数据库 --- 初识

引言

　　基于之前的学习，数据要实现永久保存，比如用户注册的用户信息，都是保存于文件中，而文件只能存在于某一台机器上。如果我们不考虑从文件中读取数据的效率问题，并且假设我们的程序所有的组件都运行在一台机器上，那么用文件存取数据，并没有问题。但需要考虑的问题是：程序的执行效率依赖于承载它的硬件，而一台机器机器的性能总归是有限的，受限于目前的硬件水平，垂直扩展是有极限的。于是我们只能通过水平扩展来增强我们系统的整体性能，这就需要我们将程序的各个组件分布于多台机器去执行。

　　需要注意的是，虽然我们将程序的各个组件分布到各台机器，但各组件仍然是一个整体，言外之意，所有组件的数据还是要共享的。但每台机器上的组件都只能操作本机的文件，这就导致了数据必然不一致。于是我们想到了将数据与应用程序分离：把文件存放于一台机器，然后将多台机器通过网络去访问这台机器上的文件，即共享这台机器上的文件,共享则意味着竞争，会发生数据不安全，需要加锁处理。。。。

　　由此就出现了一个新的概念——数据库，将所有的数据都存储在一个独立的机器上，而对用户提供服务的机器只是存放你写的代码。

认识数据库

数据库的优势

程序稳定性：任意一台服务所在的机器崩了都不会影响数据和另外的服务
数据一致性：所有数据存储在一起，所有程序操作的数据都是统一的，不会出现数据不一致的情况
并发:数据库本身可以良好的支持，所有程序操作数据库都是通过网络，数据库本身支持并发的网络操作，不需要我们自己写socket
效率:使用数据库对数据进行增删改查的效率要高出我们自己处理文件很多

什么是数据库

　　数据库即存放数据的仓库，只不过这个仓库是在计算机存储设备上，而且数据是按一定的格式存放的；是长期存放在计算机内、有组织、可共享的数据集合；数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

什么是数据库管理系统

　　如何科学的组织和存储数据，如何高校获取和维护数据成为了关键性操作，这就用到一个系统软件：数据库管理系统DBMS；比如MySQL、Oracle、SQLite、Access、MS SQL sever等；

　　MySQL主要用于大型门户网站，如搜狗、新浪等；主要的优势就是开放源代码，因为开放源代码这个数据库是免费的，他现在是甲骨文公司的产品。
　　Oracle主要用于银行、铁路、飞机场等。该数据库功能强大，软件费用高。也是甲骨文公司的产品。
　　SQL sever是微软公司的产品，主要应用于大中型企业，如联想、方正等。

数据库服务器、数据管理系统、数据库、表与记录之间的关系

　　数据库服务器：运行数据库管理软件；数据库管理软件：管理数据库；数据库：组织表；表：用来存放多条记录；

记录：1  小诸葛  13413468453  24；注：多个字段组成一条记录
表：userinfo，stu_info，paymentinfo；注：一张表相当于一个文件
数据库：db；注：相当于文件夹，对表进行管理；
数据库管理系统：如MySQL、Oracle等；注：数据库管理软件；
数据库服务器：计算机，内存要求比较高；

 

数据库管理系统分类

　　关系型数据库：MySQL，Oracle，SQLite，SQL server；适用于存储数据时字段不确定的情况

　　非关系型数据库：Redis，MongoDB；用一个固定的字段来获取某些信息，对数据的存取速度要求非常高；

数据库管理技术的发展历程

1、人工管理阶段

 　　20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。当时的硬件水平：外存只有纸带、卡片、磁带，没有磁盘等直接存取的存储设备；而当时的软件是没有操作系统，没有管理数据的软件，数据的处理方式是批处理。

 人工管理数据的特点：

1、数据不保存：计算机主要用于科学计算，数据临时用，临时输入，不保存
2、应用程序管理数据：数据要有应用程序自己管理，应用程序需要处理数据的逻辑+物理结构，开发负担很重
3、数据不共享：一组数据只对应一个程序，多个程序之间涉及相同数据时，必须各自定义，造成数据大量冗余
4、数据不具有独立性：数据的逻辑结构或物理结构发生变化后，必须对应用程序做出相应的修改，开发负担进一步加大

 

2、文件系统阶段

　　20世纪50年代后期到60年代中期，在硬件方面：有了磁盘、磁鼓等可直接存取的存储设备；软件方面：有了操作系统，并且操作系统中已经有了专门的数据管理软件，即文件系统；处理方式上不仅有了批处理，而且能够联机实时处理。

文件系统管理数据的特点：

优点：
    1、数据可以长期保存：计算机大量用于数据处理，因而数据需要长期保存，进行增删改查操作
    2、由文件系统管理数据：文件系统这个软件，把数据组织成相对独立的数据文件，利用按文件名，按记录进行存取。实现了记录内的结构性，但整体无结构。并且程序与数据之间由文件系统提供存取方法进行转换，是应用程序与数据之间有了一定的独立性，程序员可以不必过多考虑物理细节。

缺点：
    1、数据共享性差，冗余度大：一个文件对应一个应用程序，不同应用有相同数据时，也必须建立各自的文件，不能共享相同的数据，造成数据冗余，浪费空间，且相同的数据重复存储，各自管理，容易造成数据不一致性
    2、数据独立性差：一旦数据的逻辑结构改变，必须修改应用程序，修改文件结构的定义。应用程序的改变，也将引起文件的数据结构的改变。因此数据与程序之间缺乏独立性。可见，文件系统仍然是一个不具有弹性的无结构的数据集合，即文件之间是孤立的，不能反映现实世界事物之间的内存联系。

 

3、数据库系统阶段

　　自20世纪60年代后期以来，计算机用于管理的规模越来越大，应用越来越广泛，数据量急剧增长，同时多种应用，多种语言互相覆盖地共享数据结合要求越来越强烈；软硬件水平都有了很大的提升，有了大容量的磁盘；软件价格上升，分布式概念盛行；

数据库系统的特点：

1、数据结构化（如上图odboy_stu）
2、数据共享，冗余度低，易扩充
3、数据独立性高
4、数据由DBMS统一管理和控制
　　a：数据的安全性保护
　　b：数据的完整性检查
　　c：并发控制
　　d：数据库恢复