数据库基础知识概述与管理操作指南

数据库基础知识概述与管理操作指南

前言：LAMP 与 LNMP

在现代企业架构中，LAMP（Linux、Apache、MySQL、PHP）和 LNMP（Linux、Nginx、MySQL、PHP）是两种常见的服务器架构。它们通过不同的 Web 服务器（Apache 或 Nginx）结合数据库（MySQL）和 PHP 等脚本语言来提供高效的网站或应用服务。本文将重点介绍数据库基础知识，并结合具体操作示例深入剖析。

第一章：数据库概述

一、数据库基本概念

1.1 数据

数据是对事物的符号记录，如文字、数字、图形、图像、声音等。它以“记录”的形式按照统一的格式存储。举例来说，班级中的学生信息可以通过统一的格式存储，如姓名、年龄、成绩等字段。

数据库通过 MySQL 服务层次进行数据的存储和管理。数据库中的数据存储方式大致为：数据库——>数据表——>记录（行）和字段（列）。最终的数据保存在一行行记录中。

1.2 表

表是关系数据库的核心，由行（记录）和列（字段）组成。表是数据的基本存储单元，记录表示具体的数据，而字段描述数据的属性。例如，一张学生信息表中可能有姓名、年龄、成绩等字段，数据通过记录来存储具体的学生信息。

1.3 数据库

数据库是表的集合，负责存储相互关联的数据。它按照一定的组织方式存储数据，并通过管理系统进行有效的管理和调用。

1.4 数据库管理系统（DBMS）

数据库管理系统是用来组织、管理和存取数据库的系统软件。它的核心功能包括：

1. 建立与维护数据库：如创建数据库、录入数据、数据库恢复等。
2. 数据定义功能：定义全局数据结构、存储结构及安全模型。
3. 数据操纵功能：包括数据查询和更新。
4. 运行管理功能：如并发控制、访问控制等。
5. 通信功能：DBMS 能与其他软件系统通信，如 Access 可与 Office 组件交换数据。

1.5 数据库系统（DBS）

数据库系统是包含硬件、操作系统、数据库、DBMS、应用软件和用户的整体系统。DBMS 管理数据库，用户通过 DBMS 或应用程序操作数据库。

二、数据库发展史

数据库经历了三个发展阶段：

1. 层次型与网状型数据库：1969 年 IBM 公司开发了层次模型数据库 IMS。
2. 关系型数据库：1970 年 IBM 公司提出了关系模型，成为当今大多数数据库的基础。代表产品有 Sysem R 和 Ingres。
3. 第三代数据库：更加丰富的数据模型和强大的管理功能支持新应用，面向对象、跨平台、开放性等成为其特点。

目前，主流的数据库系统主要为关系型数据库，但随着数据规模和需求的增加，非关系型数据库（如 NoSQL）也逐渐兴起。

三、关系型数据库

关系型数据库以表格形式存储数据，数据通过表与表之间的关系进行组织。常见的关系型数据库包括 MySQL、SQL Server、Oracle 等。

• 实体-关系（E-R）模型：实体通过记录表示，表之间的关系用 E-R 图描述。
• 主键：表的主键用于唯一标识记录，必须唯一且非空。

四、非关系型数据库

非关系型数据库（NoSQL）适合海量数据存储和处理，特别是在大数据分析场景中。NoSQL 提供了灵活的存储方式，如键值对、文档、图片等，适用于高并发场景。常见的 NoSQL 数据库有 Redis、MongoDB、HBase 等。

• 优点：
  • 数据存储格式灵活。
  • 速度快，支持硬盘或内存为载体。
  • 高扩展性，成本低。
• 缺点：
  • 不支持 SQL 查询。
  • 无事务处理。
  • 复杂查询能力较弱。

五、总结

1. 主流数据库系统：包括关系型数据库如 MySQL、Oracle、SQL Server，和非关系型数据库如 Redis、MongoDB。
2. DBMS 工作模式：从接受应用程序请求到返回查询结果，DBMS 扮演着核心角色。
3. 关系型数据库 vs 非关系型数据库：前者擅长处理结构化数据，支持复杂查询；后者适合海量数据和高并发场景。

第二章：MySQL 数据库管理

查看与操作数据库

1. 查看数据库与表信息

SHOW DATABASES;   # 查看所有数据库
USE 数据库名;     # 切换到指定数据库
SHOW TABLES;      # 查看数据库中的所有表
DESCRIBE 表名;    # 显示表的结构

2. 常用的数据类型

• int：用于整数数据。
• float：单精度浮点数，精确到小数点后 6 位。
• double：双精度浮点数。
• char：固定长度的字符类型。
• varchar：可变长度的字符类型。
• decimal：用于精确的小数。

3. 主键与字段操作

主键用于唯一标识每条记录，字段是表中的数据列。字段可以通过 ALTER 命令添加、修改或删除。

ALTER TABLE 表名 ADD 列名 数据类型;      # 添加字段
ALTER TABLE 表名 CHANGE 旧列名 新列名 数据类型;   # 修改字段名和类型
ALTER TABLE 表名 DROP 列名;              # 删除字段

数据库操作命令

1. DDL：数据定义语言

用于创建和删除数据库对象，如表和索引。

CREATE DATABASE 数据库名;
CREATE TABLE 表名 (字段1 数据类型, 字段2 数据类型);
DROP TABLE 表名;
DROP DATABASE 数据库名;

2. DML：数据操纵语言

用于插入、删除和修改表中的数据。

INSERT INTO 表名 (字段1, 字段2) VALUES (值1, 值2);
UPDATE 表名 SET 字段名=值 WHERE 条件;
DELETE FROM 表名 WHERE 条件;

3. DQL：数据查询语言

用于从表中查询数据。

SELECT 字段名 FROM 表名 WHERE 条件;

4. DCL：数据控制语言

用于设置用户权限。

GRANT 权限 ON 数据库名.表名 TO '用户名'@'来源地址';
REVOKE 权限 ON 数据库名.表名 FROM '用户名'@'来源地址';

数据库用户管理

1. 创建与删除用户

CREATE USER '用户名'@'来源地址' IDENTIFIED BY '密码';
DROP USER '用户名'@'来源地址';

2. 修改密码

SET PASSWORD FOR '用户名'@'来源地址' = PASSWORD('新密码');

3. 用户授权与撤销权限

GRANT SELECT ON 数据库名.* TO '用户名'@'来源地址';
REVOKE ALL PRIVILEGES ON 数据库名.* FROM '用户名'@'来源地址';

数据表高级操作

1. 清空表

DELETE FROM 表名;         # 逐行删除，保留表结构
TRUNCATE TABLE 表名;      # 清空表数据，表结构保留

2. 临时表与克隆表

临时表在会话结束时会自动销毁。

CREATE TEMPORARY TABLE 表名 (字段1 数据类型);
CREATE TABLE 新表名 LIKE 原表名;       # 克隆表结构
INSERT INTO 新表名 SELECT * FROM 原表名; # 复制数据

结语

2. 临时表与克隆表

临时表在会话结束时会自动销毁。

CREATE TEMPORARY TABLE 表名 (字段1 数据类型);
CREATE TABLE 新表名 LIKE 原表名;       # 克隆表结构
INSERT INTO 新表名 SELECT * FROM 原表名; # 复制数据

结语

本篇内容介绍了数据库的基本概念及其管理操作，包括常用 SQL 语句及数据库用户管理操作。通过了解数据库的工作原理与管理方法，能够更好地进行数据存储和查询操作，为构建高效可靠的数据库系统提供坚实的基础。