⼀、数据库介绍
(⼀)、什么是数据库
- 数据库(database)就是存储数据的仓库。
- 数据库（Database）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，每个数据库都有不同的API⽤于创建、存储、管理数据。
- 为了⽅便数据的存储和管理，将数据按照特定的规律存储在磁盘上。通过数据库管理系统，有效地组织和管理存储在数据库中的数据。
- 数据库（database）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库（通常是⼀个⽂件或⼀组⽂件）。
- 理解数据库的⼀种最简单的办法就是将其想象为⼀个⽂件柜，此⽂件柜是⼀个存放数据的物理位置。
- 为什么要⽤数据库
- 数据其实可以存储在⽂本⽂件中，但是只适⽤于数据量很少的时候，数据量很少的情况下，在⽂件中保存数据、读写数据，操作简单便利且速度快；但是当数据量稍微⼤的情况，普通⽂本⽂件保存数据的⽅式就显得捉襟⻅肘，甚⾄束⼿⽆策。⽐如数据结构、数据类型⽆法设计，数据读写⽅式复杂且速度慢，对于复杂的数据查询更是⽆法做到。所以需要专业的数据库软件；
- 存储数据也可以使⽤微软的 Excel，但是，随着数据越来越多，在 Excel
这样的电⼦表格⾥查找数据就变得很慢，⽽且不可靠。所以需要更⾼效的数
据库管理软件。
- 数据库分类
- ⽽在当今的互联⽹中，最常⻅的数据库模型主要是两种，即关系型数据库和⾮关系型数据库。
- 关系型数据库包括：Oracle、MySQL、SQLServer、Access、DB2等
- ⾮关系型数据库包括：
- 键值存储型数据库：Redis
- ⽂档存储型数据库：MongoDB、CouchDB
- 列表存储型数据库：HBase
- 图数据库：FlockDB
- 数据库中⼏个名词
- DB：是指datebase（数据库）
数据库是存储数据的⼀个集合，数据库中通常使⽤数据表等组成，⽽数据表是由数据的字段和数据的值等信息组成。 - DBMS:是指datebase mangement systerm（数据库管理系统）
它是操作数据库和管理数据库的⼀个系统，⽐如mysql、sqlserver等都是属于数据库管理软件，⼈们通过这些系统或者⼯具来管理数据库内的数据。 - DBS:是指datebase systerm (数据库系统）
数据库系统⼜数据库和数据库管理软件等组成，数据库是⼀个逻辑上的存储数据的概念，⽽对应的是实体是数据库管理软件存储存储在硬盘上的数据
库，所以数据库系统包含数据库和数据库管理软件。
（⼆）关系型数据库
- 关系型数据库模型是把复杂的数据结构归结为简单的⼆元关系（即⼆维表格
形式）。
在关系型数据库中，对数据的操作⼏乎全部建⽴在⼀个或多个关系表格上，通过对这些关联的表格分类、合并、连接或选取等运算来实现数据库的管理。关系型数据库诞⽣40多年了，从理论产⽣发展到现实产品，例如：Oracle和MySQL，Oracle在数据库领域上升到霸主地位，形成每年⾼达数百亿美元的庞⼤产业市场。MySql数据库在中⼩企业和免费市场具有绝对地位. - 关系型数据库的常⽤术语
1）、数据库表table:
- 表是数据库存储数据的基本单位。数据库正是⼀些互相关联的表的集合。
- 数据库中的表与Excel电⼦表格结构⼀致。
2）、列column: - 列也叫做字段。将具有相同属性的数据放在同⼀列中。
- 例如⽤户名字段，该列中只包含每个会员的⽤户名账号信息。
3）、⾏row： - ⾏也叫做记录。是⼀组相关的数据，例如⽤户账号表中每⼀条都保存的是⼀个⽤户的完整账号信息；
- 表中的数据是按⾏存储的，所保存的每个记录存储在⾃⼰的⾏内，如果将表想象为⽹格，⽹格中垂直的列为表列，⽔平⾏为表⾏。
4）、主键primary key： - 每个表中数据绝对唯⼀的字段就是该表的主键。
- ⼀个数据表中只能包含⼀个主键。往往使⽤主键来标记每⼀条数据，从⽽查询数据。换句话说就是，表中每⼀⾏都应该有可以唯⼀标识⾃⼰的⼀列。
- ⼀个顾客表中可以使⽤顾客编码列，⽽订单表可以使⽤订单ID等。⼀个表中没有主键的话，更新或删除表中特定⾏很困难，因为没有安全的⽅法保证只涉及相关的⾏。
- 主键的规则表中的任何列都可以作为主键，只要它满⾜⼀下条件：
- 任何两⾏都不具有相同的主键值（每⼀⾏的主键值是唯⼀的）。
- 每个⾏都必须具有⼀个主键值（主键不允许null值）
- 主键的好习惯除了强制的规则外，应该坚持的⼏个普遍认可的好习惯：
- 不更新主键列中的值
- 不重⽤主键列的值
- 不在主键列中使⽤可能会更改的值
- 关系型数据库中的关系
在关系型数据库中，弄清各个模块（或者叫实体或者叫表）之间的关系⾮常重要。关系型数据库中有三种基本关系：
- 1-1(⼀对⼀):⽐如⼀个国家对应⼀个⾸都
- 1-N(⼀对多):⽐如⼀个分类下可以有多个商品，⼀个班级有多个学⽣，这种关系往往存在从属关系
- N-N(多对多):⽐如学⽣和课程，⼀个学⽣可以选多⻔课，不同的学⽣也可以选择同⼀⻔课
（三）、数据库范式
- 范式（Normal Form）
- 冗余：不同数据库表中保存了完全相同的数据就产⽣了数据冗余。冗余降低了数据库的利⽤率甚⾄性能，但提⾼了数据的安全性和访问性；
- 为了建⽴冗余较⼩、结构合理的数据库，设计数据库时必须遵循⼀定的规则。在关系型数据库中这种规则就称为范式。范式是符合某⼀种设计要求的总结。要想设计⼀个结构合理的关系型数据库，必须满⾜⼀定的范式。在实际开发中最为常⻅的设计范式有三个，即：第⼀范式（1NF），第⼆范式（2NF），第三范式（3NF）
- 第⼀范式(确保每列保持原⼦性)
- 第⼀范式是最基本的范式。如果数据库表中的所有字段值都是不可分解的原⼦值，就说明该数据库表满⾜了第⼀范式。
- 第⼀范式的合理遵循需要根据系统的实际需求来定。⽐如某些数据库系统中需要⽤到“地址”这个属性，本来直接将“地址”属性设计成⼀个数据库表的字段就⾏。但是如果系统经常会访问“地址”属性中的“城市”部分，那么就⾮要将“地 址”这个属性重新拆分为省份、市、详细地址等多个部分进⾏存储，这样在对地址中某⼀部分操作的时候将⾮常⽅便。这样设计才算满⾜了数据库的第⼀范式，
如下表所示。
上表所示的⽤户信息遵循了第⼀范式的要求，这样在对⽤户使⽤城市进⾏分类的时候
就⾮常⽅便，也提⾼了数据库的性能。
- 第⼆范式(确保表中的每列都和主键相关)
-
第⼆范式在第⼀范式的基础之上更进⼀层。第⼆范式需要确保数据库表中的每⼀列都和主键相关，⽽不能只与主键的某⼀部分相关（主要针对联合主键⽽⾔）。也就是说在⼀个数据库表中，⼀个表中只能保存⼀种数据，不可以把多种数据保存在同⼀张数据库表中。
-
⽐如要设计⼀个订单信息表，因为订单中可能会有多种商品，所以要将订单编号和商品编号作为数据库表的联合主键，如下表所示。
-
订单信息表
-
这样就产⽣⼀个问题：这个表中是以订单编号和商品编号作为联合主键。这样在该表中商品名称、单位、商品价格等信息不与该表的主键相关，⽽仅仅是与商品编号相关。所以在这⾥违反了第⼆范式的设计原则。
-
⽽如果把这个订单信息表进⾏拆分，把商品信息分离到另⼀个表中，把订单项⽬表也分离到另⼀个表中，就⾮常完美了。如下所示。
-
这样设计，在很⼤程度上减⼩了数据库的冗余。如果要获取订单的商品信息，使⽤商品编号到商品信息表中查询即可。
- 第三范式(确保每列都和主键列直接相关,⽽不是间接相关)
-
第三范式需要确保数据表中的每⼀列数据都和主键直接相关，⽽不能间接相关。
-
⽐如在设计⼀个订单数据表的时候，可以将客户编号作为⼀个外键和订单表建⽴相应的关系。⽽不可以在订单表中添加关于客户其它信息（⽐如姓名、所属公司等）的字段。如下⾯这两个表所示的设计就是⼀个满⾜第三范式的数据库表。
-
这样在查询订单信息的时候，就可以使⽤客户编号来引⽤客户信息表中的记录，也不必在订单信息表中多次输⼊客户信息的内容，减⼩了数据冗余。