一、数据库概述
数据库是“按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库”。是一个长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的、统一管理的大量数据的集合。
数据库是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。数据库的概念实际包括两层意思： 1. 数据库是一个实体，它是能够合理保管数据的“仓库”，用户在该“仓库”中存放要管理的事务数据，“数据”和“库”两个概念结合成为数据库。 2. 数据库是数据管理的新方法和技术，它能更合适的组织数据、更方便的维护数据、更严密的控制数据和更有效的利用数据。
1、数据
1.描述事物的符号记录称为数据（Data）。数字，文字，图像，声音，档案记录等都是数据
2.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。
数据库如何保存：最外层是mysql服务-->mysql数据库-->数据表-->记录为行，字段为列-->数据保存在一行行记录中
2、表
记录：行
字段：列
行+列的形式组成了表（数据存储在表中）
关系数据库的表由记录组成，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。
3、数据库
数据库就是表的集合。它是以一定的组织方式存储的相互有关的数据集合
4、数据库管理系统
数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，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下，支持用户对数据库的各项操作
1.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。
2.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。
3.数据操纵功能：包括数据查询统计和数据更新两个方面。
4.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。
5.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。
5、数据库系统
数据库系统（DatabaseSystem，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。
DBMS的工作模式如下：
1>接受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）转换为复杂机器代码（底层指令）
3>实现对数据库的操作
4>从数据库的操作中接受查询结果
5>对查询结果进行处理（格式转换）
6>将处理结果返回给用户
二、数据库发展史
发展的三个阶段：
①层次型和网状型：代表产品时1969年IBM公司研制的层次模型数据库管理系统IMS
②关系型数据型库：目前大部分数据库采用的是关系型数据库。1970年IBM公司的研究员E.F.Codd提出了关系模型。其代表产品为sysem R和Inges
③第三代数据库将为更加丰富的数据模型和更强大的数据管理功能为特征，以提供传统数据库难以支持的新应用。它必须支持面向对象，具有开放性，能够在多个平台上使用。管理技术的3个阶段：人工管理--文件管理--数据库系统
三、关系型数据库
关系型数据库，是指采用了关系模型来组织数据的数据库，其以行和列的形式存储数据，以便于用户理解，关系型数据库这一系列的行和列被称为表，一组表组成了数据库。用户通过查询来检索数据库中的数据，而查询是一个用于限定数据库中某些区域的执行代码。关系模型可以简单理解为二维表格模型，而一个关系型数据库就是由二维表及其之间的关系组成的一个数据组织。
1、特点
1.存储方式：传统的关系型数据库采用表格的储存方式，数据以行和列的方式进行存储，要读取和查询都十分方便。
2.存储结构：关系型数据库按照结构化的方法存储数据，每个数据表都必须对各个字段定义好（也就是先定义好表的结构），再根据表的结构存入数据，这样做的好处就是由于数据的形式和内容在存入数据之前就已经定义好了，所以整个数据表的可靠性和稳定性都比较高，但带来的问题就是一旦存入数据后，如果需要修改数据表的结构就会十分困难。
3.存储规范：关系型数据库为了避免重复、规范化数据以及充分利用好存储空间，把数据按照最小关系表的形式进行存储，这样数据管理的就可以变得很清晰、一目了然，当然这主要是一张数据表的情况。如果是多张表情况就不一样了，由于数据涉及到多张数据表，数据表之间存在着复杂的关系，随着数据表数量的增加，数据管理会越来越复杂。
4.扩展方式：由于关系型数据库将数据存储在数据表中，数据操作的瓶颈出现在多张数据表的操作中，而且数据表越多这个问题越严重，如果要缓解这个问题，只能提高处理能力，也就是选择速度更快性能更高的计算机，这样的方法虽然可以一定的拓展空间，但这样的拓展空间一定有非常有限的，也就是关系型数据库只具备纵向扩展能力。
5.查询方式：关系型数据库采用结构化查询语言（即SQL）来对数据库进行查询，SQL早已获得了各个数据库厂商的支持，成为数据库行业的标准，它能够支持数据库的CRUD（增加，查询，更新，删除）操作，具有非常强大的功能，SQL可以采用类似索引的方法来加快查询操作。
6.规范化：在数据库的设计开发过程中开发人员通常会面对同时需要对一个或者多个数据实体（包括数组、列表和嵌套数据）进行操作，这样在关系型数据库中，一个数据实体一般首先要分割成多个部分，然后再对分割的部分进行规范化，规范化以后再分别存入到多张关系型数据表中，这是一个复杂的过程。好消息是随着软件技术的发展，相当多的软件开发平台都提供一些简单的解决方法，例如，可以利用ORM层（也就是对象关系映射）来将数据库中对象模型映射到基于SQL的关系型数据库中去以及进行不同类型系统的数据之间的转换。
7.事务性：关系型数据库强调ACID规则（原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）），可以满足对事务性要求较高或者需要进行复杂数据查询的数据操作，而且可以充分满足数据库操作的高性能和操作稳定性的要求。并且关系型数据库十分强调数据的强一致性，对于事务的操作有很好的支持。关系型数据库可以控制事务原子性细粒度，并且一旦操作有误或者有需要，可以马上回滚事务。
8.读写性能：关系型数据库十分强调数据的一致性，并为此降低读写性能付出了巨大的代价，虽然关系型数据库存储数据和处理数据的可靠性很不错，但一旦面对海量数据的处理的时候效率就会变得很差，特别是遇到高并发读写的时候性能就会下降的非常厉害。
9.授权方式：关系型数据库常见的有 Oracle，SQLServer，DB2，Mysql，除了Mysql大多数的关系型数据库如果要使用都需要支付一笔价格高昂的费用，即使是免费的Mysql性能也受到了诸多的限制。
四、非关系型数据库
NoSQL指非关系型的数据库。随着互联网web2.0网站的兴起，传统的关系数据库在处理web2.0网站，特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心，出现了很多难以克服的问题，而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。NoSQL数据库的产生就是为了解决大规模数据集合多重数据种类带来的挑战，特别是大数据应用难题。
1、特点
1.易扩展
NoSQL数据库种类繁多，但是一个共同的特点都是去掉关系数据库的关系型特性。数据之间无关系，这样就非常容易扩展。无形之间，在架构的层面上带来了可扩展的能力。
2.大数据量，高性能
NoSQL数据库都具有非常高的读写性能，尤其在大数据量下，同样表现优秀。这得益于它的无关系性，数据库的结构简单。一般MySQL使用Query Cache。NoSQL的Cache是记录级的，是一种细粒度的Cache，所以NoSQL在这个层面上来说性能就要高很多。
3.灵活的数据模型
NoSQL无须事先为要存储的数据建立字段，随时可以存储自定义的数据格式。而在关系数据库里，增删字段是一件非常麻烦的事情。如果是非常大数据量的表，增加字段简直就是——个噩梦。这点在大数据量的Web 2.0时代尤其明显。
4.高可用
NoSQL在不太影响性能的情况，就可以方便地实现高可用的架构。比如Cassandra、HBase模型，通过复制模型也能实现高可用。
2、分类
1.键值(Key-Value)存储数据库
这一类数据库主要会使用到一个哈希表，这个表中有一个特定的键和一个指针指向特定的数据。Key/value模型对于IT系统来说的优势在于简单、易部署。但是如果数据库管理员(DBA)只对部分值进行查询或更新的时候，Key/value就显得效率低下了。举例如：Tokyo Cabinet/Tyrant， Redis， Voldemort， Oracle BDB。
2.列存储数据库
这部分数据库通常是用来应对分布式存储的海量数据。键仍然存在，但是它们的特点是指向了多个列。这些列是由列家族来安排的。如：Cassandra， HBase， Riak.
3.文档型数据库
文档型数据库的灵感是来自于Lotus Notes办公软件的，而且它同第一种键值存储相类似。该类型的数据模型是版本化的文档，半结构化的文档以特定的格式存储，比如JSON。文档型数据库可以看作是键值数据库的升级版，允许之间嵌套键值，在处理网页等复杂数据时，文档型数据库比传统键值数据库的查询效率更高。如：CouchDB， MongoDb. 国内也有文档型数据库SequoiaDB，已经开源。
4.图形(Graph)数据库
图形结构的数据库同其他行列以及刚性结构的SQL数据库不同，它是使用灵活的图形模型，并且能够扩展到多个服务器上。NoSQL数据库没有标准的查询语言(SQL)，因此进行数据库查询需要制定数据模型。许多NoSQL数据库都有REST式的数据接口或者查询API。如：Neo4J， InfoGrid， Infinite Graph。
五、关系型数据库和非关系型数据库的区别
1、关系型数据库：
关系型数据库结构是二维数据库表，二维表当中每个字段（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），关系数据库写到哪里就是存储在硬盘当中，读写系统就会受到IO限制或者瓶颈
优点：
1.易于维护：都是使用表结构，格式一致
2.使用方便：SQL语言通用，可用于复杂查询
3.复杂操作：支持SQL，可用于一个表以及多个表之间非常复杂的查询
缺点：
1.读写性能比较差，尤其是海量数据的高效率读写
2.固定的表结构，灵活度稍欠
3.高并发读写需求，传统关系型数据库来说，硬盘I/O是一个很大的瓶颈
2、非关系型数据库：
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，可以是文档或者键值对等。
优点：
1.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，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
2.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
3.高扩展性
4.成本低：nosql数据库部署简单，基本都是开源软件
缺点：
1.不提供sql支持，学习和使用成本高
2.无事物处理
3.数据结构相对复杂，复杂查询方面稍欠
4.好多数据写在内存中
六、Mysql数据库
1、日志
数据库日志文件用于备份，恢复，故障定位，分析是最核心的部分
mysql与oracle日志有所区别
mysql写一条数据，同步到日志中一条
oracle：重做日志组
一个组中至少3个日志成员，轮流存储日志
还会有另一个组与之同步/备份
2、mysql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
3、安装Mysql
yum -y install \
gcc \
gcc-c++ \
ncurses \ #字符终端下图形互动功能的动态库
ncurses-devel \ #ncurses开发包
bison \ #语法分析器
cmake #mysql需要用cmake编译安装
#创建程序用户管理
useradd -s /sbin/nologin mysql
tar zxvf mysql-5.7.17.tar.gz -C /opt
tar zxvf boost_1_59_0.tar.gz -C /usr/local/
mv /usr/local/boost_1_59_0 /usr/local/boost
cd /opt/mysql-5.7.17/
cmake \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql \ #指定mysql的安装路径
-DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/mysql.sock \ #指定mysql进程监听套接字文件（数据库连接文件）的存储路径
-DSYSCONFDIR=/etc \ #指定配置文件的存储路径
-DSYSTEMD_PID_DIR=/usr/local/mysql \ #指定进程文件的存储路径
-DDEFAULT_CHARSET=utf8 \ #指定默认使用的字符集编码，如 utf8
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci \ #指定默认使用的字符集校对规则
-DWITH_EXTRA_CHARSETS=all \ #指定支持其他字符集编码
-DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 \ #安装INNOBASE存储引擎
-DWITH_ARCHIVE_STORAGE_ENGINE=1 \ #安装ARCHIVE存储引擎
-DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1 \ #安装BLACKHOLE存储引擎
-DWITH_PERFSCHEMA_STORAGE_ENGINE=1 \ #安装FEDERATED存储引擎
-DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data \ #指定数据库文件的存储路径
-DWITH_BOOST=/usr/local/boost \ #指定boost的路径，若使用mysql-boost集成包安装则-DWITH_BOOST=boost
-DWITH_SYSTEMD=1 #生成便于systemctl管理的文件
make && make install
chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/
#更改管理主/组
chown mysql:mysql /etc/my.cnf
#修改配置文件
vim /etc/my.cnf #删除原配置项，再重新添加下面内容
[client]
port = 3306
default-character-set=utf8
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
[mysql]
port = 3306
default-character-set=utf8
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
auto-rehash
[mysqld]
user = mysql
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
port = 3306
character-set-server=utf8
pid-file = /usr/local/mysql/mysqld.pid
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
bind-address = 0.0.0.0
skip-name-resolve
max_connections=2048
default-storage-engine=INNODB
max_allowed_packet=16M
server-id = 1
sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,PIPES_AS_CONCAT,ANSI_QUOTES
#设置环境变量，申明/宣告mysql命令便于系统识别
echo "PATH=$PATH:/usr/local/mysql/bin" >> /etc/profile
source /etc/profile
#初始化数据库
cd /usr/local/mysql/bin/
./mysqld \
--initialize-insecure \ #生成初始化密码为空
--user=mysql \ #指定管理用户
--basedir=/usr/local/mysql \ #指定数据库的安装目录
--datadir=/usr/local/mysql/data #指定数据库文件的存储路径
cp /usr/local/mysql/usr/lib/systemd/system/mysqld.service /usr/lib/systemd/system/
systemctl daemon-reload #刷新识别
systemctl start mysqld.service #开启服务
systemctl enable mysqld #开机自启动
netstat -anpt | grep 3306 #查看端口
#给root账号设置密码
mysqladmin -u root -p password "123456"