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目录
数据库简介
使用数据库的必要性
数据库基本概念
数据
数据库和和数据库表
数据库管理系统和数据库系统
数据库系统发
典型数据模型
当今主流数据库介绍
关系数据库的基本类型结构
主键和外键
数据完整性规则
mysql的二进制安装
数据库简介
使用数据库的必要性
使用数据库可以高效且条理分明地存储数据,使人们能够更加迅速、方便地
管理数据。数据库具有以下特点
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认前。
可以有效地保持数据信息的一致性、完整性,降低数据冗余。
可以满足应用的共享和安全方面的要求。
数据库技术是计算机科学的核心技术之一,具有完备的理伦基础。对数据库基本
概念的掌握,将有助于对数据库的理解。
数据库基本概念
数据库（Database）：是按照一定的数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。它可以存储大量的结构化、半结构化或非结构化数据，并提供对这些数据的高效访问和管理功能。例如，一个企业的客户信息数据库可以存储客户的姓名、地址、联系方式等数据。
数据库管理系统（Database Management System，DBMS）：是用于管理数据库的软件系统。它提供了一系列的功能，包括数据定义、数据操作、数据控制和数据库维护等。常见的数据库管理系统有 MySQL、Oracle、SQL Server 等。DBMS 就像是一个管家，负责管理数据库中的数据，确保数据的安全性、完整性和一致性。
数据模型（Data Model）：是对现实世界数据特征的抽象，用于描述数据的结构、关系和约束。常见的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等。其中，关系模型是目前应用最广泛的数据模型，它以表格的形式组织数据，由行和列组成，每行代表一条记录，每列代表一个属性。
表（Table）：在关系型数据库中，表是数据存储的基本单位。它由列（字段）和行（记录）组成。例如，一个 “学生” 表可能包含 “学号”“姓名”“年龄” 等列，每一行则代表一个具体的学生记录。
列（Column）：也称为字段，是表中的一个数据项，用于存储特定类型的数据。每列都有一个名称和数据类型，如 “学号” 列的数据类型可能是整数，“姓名” 列的数据类型是字符串。
行（Row）：也称为记录，是表中的一条完整数据，包含了表中所有列的值。一行数据代表了一个具体的实体或对象在数据库中的表示。
键（Key）：是用于唯一标识表中记录的一个或多个字段。常见的键有主键、外键等。主键是表中具有唯一性和非空性的字段，用于唯一确定一条记录，如 “学生” 表中的 “学号” 字段可以设为主键。外键是用于建立表与表之间关系的字段，它引用了另一个表的主键。
索引（Index）：是一种提高数据库查询效率的数据结构。它类似于书籍的目录，可以帮助数据库快速定位到所需的数据。通过在经常用于查询条件的字段上创建索引，可以大大加快查询速度。
事务（Transaction）：是一组数据库操作的集合，这些操作要么全部执行成功，要么全部回滚，以确保数据库的一致性。例如，在银行转账操作中，从一个账户扣除金额和向另一个账户添加金额这两个操作必须作为一个事务来处理，以保证资金的准确性和一致性
数据
描述事物的符号记录称为数据(Data)。数字、文字、图形、图像、声音、
档案记录等都是数据。
在数据库中,数据是以"记录"的形式按照统一的格式进行存储的,而不
是杂乱无章的。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
数据库和和数据库表
不同的记录组织在一起,就形成了数据库(Database,DB)的"表"(Tab
1e)。也可以说,表是用来存储具体数据的,如图1.1月示。那么数据库和
表存在什么关系呢?简单地说,数据库就是表的集合。它是是以一定的组织方式
存储的相互有关的数据集合。例如,关系数据库的表由记录多组成,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。通常,数据居库并不是简单地存
储这些数据的,还要表示它们之间的关系。例如,书和人是不存在联系的,书的作
者可能就是某个人,因此需要建立书与人的"关系
。这种关系也需要用数据库来表示,因此关系的描述也是数据库的一部分。
数据库管理系统和数据库系统
数据库管理系统(Database ManagementSystem,DBMS)是实现对数据库资
源有效组织、管理和存取的系统软件。它在操作系统的支持了下,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0ffice
组件进行数据交换。
数据库系统
数据库系统(DatabaseSystem,DBS)是一个人-机系统,一投由硬件、操
作系统、数据库、DBMS、应用软件和数据库用户(包括数据库管理员)组成。
用户可以通过DBMS操作数据库,也可以通过应用程序操作数据库。
应用程序是利用DBMS为解决某个具体的管理或数据处理的任务而编制的一系列
命令的有序集合。如果应用程序比较完善,能够提供友好的人机界面,并编译
成可执行文件发行,使得普通用户不需要具备计算机的专业知识,在较短时间
就学会使用,那么就称为数据库应用软件。
常用的数据库应用软件有人事管理、财务管理、图书管理等信息管理软件及各类
信息咨询系统等。
数据库管理员(DatabaseAdministrator,DBA)负责数据库的更新和备份、
数据库系统的维护、用户管理等工作,保证数据库系统的正常运行。DBA一般
由业务水平较高、资历较深的人员担任。
需要注意的是数据库、数据库系统、数据库管理系统,甚至数据库表等名词,在
日常讨论中通常不严格区别。遇到此情况时,可以根据具体情况,判断出实际
所指的是什么。
当时计算机主要用于科学计算，外部存储设备只有磁带、卡片和纸带等，没有专门管理数据的软件。数据管理任务由用户自行完成，数据不保存，程序与数据一一对应，缺乏独立性。例如，在一个科学计算程序中，用户要自己负责数据的输入、存储和输出，数据只能应用于特定程序，不能被其他程序使用
随着计算机技术发展，出现了磁盘、磁鼓等直接存取存储设备，操作系统中也有了专门的数据管理软件即文件系统。数据以文件形式长期保存，程序与数据有了一定独立性，可通过文件名访问数据文件。但数据共享性差、冗余度大，且数据独立性仍不够，文件结构修改会导致应用程序修改。例如，不同部门可能对同一数据分别建立文件，造成数据大量重复存储
该阶段数据库技术应运而生，解决了文件系统的诸多问题。数据库管理系统（DBMS）对数据进行统一管理和控制，实现了数据共享，减少了数据冗余，有较高的数据独立性。此阶段又可细分为以下三代
第一代：层次数据库和网状数据库
层次数据库：采用层次模型，以树形结构组织数据，每个节点表示一个记录类型，记录之间的联系通过指针实现。典型代表是 IBM 公司的 IMS（信息管理系统），适用于处理具有层次关系的数据，如行政机构、家族族谱等。
网状数据库：用网状模型组织数据，允许节点有多个父节点，更灵活地表达数据间复杂关系。如美国数据系统语言协会（CODASYL）下属数据库任务组（DBTG）提出的 DBTG 系统，在商业领域有广泛应用
第二代：关系数据库
20 世纪 70 年代，E.F.Codd 提出关系模型，奠定了关系数据库的理论基础。关系数据库用二维表结构表示数据及关系，数据以行和列形式存储，通过 SQL（结构化查询语言）进行数据定义、查询、更新和控制等操作。代表性的关系数据库管理系统有 Oracle、MySQL、SQL Server 等，广泛应用于企业管理、金融、电信等领域
第三代：面向对象数据库和对象 - 关系数据库
面向对象数据库：将面向对象的概念与数据库技术相结合，支持对象的封装、继承和多态等特性，能更好地处理复杂数据类型和对象关系。适用于 CAD/CAM、多媒体、地理信息系统等领域
对象 - 关系数据库：在关系数据库基础上引入面向对象的特性，既支持传统关系数据库的功能，又能处理复杂对象和对象间的关系，如 PostgreSQL 在不断发展中增加了对面向对象特性的支持
大数据和云数据库阶段（21 世纪初 - 现在）
随着互联网、移动互联网和物联网的发展，数据量呈爆炸式增长，传统数据库难以应对大数据的存储和处理需求。于是出现了大数据和云数据库技术
大数据数据库：如 HBase、Cassandra 等，基于分布式存储和处理技术，能处理海量、多样、高并发的数据。这些数据库具有高可扩展性、容错性和低成本等特点，广泛应用于互联网公司的日志分析、推荐系统等。
云数据库：基于云计算技术，提供按需使用、弹性伸缩的数据库服务。如阿里云的 RDS、亚马逊的 RDS 和微软的 Azure SQL Database 等，降低了企业使用数据库的成本和技术门槛，使企业能更专注于业务发展
典型数据模型
层次模型
结构特点：采用树形结构来表示数据之间的关系。树的节点是记录类型，根节点只有一个，除根节点外，其他节点有且仅有一个父节点。
数据操作：通过指针来实现记录之间的联系，查询操作通常需要从根节点开始沿着层次路径进行。
应用场景：适合表示具有层次关系的数据，如行政组织机构、家族族谱等。例如，一个学校的组织架构，学校是根节点，下面可以分为各个学院，每个学院下面又有不同的专业。
优缺点：优点是结构清晰，层次分明，易于理解；缺点是对于非层次关系的数据表示困难，数据的插入、删除操作比较复杂
面向对象模型
结构特点：将面向对象的概念与数据库技术相结合，支持对象的封装、继承和多态等特性。数据被封装在对象中，对象之间通过消息传递进行通信。
数据操作：通过对象的方法来操作数据，操作方式更加符合面向对象的编程习惯。
应用场景：适用于处理复杂数据类型和对象关系的领域，如 CAD/CAM、多媒体、地理信息系统等。例如，在一个地理信息系统中，可以将地理对象（如山脉、河流等）抽象为对象进行管理。
优缺点：优点是能更好地模拟现实世界，提高了数据的可重用性和可扩展性；缺点是实现复杂，对硬件和软件的要求较高，查询性能相对较低
对象 - 关系模型
结构特点：在关系数据库的基础上引入面向对象的特性，既支持传统关系数据库的二维表结构，又能处理复杂对象和对象之间的关系。
数据操作：支持 SQL 语言，同时增加了对对象类型、方法等的支持。
应用场景：结合了关系模型和面向对象模型的优点，适用于需要处理复杂数据和关系，同时又希望保持一定的兼容性和性能的场景。例如，一些企业级应用系统，既需要处理传统的业务数据，又需要处理一些复杂的对象数据。
优缺点：优点是在一定程度上解决了关系模型在处理复杂数据方面的不足，同时保持了与关系数据库的兼容性；缺点是实现和管理相对复杂，对开发人员的技术要求较高。
半结构化模型
结构特点：数据没有严格的结构定义，介于结构化数据（如关系数据库中的数据）和完全无结构的数据（如文本文件）之间。常见的半结构化数据格式有 XML、JSON 等。
数据操作：可以使用专门的解析器来处理半结构化数据，例如使用 XML 解析器解析 XML 文档，使用 JSON 解析器解析 JSON 数据。
应用场景：在 Web 应用、数据交换、数据集成等领域广泛应用。例如，在 Web 服务中，通常使用 JSON 或 XML 来传输数据；在数据集成中，可以将不同来源的半结构化数据进行整合。
优缺点：优点是灵活性高，能够适应数据结构的变化；缺点是数据的一致性和完整性较难保证，查询和处理的效率相对较低
当今主流数据库介绍
当今主流数据库依据数据模型、应用场景和功能特性，可分为关系型数据库、非关系型数据库（NoSQL）以及云数据库
关系型数据库
关系型数据库采用关系模型来组织数据，借助 SQL 语言操作数据，其特点是数据结构严谨、支持事务处理、具备较高的数据一致性
MySQL
概述：由瑞典 MySQL AB 公司开发，后被 Oracle 收购，是开源数据库，具备成本低、性能高、可靠性强等优点。
应用场景：广泛应用于 Web 应用开发，如电子商务网站、论坛等。许多小型和中型企业也将其作为首选数据库。
特性：支持多种存储引擎，如 InnoDB（支持事务和外键）和 MyISAM（不支持事务，但插入和查询速度快）；拥有丰富的 SQL 函数和存储过程，可实现复杂的数据处理
Oracle
概述：由 Oracle 公司研发，是一款功能强大、性能卓越的商业数据库。
应用场景：常用于大型企业级应用，如金融、电信、政府等领域，处理复杂业务逻辑和海量数据。
特性：具备强大的安全机制，可实现细粒度的访问控制；支持分布式数据库和并行处理，能应对高并发和大数据量的业务需求
SQL Server
概述：由微软公司推出的商业数据库，与 Windows 操作系统紧密集成。
应用场景：在企业级应用、电子商务、数据分析等领域广泛应用，尤其适用于使用微软技术栈的企业。
特性：提供了直观的管理工具，如 SQL Server Management Studio（SSMS），方便数据库管理员进行管理和维护；支持数据仓库和商业智能功能，可进行数据分析和报表生成
非关系型数据库（NoSQL）
非关系型数据库为应对大规模数据存储和高并发访问而产生，不遵循传统关系模型，数据存储形式灵活
MongoDB概述：是基于分布式文件存储的开源数据库，采用文档存储方式，数据以 BSON（二进制 JSON）格式存储。应用场景：适用于处理大量非结构化或半结构化数据，如日志分析、内容管理系统、实时数据处理等。特性：具有高可扩展性，支持自动分片和副本集，可轻松应对数据量的增长和高并发访问；提供丰富的查询语言，支持复杂的查询操作。
Redis概述：是开源的内存数据结构存储系统，可作为数据库、缓存和消息中间件使用。应用场景：常用于缓存场景，如网站缓存、会话管理等，可显著提高系统的响应速度；也可用于实时数据分析、排行榜、消息队列等场景。特性：支持多种数据结构，如字符串、哈希、列表、集合和有序集合；具备持久化功能，可将内存中的数据保存到磁盘，防止数据丢失。
Cassandra概述：是高度可扩展的分布式数据库，最初由 Facebook 开发，后开源。应用场景：适用于处理海量数据和高并发读写的场景，如日志存储、时间序列数据存储等。特性：具有无中心架构，数据在多个节点上进行复制和分布，具备高可用性和容错性；支持线性扩展，可通过添加节点来提高系统的性能和存储容量。
云数据库
云数据库基于云计算技术，提供按需使用、弹性伸缩的数据库服务，降低了企业使用数据库的成本和技术门槛。
阿里云 RDS概述：是阿里云提供的一种稳定可靠、可弹性伸缩的关系型数据库服务，支持 MySQL、SQL Server、PostgreSQL 等多种数据库引擎。应用场景：适用于各种规模的企业和应用，可帮助企业快速搭建和管理数据库，降低运维成本。特性：提供自动备份、监控告警、安全防护等功能，保障数据库的稳定运行；支持弹性扩容，可根据业务需求灵活调整数据库的配置。
亚马逊 RDS概述：是亚马逊云服务（AWS）提供的一种托管式关系型数据库服务，支持多种数据库引擎。应用场景：广泛应用于全球各类企业和开发者，帮助他们快速部署和管理数据库。特性：具备高可用性和可扩展性，支持多可用区部署，确保数据的安全性和可靠性；提供自动化的数据库管理任务，如备份、恢复、软件升级等。
微软 Azure SQL Database概述：是微软 Azure 云平台提供的一种托管式关系型数据库服务，基于 SQL Server 技术。应用场景：适用于使用微软技术栈的企业和开发者，可与其他 Azure 服务集成，构建完整的云计算解决方案。特性：提供智能查询处理和自动优化功能，提高数据库的性能和效率；支持多租户和单租户部署模式，满足不同用户的需求
关系数据库的基本类型结构
关系数据库使用的存储结构是多个二维表格,即反映事物及其联系的数据描
述是以平面表格形式体现的。
在每个二维表中,每一行称为一条记录,用来描述一个对象的信息:每一列
称为一个字段,用来描述对象的一个属性。数据表与数据库之间存在相应的关联,这些关联用来查询相关的数据
关系数据库是由数据表之间的关联组成的。其中:
数据表通常是一个由行和列组成的二维表,每一个数据表分别说明数据库中
某一特定的方面或部分的对象及其属性。数据表中的行通常叫做记录或者元组,它代表众多具有木目同属性的对象中的一个。数据表中的列通常叫做字段或者属性,它代表相应数据库中存储对象的共有属性。
主键和外键
主键是表中的一个或多个字段的组合，其值能够唯一地标识表中的每一行记录。在一个表中，主键的值不能重复，也不能为 NULL（空值），这保证了表中记录的唯一性和确定性。
作用
保证数据的唯一性：在实际应用中，每个记录都应该是独一无二的，通过设置主键可以避免出现重复记录。例如，在学生信息表中，每个学生的学号应该是唯一的，将学号设置为主键就能保证不会出现两个学号相同的学生记录。
便于数据的查询和操作：数据库系统可以利用主键快速定位和访问特定的记录，提高数据检索的效率。当你需要查询某个学生的信息时，可以通过学号这个主键直接定位到该学生的记录。
创建主键
在 SQL 中，创建主键有两种常见的方式，以 MySQL
CREATE TABLE students (student_id INT NOT NULL,name VARCHAR(50),age INT,PRIMARY KEY (student_id)
);
修改已存在的表来添加主键
ALTER TABLE students
ADD PRIMARY KEY (student_id);
在创建表时定义外键
CREATE TABLE scores (score_id INT NOT NULL,student_id INT,course_name VARCHAR(50),score FLOAT,PRIMARY KEY (score_id),FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(student_id)
);
修改已存在的表来添加外键
ALTER TABLE scores
ADD FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(student_id);主键与外键的关系
主键和外键共同作用，使得关系型数据库能够有效地组织和管理数据。主键用于唯一标识主表中的记录，而外键则用于在从表中引用主表的记录，从而建立起表与表之间的关联关系。这种关联关系可以是一对一、一对多或多对多，具体取决于表的设计和业务需求
数据完整性规则
实体完整性
定义：实体完整性确保表中的每一行记录都是唯一的，且主键不能为空。主键是用于唯一标识表中每一行的一个或一组字段。
作用：保证数据库中不会存在重复的记录，使得每一个实体都能被明确区分。例如在员工信息表中，员工编号通常被设为主键，每个员工对应唯一的编号，通过这个编号可以准确地定位到特定员工的信息。
实现方式：在创建表时，通过定义主键约束来实现实体完整性
CREATE TABLE employees (employee_id INT NOT NULL,name VARCHAR(50),department VARCHAR(50),PRIMARY KEY (employee_id)
);
域完整性
定义：域完整性指的是数据库表中的列必须满足某种特定的数据类型或约束条件。域可以理解为列的取值范围。
作用：确保数据的有效性，防止不符合要求的数据被插入到表中。例如，在日期类型的列中，只能插入合法的日期值；在整数类型的列中，只能插入整数。
实现方式：可以通过以下几种方式实现域完整性：数据类型定义：在创建表时指定列的数据类型，如 INT、VARCHAR、DATE 等
CREATE TABLE products (product_id INT,product_name VARCHAR(100),price DECIMAL(10, 2),release_date DATE
);
参照完整性
定义：参照完整性用于维护不同表之间数据的一致性。当一个表中的外键引用另一个表的主键时，外键的值必须与被引用表中主键的值相匹配，或者外键的值可以为空（前提是外键列允许为空）。作用：保证表之间数据的关联性和一致性。例如，在订单表和客户表中，订单表中的 customer_id 作为外键引用客户表中的 customer_id 主键，这样可以确保每个订单都对应一个有效的客户。实现方式：通过定义外键约束来实现参照完整性。以 MySQL
CREATE TABLE customers (customer_id INT PRIMARY KEY,customer_name VARCHAR(100)
);CREATE TABLE orders (order_id INT PRIMARY KEY,customer_id INT,order_date DATE,FOREIGN KEY (customer_id) REFERENCES customers(customer_id)
);
用户定义的完整性
定义：用户定义的完整性是根据具体的业务规则和需求而定义的完整性约束，它超出了实体完整性、域完整性和参照完整性的范畴。定义：用户定义的完整性是根据具体的业务规则和需求而定义的完整性约束，它超出了实体完整性、域完整性和参照完整性的范畴。作用：满足特定业务场景下对数据的要求，确保数据符合业务逻辑。例如，在学生成绩表中，规定成绩的取值范围在 0 - 100 之间；在员工表中，规定员工的入职日期不能晚于当前日期。实现方式：可以通过存储过程、触发器或应用程序代码来实现用户定义的完整性。例如，使用触发器来检查员工的入职日期是否合法
DELIMITER //
CREATE TRIGGER check_hire_date
BEFORE INSERT ON employees
FOR EACH ROW
BEGINIF NEW.hire_date > CURDATE() THENSIGNAL SQLSTATE '45000'SET MESSAGE_TEXT = '入职日期不能晚于当前日期';END IF;
END //
DELIMITER ;mysql的二进制安装
安装依赖关系
dnf -y install gcc libaio numactl openssl ncurses-compat-libs解压mysql
tar xvf mysql-8.0.36-linux-glibc2.28-x86_64.tar.xz创建运行MySQL程序的用户
useradd -M -s /sbin/nologin mysql关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
setenforce 0mv mysql-8.0.36-linux-glibc2.28-x86_64 /usr/local/mysql
mkdir /usr/local/mysql/data
chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql
cd /usr/local/mysql/bin/会随机生成一个密码记住密码下面登录需要
./mysqld --initialize --user=mysql --basedir=/usr/local/mysql/ --datadir=/usr/local/mysql/data/MySQL的配置文件跟上面编译安装的配置文件类似
vim /etc/my.cnf
[client]
socket=/usr/local/mysql/data/mysql.sock
[mysqld]
socket=/usr/local/mysql/data/mysql.sock
bind-address = 0.0.0.0
skip-name-resolve
port = 3306
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
max_connections=2048
character-set-server=utf8
default-storage-engine=INNODB
max_allowed_packet=16M
[mysqld_safe]
log-error=/usr/local/mysql/data/error.log
加入环境变量
ln -s /usr/local/mysql/bin/* /usr/local/mysql/
[root@localhost ~]# echo "export PATH=$PATH:/usr/local/mysql/bin">>
/etc/profile
[root@localhost ~]#. /etc/profile
将MySQL添加成为系统服务,通过使用 systemctl来管理。
在/usr/local/mysql/support-files 目录下 找到 mysql.server文件,
将其复制到/etc/rc.d/init.d目录下,改名为mysqld并赋予可执行权限
[root@localhost ~]# cp /usr/local/mysql/support-files/myysql. server
etc/rc.d/init.d/mysqld
[root@localhost ~]# chmod +x /etc/rc.d/init.d/mysqld编译生成mysqld.service服务,通过 systemctl方式来管理。
vim /lib/systemd/system/mysqld.service
[Unit]
Description=mysqld
After=network.target
[Service]
Type=forking
ExecStart=/etc/init.d/mysqld start
ExecReload=/etc/init.d/mysqld restart
ExecStop=/etc/init.d/mysqld stop
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target
systemctl daenon-reload
systemctl enable mysqld
systemctl start mysqld
systemctl status mysqld
netstat -anpt | grep mysqld登录输入之前生成的密码
mysql -uroot -p修改mysql密码pwd123
alter user 'root'@'localhost' identified with mysql_native_password by 'pwd123';新密码再次登录mysql
mysql -uroot -ppwd123登录进去后执行此命令查看当前数据库有哪些库
show databases;