為什麼需要數據庫？

因為應用程序需要保存用戶的數據，比如Word需要把用戶文檔保存起來，以便下次繼續編輯或者拷貝到另一台電腦。

要保存用戶的數據，一個最簡單的方法是把用戶數據寫入文件。例如，要保存一個班級所有學生的信息，可以向文件中寫入一個CSV文件：

id,name,gender,score 1,小明,M,90 2,小紅,F,95 3,小軍,M,88 4,小麗,F,88

如果要保存學校所有班級的信息，可以寫入另一個CSV文件。

但是，随着應用程序的功能越來越複雜，數據量越來越大，如何管理這些數據就成了大問題：

• 讀寫文件并解析出數據需要大量重複代碼；
• 從成千上萬的數據中快速查詢出指定數據需要複雜的邏輯。

如果每個應用程序都各自寫自己的讀寫數據的代碼，一方面效率低，容易出錯，另一方面，每個應用程序訪問數據的接口都不相同，數據難以複用。

所以，數據庫作為一種專門管理數據的軟件就出現了。應用程序不需要自己管理數據，而是通過數據庫軟件提供的接口來讀寫數據。至于數據本身如何存儲到文件，那是數據庫軟件的事情，應用程序自己并不關心：

數據模型

數據庫按照數據結構來組織、存儲和管理數據，實際上，數據庫一共有三種模型：

• 層次模型
• 網狀模型
• 關系模型

層次模型就是以“上下級”的層次關系來組織數據的一種方式，層次模型的數據結構看起來就像一顆樹：

網狀模型把每個數據節點和其他很多節點都連接起來，它的數據結構看起來就像很多城市之間的路網：

關系模型把數據看作是一個二維表格，任何數據都可以通過行号 列号來唯一确定，它的數據模型看起來就是一個Excel表：

随着時間的推移和市場競争，最終，基于關系模型的關系數據庫獲得了絕對市場份額。

為什麼關系數據庫獲得了最廣泛的應用？

因為相比層次模型和網狀模型，關系模型理解和使用起來最簡單。

關系數據庫的關系模型是基于數學理論建立的。我們把域（Domain）定義為一組具有相同數據類型的值的集合，給定一組域D1,D2,...,dn，它們的笛卡爾集定義為D1×D2×……×Dn={(d1,d2,...,dn)|di∈Di,i=1,2,...,n}， 而D1×D2×……×Dn的子集叫作在域D1,D2,...,Dn上的關系，表示為R(D1,D2,...,Dn)，這裡的R表示$#%&^@!&$#;!~％¥%:(……算了，根本講不明白，大家也不用理解。

基于數學理論的關系模型雖然講起來挺複雜，但是，基于日常生活的關系模型卻十分容易理解。我們以學校班級為例，一個班級的學生就可以用一個表格存起來，并且定義如下：

通過給定一個班級名稱，可以查到一條班級記錄，根據班級ID，又可以查到多條學生記錄，這樣，二維表之間就通過ID映射建立了“一對多”關系。

數據類型

對于一個關系表，除了定義每一列的名稱外，還需要定義每一列的數據類型。關系數據庫支持的标準數據類型包括數值、字符串、時間等：

上面的表中列舉了最常用的數據類型。很多數據類型還有别名，例如，REAL又可以寫成FLOAT(24)。還有一些不常用的數據類型，例如，TINYINT（範圍在0~255）。各數據庫廠商還會支持特定的數據類型，例如JSON。

選擇數據類型的時候，要根據業務規則選擇合适的類型。通常來說，BIGINT能滿足整數存儲的需求，VARCHAR(N)能滿足字符串存儲的需求，這兩種類型是使用最廣泛的。

主流關系數據庫

目前，主流的關系數據庫主要分為以下幾類：

1. 商用數據庫，例如：Oracle，SQL Server，DB2等；
2. 開源數據庫，例如：MySQL，PostgreSQL等；
3. 桌面數據庫，以微軟Access為代表，适合桌面應用程序使用；
4. 嵌入式數據庫，以Sqlite為代表，适合手機應用和桌面程序。

SQL

什麼是SQL？SQL是結構化查詢語言的縮寫，用來訪問和操作數據庫系統。SQL語句既可以查詢數據庫中的數據，也可以添加、更新和删除數據庫中的數據，還可以對數據庫進行管理和維護操作。不同的數據庫，都支持SQL，這樣，我們通過學習SQL這一種語言，就可以操作各種不同的數據庫。

雖然SQL已經被ANSI組織定義為标準，不幸地是，各個不同的數據庫對标準的SQL支持不太一緻。并且，大部分數據庫都在标準的SQL上做了擴展。也就是說，如果隻使用标準SQL，理論上所有數據庫都可以支持，但如果使用某個特定數據庫的擴展SQL，換一個數據庫就不能執行了。例如，Oracle把自己擴展的SQL稱為PL/SQL，Microsoft把自己擴展的SQL稱為T-SQL。

現實情況是，如果我們隻使用标準SQL的核心功能，那麼所有數據庫通常都可以執行。不常用的SQL功能，不同的數據庫支持的程度都不一樣。而各個數據庫支持的各自擴展的功能，通常我們把它們稱之為“方言”。

總的來說，SQL語言定義了這麼幾種操作數據庫的能力：

DDL：Data Definition Language

DDL允許用戶定義數據，也就是創建表、删除表、修改表結構這些操作。通常，DDL由數據庫管理員執行。

DML：Data Manipulation Language

DML為用戶提供添加、删除、更新數據的能力，這些是應用程序對數據庫的日常操作。

DQL：Data Query Language

DQL允許用戶查詢數據，這也是通常最頻繁的數據庫日常操作。

語法特點

SQL語言關鍵字不區分大小寫！！！但是，針對不同的數據庫，對于表名和列名，有的數據庫區分大小寫，有的數據庫不區分大小寫。同一個數據庫，有的在Linux上區分大小寫，有的在Windows上不區分大小寫。

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