[II. Services] 5.1 关系型数据库基础

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数据库的定义

数据库是数据的汇集，它以一定的组织形式存于存储介质上

数据库的发展史

发展阶段	数据库形式	数据库特点
萌芽阶段	文件系统方式	使用磁盘文件来存储数据
初级阶段	网状数据库	出现了网状模型、层次模型的数据库
中级阶段	关系型数据库	关系型数据库和结构化查询语言【二维表（横行纵列）】
高级阶段	面向对象数据库	“关系-对象”

文件系统方式的明显缺点

• 需要一定的规范
• 需要分析文本内容的格式
• 会消耗大量精力在分析文本内容格式上，而不是数据本身（舍本逐末）
• 不支持并发访问
• 文件权限无法控制文件内容的权限分层

数据库方式的优点

• 数据和程序相独立
• 会以与程序相匹配的格式来存放数据文件
• 可以在数据库上加精确权限，实现非常灵活的安全管理
• 日志功能：支持还原，更加可靠
• 增加约束，限制用户输入数据的范围

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DBMS

全称：Database Managerment System 数据库管理系统

用来管理数据库的系统软件，实现数据库系统的各种功能，是数据库系统的核心组成

DBA

全称：Database Administrator 数据库管理员

岗位职责：负责数据库的规划、设计、协调、维护和管理等工作

DBMS的基本功能

基本功能	说明
数据的定义	应该以何种形式来存储数据
数据的处理	如何对数据做增删改查操作
数据的安全	对数据库做分层的访问权限控制
数据的备份	通过日志将数据库还原到指点时间点

RDBMS

全称：Relational Database Management System 关系型数据库管理系统

将数据组织为相关的行和列的系统

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RDBMS的相关概念

关系

• 关系就是二维表
• 表中的行、列次序并不重要

row 行

• 表中的每一行
• 又称为一条记录
• 英文词汇：record

column 列

• 表中的每一列
• 又称为属性或字段
• 英文词汇：field

Primary Key 主键

• 是一个属性，作用在表的某个列上，这个列上的所有字段不能重复
• 作用：避免表中出现重复记录
• 约束条件：
  
  • 1、只能有一个
  • 2、不允许为空 NULL

Foreign Key 外键

• 一张表的字段通过另一张表的字段来获取
• 作用：用来实现一对多的关系
• 约束条件：
  
  • 不允许出现另一张表中不存在的字段

Uniq Key 唯一键

• 可以有多个
• 允许为空：NULL
• 作用：保证每条记录不会出现重复

复合主键

• 由多个列共同组成一个主键

domain 域

• 属性的取值范围
• 举例：性别只能是“男”和“女”两个值

transaction 事务

定义：多个操作被当作一个整体对待

事务具有ACID特性

特性简称	特性全称	说明
A	原子性	不可分割
C	一致性	保持总数据（总帐）时时刻刻不变
I	隔离性	多个事务相互隔离，不会看到事务结束前的脏数据
D	持久性	事务结束后的数据会永久保存

• 注意：
  
  • 支持回滚rollback
  • 事务结束之前存在脏数据

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实体-联系模型E-R

实体

客观存在并可以相互区分的客观事物或抽象事件称为实体
在E-R图中用矩形框表示实体，把实体名写在框内

属性

实体所具有的特征或性质

联系

联系是数据之间的关联集合，是客观存在的应用语义链

• 实体内部的联系
  
  • 指组成实体的各属性之间的联系
  • 举例：职工实体中，职工号和部门经理号之间有一种关联关系
• 实体之间的联系
  
  • 指不同实体之间联系
  • 举例：学生选课实体和学生基本信息实体之间

实体之间的联系用菱形框表示

联系类型

• 一对一联系(1:1)
• 一对多联系(1:n)
• 多对多联系(m:n)

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数据三要素

数据结构

• 数据的类型、内容
• 数据之间的联系

数据的操作

• SELECT 查询
• UPDATE 修改
• INSERT 增加
• DELETE 删除

数据的约束条件

• 设置限制性保证数据的完整性、合法性
  
  • （行）实体完整性：主键、唯一键
  • （列）域完整性
  • 参考完整性：外键

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简易数据规划流程

• 第一阶段：收集数据，得到字段
  
  • 收集必要且完整的数据项
  • 转换成数据表的字段
• 第二阶段：把字段分类，归入表，建立表的关联
  
  • 关联：表和表间的关系
  • 分割数据表并建立关联的优点
  • 节省空间
  • 减少输入错误
  • 方便数据修改
• 第三阶段：规范化
  
  • 主键、唯一键、约束
  • 保证数据库不出现重复数据，节约存储空间

RDMBS设计范式

• 定义
  
  • 设计关系数据库时，遵从不同的规范要求，设计出合理的关系型数据库，这些不同的规范要求被称为不同的范式
  • 各种范式呈递次规范，越高的范式数据库冗余越小
• 目的：减少数据库冗余
• 主流范式
  
  • 1NF
    
    • 无重复的列
    • 这是RDBMS的基本要求
  • 2NF
    
    • 属性完全依赖于主键
    • 复合主键
  • 3NF
    属性不依赖于其他非主属性
• 某些场景下：范式是用来打破的；目的是减少查询复杂度，提高性能

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SQL概念

全称：Structure Query Language 结构化查询语言

特点：只关注要得到的数据，不关心数据在磁盘上保存的格式（数据在磁盘上的操作过程）

数据存储协议：应用层协议，C/S

• Server服务器
  
  • IP+port=socket：套接字
  • TCP3306：MySQL
  • TCP1521：Oracle
  • TCP1433：MSSQL
• Client客户端
  
  • 客户端程序接口
    
    • CLI
    • GUI
  • API应用编程接口
    
    • ODBC：Open Database Connectivity
    • JDBC：Java Database Connectivity

基本概念

• constaint 约束
  
  • 表中的数据要遵守的限制
  • 约束类型
    
    • 主键
    • 外键
    • 唯一键
    • 检查
• 全表扫描
  
  • 从头到尾做完整查询
• 索引
  
  • 类似于书的目录
  • 代价：占用一部分空间
  • 数据变化频繁时，不推荐使用索引！
• 关系运算
  
  • 选择
    
    • 挑选出特定的记录
  • 投影
    
    • 挑选特定的字段
  • 连接
    
    • 表间字段的联系

数据模型

• 数据抽象
  
  • 物理层
    
    • 数据库的数据和日志分开存放
  • 逻辑层
    
    • DBA角度
    • 数据之间的关联
  • 视图层
    
    • 用户角度
    • 抽取数据库中的部分数据，只能看到希望被看到的数据
• 关系模型的分类
  
  • 关系模型
  • 基于对象的关系模型
  • 半结构化的关系模型
    
    • 举例：xml格式、json格式

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文章归类：[II. Services] 第5章 MySQL
文章标题：[II. Services] 5.1 关系型数据库基础
作者：林永峰
撰写日期：2018年6月5日
遵循的开源协议：GPL

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