数据库相关知识，数据库的三个基本特点
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关于数据库的知识
数据库是“按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库.J.Martin给数据库下了一个比较完整的定义：数据库是存储在一起的相关数据的集合，这些数据是结构化的，无有害的或不必要的冗余，并为多种应用服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行。当某个系统中存在结构上完全分开的若干个数据库时，则该系统包含一个“数据库集合”。
数据库的基本结构分三个层次，反映了观察数据库的三种不同角度。
(1)物理数据层。
它是数据库的最内层，是物理存贮设备上实际存储的数据的集合。这些数据是原始数据，是用户加工的对象，由内部模式描述的指令操作处理的位串、字符和字组成。
(2)概念数据层。
它是数据库的中间一层，是数据库的整体逻辑表示。指出了每个数据的逻辑定义及数据间的逻辑联系，是存贮记录的集合。它所涉及的是数据库所有对象的逻辑关系，而不是它们的物理情况，是数据库管理员概念下的数据库。
(3)逻辑数据层。
它是用户所看到和使用的数据库，表示了一个或一些特定用户使用的数据集合，即逻辑记录的集合。
数据库不同层次之间的联系是通过映射进行转换的。
数据库的主要特点
(1)实现数据共享。
数据共享包含所有用户可同时存取数据库中的数据，也包括用户可以用各种方式通过接口使用数据库，并提供数据共享。
(2)减少数据的冗余度。
同文件系统相比，由于数据库实现了数据共享，从而避免了用户各自建立应用文件。减少了大量重复数据，减少了数据冗余，维护了数据的一致性。
(3)数据的独立性。
数据的独立性包括数据库中数据库的逻辑结构和应用程序相互独立，也包括数据物理结构的变化不影响数据的逻辑结构。
(4)数据实现集中控制。
文件管理方式中，数据处于一种分散的状态，不同的用户或同一用户在不同处理中其文件之间毫无关系。利用数据库可对数据进行集中控制和管理，并通过数据模型表示各种数据的组织以及数据间的联系。
(5)数据一致性和可维护性，以确保数据的安全性和可靠性。
主要包括：①安全性控制：以防止数据丢失、错误更新和越权使用；②完整性控制：保证数据的正确性、有效性和相容性；③并发控制：使在同一时间周期内，允许对数据实现多路存取，又能防止用户之间的不正常交互作用；④故障的发现和恢复：由数据库管理系统提供一套方法，可及时发现故障和修复故障，从而防止数据被破坏
(6)故障恢复。
由数据库管理系统提供一套方法，可及时发现故障和修复故障，从而防止数据被破坏。数据库系统能尽快恢复数据库系统运行时出现的故障，可能是物理上或是逻辑上的错误。比如对系统的误操作造成的数据错误等。
数据库(mysql)关键知识
Mysql是目前互联网使用最广的关系数据库，关系数据库的本质是将问题分解为多个分类然后通过关系来查询。一个经典的问题是用户借书，三张表，一个用户，一个书，一个借书的关系表。当需要查询某个用户借书情况或者是书被那些人借了，就用关系查询来实现。
关系数据库范式
来自英文Normal form，简称NF。要想设计—个好的关系，必须使关系满足一定的约束条件，满足这些规范的数据库是简洁的、结构明晰的，同时，不会发生插入(insert)、删除(delete)和更新(update)操作异常。总共有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴斯-科德范式（BCNF）、第四范式(4NF）和第五范式（5NF，又称完美范式）。
1NF是指数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项。2NF必须满足1NF，要求数据库表中的每行记录必须可以被唯一地区分。3NF在2NF基础上，任何非主属性不依赖于其它非主属性（在2NF基础上消除传递依赖）。BCNF是在3NF基础上，任何非主属性不能对主键子集依赖（在3NF基础上消除对主码子集的依赖），满足BCNF不再会有任何由于函数依赖导致的异常，但是我们还可能会遇到由于多值依赖导致的异常。4NF的定义很简单：已经是BC范式，并且不包含多值依赖关系。5NF处理的是无损连接问题，这个范式基本没有实际意义，因为无损连接很少出现，而且难以察觉。而域键范式试图定义一个终极范式，该范式考虑所有的依赖和约束类型，但是实用价值也是最小的，只存在理论研究中。
Catalog和Schema
是数据库对象命名空间中的层次，主要用来解决命名冲突的问题。从概念上说，一个数据库系统包含多个Catalog，每个Catalog又包含多个Schema，而每个Schema又包含多个数据库对象（表、视图、字段等）。但是Mysql的数据库名就是Schema，不支持Catalog。
Mysql的数据库引擎主要有两种MyISAM和InnoDB，MyISAM支持全文检索，InnoDB支持事务。
SQL中的通配符‘%’代表任意字符出现任意次数。‘_’代表任意字符出现一次。SQL与正则表达式结合查询一般用在WHERE table_name REGEXP'^12.34'。子查询是从里到外执行。
数据库联结（join）涉及到外键，外键是指一个表的列是另一个表的主键，那么它就是外键。笛卡尔积联结（不指定联结条件时）生成的记录条目是单纯的第一个表的行乘以第二个表的列数。用得最多的是等值联结也叫内部联结。
高级联结还有自连接，是指查询中的两张表是同一张表，它通常作为外部语句用来代替从相同表中检索数据时使用的子查询。自然联结使每个列只返回一次。外部联结是指联结包含了那些在相关表中没有关联行的行。例如列出所有产品及其订购数量，包括没有人订购的产品。LEFT OUTER JOIN指选择左边表的所有行。
组合查询是指采用UNION等将两个查询结果取并集。
视图是查看存储在别处的数据的一种工具，它本身并不包含数据，因此表的数据修改了，视图返回的数据也将随之修改，因此如果使用了复杂或嵌套视图会对性能有较大的影响。视图的作用之一是隐藏复杂的SQL通常会涉及到联结查询。
存储过程类似于批处理，包含了一条或多条SQL语句。语法：
CREATE PROCEDURE name（）
BEGIN
SQL
END
-------------------------
CALL name（）//来调用存储过程
游标有DECLARE定义，游标与存储过程是绑定的，存储过程处理完成，游标就会消失。游标被打开后可以使用FETCH语句访问每一行。
触发器是在某个时间发生时自动执行某条SQL语句。语法：
CREATE TRIGGER name AFTER INSERT ON talbe_name FOR EACH ROW
事务处理可以维护数据库的完整性，保证批量的操作要么完全执行，要么完全不执行。包括事务、回退、提交、保留点几个关键术语。ROLLBACK只能在一个事务处理内使用。他不能回退CREATE和DROP操作。使用COMMIT保证事务提交。复杂的事务处理需要部分提交或回退，因此我们需要使用保留点SAVEPOINT。可以使用ROLLBACK TO savepoint_name。保留点越多越好。保留点在事务执行完成后自动释放。
什么是数据库
数据库
data base
为满足某一部门中多个用户多种应用的需要，按照一定的数据模型在计算机系统中组织、存储和使用的互相联系的数据集合。
带有数据库的计算机系统，除具备一般的硬件、软件外，必须有用以存储大量数据的直接存取存储设备、管理并控制数据库的软件——数据库管理系统(DBMS)、管理数据库的人员——数据库管理员(DBA)。这样的数据、硬件、软件和管理人员的总体构成数据库系统。数据库仅是数据库系统的一个组成部分。
数据库系统的功能和特征数据库系统由文卷系统发展而来。与文卷系统相比，这种系统具有数据、体系和控制三个方面的主要特征。
数据特征在文卷系统中虽然程序与数据之间可用存取方法进行转换,但文卷还是与应用程序对应的,即数据仍面向应用。每一应用各自建立自己的一组文卷。不同的应用若涉及相同的数据，则这些数据分别纳入各自的文卷之中。文卷的各种记录之间没有建立联系，因而数据冗余度大。增加新的应用，必须同时增加新的文卷。因此，文卷系统中的文卷是无结构的、不易扩充的信息集合。数据库则不仅描述数据本身，而且描述数据之间的联系。它的数据结构反映了某一部门的整体信息结构，数据冗余度小、易于扩充新的应用，因而是面向数据总体结构的信息集合，可为多个用户共享。
体系特征一切数据都有逻辑和物理两个侧面。在数据库系统中，数据逻辑结构的描述称为逻辑模式。逻辑模式又分为描述全局逻辑结构的全局模式(简称模式)和描述某些应用所涉及的局部逻辑结构的子模式。数据物理结构的描述称为存储模式。这两种模式总称为数据库模式。
数据库系统中，用户根据子模式编制程序。子模式与模式模式与存储模式之间有软件进行映射。因此,程序与数据之间具有两级独立性：物理独立性和逻辑独立性。数据的存储模式改变，而模式可以不改变，因而不必改写应用程序,这称为物理独立性。模式改变时,子模式可能不改变，也就不必改写应用程序，这称为逻辑独立性。由于数据库系统具备比较高的程序与数据的独立性，可以使程序员在编制应用程序时集中精力考虑算法逻辑，不必过问物理细节，而且可以大大减少应用程序维护的工作量。
控制特征数据库数据数量庞大，结构复杂，又为多个用户所共享。因此，必须由数据库管理系统在定义、建立、运行以及维护时进行统一管理和控制，以保证数据库数据的安全性、完整性和并发操作的一致性。此外，还必须有数据库管理员专门负责对数据库的管理、控制监督和改进。
由于数据库系统具有上述特征，它的出现使信息系统的研制从围绕加工数据的程序为中心，转变到围绕共享的数据库来进行。这便于数据的集中管理，有利于应用程序的研制和维护。数据减少了冗余度和提高了相容性，从而提高了作出决策的相容性。因此，大型复杂的信息系统大多以数据库为核心，数据库系统在计算机应用中起着越来越重要的作用。
研究课题数据库研究的课题，主要涉及三个领域。
数据库管理系统软件的研制 DBMS是数据库系统的基础。研制DBMS的基本目标，是扩大功能，提高性能和可用性，从而提高用户的生产率。70年代以来，研制的重点是探索关系数据库管理系统的设计，内容包括关系数据语言、查询优化、并发控制和系统性能等。另一类课题是对DBMS标准化的研究，即研究一个统一的DBMS体系结构的规范。
数据库设计这是在计算机系统具有的数据库管理系统的基础上，按照应用要求以及计算机系统所提供的数据模型和功能，设计一个结构良好、使用方便、效率较高的，以数据库为核心的应用信息系统。这一领域主要的研究课题，是数据库设计方法学和设计工具的探索。例如，运用软件工程的方法和工具指导数据库设计；研究数据库设计各个阶段中完备的方法和工具；以关系数据库的规范化理论为指南进行数据库逻辑设计等。
数据库理论主要研究关系数据库理论。关系数据库理论研究的意义，一方面在于它为数据库学科奠定了理论基础;另一方面它为数据库设计提供了判别标准,从而成为数据库设计的有力指南。研究的主要内容是关系的规范化理论。关系规范化理论已应用于数据库设计的各个阶段。
发展数据库技术是计算机科学中发展最快的领域之一，新的领域越来越多。
分布式数据库系统随着70年代后期分布计算机系统的发展，相应地研究成功分布式数据库系统。分布式数据库系统是一个在逻辑上完整，而在物理上分散在若干台互相连接的结点机上的数据库系统。它既具有分布性又具有数据库的综合性。这是数据库系统发展的一个重要方向。分布式数据库系统结构复杂，其中最复杂的是分布式数据库管理系统。
数据库机器新的计算机系统的体系结构。它把由中央处理器包办的数据库操作分散给一些局部的部件来执行，或转移到一个与主计算机相连的专用计算机去执行，以提高并行性。数据库机器的发展，包括智能控制器和存储器，专用处理机和数据库计算机。
数据库语义模型数据库的数据模型基本上属于语法模型，语义体现很不完备，不能明显地含有现实世界的意义。因此，用户只能按照DBMS所提供的数据操纵语言访问数据库。语义模型能准确地描述现实世界中某个部门的信息集合及其意义，使用户能基于对现实世界的认识或用类似于自然语言的形式来访问数据库。这方面的研究已发展为数据语义学。
数据库智能检索数据库技术和人工智能相结合，根据数据库中的事实和知识进行推理，演绎出正确答案，这就是数据库的智能检索。这涉及到自然语言用户接口、逻辑演绎功能和数据库语义模型等问题，如70年代末所开始的知识库管理系统和演绎数据库的研究。
办公室自动化系统中的数据库研究在办公室自动化系统中数据库技术的应用，其中主要研究对各种非格式化数据如图像、声音、正文的处理，以及面向端点用户的高级语言接口。
数据库系统
database systems
由数据库及其管理软件组成的系统。数据库系统是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理的核心机构。计算机的高速处理能力和大容量存储器提供了实现数据管理自动化的条件。
数据库系统一般由4个部分组成：①数据库，即存储在磁带、磁盘、光盘或其他外存介质上、按一定结构组织在一起的相关数据的集合。②数据库管理系统（DBMS）。它是一组能完成描述、管理、维护数据库的程序系统。它按照一种公用的和可控制的方法完成插入新数据、修改和检索原有数据的操作。③数据库管理员（DBA）。④用户和应用程序。对数据库系统的基本要求是：①能够保证数据的独立性。数据和程序相互独立有利于加快软件开发速度，节省开发费用。②冗余数据少，数据共享程度高。③系统的用户接口简单，用户容易掌握，使用方便。④能够确保系统运行可靠，出现故障时能迅速排除；能够保护数据不受非受权者访问或破坏；能够防止错误数据的产生，一旦产生也能及时发现。⑤有重新组织数据的能力，能改变数据的存储结构或数据存储位置，以适应用户操作特性的变化，改善由于频繁插入、删除操作造成的数据组织零乱和时空性能变坏的状况。⑥具有可修改性和可扩充性。⑦能够充分描述数据间的内在联系。
数据库计算机
database computer
实现数据库的存储、管理和控制的一种专用计算机系统。它能十分快速而有效地完成各种数据库操作，并能适应大型数据库的管理。
由于微处理机技术和简约指令集计算机（RISC)技术的飞速发展，使高档微机和各种工作站（见计算机工作站）的价格越来越低，而处理能力和存储容量却越来越高。可以说，通用处理机在这方面的发展在较大程度上降低了人们对数据库机的进一步研究的积极性，使得数据库机的发展在一定程度上处于停顿状态。面对这种严峻形势，它的进一步发展必须解决成本太高和使用太专等问题，以争得用户。数据库机的未来发展概括起来大概有以下几方面：①充分利用大规模集成电路技术、并行处理和其他先进硬件技术，提高数据库机的性能／价格比。②研究新的数据库机体系结构和相应的并行操作算法和软件，提高整机系统的性能，使它能适应一些特殊应用中对海量数据库进行管理的需求。③将它与人工智能技术结合，做出有一定智能的数据库机，使这种机器不但能对数据进行管理和控制，而且能支持对知识的加工和运用，从而在知识处理领域发挥作用。④充分利用分布数据库技术，发展面向通用硬件和软件的能在网络环境下使用的数据库机，提高数据库机的通用性。
关于数据库相关知识，数据库的三个基本特点的介绍到此结束，希望对大家有所帮助。