MySQL数据库 第1章：数据库入门

• 1.1 数据库基础
• • 1.1.1 数据库概述
  • 1.1.2 数据库技术的发展
  • 1.1.3 三级模式和二级映像
  • 1.1.4 数据模型
  • 1.1.5 关系运算
  • 1.1.6 SQL语言
  • 1.1.7 常见数据库产品
• 1.2 MySQL安装
• • 1.2.1 获取MySQL
  • 1.2.2 安装MySQL
  • 1.2.3 配置MySQL
  • 1.2.4 管理MySQL服务
  • 1.2.5 用户登录与设置密码
  • 1.2.6 MySQL客户端的相关命令
• 1.3 常用图形化工具
• • 1.3.1 SQLyog
  • 1.3.2 Navicat
• 1.4 总结

1.1 数据库基础

数据库（Database，DB）

1.1.1 数据库概述

数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库

这里需要理解三个概念：数据库、数据库管理系统、数据库应用程序

数据库：
提供存储空间来存储数据的一个容器

数据库管理系统（Database Management System，DBMS）：
专门用来创建和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间，比如MySQL、Oracle、SQL Server、DB2、postgresql等

数据库应用程序：
数据库管理系统很多时候无法满足用户对数据库的管理需求，此时就需要使用数据库应用程序与数据库管理系统进行通信、访问和管理DBMS中存储的数据。常见的数据库应用程序有：SQLyog、Navicat、DbVisualizer等

他们之间的关系如下图所示：

1.1.2 数据库技术的发展

数据库技术经历了三个发展阶段：

1. 人工管理阶段
2. 文件系统阶段
3. 数据库系统阶段

1.1.3 三级模式和二级映像

三级模式：数据库管理系统从三个层次来管理数据，分别是外部层(External Level)、概念层(Conceptual Level)和内部层(Internal Level)，这三个层次分别对应三种模式，分别是外模式(External Schema)、概念模式(Conceptual Schema)和内模式(Internal Schema)。

二级映像：外模式和概念模式之间，概念模式和内模式之间还存在映像，即二级映像。

他们之间关系如下所示：

外模式：面向应用程序，用于描述用户的数据视图（View）

内模式：又称为物理模式、存储模式，描述数据在磁盘中如何存储的

概念模式：又称为逻辑模式，描述数据的整体逻辑结构的。

为了更好理解，以Excel表格类比成数据库：

1. 概念模式：类似与表格的列标题，描述了表格中都包含哪些信息。
2. 内模式：将Excel表格另存为文件时，可以选择保存的文件路径、保存类型（如xls,xlsx,csv等格式），这些与存储相关的描述信息相当于内模式。在数据库中内模式描述数据的物理结构和存储方式。
3. 外模式：外模式可以为不同的用户需求创建不同的视图（视图就是基本表中查询出的部分数据就是一个视图）
   因此，一个数据库可以有多个外模式，但概念模式和内模式则只有一个。

1.1.4 数据模型

数据库发展的过程中出现了3种数据模型：层次模型、网状模型、关系模型

建立在关系模型之上的数据库叫做关系型数据库，本文所讲mysql就是一个关系型数据库。

要理解关系模型就要先理解一些概念：数据建模、概念模型的术语、E-R图、关系模型、关系模型的完整性。

1. 数据建模
   数据建模是对现实世界中的各类数据的抽象组织，以确定数据库的管辖范围、数据的组织形式等。
   数据建模大致分为3个阶段：
   
   数据建模的过程如下：
   

2. 概念模型的术语
   实体（Entity）是指客观存在并可相互区分的事物。
   例如，学生、班级、课程都是实体。
   属性（Attribute）是指实体所具有的某一特性，一个实体可由若干个属性来描述。
   例如，学生实体的属性有学号、学生姓名和学生性别。
   属性由两部分组成，分别是属性名和属性值。
   例如，学号和学生姓名是属性名，而“1、张三”这些具体值是属性值。
   联系（Relationship）是指实体与实体之间的联系，有一对一、一对多、多对多三种情况。
   例如，每个学生都有一个学生证，学生和学生证之间是一对一的联系；一个班级有多个学生，班级和学生是一对多的联系；一个学生可以选修多门课程，一门课程又可以被多个学生选修，学生和课程之间就形成了多对多的联系。
   实体型（Entity Type）实体类型，通过实体名（如学生）及其属性名集合（如“学号、学生姓名、学生性别”）来抽象描述同类实体。
   实体集（Entity Set）是指同一类型的实体集合，如全校学生就是一个实体集。

3. E-R图
   E-R图也称为实体-联系图（Entity Relationship Diagram）。
   E-R图是一种用图形表示的实体联系模型，E-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型。

E-R图通用的表示方式如下。
实体：用矩形框表示，将实体名写在框内。
属性：用椭圆框表示，将属性名写在框内，用连线将实体与属性连接。
联系：用菱形框表示，将联系名写在框内，用连线将相关的实体连接，并在连线旁标注联系类型（一对一“1:1”、一对多“1:n”、多对多“n:m”）。

5. 关系模型
   关系（Relation）用于反映元素之间的联系和性质。从用户角度来看，关系模型的数据结构是二维表，即通过二维表来组织数据。
   一个关系对应一张二维表，表中的数据包括实体本身的数据和实体间的联系。
   
   属性（Attribute）：二维表中的列称为属性，每个属性都有一个属性名。
   元组（Tuple）：二维表中的每一行数据称为一个元组。
   域（Domain）：域是指属性的取值范围，例如，性别属性的域为男、女。

6. 关系模型的完整性
   关系模型的完整性：为了保证数据库中数据的正确性和相容性，需要对关系模型进行完整性约束。完整性通常包括实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性
实体完整性：要求关系中的主键不能重复，且不能取空值。空值是指不知道、不存在或无意义的值。
   参照完整性：要求关系中的外键要么取空值，要么取被参照关系中的某个元组的主键值。
   用户自定义完整性：是用户针对具体的应用环境定义的完整性约束条件，由DBMS检查用户自定义的完整性，比如用户名不允许重复等。

1.1.5 关系运算

关系模型可以使用关系代数（Relational Algebra）来进行关系运算。

关系代数是一种抽象的查询语言，是研究关系模型的数学工具。

关系代数运算符主要包括并、差、交、笛卡尔积、选择、投影、连接和除

并（Union）、差（Difference）、交（Intersection）
并、差、交运算要求参与运算的两个关系具有相同数量的属性。运算结果是一个具有相同数量属性的新关系。

设有关系R和关系S
R∪S表示合并两个关系中的元组，数学描述：R∪S={t | t∈R ∨ t∈S}
R－S表示找出属于R但不属于S的元组，数学描述：R－S={t | t∈R ∧ t∉S }
R∩S表示找出既属于R又属于S的元组，数学描述：R∩S={t | t∈R ∧ t∈S}
∨表示逻辑运算符或，∧表示逻辑运算符与

笛卡尔积（Cartesian Product）设关系R有n个属性，关系S有m个属性
R和S的笛卡尔积：元组的前n个属性来自R，后m个属性来自S。
结果属性个数=n+m，结果元组的总个数=R和S中的元组的乘积。
数学描述：假设R(<