MySQL第1章——資料庫概述

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資料庫概述 為什麼要使用資料庫 什麼是數據持久化? 數據持久化就是把數據保存到可掉電式存儲設備中供以後使用。大多數情況下,特別是企業級應用,數據持久化意味著將記憶體中的數據保存到硬碟上加以”固化”,而持久化的實現過程大多通過各種關係資料庫來完成。 持久化的主要作用是將記憶體中的數據存儲在關係型資料庫中, ...


資料庫概述

為什麼要使用資料庫

什麼是數據持久化?

數據持久化就是把數據保存到可掉電式存儲設備中供以後使用。大多數情況下,特別是企業級應用,數據持久化意味著將記憶體中的數據保存到硬碟上加以”固化”,而持久化的實現過程大多通過各種關係資料庫來完成。

持久化的主要作用是將記憶體中的數據存儲在關係型資料庫中,當然也可以存儲在磁碟文件、XML數據文件中。

為什麼用資料庫來存儲數據?

  • 資料庫的特點:
    • 資料庫存儲的數據量非常龐大。以單表來說,我們可以存儲幾千萬甚至上億條數據。與文件存儲相比,當數據量特別龐大的時候,資料庫查詢數據的效率更高。
    • 資料庫存儲數據的類型更更富。例如整數類型、浮點類型、字元串類型,甚至是圖片,大文本等等。
  • 文件存儲的弊端:有些文件需要特定的程式才可以打開。例如,excel。

資料庫和資料庫管理系統

資料庫、資料庫管理系統、結構化查詢語言

  • 資料庫(Database,DB):DB是存儲數據的“倉庫”,其本質是一個文件系統。
  • 資料庫管理系統(Database Management System,DBMS):DBMS是一種操縱和管理資料庫的大型軟體,用於建立、使用和維護資料庫,對資料庫進行統一管理和控制。用戶通過資料庫管理系統訪問資料庫中數據表的數據。
  • 結構化查詢語言(Structured Query Language,SQL):SQL是專本用來與資料庫通信的語言。

資料庫與資料庫管理系統的關係

資料庫管理系統可以管理多個資料庫,一般開發人員會針對每一個應用創建一個資料庫。為了保證應用中實體的數據,一般會在資料庫創建多個數據表,以保證程式中實體用戶的數據。

客戶通過Web伺服器訪問資料庫管理系統,資料庫管理系統通過SQL訪問資料庫中的數據表。

常見的資料庫管理系統

常見的DBMS有Oracle、MySQL、SQL server、Db2、PostgreSQL等。

MySQL介紹

RDMBS與非RDBMS

RDBMS

關係型資料庫(RDBMS):RDBMS是最古老的資料庫類型,它把複雜的數據結構歸結為簡單的二元關係(二維表格形式)。

  • RDBMS以行(row)和列(column)的形式存儲數據,以便於用戶理解。一些列的行和列被稱為表(table),一組表組成一個庫(database)。
  • 表和表之間存在關係。關係型資料庫就是建立在關係模型基礎上的資料庫。
  • SQL就是關係型資料庫的查詢語言。

關係型資料庫的優勢:

  • 便於複雜查詢:可以使用SQL語句方便在一個或多個表之間進行複雜的查詢。
  • 支持事務:使得對於安全性能要求很高的數據訪問要求得以實現。

非RDBMS

非關係型資料庫(非RDBMS):可以看成是傳統關係型資料庫的功能閹割版本,基於鍵值對存儲數據,不需要SQL層的解析,性能非常高。同時,通過減少不常用的功能,進一步提高性能。

目前基本大部分主流的非RDBMS都是免費的。

非關係型資料庫的分類:

  • 鍵值型資料庫:鍵值型資料庫通過Key-Value鍵值的方式來存儲數據。在查找速度上優於關係型資料庫;但是無法像關係型資料庫一樣使用條件過濾。鍵值型資料庫常在記憶體緩存中使用。Redis是代表性的鍵值型資料庫。
  • 文檔型資料庫:文檔型資料庫可以存放並獲取文檔,可以是XML、JSON等格式。一個文檔相當於一條記錄。文檔資料庫所存放的文檔,就相當於鍵值資料庫所存放的“值”。MongoDB是最主流的文檔型資料庫。
  • 搜索引擎資料庫:雖然關係型資料庫採用了索引提高檢索效率,但是針對全文索引的效率卻較低。搜索引擎資料庫是應用在搜索引擎領域的數據存儲形式,由於搜索引擎會爬取大量的數據,並以特定的格式進行存儲,這樣在檢索的時候才能保證性能最優。核心原理是“倒排索引”。Elasticsearch是最主流的搜索引擎資料庫。
  • 列式資料庫:可以大量降低系統的I/O,適合於分散式文件系統。典型的列式資料庫:HBase。
  • 圖形資料庫:典型的圖形資料庫:Neo4J等。

關係型資料庫設計規則

E-R(實體-聯繫)模型

E-R(實體-聯繫)模型:

  • 實體集
  • 屬性
  • 聯繫集

一個實體集對應一個表;一個實體對應一行,也叫一條記錄;一個屬性對應一列,也叫欄位。

表的關聯關係

一對一關係

  • 在實際開發中應用不多,因為一對一可以創建一張表。
  • 舉例:設計學生表:學號、姓名、手機號、班級、系別、身份證號碼、家庭住址、籍貫、緊急聯繫人、...
    • 拆分成兩個表:兩個表的記錄是一一對應關係。
    • 基礎信息表(常用信息):學號、姓名、手機號碼、班級、系別
    • 檔案信息表(不常用信息):學號、身份證號碼、家庭住址、籍貫、緊急聯繫人、...
  • 兩種建表原則:
    • 外鍵唯一:
    • 外鍵是主鍵:主表的主鍵和從表的外鍵(唯一),形成主外鍵關係,外鍵唯一。
    • 外鍵是主鍵:主表的主鍵和從表的主鍵,形成主外鍵關係。

一對多關係

  • 常見實例場景: 客戶表和訂單表 , 分類表和商品表 , 部門表和員工表 。
  • 舉例:
    • 員工表:編號、姓名、...、所屬部門
    • 部門表:編號、名稱、簡介
  • 一對多建表原則:在從表(多方)創建一個欄位,欄位作為外鍵指向主表(一方)的主鍵

多對多關係

要表示多對多關係,必須創建第三個表,該表通常稱為聯接表,它將多對多關係劃分為兩個一對多關係。將這兩個表的主鍵都插入到第三個表中。

  • 舉例1:學生-課程
    • 學生信息表 :一行代表一個學生的信息(學號、姓名、手機號碼、班級、系別...)
    • 課程信息表 :一行代表一個課程的信息(課程編號、授課老師、簡介...)
    • 選課信息表 :一個學生可以選多門課,一門課可以被多個學生選擇

  • 舉例2:產品-訂單

    “訂單”表和“產品”表有一種多對多的關係,這種關係是通過與“訂單明細”表建立兩個一對多關係來定義的。一個訂單可以有多個產品,每個產品可以出現在多個訂單中。

    • 產品表 :“產品”表中的每條記錄表示一個產品。
    • 訂單表 :“訂單”表中的每條記錄表示一個訂單。
    • 訂單明細表 :每個產品可以與“訂單”表中的多條記錄對應,即出現在多個訂單中。一個訂單可以與“產品”表中的多條記錄對應,即包含多個產品。

  • 舉例3:用戶-角色

    多對多關係建表原則:需要創建第三張表,中間表中至少兩個欄位,這兩個欄位分別作為外鍵指向各自一方的主鍵。

自我引用


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