还记得mysql这些原理的知识吗?

本文深入解析数据库系统的构成,包括DBS、DBMS和DBA的角色,详述数据模型的三大组成部分:数据结构、数据操作与完整性约束。同时,介绍了层次模型、网状模型和关系模型的特点,以及MySQL的三大范式,探讨了关系数据库的设计原则,解释了模式、外模式和内模式的概念,列举了数据库常用对象,并对比了InnoDB和MyISAM两种存储引擎。

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1、数据库系统(DBS)的组成

由数据库(DB)、数据库管理系统(DBMS)、数据库管理员(DBA)组成。

2、数据模型的三组成部分

  • 数据结构:是对系统静态特征的描述,描述对象包括数据的类型、内容、性质和数据之间的项目关系。
  • 数据操作:是对系统动态特征的描述,是对数据库各种对象实例的操作。
  • 完整性约束:是完整性规则的集合,它定义了给定数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则。

3、常用的数据模型主要有:层次模型、网状模型和关系模型

  • 层次模型:用树状结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为层次模型。
    (1)每棵树有且仅有一个无双亲节点,称为根。
    (2)树中除根外所有节点有且仅有一个双亲。
  • 网状模型:用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为网状模型。
  • 关系模型:以二维表来描述数据。关系模型中每个表有多个字段列和记录行,每个字段列有固定属性。
    关系模型基本术语:
    (1)关系:一个二维表就是一个关系。
    (2)元组:二维表中的一行,即表中的记录。
    (3)属性:二维表中的一列,用类型和值来表示。
    (4)域:每个属性取值的变化范围,如性别的域为(男,女)。
    (5)关系中的数据约束:
    实体完整性约束:约束关系的主键中属性值不能为空值。
    参照完整性约束:关系之间的基本约束。
    用户自定义的完整性约束:反映了具体应用中数据的语义要求。

4、mysql三大范式

  • 第一范式:确保每列的原子性
    (1)如果每列(或者每个属性)都是不可再分的最小数据单元(也称为最小的原子单元),则满足第一范式。
    (2)例如:顾客表(姓名、编号、地址、……)其中"地址"列还可以细分为国家、省、市、区等。
  • 第二范式:在第一范式的基础上更进一层,目标是确保表中的每列都和主键相关
    (1)如果一个关系满足第一范式,并且除了主键以外的其它列,都依赖于该主键,则满足第二范式。
    (2)例如:订单表(订单编号、产品编号、定购日期、价格、……),"订单编号"为主键,"产品编号"和主键列没有直接的关系,即"产品编号"列不依赖于主键列,应删除该列。
  • 第三范式:在第二范式的基础上更进一层,目标是确保每列都和主键列直接相关,而不是间接相关
    (1)如果一个关系满足第二范式,并且除了主键以外的其它列都不依赖于主键列,则满足第三范式。
    (2)为了理解第三范式,需要根据Armstrong公里之一定义传递依赖。假设A、B和C是关系R的三个属性,如果A-〉B且B-〉C,则从这些函数依赖中,可以得出A-〉C,如上所述,依赖A-〉C是传递依赖。
    (3)例如:订单表(订单编号,定购日期,顾客编号,顾客姓名,……),初看该表没有问题,满足第二范式,每列都和主键列"订单编号"相关,再细看你会发现"顾客姓名"和"顾客编号"相关,"顾客编号"和"订单编号"又相关,最后经过传递依赖,"顾客姓名"也和"订单编号"相关。为了满足第三范式,应去掉"顾客姓名"列,放入客户表中。

5、关系数据库的设计原则

  • (1)数据库内数据文件的数据组织应获得最大限度的共享,最小的冗余度,消除数据及数据依赖关系中的冗余部分,使依赖于同一个数据模型的数据达到有效的分离。
  • (2)保证输入、修改数据时数据的一致性与正确性。
  • (3)保证数据与使用数据的应用程序之间的高度独立性。

6、数据库的三级模式结构:模式、外模式、内模式

  • 模式:
    模式也称为逻辑模式或概念模式,是数据库中全体数据中的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图。一个数据库只有一个模式。模式处于三级结构的中间层。
  • 外模式
    外模式也称为用户模式,是数据库用户(包括应用程序猿和最终用户)能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据视图是与某一应用有关的的数据的逻辑表示。。外模式是模式的子集,一个数据库可以有多个外模式。
  • 内模式
    内模式也称为存储模式,是数据物理结构和存储方式的描述,是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内模式

7、数据库常用对象

  • 表:包含数据库中所有数据的数据库对象,由行和列组成。
  • 字段:表中每列称为一个字段。
  • 索引:是一个单独的、物理的数据库结构。它是依赖于表建立的,在数据库中索引使数据库程序无须对整个表进行扫描,就可以在其中找到所需的数据。
  • 视图:从一张或多张表中导出的表。
  • 存储过程:增删改差的sql语句集合。

8、两种常见的存储引擎

InnoDB

  • InnoDB 在 MySQL 5.5 及以后成为默认索引,它的特点是:
  1. 支持行锁,采用 MVCC 来支持高并发
  2. 支持事务
  3. 支持外键
  4. 支持崩溃后的安全恢复
  5. 不支持全文索引
  6. InnoDB 是一个事务型存储引擎,为用户操作非常大的数据存储提供了一个强大的解决方案,已经被很多互联网公司使用。
  • 在以下场合下,使用InnoDB是最理想的选择:
  1. 更新密集的表:InnoDB存储引擎特别适合处理多重并发的更新请求。
  2. 事务:InnoDB 存储引擎是支持事务的标准MySQL存储引擎。
  3. 自动灾难恢复:与其它存储引擎不同,InnoDB表能够自动从灾难中恢复。
  4. 外键约束:MySQL支持外键的存储引擎只有InnoDB。
  5. 支持自动增加列 AUTO_INCREMENT 属性。

MyISAM

  • MyISAM 引擎是 MySQL 5.1 及之前版本的默认引擎,它的特点是:
  1. 不支持行锁,读取时对需要读到的所有表加锁,写入时则对表加排它锁
  2. 不支持事务
  3. 不支持外键
  4. 不支持崩溃后的安全恢复
  5. 在表有读取查询的同时,支持往表中插入新纪录
  6. 支持 BLOB 和 TEXT 的前500个字符索引,支持全文索引
  7. 支持延迟更新索引,极大提升写入性能
  8. 对于不会进行修改的表,支持压缩表,极大减少磁盘空间占用

参考资料:
《mysql从入门到精通》—明日科技

<think>好的,我现在需要介绍MySQL知识体系。首先,我应该从基础开始,然后逐步深入。用户可能希望了解整体结构,所以需要分模块讲解。 基础概念部分,要包括数据库和DBMS的定义,以及MySQL的特点。记得用中文,还有行内公式用$符号,比如ACID特性可能需要用数学符号表示。比如事务的原子性可以用$A$表示?不过可能不需要太复杂的公式,这里可能用文字更合适。 接下来是SQL语言,分为DDL、DML、DQL、DCL和TCL。每个部分需要简要说明,并给出例子。比如DML有INSERT,UPDATE等。这里可能不需要公式,但要注意行内代码用反引号还是LaTeX?用户要求数学表达式用$...$,但代码部分可能需要用其他方式,不过用户没有特别说明,可能保持中文描述即可。 然后是数据存储引擎,InnoDB和MyISAM的区别是关键点,比如事务支持、锁粒度、外键等。这部分需要对比清楚。 索引与查询优化部分很重要。索引类型如B+树、哈希索引,要解释B+树的结构,可能需要用数学表达式,比如B+树的高度和查找效率的关系,可以用$O(\log n)$。还有索引优化原则,比如最左匹配,可能需要例子说明。 事务与锁机制,ACID需要详细解释,隔离级别的问题如脏读、幻读。锁的类型,行锁、表锁,还有MVCC。这部分可能需要更深入的解释,特别是MVCC的工作原理,比如版本号控制,用隐藏列和Read View。这里可能需要用一些数学符号,比如版本号用$t_1, t_2$,或者事务ID用$txn_id$,但用户要求的是行内数学表达式,所以可能需要适当使用。 高可用与备份恢复,主从复制、读写分离、备份工具如mysqldump,以及binlog和redo log的作用。这部分需要简明扼要,说明各个组件的作用。 性能调优方面,执行计划EXPLAIN是关键,需要说明各字段含义。参数调优如缓冲池小、连接数配置。慢查询日志的使用方法。 最后是安全与权限管理,用户权限和SSL加密连接。这部分相对简单,但需要提到常见的安全措施。 整体结构需要分点,每个标题下有小标题,用清晰的列表或段落。注意使用$$...$$格式的独立公式,如果有的话。例如,在解释B+树的高度时,可能需要一个公式,但不确定是否有必要。可能暂时用文字描述更合适,避免复杂公式影响理解。 另外,检查是否有遗漏的重要知识点,比如存储过程、触发器、视图等高级功能是否需要提及?可能在SQL语言部分提到,或者在进阶内容中。用户的问题是要介绍知识体系,所以应该全面但不过于深入。可能将存储过程和触发器放在SQL语言的进阶部分。 需要确保各部分逻辑连贯,从基础到高级,由浅入深。同时,按照用户的系统级指令,正确使用LaTeX格式,特别是数学表达式。例如,在讲解索引的复杂度时,用$O(\log n)$。在事务隔离级别中,可能涉及到并发问题,可以用行内公式列举问题类型,比如脏读、不可重复读、幻读等。 最后,总结MySQL的学习路径,帮助用户建立体系化的认识。确保回答结构清晰,分点明确,使用中文,符合用户的要求。</think>MySQL知识体系可划分为以下核心模块,按照**从基础到进阶**的学习路径整理如下: --- ### 一、基础概念 1. **数据库与DBMS** - 数据库:存储结构化数据的集合,例如:`学生表($id$, 姓名, 成绩)`。 - DBMS:数据库管理系统,MySQL是关系型DBMS的代表。 2. **MySQL架构** - 连接池 → SQL接口 → 解析器 → 优化器 → 存储引擎(如InnoDB)。 3. **数据类型** - 数值:`INT`, `DECIMAL($m$,$d$)` - 字符串:`VARCHAR($n$)` - 时间:`DATETIME`, `TIMESTAMP` --- ### 二、SQL语言 1. **DDL(数据定义语言)** - 创建/修改表结构: ```sql CREATE TABLE users ( id INT PRIMARY KEY, name VARCHAR(50) ); ``` 2. **DML(数据操作语言)** - 增删改:`INSERT`, `DELETE`, `UPDATE` 3. **DQL(数据查询语言)** - 基本查询:`SELECT ... FROM ... WHERE` - 聚合函数:`COUNT($\star$)`, `SUM(x)` - 多表连接:`JOIN ... ON`,子查询 4. **DCL(数据控制语言)** - 权限管理:`GRANT`, `REVOKE` 5. **TCL(事务控制语言)** - `COMMIT`, `ROLLBACK`, `SAVEPOINT` --- ### 、数据存储引擎 | 特性 | InnoDB | MyISAM | |--------------|----------------------|-----------------| | **事务** | 支持ACID | 不支持 | | **锁粒度** | 行级锁 | 表级锁 | | **外键** | 支持 | 不支持 | | **应用场景** | 高并发写、事务 | 只读/量读 | --- ### 四、索引与查询优化 1. **索引类型** - **B+树索引**:默认结构,时间复杂度$O(\log n)$,支持范围查询。 - **哈希索引**:仅MEMORY引擎支持,等值查询$O(1)$。 2. **索引优化原则** - 最左匹配原则:联合索引$(a,b,c)$中,查询需按顺序使用字段。 - 避免冗余索引:如已有$(a,b)$,再建$a$单独索引则冗余。 3. **执行计划`EXPLAIN`** - 关键字段:`type`(访问类型), `key`(使用索引), `rows`(扫描行数)。 --- ### 五、事务与锁机制 1. **ACID特性** - 原子性(Atomicity):事务内操作全成功或全失败。 - 隔离性(Isolation):通过锁和MVCC实现,避免脏读、幻读。 2. **隔离级别** | 级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 | |------------------|------|------------|------| | READ UNCOMMITTED | ✔️ | ✔️ | ✔️ | | READ COMMITTED | ✖️ | ✔️ | ✔️ | | REPEATABLE READ | ✖️ | ✖️ | ✔️ | | SERIALIZABLE | ✖️ | ✖️ | ✖️ | 3. **MVCC(多版本并发控制)** - 通过隐藏的`DB_TRX_ID`(事务ID)和`DB_ROLL_PTR`(回滚指针)实现快照读。 --- ### 六、高可用与备份恢复 1. **主从复制** - 原理:Master写Binlog → Slave通过IO线程拉取 → SQL线程重放。 2. **备份工具** - 逻辑备份:`mysqldump`导出SQL语句。 - 物理备份:直接复制数据文件(如`.ibd`)。 --- ### 七、性能调优 1. **参数调优** - `innodb_buffer_pool_size`:缓存池小,建议设为物理内存的70%~80%。 - `max_connections`:控制并发连接数。 2. **慢查询日志** - 开启方式:`slow_query_log=1`, `long_query_time=2`(单位:秒)。 --- ### 八、安全与权限管理 1. **用户权限** - 最小权限原则:按需分配`SELECT`, `INSERT`等权限。 - 示例:`GRANT SELECT ON db.table TO 'user'@'host';` 2. **SSL加密连接** - 配置:生成CA证书,设置`require_secure_transport=ON`。 --- ### 总结:MySQL学习路径 1. 掌握SQL语法 → 2. 理解存储引擎 → 3. 索引优化 → 4. 事务与锁 → 5. 高可用架构 → 6. 深度调优。 建议结合《高性能MySQL》等书籍与官方文档实践。
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