【MySQL入门】-- 数据库介绍

1.为什么要使用数据库？

2.数据库相关概念

3.数据库与数据库管理系统的关系

4.常见数据库排名

5.常见数据库的简单介绍

6.MySQL介绍

7.MySQL版本的选择

8.关系型数据库和非关系型数据库

9.关系型数据库设计规则以及规范

10.表的关系（一对一，一对多，多对多）

1.为什么要使用数据库？

持久化：把数据保存到可以掉电存储设备中供之后使用。数据库持久化意味着内存中保存的数据保存到硬盘中加以“固化”；持久化主要的作用就是将内存中的数据存储在关系型数据库中。

2.数据库相关概念

DB：数据库（database）即存储数据的仓库，本质是一个文件系统。
DBMS：数据库管理系统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那数据库中表的数据。
SQL：结构化查询语言：用来和数据库通信的语言。

3.数据库与数据库管理系统的关系

数据库管理系统可以管理多个数据库，一般开发人员会针对每个应用创建一个数据库，为了保存应用实体中的数据，一般会在数据库中创建多个表，以保存用户的数据。简单关系图如下：

4.常见数据库排名

根据受欢迎程度进行排名：

5.常见数据库的简单介绍

关系型数据库（Relational Databases）：

Oracle：商业化的关系型数据库管理系统，主要用于大型企业级应用和数据处理。
SQL Server：由Microsoft开发的关系型数据库管理系统，适用Windows环境下的企业应用。
PostgreSQL：开源的关系型数据库管理系统，提供高度可扩展性和强大的功能。
MySQL：开源且广泛使用的关系型数据库管理系统，具有稳定性、灵活性和易用性。

非关系型数据库（NoSQL Databases）：

MongoDB：一种文档型数据库，以BSON格式存储数据，适用于大规模数据存储和实时数据查询。
Redis：一种基于内存的键值对存储数据库，支持复杂数据类型和数据结构，并具有高效的读写性能。
Elasticsearch：分布式搜索和分析引擎，用于快速地存储、搜索和分析大量数据。

6.MySQL介绍

MySQL是一种开源的关系型数据库管理系统（RDBMS），广泛用于企业级应用和Web应用程序中。以下是MySQL的一些主要特点和功能：

可靠性：MySQL具有良好的稳定性和可靠性，经过广泛的测试和使用，在各种场景下被证明是可靠的数据库解决方案。
跨平台性：MySQL支持多个操作系统平台，包括Windows、Linux、Mac等，可以灵活地应用于不同的环境中。
高性能：MySQL被设计成高性能的数据库系统，具有快速的读写速度和高效的数据处理能力，可满足大规模数据处理和高并发访问的需求。
灵活的数据模型：MySQL支持基于关系模型的数据存储和查询，具有丰富的SQL语言功能，支持复杂查询和数据操作。
完善的事务支持：MySQL支持ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）事务特性，可以在并发访问的情况下保证数据的一致性和完整性。
安全性：MySQL提供了多层次的安全措施，包括权限管理、加密传输、用户认证等，保护数据的安全性和机密性。
分布式数据库支持：MySQL提供了复制（Replication）和分片（Sharding）等分布式数据库架构，可实现数据在多个节点之间的复制和分布，提高系统的可伸缩性和可用性。
开源社区支持：MySQL是一个开源项目，拥有庞大的开源社区支持，用户可以获得丰富的文档、示例和技术支持。

MySQL是一种功能强大，性能优越，稳定可靠的关系型数据库管理系统，适用于各种规模的应用程序。无论中小企业还是大型企业都有MySQL的影子。

7.MySQL版本的选择

MySQL 5.7和MySQL 8.0是MySQL数据库的两个主要版本，它们在功能、性能和安全性等方面有一些区别。以下是MySQL 5.7和MySQL 8.0之间的一些主要区别：

JSON支持：MySQL 5.7引入了对JSON数据类型的支持，允许存储、查询和操作JSON格式的数据。而MySQL 8.0进一步增强了对JSON的支持，提供了更多的JSON函数和操作符。
空间数据类型：MySQL 8.0引入了空间数据类型，支持存储和查询地理和几何数据，如点、线、多边形等。这对于需要进行地理信息系统（GIS）相关操作的应用程序非常有用。
窗口函数：MySQL 8.0引入了窗口函数，允许进行更复杂的数据分析和聚合运算。通过窗口函数，可以在查询中执行分组、排序和聚合操作，非常适用于处理大规模数据集和复杂报表需求。
自动故障转移：MySQL 8.0引入了InnoDB集群（InnoDB Cluster）功能，提供了自动故障转移和自动扩展的功能。这使得MySQL 8.0在高可用性和扩展性方面有了更好的支持。
性能改进：MySQL 8.0在性能方面进行了一系列的优化和改进，包括索引优化、查询计划优化、数据字典重构等。相比MySQL 5.7，MySQL 8.0在某些场景下可能会有更好的性能表现。

在选择MySQL版本时，需要根据具体的需求和应用场景来考虑。以下是一些建议：

如果你的项目已经在使用MySQL 5.7，并且没有特殊需求或功能要求，可以继续使用MySQL 5.7。它已经经过广泛验证，稳定性和兼容性较好。
如果你需要使用JSON数据类型或空间数据类型，或者对窗口函数和分析功能有较高的需求，那么可以考虑升级到MySQL 8.0。
如果你对性能和扩展性要求比较高，或者需要自动故障转移和扩展功能，那么MySQL 8.0可能更适合你的需求。
在选择版本时，还可以考虑相关的生态系统支持、社区活跃度和安全性等因素。

总而言之，选择MySQL 5.7还是MySQL 8.0取决于具体的需求和应用场景。在做出决策之前，建议仔细评估和测试两个版本，以确定哪个更符合你的需求。

8.关系型数据库和非关系型数据库

关系型数据库和非关系型数据库是两种不同的数据存储模型，它们有一些区别和适用场景。

关系型数据库（RDBMS）：

数据结构：关系型数据库使用表（Table）来表示数据，表由行（Row）和列（Column）组成，形成二维结构。
数据模型：关系型数据库使用结构化查询语言（SQL）进行数据操作和查询，遵循预定义的表结构和关系之间的约束（主键、外键等）。
数据一致性：关系型数据库强调数据的一致性和完整性，支持事务处理，确保数据的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID特性）。
灵活的查询能力：关系型数据库通过SQL提供了强大的查询能力，可以执行复杂的连接和聚合查询。
严格的数据模式：关系型数据库需要事先定义好数据模式，即确定表结构、字段类型、关系等，强调数据的结构化和一致性。

非关系型数据库（NoSQL）：

数据结构：非关系型数据库使用不同的数据模型，如键值对（Key-Value）、文档型（Document）、列族（Column Family）、图形（Graph）等，具有灵活的数据结构。
数据模型：非关系型数据库不使用SQL，而是使用特定的查询语言或API进行数据操作和查询。
分布式扩展性：非关系型数据库通常具有分布式架构和可伸缩性，可以在多个节点上存储和处理大规模数据，更适合处理高并发和大数据量的场景。
高性能读写：非关系型数据库往往以牺牲一部分数据一致性为代价，获得更高的读写性能和吞吐量。
灵活的数据模式：非关系型数据库不需要事先定义严格的数据模式，可以根据需求动态地改变数据结构，适用于快速迭代和灵活的数据模型。

应用场景：

关系型数据库适用于需要强调数据一致性、事务处理和复杂查询的场景，如企业级应用、金融系统、电子商务平台等。
非关系型数据库适用于需要灵活的数据结构、高性能读写和大规模数据存储的场景，如大数据分析、社交网络、实时日志处理等。
关系型数据库更适合于数据之间有复杂的关联和规范要求的应用场景，而非关系型数据库更适合于需要灵活改变数据结构和扩展性的应用场景。
在一些场景中，关系型数据库和非关系型数据库可以结合使用，形成混合架构，以充分发挥各自的优势和满足不同的需求。

9.关系型数据库设计规则以及规范

设计规范对于MySQL数据库是非常重要的，可以提高数据库的性能、可维护性和扩展性。以下是一些常见的MySQL数据库设计规范：

规范化设计：遵循规范化原则，将数据分解为逻辑上相互独立的表，减少数据冗余和更新异常。
主键设计：每个表应该有一个主键来唯一标识每条记录，可以使用自增整数、GUID等作为主键。
索引设计：根据查询需求创建适当的索引，提高查询性能。主键默认会创建索引，还可以根据经常用来查询的字段创建额外的索引。
字段设计：选择适当的字段类型和长度，尽量减小存储空间占用。避免使用过长的字段名和包含特殊字符的字段名。
外键关联：使用外键建立表之间的关联关系，并定义合适的级联操作和引用完整性约束。
数据类型选择：根据实际需求选择正确的数据类型，例如使用整数类型存储整数值，使用日期/时间类型存储日期和时间等。
命名规范：统一采用一致的命名规范，命名清晰且易于理解。可以使用下划线或驼峰命名法。
数据库安全：设置合适的用户权限和访问控制策略，保护数据的安全性。最小化对数据库的直接访问权限。
数据库备份和恢复：定期进行数据库备份，并测试恢复过程，以防止意外数据丢失。
性能优化：监控数据库性能并进行必要的调整，如优化查询语句、表结构调整、增加缓存等，以提高数据库的性能。
注释和文档：为表、字段和查询语句添加注释，编写清晰和详细的文档，方便理解和维护数据库。

10.表的关系（一对一，一对多，多对多）

数据库中的关系有三种常见类型：一对一（One-to-One）、一对多（One-to-Many）和多对多（Many-to-Many）。

一对一关系（One-to-One Relationship）：
- 定义：一对一关系表示两个实体之间的唯一对应关系。在这种关系中，一个实体的某个实例只能与另一个实体的一个实例相关联。
- 示例：例如，一个人（Person）只能拥有一个身份证（ID Card），而每张身份证也只能属于一个人。
- 实现方式：可以通过在一个表中存储外键来实现一对一关系，也可以使用两个表，每个表包含一个外键。
一对多关系（One-to-Many Relationship）：
- 定义：一对多关系表示一个实体的实例可与另一个实体的多个实例相关联。在这种关系中，一个实体的记录可以在另一个实体的表中存在多个关联记录。
- 示例：例如，一个订单（Order）可以包含多个商品（Product），但是每个商品只能属于一个订单。
- 实现方式：可以通过在多的一方的表中存储外键，指向一的一方的主键，实现一对多关系。
多对多关系（Many-to-Many Relationship）：
- 定义：多对多关系表示两个实体之间的多对多关联。在这种关系中，一个实体的实例可以与另一个实体的多个实例相关联，反之亦然。
- 示例：例如，一个学生（Student）可以选择多门课程（Course），同时一门课程也可以被多个学生选择。
- 实现方式：为了实现多对多关系，通常需要使用一个中间表（关联表）来记录两个实体之间的关联关系，这个表包含两个外键，分别指向两个实体的主键。