1.为什么要使用数据库

使用数据库有以下几个重要原因：

数据的集中管理：数据库可以集中管理和存储大量的数据，而不需要将数据分散保存在不同的文件中。这样可以方便地对数据进行访问、修改和更新。

数据的持久化存储：数据库通过将数据存储在硬盘上，可以保证数据在计算机断电或出现故障时不会丢失。这对于存储重要的业务数据和信息尤为重要。

数据的高效查询和处理：数据库提供了各种查询和处理数据的功能，例如索引、排序、过滤和关联查询等。这些功能可以大大提高数据的访问效率和处理速度。

数据的安全性和权限控制：数据库可以提供一系列的安全控制措施，例如用户认证、访问权限控制、数据加密等，以保护数据的机密性和完整性。

数据的共享和协作：数据库可以提供多用户同时访问和修改数据的功能，使得不同用户可以共享和协作使用同一份数据。这对于团队合作和信息共享尤为重要。

总之，使用数据库可以有效地管理和存储数据，并提供高效、安全和可靠的数据访问和处理功能，对于现代信息系统来说是非常重要的组成部分。

2.数据库与数据库管理系统

2.1数据库的相关概念

DB:数据库(Database)即存储数据的“仓库”，其本质是一个文件系统。它保存了一系列有组织的数据。DBMS:数据库管理系统(Database Management system)是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，对数据库进行统一管理和控制。用户通过数据库管理系统访问数据库中表内的数据。SOL:结构化查询语言(structured Query Language)专门用来与数据库通信的语言。

2.2数据库与数据库管理系统的关系

数据库管理系统(DBMS)可以管理多个数据库，一般开发人员会针对每一个应用创建一个数据库。为保存应用中实体的数据，一般会在数据库创建多个表，以保存程序中实体用户的数据。

数据库管理系统、数据库和表的关系如图所示:

3.MySQL介绍

3.1概述

> MySQL是一个 开放源代码的关系型数据库管理系统，由瑞典MySQLAB(创始人Michaelwidenius)公司1995年开发，迅速成为开源数据库的 No.1.

> 2008被Sun 收购(10亿美金)，2009年Sun被0racle收购。MariaDB应运而生。(MySQL的创造者担心MySQL有闭源的风险，因此创建了 MySQL的分支项目 MariaDB)

> MySOL6.x版本之后分为 社区版 和 商业版。

> MySQL是一种关联数据库管理系统，将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。

> MySQL是开源的，所以你不需要支付额外的费用。

> MySQL是可以定制的，采用了GPL(GNU General Public License)、协议，你可以修改源码来开发自己的MySQL系统。

> MySQL支持大型的数据库。可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。MySQL支持大型数据库，支持5000万条记录的数据仓库，32位系统表文件最大可支持4GB，64位系统支持最大的表文件为 8TB。

> MySQL使用 标准的SQL数据语言 形式。

> MySQL可以允许运行于多个系统上，并且支持多种语言。这些编程语言包括C、C++、Python、Java、Perl、PHP和Ruby等。

3.2MySQL与Oracle

MySQL是一个开源的关系型数据库管理系统，主要用于Web应用程序的数据存储。它的运行速度快、易于使用和管理，并且支持各种语言和平台。MySQL是免费的，并且有一个活跃的社区支持和更新。它被广泛用于小型和中型网站和应用程序。

Oracle是一个商业化的关系型数据库管理系统，它提供了强大的功能和高度可靠的数据存储和管理。Oracle拥有庞大的功能集，适用于大型企业级应用程序和系统。但是，Oracle的许可费用较高，并且需要专业的管理和配置。

虽然MySQL和Oracle都是关系型数据库管理系统，但它们在以下几个方面存在区别：

许可费用：MySQL是免费的开源软件，而Oracle是商业化软件，需要购买许可证。

功能集：Oracle拥有更多的功能和高级特性，如分区表、复制和集群等。MySQL的功能集相对较小，但对于大部分应用来说已经足够了。

可伸缩性：Oracle在处理大量数据和高并发的情况下表现更好，适用于大型企业级应用。MySQL适用于小型和中型应用，对于大型应用可能需要进行性能调优。

社区支持和更新：MySQL拥有一个活跃的开源社区，用户可以从社区中获取支持和更新。Oracle也有类似的社区，但它更多依赖于商业支持。

综上所述，选择MySQL还是Oracle取决于具体的应用需求和预算。对于小型和中型应用，MySQL是一个经济实用的选择。而对于大型企业级应用，特别是需要复杂功能和高可靠性的应用，Oracle可能更加适合。

4.RDBMS与非RDBMS

4.1关系型数据库(RDBMS)

> 关系型数据库以 行(row)和 列(column)的形式存储数据，以便于用户理解。这一系列的行和列被称为 表(table)，一组表组成了一个库(database)。

表与表之间的数据记录有关系(relationship)。现实世界中的各种实体以及实体之间的各种联系均用 关系模型 来表示。关系型数据库，就是建立在 关系模型 基础上的数据库,

> SOL就是关系型数据库的查询语言。

优势：

> 复杂查询

可以使用SQL语句方便的在一个表以及多个表之间做非常复杂的数据查询。

> 事务支持

使得对于安全性能很高的数据访问要求得以实现。

4.2非关系型数据库(非RDBMS)

非关系型数据库，可看成传统关系型数据库的功能 阉割版本，基于键值对存储数据，不需要经过SQL层的解析性能非常高。同时，通过减少不常用的功能，进一步提高性能。目前基本上大部分主流的非关系型数据库都是免费的。

4.2.1有哪些非关系型数据库

非关系型数据库也被称为NoSQL数据库，它们不使用传统的表格结构来存储数据，而是使用其他数据模型。以下是一些常见的非关系型数据库：

MongoDB：MongoDB是一个文档数据库，使用类似于JSON的BSON格式来存储数据。它支持灵活的数据模型和动态的模式，适用于大量的非结构化数据。

Redis：Redis是一个开源的内存数据库，它支持键值对、列表、集合、有序集合等数据结构。Redis具有快速的读写性能和高度可扩展性，常用于缓存、消息队列和实时统计等场景。

Cassandra：Cassandra是一个分布式的广告型数据库，设计用于处理大规模的数据集和高并发访问。它具有高可扩展性和高可用性，并且支持跨多个数据中心的复制。

Couchbase：Couchbase是一个面向文档的数据库，它结合了文档数据库和键值数据库的特性。它支持强一致性和高可扩展性，并且具有自动分片和负载均衡功能。

Neo4j：Neo4j是一个图形数据库，它使用节点和关系来存储和处理数据。它适用于复杂的关系数据和图形分析。

除了以上提到的数据库，还有许多其他类型的非关系型数据库，如Elasticsearch（用于全文搜索和分析）、Riak（用于分布式键值存储）等。每个非关系型数据库都有其特定的优势和适用场景，选择数据库应根据具体需求和数据模型来决定。

5.关系型数据库的设计规则

> 关系型数据库的典型数据结构就是数据表，这些数据表的组成都是结构化的(Structured)

> 将数据放到表中，表再放到库中。

> 一个数据库中可以有多个表，每个表都有一个名字，用来标识自己。表名具有唯一性。

表具有一些特性，这些特性定义了数据在表中如何存储，类似java和python中“类”的设计。

5.1表，记录，字段

> E-R(entity-relationship，实体-联系)模型中有三个主要概念是: 实体集、 属性、联系集。

> 一个实体集(class)对应于数据库中的一个表(table)，一个实体(instance)则对应于数据库表中的一行(row)，也称为一条记录(record)。一个属性(attribute)对应于数据库表中的一列(column)，也称为-个字段(field)。

5.2表的关联关系

表的关联关系是指多张表之间通过某种共同的字段进行连接的关系。在数据库中，表的关联关系可以分为一对一关系、一对多关系和多对多关系。

一对一关系：两张表通过一个共同的字段进行连接，每个记录在另一张表中只有一个对应记录。例如，一个顾客可以对应一个身份证号，而一个身份证号也只能对应一个顾客。

一对多关系：两张表通过一个共同的字段进行连接，一张表的记录可以对应另一张表中的多条记录。例如，一个订单可以对应多个商品，而一个商品只能对应一个订单。

多对多关系：两张表之间通过一个中间表进行连接，一张表的记录可以对应另一张表中的多条记录，反之亦然。例如，一个学生可以选择多门课程，而一门课程也可以被多个学生选择。

在数据库中，通过使用关联查询，可以根据表的关联关系进行数据的检索和操作。关联查询可以根据关联条件将多张表中的数据进行组合，实现更复杂的查询和分析。