如果没有显示在表定义时指定主键，InnoDB会为每一行生成一个6字节的ROWID，并以此作为主键
5、InnoDB被用在众多需要高性能的大型数据库站点上
InnoDB不创建目录，使用InnoDB时，MySQL将在MySQL数据目录下创建一个名为ibdata1的10MB大小的自动扩展数据文件，以及两个名为ib_logfile0和ib_logfile1的5MB大小的日志文件
5.2 MyISAM存储引擎（更注重写，支持事务）
MyISAM基于ISAM存储引擎，并对其进行扩展。它是在Web、数据仓储和其他应用环境下最常使用的存储引擎之一。MyISAM拥有较高的插入、查询速度，但不支持事物。MyISAM主要特性有：
1、大文件（达到63位文件长度）在支持大文件的文件系统和操作系统上被支持
2、当把删除和更新及插入操作混合使用的时候，动态尺寸的行产生更少碎片。这要通过合并相邻被删除的块，以及若下一个块被删除，就扩展到下一块自动完成
3、每个MyISAM表最大索引数是64，这可以通过重新编译来改变。每个索引最大的列数是16
4、最大的键长度是1000字节，这也可以通过编译来改变，对于键长度超过250字节的情况，一个超过1024字节的键将被用上
5、BLOB和TEXT列可以被索引
6、NULL被允许在索引的列中，这个值占每个键的0~1个字节
7、所有数字键值以高字节优先被存储以允许一个更高的索引压缩
8、每个MyISAM类型的表都有一个AUTO_INCREMENT的内部列，当INSERT和UPDATE操作的时候该列被更新，同时AUTO_INCREMENT列将被刷新。所以说，MyISAM类型表的AUTO_INCREMENT列更新比InnoDB类型的AUTO_INCREMENT更快
9、可以把数据文件和索引文件放在不同目录
10、每个字符列可以有不同的字符集
11、有VARCHAR的表可以固定或动态记录长度
12、VARCHAR和CHAR列可以多达64KB
使用MyISAM引擎创建数据库，将产生3个文件。文件的名字以表名字开始，扩展名之处文件类型：frm文件存储表定义、数据文件的扩展名为.MYD（MYData）、索引文件的扩展名时.MYI（MYIndex）