一、数据库的基本概念

1、数据库的组成

数据

• 描述事务的符号记录
• 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存储

表

• 将不同的记录组织在一起
• 用来存储具体数据

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

2、数据库的管理系统（DBMS）

是实现对数据库资源有效组织、管理和存取的系统软件。

主要功能： 数据库的建立和维护功能、数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、通信功能

• 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输出。
• 数据操纵功能 ：包括数据统计和数据更新两个方便。
• 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、存储控制、数据内部维护等功能。
• 通信功能： DBMS 与其它软件系统之间的通信，如Access能与其它office组件进行数据交换。

DBMS的工作模式如下

①接收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）转换为复杂及其代码（底层指令）

③实现对数据的操作

④从数据的操作中接收查询结构

⑤对查询结构进行处理（格式转换）

⑥将处理结构返回给用户

3、数据库系统（DBS）

• 是一个人机系统，一般由硬件、操作系统、数据库、DBMS、应用软件和数据用户（包括数据管理员）

• 用户可以通过DBMS或应用程序操作数据库

二、主流数据库

SQL Server（微软公司产品）

• 面向Windows操作系统
• 简单、易用

Oracle（甲骨文公司产品）

• 面向所有主流平台
• 安全、完善、操作复杂

DB2（IBM公司产品）

• 面向所有主流平台
• 大型、安全、完善

Mysql（甲骨文公司收购）

• 免费、开源、体积小

三、关系数据库

关系型数据库（SQL）：存储的往往是字符、字符串、数值、布尔值等（存储在磁盘中）

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

1、关系模型可以用简单的“实体-关系-属性”来表示，称为：E-R图

1.1 实体

• 也称实例，对应显示世界中可区别与其它对象的“事件”或“事物”，如银行客户、银行账户。

1.2 关系

• 实体集之间对应关系称为联系，也称为关系。如：银行客户和银行账户之间存在“储蓄”的关系

1.3 属性

• 实体所具有的的某一特性，一个实体可以有多个属性，如“银行客户”实体集中的每一个实体具有姓名、住址、电话等属性。

2、关系数据库应用

Mysql（Oracle公司） 、Oracle（税务局） ： 12306用户信息系统

SQL server （微软） 、sybase ： 淘宝账号系统

access（微软公司office产品）、 informix ： 联通手机号信息系统

DB2（IBM公司，国电）、FoxPRO ： 银行用户账号系统

PostgreSQL ： 网站用户信息系统

四、非关系数据库

非关系数据库（NoSQL）：存储的往往是图片、视频、语音。（存储在内存中）

存储数据不以关系模型为依据，不需要固定的表格式

非关系型数据库的优点

• 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

五、关系数据库和非关系数据库的区别

1、关系数据库（SQL）

关系数据库结构是二维数据表，二维表当中每一个字段（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）。关系数据库是存储的硬盘，读写系统就会收到限制或者瓶颈。

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语句，可用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， 灵活度较差
• 高并发读写需求差， 传统关系型数据来说，硬盘读写是一个很大的瓶颈。

2、非关系型数据库(NoSQL)

像MongoDB作为内存数据库，Redis作为缓存数据库。K-V键值对、与之类似的Memcache，K-V键值对和Redis-memcache对比：

• 相同点： 存储高热数据（在内存中高速运行）
• 不同点（优势）： redis可以做持久化保存（保存在磁盘），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，可以是文档或键值对

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。

3、数据流向介绍

当客户端从数据库中读取数据时，数据库需要从磁盘中读取数据，但是假如并发数很多的情况下，数据的压力就会很大。因为数据从磁盘中读取效率很慢。

解决方案：

• 可以在数据库服务器前面加一个缓存服务器，数据到达数据库前，需要先访问缓存服务器，当有高并发时，先将数据库中的数据加载到缓存中，供客户读取。如果在缓存中找不到，再从mysql中读取。比如非关系数据库redis就可作为缓存服务器，来达到较少数据库的压力的作用。

六、Mysql数据库介绍

一款深受欢迎的开源关系型数据库，Oracle旗下的产品，遵守GPL协议，可以免费使用与修改

特点

• 性能卓越、服务稳定
• 开源、无版本权限制、成本低
• 多线程、多用户
• 基于C/S（客户端、服务器）架构
• 安全可靠：因为mysql日志文件能备份、恢复、故障定位、分析；不怕数据丢失、是mysql最核心的部分

Myaql： 存储引擎

myisam和innodb

myisam：快速读取，不支持事务

innodb：更注重写，支持事务。

1、Mysql商业版与社区版本

mysql商业版是由nysql AB 公司负责开发与维护，需要付费才能使用

mysql社区版是由分散在世界各地的mysql开发者，爱好者一起开发与维护，可以免费使用。

两者区别

• 商业版组织管理与测试环节更加严格，比社区版更加稳定
• 商业版不遵循GPL，社区版遵从GPL可以免费使用
• 商业版可获得7*24小时服务，社区版没有

2、mysql产品阵营

第一阵营： 5.0-5.1阵营，可说是早期产品的延续

第二阵营： 5.4-5.7阵营，整合了MySQL AB公司、社区和第三方公司开发的存储引擎，从而提高性能

第三阵营： 6.0-7.1阵营，就是MySQL Cluster版本，为适应新时代对数据库的集群需求而开发