MYSQL——数据库基础知识概述

摘要

本博文主要介绍数据库的基础知识，帮助大家更好的学习和掌握数据库中相关概念。

一、数据库类型 1.1 关系型数据库

关系型数据库：指采用了关系模型来组织数据的数据库。关系模型指的就是二维表格模型，而一个关系型数据库就是由二维表及其之间的联系所组成的一个数据组织。数据库事务必须具备ACID特性，ACID分别是Atomic原子性，Consistency一致性，Isolation隔离性，Durability持久性。

1.1.1 关系型数据库的优点

• 容易理解：二维表结构是非常贴近逻辑世界的一个概念，关系模型相对网状、层次等其他模型来说更容易理解。
• 使用方便：通用的SQL语言使得操作关系型数据库非常方便。
• 易于维护：丰富的完整性(实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性)大大减低了数据冗余和数据不一致的概率

1.1.2 关系型数据库存在的问题

• 网站的用户并发性非常高，往往达到每秒上万次读写请求，对于传统关系型数据库来说，硬盘I/O是一个很大的瓶颈。
• 网站每天产生的数据量是巨大的，对于关系型数据库来说，在一张包含海量数据的表中查询，效率是非常低的。
• 在基于web的结构当中，数据库是最难进行横向扩展的，当一个应用系统的用户量和访问量与日俱增的时候，数据库却没有办法像web server和app server那样简单的通过添加更多的硬件和服务节点来扩展性能和负载能力。当需要对数据库系统进行升级和扩展时，往往需要停机维护和数据迁移。
• 性能欠佳：在关系型数据库中，导致性能欠佳的最主要原因是多表的关联查询，以及复杂的数据分析类型的复杂SQL报表查询。为了保证数据库的ACID特性，必须尽量按照其要求的范式进行设计，关系型数据库中的表都是存储一个格式化的数据结构。

1.1.3 非关系型的数据库代表

• 主流的关系型数据库代表Mysql Oracle SQL server PostgreSQL DB2等……

1.2 非关系型的数据库

指非关系型的，分布式的，且一般不保证遵循ACID原则的数据存储系统。非关系型数据库以键值对存储，且结构不固定，每一个元组可以有不一样的字段，每个元组可以根据需要增加一些自己的键值对，不局限于固定的结构，可以减少一些时间和空间的开销。

1.2.1 非关系型的优点

• 用户可以根据需要去添加自己需要的字段，为了获取用户的不同信息，不像关系型数据库中，要对多表进行关联查询。仅需要根据id取出相应的value就可以完成查询。
• 适用于SNS(Social Networking Services)中，例如facebook，微博。系统的升级，功能的增加，往往意味着数据结构巨大变动，这一点关系型数据库难以应付，需要新的结构化数据存储。由于不可能用一种数据结构化存储应付所有的新的需求，因此，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。

1.2.2 非关系型的不足

• 只适合存储一些较为简单的数据，对于需要进行较复杂查询的数据，关系型数据库显的更为合适。不适合持久存储海量数据

1.2.3 非关系型的数据库代表

• 主流的非关系型数据库代表Redis，memcached等……

1.3 面向海量数据访问的面向文档数据库

这类数据库的主要特点是在海量的数据中可以快速的查询数据。文档存储通常使用内部表示法，可以直接在应用程序中处理，主要是JSON。JSON文档也可以作为纯文本存储在键值存储或关系数据库系统中。

1.3.1 面向海量数据访问的数据库代表

主流代表为MongoDB，Amazon DynamoDB，Couchbase,Microsoft Azure Cosmos DB和CouchDB

1.4 面向可扩展性的分布式数据库

这类数据库的主要特点是具有很强的可拓展性，这类数据库想解决的问题就是传统数据库存在可扩展性上的缺陷，这类数据库可以适应数据量的增加以及数据结构的变化，将数据存储在记录中，能够容纳大量动态列。由于列名和记录键不是固定的，并且由于记录可能有数十亿列，因此可扩展性存储可以看作是二维键值存储。

普通的关系型数据库都是以行为单位来存储数据的，擅长以行为单位的读入处理，比如特定条件数据的获取。因此，关系型数据库也被成为面向行的数据库。相反，面向列的数据库是以列为单位来存储数据的，擅长以列为单位读入数据。

1.4.1 面向可扩展性的数据库代表

• 主流代表为Cassandra，HBase，Microsoft Azure Cosmos DB,Datastax Enterprise和Accumulo

二、数据库的三范式 2.1 第一范式

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。

2.2 第二范式

第二范式在第一范式的基础之上更进一层，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。

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。

2.3 第三范式

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。

博文参考

简述关系型数据库和非关系型数据库 - 简书

数据库三大范式_凉亭的博客-CSDN博客_数据库三范式