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一、数据库的基本概念
1、数据库的组成
1.数据
数据：记录每个人的信息 或着 记录数据- 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，而不是杂乱无章的
数据如何保存：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
表：存放信息的集合 或着 存放行和列的信息- 将不同的记录组织在一起
- 用来存储具体数据
记录：行
字段(属性)：列
以行+列的形式组成就形成表（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- 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结合
- 是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库
- 数据库是库中有表，表中有记录
2、数据库管理系统(DBMS)
1.数据库管理系统介绍
- 是实现对数据库资源有效组织、管理和存取的系统软件
- 数据库的简历和维护功能
- 数据定义功能
- 数据操纵功能
- 数据库的运行管理功能
- 通信功能
2.BMS主要包括以下功能：
①数据库的建议和维护功能：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。
3、数据库系统原理(DBS)
- 是一个人机系统，由硬件、OS、数据库、DBMS、应用软件和数据库用户组成。
- 用户可以通过DBMS或应用程序操作数据库
4、DBMS的工作模式
Ⅰ 接受应用程序的数据请求和处理请求。
Ⅱ 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)。
Ⅲ 实现对数据库的操作
Ⅳ 从数据库的操作中接受查询结果
Ⅴ 对查询结果进行处理(格式转换)
Ⅵ 将处理结果返回给用户
二、数据库系统发展史
1、第一代数据库(人工管理)
- 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
2、第二代数据库（文件管理）
- 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
3、第三代数据库（数据库系统管理）
- 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
第三代数据库简称为组合数据库
例如，Oracle支持的“关系对缘”数据库模型
第三代数据库
⭐一些新的元素被添加进主流数据库系统中
引申：SQL + NoSQL 组合使用
web ——》 redis ——》mysql
CPU ——》 缓存 ——》内存
4、发展的三个阶段
- 层次型和网状型： 代表产品是1969年IBM公司研制的层次模型数据库管理系统IMS。
- 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。
- 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，以提供传统数据库系统难以支持的新应用。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1 人工管理2 文件管理3 数据库系统
三、当今主流的数据库
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
MySQL （甲骨文公司收购）
- 免费、开源、体积小
四、数据库分类
1、关系型数据库
Mysql（Oracle公司） 、 SQL server（微软) 、access(微软公司office产品）
Oracle 、DB2（IBM公司），sybase（sybase） 等等 PostGreSQL数据库1.什么是关系型数据库
- 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
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 关系模型可用简单的"实体-关系-属性"来表示
实体：
- 也称为实例，对那个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，一个实体可以由多个属性。
- 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。
- 所有实体机实体之间联系的集合构成一个关系数据库
2.关系型数据库的存储结构
- 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
- 主键特性：唯一、非空。
3.关系型数据库的优缺点
1.优点
- 易于维护：都是使用表结构，格式一致
- 使用方便：SQL语言通用，可用于复杂查询
- 复杂操作：支持SQL，可用于一个表以多个表之间非常复杂的查询
2.缺点
- 读写性能比较差，尤其是海量数据的高效率读写
- 固定的表结构，灵活度稍欠
- 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
关系数据库应用
| 关系型数据库 | 应用举例 |
|---|---|
| Oracle, MySQL | 12306用户信息系统 |
| SQLServer、Sybase | 淘宝账号系统 |
| lnformix、access | 联通手机号信息系统 |
| DB2、FoxPRO | 银行用户账号系统 |
| PostgreSQL | 网站用户信息系统 |
2、非关系型数据库
1.什么是非关系型数据库
- 非关系型数据库也被称作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
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。2.非关系型数据库的优缺点
1.优点
- 格式灵活：存储数据结构的格式可以是key、value形式、文档形式、图片形式等，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
- 速度快：nosql可以使用硬盘或着随机存储器作为载体，而关系型数据库只能使用硬盘
- 高扩展性
- 成本低：nosql数据库部署简单，基本都是开源软件
2.缺点
- 不提供sql支持，学习和使用成本较高
- 无事务处理
- 数据结构相对复杂，复杂查询方面稍欠
- 好多数据写在内存中
五、MYSQL数据库介绍
- 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
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
安全可靠的原因是mysql日志文件能备份，恢复，不怕数据丢失，是mysql最核心部分
1、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，会比社区版
- 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
2、MySQL产品阵营
- 第一阵营:5.0-5.1阵营，可说是早期产品的延续
- 第二阵营:5.4-5.7阵营，整合了MySQL AB公司、社区和第三方公司开发的存储引擎，从而提高性能
- 第三阵营: 6.0-7.1阵营，就是MySQL Cluster版本，为适应新时代对数据库的集群需求而开发
下载网址：http://www.dev.mysql.com/downloads六、编译安装MySQL
[root@localhost ~]#hostnamectl set-hostname mysql-server
[root@localhost ~]#bash
[root@mysql-server ~]#cd /data
[root@mysql-server data]#rz -E
rz waiting to receive.
[root@mysql-server data]#ls
boost_1_59_0.tar.gz mysql-5.7.17.tar.gz
yum -y install gcc gcc-c++ ncurses ncurses-devel bison cmake
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
yum -y install gcc gcc-c++ cmake bison bison-devel zlib-devel libcurl-devel libarchive-devel boost-devel ncurses-devel gnutls-devel libxml2-devel openssl-devel libevent-devel libaio-devel
创建mysql用户及解压mysql压缩包
[root@mysql-server data]#useradd -s /sbin/nologin mysql #创建程序用户管理
[root@mysql-server data]#ls
boost_1_59_0.tar.gz mysql-5.7.17.tar.gz
[root@mysql-server data]#tar xf mysql-5.7.17.tar.gz
[root@mysql-server data]#tar xf boost_1_59_0.tar.gz -C /usr/local/
[root@mysql-server data]#ls /usr/local/
bin boost_1_59_0 etc games include lib lib64 libexec sbin share src
[root@mysql-server data]#cd /usrlocal
[root@mysql-server local]#ls
bin boost_1_59_0 etc games include lib lib64 libexec sbin share src
[root@mysql-server local]#ln -s boost_1_59_0 boost
bin boost boost_1_59_0 etc games include lib lib64 libexec sbin share src
编译安装及安装路径
[root@mysql-server data]#ls
boost_1_59_0.tar.gz mysql-5.7.17 mysql-5.7.17.tar.gz
[root@mysql-server data]#cd mysql-5.7.17/
[root@mysql-server mysql-5.7.17]#
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_EXTRA_CHARSETS=all \
-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=/usr/local/boost \
-DWITH_SYSTEMD=1
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
存储引擎选项:
MYISAM，MERGE，MEMORY和cSv引擎是默认编译到服务器中，并不需要明确地安装。静态编译一个存储引擎到服务器，使用-DWITH engine STORAGE ENGINE= 1
可用的存储引擎值有:ARCHIVE，BLACKHOLE，EXAMPLE，FBDERATBD，IMNOBASB(InnoDB)，PARTTTON(partitioning support),和PERFSCHEMA(Performance schema)
修改配置文件
#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] #客户端设置
port = 3306
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
[mysqld] #服务全局设置
user = mysql #设置管理用户
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
port = 3306 #指定端口
character-set-server=utf8 #设置服务器字符集编码格式为utf8
pid-file = /usr/local/mysql/mysqld.pid #指定pid 进程文件路径
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock #指定数据库连接文件
bind-address = 0.0.0.0 #设置监听地址，0.0.0.0代表允许所有，如允许多个IP需空格隔开
skip-name-resolve #禁用DNS解析
max_connections=2048 #设置mysql的最大连接数
default-storage-engine=INNODB #指定默认存储引擎
max_allowed_packet=16M #设置数据库接收的数据包大小的最大值
server-id = 1 #指定服务ID号
NO_ENGINE_SUBSTITUTION
如果需要的存储引擎被禁用或未编译,那么抛出错误。不设置此值时,用默认的存储引擎替代,并抛出一个异常
STRICT_TRANS_TABLES
在该模式下,如果一个值不能插入到一个事务表中,则中断当前的操作,对非事务表不做限制
NO_AUTO_CREATE_USER
禁正GRANT创建密码为空的用户
NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO
mysql中的自增长列可以从O开始。默认情况下自增长列是从1开始的，如果你插入值为0的数据会报错
NO_ZERO_IN_DATE
不允许日期和月份为零
NO_ZERO_DATE
mysql数据库不允许插入零日期,插入零日期会抛出错误而不是警告
ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO
在INSERT或UPDATE过程中，如果数据被零除，则产生错误而非警告。默认情况下数据被零除时MysQL返回NULL
PIPES_As_CONCAT
将"||"视为字符串的连接操作符而非或运算符，这和Oracle数据库是一样的，也和字符串的拼接函数Concat相类似
ANSI_QUOTES
启用ANSI_QUOTES后，不能用双引号来引用字符串，因为它被解释为识别符
############################################################################
[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
#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
####################################################################
cd /usr/local/mysql/bin/
./mysqld \
--initialize-insecure \
--user=mysql \
--basedir=/usr/local/mysql \
--datadir=/usr/local/mysql/data
创建自启动项
[root@mysql-server bin]#cp /usr/local/mysql/usr/lib/systemd/system/mysqld.service /usr/lib/systemd/system/ ###systemed管理
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
[root@mysql-server bin]#systemctl daemon-reload
[root@mysql-server bin]#systemctl start mysqld.service
[root@mysql-server bin]#systemctl enable mysqld.service
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/mysqld.service to /usr/lib/systemd/system/mysqld.service.
[root@mysql-server bin]#netstat -natp |grep 3306
tcp 0 0 0.0.0.0:3306 0.0.0.0:* LISTEN 21328/mysqld
登录musql数据库
[root@mysql-server bin]#mysqladmin -u root -p password "123456"
Enter password:
mysqladmin: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
Warning: Since password will be sent to server in plain text, use ssl connection to ensure password safety.
[root@mysql-server bin]#mysql -uroot -p123456
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 4
Server version: 5.7.17 Source distribution ###mysql版本号为5.7.17
Copyright (c) 2000, 2016, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
mysql> 
mysql> show databases; ###查看库
mysql> use mysql ###使用(调用)某一个库
mysql> show tables; ###查看库下的所有表
mysql> quit; ###退出
Bye
总结
本文主要讲述了数据库的基本概念、数据库系统发展史，当今主流的数据库、关系数据库和非关系数据库的区别以及MySQL数据库管理系统DBMS客户端获取数据过程。
1、数据库由数据、表、数据库组成
2、当经主流数据库：关系型数据库和非关系型数据库的结合，第三代数据库，可以处理海量的并发量。
3、关系型数据库和非关系型数据库的区别：
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
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。
4、数据库管理系统DBMS客户端获取数据过程
- 接收应用程序的数据请求和处理请求
- 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）
- 实现对数据库的操作
- 从数据库的操作中接收查询结果
- 对查询结构进行处理（格式转换）
- 将处理结果返回给用户
