数据库基本概念与安装MySQL数据库

一.数据库的发展史

1.文件管理系统的缺点

编写应用程序不方便
数据冗余不可避免
应用程序依赖性
不支持对文件的并发访问
数据间联系弱
难以按用户视图表示数据
无安全控制功能

2.数据库管理系统DBMS的优点

相互关联的数据的集合
较少的数据冗余
程序与数据相互独立
保证数据的安全、可靠
最大限度地保证数据的正确性
数据可以并发使用并能同时保证一致性

使用数据库的必要性总结：

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访问。
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，具有完备的理论基础。对数据库基本概念的掌握，将有助于对数据库的理解。

3.数据库管理系统（DBMS）

数据库管理系统（Database Management System，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。DBMS 主要包括以下功能。

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 与其他软件系统之间的通信,如 Access 能与其他 Office 组件进行数据交换。

4.数据库系统发展阶段

萌芽阶段：文件系统

使用磁盘文件来存储数据

初级阶段：第一代数据库

出现了网状模型、层次模型的数据库

自20世纪60年代起，第一代数据库系统问世
是层次模型与网状模型的数据库系统
为统一管理和共享数据提供了有力的支撑

中级阶段：第二代数据库

关系型数据库和结构化查询语言

20世纪70年代初，第二代数据库——关系数据库开始出现
20世纪80年代初，IBM公司的关系数据库系统DB2问世，开始逐步取代层次与网状模型的数据库，成为行业主流
到目前为止，关系数据库系统仍占领数据库应用的主要地位

高级阶段：新一代数据库

“关系-对象”型数据库

自20世纪80年代开始，适应不同领域的新型数据库系统不断涌现
面向对象的数据库系统，实用性强、适应面广
20世纪90年代后期，形成了多种数据库系统共同支撑应用的局面
一些新的元素被添加进主流数据库系统中。例如，Oracle支持的“关系-对象”数据库模型

5.数据库管理系统的基本功能

数据定义
数据处理
数据安全
数据备份

6.数据库系统的架构

单机架构
大型主机/终端架构
主从式架构（C/S）
分布式架构

二.RDBMS 关系型数据库基本介绍

1.关系统型数据库相关概念

关系Relational ：关系就是二维表，其中：表中的行、列次序并不重要

行row：表中的每一行，又称为一条记录record

列column：表中的每一列，称为属性，字段，域field

主键Primary key：PK , 用于惟一确定一个记录的字段，一张表只有一个主键

域domain：属性的取值范围，如，性别只能是'男'和'女'两个值，人类的年龄只能0-150

2.常用关系数据库

MySQL（甲骨文公司收购）

免费、开源、体积小

SQL Server（微软公司产品）

面向Windows操作系统

简单、易用

Oracle（甲骨文公司产品）

面向所有主流平台

安全、完善，操作复杂

DB2（IBM公司产品）

面向所有主流平台

大型、安全、完善

PostgreSQL（加州大学计算机系开发的POSTGRES）

简称为pgsql，EnterpriseDB

3.关系型数据库三要素

实体：也称为实例，对应现实世界中可区别于其他对象的“事件”或“事物”

如银行客户、银行账户等

属性：实体所具有的某一特性，一个实体可以有多个属性

如“银行客户”实体集中的每个实体均具有姓名、住址、电话等属性

联系：实体集之间的对应关系称为联系，也称为关系

如银行客户和银行账户之间存在“储蓄”的关系

4.关系型数据库与非关系型数据库

4.1 关系型数据库

关系数据库系统是基于关系模型的数据库系统
关系模型的数据结构使用简单易懂的二维数据表
关系模型可用简单的“实体-关系”（E-R）图来表示
E-R图中包含了实体（数据对象）、关系和属性三个要素

关系型数据库的存储结构是二维表格

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

4.2 非关系型数据库

非关系数据库也被称作NoSQL（Not Only SQL）

存储数据不以关系模型为依据，不需要固定的表格式

非关系型数据库的优点：

数据库可高并发读写
对海量数据高效率存储与访问
数据库具有高扩展性与高可用性

常用的非关系数据库：Redis、mongoDB等

4.3 关系型数据库和非关系型数据库对比

关系数据库

关系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也就是存储在硬盘当中读写系统就会受到的IO限制或者瓶颈

其他关系型数据库最典型的数据结构是表，由二维表及其之间的联系所组成的一个数据组织

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。

缓存加速软件非关系型数据库（NoSQL）： MongoDB 、 Redis（内存数据库/缓存数据库）K-V键值对、与之类似的Memcache,K-V键值对 redis-memecache对比：相同点：存储高热数据(在内存中高速运行）不同点：redis可以做持久化保存，可以存储对象

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，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、高扩展性与高可用性；

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，学习和使用成本较高；

2、无事务处理；

3、数据结构相对复杂，复杂查询方面稍欠。

三.数据库的基本概念

1.数据

描述事物的符号记录
包括数字，文字、图形、图像、声音、档案记录等
以“记录”形式按统一的格式进行存储

2.表

将不同的记录组织在一起
用来存储具体数据

3.数据库

表的集合，是存储数据的仓库
以一定的组织方式存储的相互有关的数据集合
是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库

4.访问数据库的流程

过程：

应用程序把查询SQL语句发给服务器端执行。
服务器解析请求的SQL语句。
语句执行。

PS：

确保SQL语法正确;
确保SQL语义上的正确性即对象是否存在;
数据库用户是否具有相应的访问权限。

四.MySQL数据库介绍

1.MySQL数据库

一款深受欢迎的开源关系型数据库，Oracle旗下的产品，遵守GPL协议，可以免费使用与修改。

2.MySQL特点

性能卓越、服务稳定
开源、无版权限制、成本低
多线程、多用户
基于C/S (客户端/服务器)架构
安全可靠

3.三大分支

mysql
mariadb
percona Server

4.版本演变

mysql -V
#查看MySQL版本

5.MySQL商业版与社区版

MySQL商业版是由MySQL AB公司负责开发与维护，需要付费才能使用

MySQL社区版是由分散在世界各地的MySQL开发者、爱好者一起开发与维护，可以免费使用

两者区别

商业版组织管理与测试环节更加严格,蚍社区版更稳定
商业版不遵守GPL,社区版遵从GPL可以免费使用
商业版可获得7*24小时的服务,社区版则没有

6.MySQL的组成

客户端程序

mysql: 交互式的CLI工具

mysqladmin：基于mysql协议管理mysqld

mysqlimport：数据导入工具

MyISAM存储引擎的管理工具：

myisamchk：检查MyISAM库

myisampack：打包MyISAM表，只读

服务器端程序

mysqld_safe

mysqld

mysqld_multi 多实例，示例：mysqld_multi

五.编译安装MySQL数据库

关闭防火墙和安全防护

1.安装相关依赖包

 yum -y install gcc gcc-c++ ncurses ncurses-devel bison cmake openssl-devel

2.创建运行用户

 useradd -s /sbin/nologin  mysql

3.解压软件包并编译安装

#切换至/opt
cd /opt/
 
#解压下载好的压缩包
tar -zxf mysql-boost-5.7.44.tar.gz 
 
#切换至解压后的目录
cd mysql-5.7.44/

#检测环境并安装功能
cmake \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql \
-DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/mysql.sock \
-DSYSCONFDIR=/etc \
-DSYSTEMD_PID_DIR=/usr/local/mysql \
-DDEFAULT_CHARSET=utf8  \
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci \
-DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_ARCHIVE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_PERFSCHEMA_STORAGE_ENGINE=1 \
-DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data \
-DWITH_BOOST=boost \
-DWITH_SYSTEMD=1

#安装（时间较久
make  -j2 && make install
 
 
 
#############################注释#############################
-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_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=boost \
#指定boost的路径，
-DWITH_SYSTEMD=1
#生成便于systemctl管理的文件

4.数据库目录进行权限调整

chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/
chown mysql:mysql /etc/my.cnf

5.修改配置文件

vim /etc/my.cnf
--------------------------内容如下
[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
 
[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
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

6.设置环境变量

#配置环境变量
echo 'PATH=/usr/local/mysql/bin:/usr/local/mysql/lib:$PATH' >> /etc/profile
echo 'export PATH' >> /etc/profile
 
#刷新
source /etc/profile
 
#查看是否成功
echo $PATH

7.初始化数据库

#切换目录
cd /usr/local/mysql/
 
#初始化
bin/mysqld \
--initialize-insecure \
--user=mysql \
--basedir=/usr/local/mysql \
--datadir=/usr/local/mysql/data
 
cp usr/lib/systemd/system/mysqld.service /usr/lib/systemd/system/

8.数据库开启自启、关闭、状态

systemctl enable mysqld        #设置开机自启
systemctl start mysqld         #开启
systemctl stop mysqld          #关闭
systemctl start mysqld         #开启
systemctl status mysqld        #查看状态
ss -anpt | grep 3306           #过滤端口验证是否开启

9.设置MySQL密码

#修改密码为123123 开始初始密码为空  回车即可
mysqladmin -u root -p password "123123"

#登录
mysql -u root -p
 
#授予root用户可以在所有终端远程登录，使用的密码是123123，并对所有数据库和所有表有操作权限
grant all privileges on *.* to 'root'@'%' identified by '123123';
 
#退出
quit