数据库学习笔记—基础知识

数据库学习笔记—基础知识

一、基本概念

1. DB：数据库（Database）
   存储数据的仓库，本质上是一个文件系统，其保存了一系列有组织的数据。
2. DBMS：数据库管理系统（Database Management System）
   一种操作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表内的数据。
3. SQL：结构化查询语言（Structured Query Languag）
   专门用来与数据库通信的语言。

二、数据库与数据库管理系统的关系

维度	数据库（DB）	数据库管理系统（DBMS）
角色	存储数据的容器	管理数据的软件工具
核心任务	持久化保存结构化数据	提供数据操作接口、优化、安全控制
依赖关系	依赖DBMS进行管理	依赖数据库作为操作对象
用户交互	用户不直接操作数据库文件	用户通过DBMS访问数据库

三、关系型数据库和非关系型数据库

3.1 关系型数据库

3.1.1 概念

关系型数据库是基于关系模型（Relational Model）的数据库，使用表格（Table）来存储数据。表格由行（Row）和列（Column）组成，行表示记录，列表示字段。

3.1.2 特点

• 结构化数据：
  数据以表格形式存储，结构固定，适合存储结构化数据。
• SQL支持：
  使用SQL（Structured Query Language）进行数据操作和查询。
• 数据一致性：
  支持ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）事务，确保数据完整性。
• 表与表之间的关系：
  通过主键（Primary Key）和外键（Foreign Key）建立表与表之间的关系。
• 扩展性：
  通常垂直扩展（增加硬件资源），水平扩展（分布式）较复杂。

3.1.3 常见关系型数据库

MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server、SQLite

3.1.4 适用场景

• 需要强一致性和事务支持的场景（如银行系统、财务系统）。
• 数据结构固定、关系复杂的场景（如ERP系统、CRM系统）。

3.2 非关系型数据库

3.2.1 概念

非关系型数据库是一种不基于关系模型的数据库，适用于存储非结构化或半结构化数据。NoSQL的含义是“Not Only SQL”，表示它不仅限于SQL。

3.2.2 特点

• 灵活的数据模型：
  支持键值对（Key-Value）、文档（Document）、列族（Column Family）、图（Graph）等多种数据模型。
• 高扩展性：
  通常支持水平扩展（分布式），适合处理大规模数据。
• 高性能：
  针对特定场景优化，读写性能高。
• 弱一致性：
  通常遵循BASE（Basically Available, Soft state, Eventually consistent）原则，强调高可用性和最终一致性。
• 无固定模式：
  数据结构灵活，适合存储非结构化或半结构化数据。

3.2.3 常见非关系型数据库

• 键值存储：Redis、Memcached
• 文档存储：MongoDB、CouchDB
• 列族存储：Cassandra、HBase
• 图数据库：Neo4j、ArangoDB

3.2.4 适用场景

• 需要高并发和高性能的场景（如社交网络、实时分析）。
• 数据结构灵活、变化频繁的场景（如日志存储、内容管理系统）。
• 大规模分布式系统（如物联网、大数据处理）。

3.3 总结

• 关系型数据库适合结构化数据、强一致性和复杂查询的场景。
• 非关系型数据库适合非结构化数据、高并发、高性能和灵活数据模型的场景。

特性	关系型数据库	非关系型数据库
数据模型	表格（行和列）	键值对、文档、列族、图等
查询语言