数据库的基本概念与安装MySQL

一、数据库的基本概念

1、什么是数据？

• 描述事物的符合记录
• 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、什么是表？

• 将不同的记录组织在一起
• 用来存储具体数据

3、什么是数据库

• 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

4、什么是数据库的管理系统（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H.
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。

5、什么是数据库系统？

• 由硬件、OS、数据库、DBMS、应用软件和是-个人机系统数据库用户组成
• 用户可以通过DBMS或应用程序操作数据库

5.1 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 

总结：

数据库是表的集合，表是数据的集合。

二、数据库系统的发展阶段

2.1 萌芽阶段：文件系统

用磁盘文件来存储数据

2.2 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

2.3 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

2.4 高级阶段：第三代数据库

• “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

小结：

第三代数据库就是SQL + NoSQL的组合使用

即非关系数据库和关系数据库的组合使用

下面为大家介绍什么是关系型数据库和非关系型数据库

三、关系型数据和非关系型数据库

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

1.1 关系型数据库的相关概念

• 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

1.2 实体联系模型E-R

实体Entity：

• 客观存在并可以相互区分的客观事物或抽象事件称为实体,
• 在E-R图中用矩形框表示实体，把实体名写在框内

属性：实体所具有的特征或性质

联系：联系是数据之间的关联集合，是客观存在的应用语义链

• 实体内部的联系：指组成实体的各属性之间的联系。如职工实体中，职工号和部门经理号之间有一种关联关系
• 实体之间的联系：指不同实体之间联系。例：学生选课实体和学生基本信息实体之间
•  实体之间的联系用菱形框表示

1.3 常用关系型数据库

• MySQL: MySQL, MariaDB, Percona Server
• PostgreSQL: 简称为pgsql，EnterpriseDB
• Oracle
• MSSQL
• DB2

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

1. 数据库可高并发读写
2. 对海量数据高效率存储与访问
3. 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

3、关系型数据库和非关系型数据库的区别

3.1 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。

3.2 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；
• 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MySQL介绍

1.MySQL数据库是什么？

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。

官网：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

2.三大分支

mysql

mariadb

percona Server

3.版本演变

mysql -V
#查看MySQL版本

MySQL：5.1 --> 5.5 --> 5.6 --> 5.7 --->8.0

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

MariaDB：5.1 --> 5.5 --> 10.0--> 10.1 --> 10.2 --> 10.3 --> 10.4 --> 10.5

MySQL被Sun收购后，搞了个过渡的6.0版本，没多久就下线了,后来被Oracle收购后，终于迎来了像样的5.6版本，之后就是5.7、8.0版本。由于6.0版本号已被用过，7.x系列版本专用于NDB Cluster，因而新版本号从8.0开始

4.商业版和社区版

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

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

5.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

四、编译安装MySQL数据库

1、安装相关依赖包

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

2、下载并压缩源码包

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

3、编译安装

cd /opt/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


make && make install

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)

 4、数据库目录进行权限调整、改变属主属组

useradd -s /sbin/nologin mysql
chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/
chown mysql:mysql /etc/my.cnf

5.调整配置文件

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

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

sql_mode常用值如下:
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

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/

./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

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"