数据库概述

为什么要使用数据库

什么是数据持久化？

数据持久化就是把数据保存到可掉电式存储设备中供以后使用。大多数情况下，特别是企业级应用，数据持久化意味着将内存中的数据保存到硬盘上加以”固化”，而持久化的实现过程大多通过各种关系数据库来完成。

持久化的主要作用是将内存中的数据存储在关系型数据库中，当然也可以存储在磁盘文件、XML数据文件中。

为什么用数据库来存储数据？

数据库的特点：
- 数据库存储的数据量非常庞大。以单表来说，我们可以存储几千万甚至上亿条数据。与文件存储相比，当数据量特别庞大的时候，数据库查询数据的效率更高。
- 数据库存储数据的类型更更富。例如整数类型、浮点类型、字符串类型，甚至是图片，大文本等等。
文件存储的弊端：有些文件需要特定的程序才可以打开。例如，excel。

数据库（Database，DB）：DB是存储数据的“仓库”，其本质是一个文件系统。
数据库管理系统（Database Management System，DBMS）：DBMS是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，对数据库进行统一管理和控制。用户通过数据库管理系统访问数据库中数据表的数据。
结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）：SQL是专本用来与数据库通信的语言。

数据库管理系统可以管理多个数据库，一般开发人员会针对每一个应用创建一个数据库。为了保证应用中实体的数据，一般会在数据库创建多个数据表，以保证程序中实体用户的数据。

客户通过Web服务器访问数据库管理系统，数据库管理系统通过SQL访问数据库中的数据表。

常见的DBMS有Oracle、MySQL、SQL server、Db2、PostgreSQL等。

关系型数据库（RDBMS）：RDBMS是最古老的数据库类型，它把复杂的数据结构归结为简单的二元关系（二维表格形式）。

关系型数据库的优势：

非关系型数据库（非RDBMS）：可以看成是传统关系型数据库的功能阉割版本，基于键值对存储数据，不需要SQL层的解析，性能非常高。同时，通过减少不常用的功能，进一步提高性能。

目前基本大部分主流的非RDBMS都是免费的。

非关系型数据库的分类：

键值型数据库：键值型数据库通过Key-Value键值的方式来存储数据。在查找速度上优于关系型数据库；但是无法像关系型数据库一样使用条件过滤。键值型数据库常在内存缓存中使用。Redis是代表性的键值型数据库。
文档型数据库：文档型数据库可以存放并获取文档，可以是XML、JSON等格式。一个文档相当于一条记录。文档数据库所存放的文档，就相当于键值数据库所存放的“值”。MongoDB是最主流的文档型数据库。
搜索引擎数据库：虽然关系型数据库采用了索引提高检索效率，但是针对全文索引的效率却较低。搜索引擎数据库是应用在搜索引擎领域的数据存储形式，由于搜索引擎会爬取大量的数据，并以特定的格式进行存储，这样在检索的时候才能保证性能最优。核心原理是“倒排索引”。Elasticsearch是最主流的搜索引擎数据库。
列式数据库：可以大量降低系统的I/O，适合于分布式文件系统。典型的列式数据库：HBase。
图形数据库：典型的图形数据库：Neo4J等。

E-R（实体-联系）模型：

一个实体集对应一个表；一个实体对应一行，也叫一条记录；一个属性对应一列，也叫字段。

在实际开发中应用不多，因为一对一可以创建一张表。
举例：设计学生表：学号、姓名、手机号、班级、系别、身份证号码、家庭住址、籍贯、紧急联系人、...
- 拆分成两个表：两个表的记录是一一对应关系。
- 基础信息表（常用信息）：学号、姓名、手机号码、班级、系别
- 档案信息表（不常用信息）：学号、身份证号码、家庭住址、籍贯、紧急联系人、...
两种建表原则：
- 外键唯一：
- 外键是主键：主表的主键和从表的外键（唯一），形成主外键关系，外键唯一。
- 外键是主键：主表的主键和从表的主键，形成主外键关系。

要表示多对多关系，必须创建第三个表，该表通常称为联接表，它将多对多关系划分为两个一对多关系。将这两个表的主键都插入到第三个表中。

举例1：学生-课程
- 学生信息表：一行代表一个学生的信息（学号、姓名、手机号码、班级、系别...）
- 课程信息表：一行代表一个课程的信息（课程编号、授课老师、简介...）
- 选课信息表：一个学生可以选多门课，一门课可以被多个学生选择