什么是數(shù)據(jù)庫？

大家都有過以下經(jīng)歷吧？

收到曾經(jīng)為自己診治過的牙醫(yī)寄來的明信片，上面寫著“距上次檢查已有半年，請您再來做個牙齒健康檢查”。在生日的前一個月，收到曾入住過的旅店或賓館發(fā)來的“生日當月入住優(yōu)惠”的郵件或者明信片。在網(wǎng)上商城購物之后，收到內(nèi)附“推薦商品列表”的郵件。

這可能是因為牙醫(yī)、酒店或商場經(jīng)營者掌握了客戶的最后就診日期、生日和購買歷史，并且擁有能夠從大量匯總信息中快速獲取所需信息(如您的地址或愛好)的設備(計算機系統(tǒng))。我真的不知道手工完成同樣的工作需要多長時間。

此外，各地區(qū)圖書館現(xiàn)在都配備了計算機，實現(xiàn)了圖書的自動查詢。使用這個系統(tǒng)，你可以通過搜索書名或出版年份，快速找到你想借的書的位置，以及是否已經(jīng)借出。正是因為有了能保存書名、出版年份、存放地點、借閱情況，并能按需查詢的設備，這一切才有可能。

這樣保存了大量的數(shù)據(jù)，計算機可以高效訪問的數(shù)據(jù)集稱為數(shù)據(jù)庫(DB)。將姓名、地址、電話號碼、電子郵件地址、愛好、家庭構(gòu)成等數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中，隨時可以快速獲取想要的信息。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

用于管理數(shù)據(jù)庫的計算機系統(tǒng)被稱為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。為什么要使用專用系統(tǒng)(DBMS)來管理數(shù)據(jù)？

當我們用計算機管理數(shù)據(jù)時，我們通常使用文本文件或Excel等電子表格軟件，這很簡單。但是也有一些缺點。下面舉幾個有代表性的例子。

無法多人共享數(shù)據(jù)

存儲在連接到網(wǎng)絡的計算機中的文件可以由多個用戶通過共享設置在線讀取或編輯。但是，當一個用戶打開文件時，其他用戶無法編輯它。如果是網(wǎng)購商城，當某個用戶購買商品時，其他用戶無法購買。

無法提供操作大量數(shù)據(jù)所需的格式

要想瞬間從幾十萬或幾百萬的數(shù)據(jù)中獲取想要的數(shù)據(jù)，必須將數(shù)據(jù)保存為合適的格式，而文本文件和Excel工作表無法提供相應的格式。

實現(xiàn)讀寫自動化需要編程能力

數(shù)據(jù)讀取和編輯的自動化可以通過編寫計算機程序來實現(xiàn)，但必須以理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，必須具備一定的計算機編程技術(shù)。

無法應對突發(fā)事故

文件誤刪，硬盤故障等。，導致文件不可讀，重要數(shù)據(jù)可能會丟失，數(shù)據(jù)很容易被他人讀取或竊取。

DBMS可以克服這些缺點，實現(xiàn)多個用戶可以安全、簡單地同時操作大量數(shù)據(jù)(圖1-2)。這就是為什么一定要用DBMS的原因。

圖1-2　DBMS能夠?qū)崿F(xiàn)多個用戶同時安全簡單地操作大量數(shù)據(jù)圖1-2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使多個用戶能夠安全簡單地同時操作大量數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的類型

DBMS主要根據(jù)存儲格式(數(shù)據(jù)庫的類型)對數(shù)據(jù)進行分類，目前有五種類型。

1.分級數(shù)據(jù)庫(HDB)

最古老的數(shù)據(jù)庫之一，它以層次結(jié)構(gòu)(樹形結(jié)構(gòu))呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。分層數(shù)據(jù)庫曾經(jīng)是數(shù)據(jù)庫的主流，但是隨著關(guān)系數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)和普及，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了。

2.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(RDB)

關(guān)系數(shù)據(jù)庫是目前應用最廣泛的數(shù)據(jù)庫。關(guān)系數(shù)據(jù)庫誕生于1969年，歷史悠久。和Excel工作表一樣，它也是用一個由行和列組成的二維表來管理數(shù)據(jù)，所以很容易理解(表1)。同時，它還使用特殊的SQL(結(jié)構(gòu)化查詢語言)對數(shù)據(jù)進行操作。

表1　關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表1關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)

這種類型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)被稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)。有五個代表性的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)如下。

Oracle Database：甲骨文公司的RDBMS（通常簡稱為Oracle）SQL Server ：微軟公司的RDBMSDB2：IBM 公司的RDBMSPostgreSQL：開源的RDBMSMySQL ：開源的RDBMS

3.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫

其中一種編程語言叫做面向?qū)ο笳Z言。數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的操作是由對象收集和管理的，因此得名。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫是用來存儲這些對象的數(shù)據(jù)庫。

4.可擴展標記語言數(shù)據(jù)庫

近年來，XMLB作為一種網(wǎng)絡交互數(shù)據(jù)的形式逐漸流行起來。XML數(shù)據(jù)庫可以高速處理大量的XML形式的數(shù)據(jù)。

5.關(guān)鍵價值商店(KVS)

這是一種數(shù)據(jù)庫，簡單地用于保存查詢中使用的鍵和值的組合。有編程語言知識的讀者可以把它想象成關(guān)聯(lián)數(shù)組或散列。近年來，隨著鍵值存儲系統(tǒng)在谷歌等需要超高速查詢大量數(shù)據(jù)的Web服務中的應用，逐漸引起人們的關(guān)注。

下面介紹使用SQL語言的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的操作方法，即關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)。除非另有說明，下面提到的數(shù)據(jù)庫和DBMS指的是RDBMS。

數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的通用體系結(jié)構(gòu)

在使用RDBMS時，最常見的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是客戶機/服務器類型(C/S類型)(圖1)。

圖1　使用RDBMS時的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)時的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

服務器是指用于接收來自其他程序的請求并相應地處理這些請求的程序(軟件)，或者是安裝這些程序的設備(計算機)。繼續(xù)在計算機上處理，并等待收到下一個請求。RDBMS也是一種服務器，可以從存儲在硬盤上的數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)并返回，也可以將數(shù)據(jù)更改為指定的內(nèi)容。

相反，向服務器或安裝程序的設備(計算機)發(fā)送請求的程序(軟件)稱為客戶機。訪問由RDBMS管理的數(shù)據(jù)庫并讀寫數(shù)據(jù)的程序稱為RDBMS客戶端。RDBMS客戶端通過SQL語句向RDBMS服務器發(fā)送它想要獲取什么樣的數(shù)據(jù)或者想要做什么樣的更改等信息。關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)根據(jù)語句的內(nèi)容返回請求的數(shù)據(jù)，或者更新存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。

客戶就像委托人，而服務器就像受托人。因為它們之間的關(guān)系類似于受托人執(zhí)行委托人發(fā)出的指令，所以得名。

這樣，就可以用SQL語句讀寫關(guān)系數(shù)據(jù)庫了。

此外，RDBMS可以與其客戶端安裝在同一臺計算機上，也可以安裝在不同的計算機上。這樣，它們不僅可以通過網(wǎng)絡相互關(guān)聯(lián)，而且多個客戶端可以訪問同一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(圖2)。

圖2 通過網(wǎng)絡可以實現(xiàn)多個客戶端訪問同一個數(shù)據(jù)庫圖2多個客戶端可以通過網(wǎng)絡訪問同一個數(shù)據(jù)庫

客戶端不需要使用同一個程序，只要能把SQL發(fā)送到RDBMS，就能操作數(shù)據(jù)庫。此外，多個客戶端可以同時讀寫同一個數(shù)據(jù)庫。

此外，RDBMS不僅需要同時接收多個客戶端的請求，還需要操作數(shù)據(jù)量較大的數(shù)據(jù)庫，因此通常安裝在性能比客戶端更好的計算機上。在操作一個數(shù)據(jù)量巨大的數(shù)據(jù)庫時，多臺計算機也可以組合使用。

雖然RDBMS 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多種多樣，但是從客戶端發(fā)來的SQL 語句基本上都是一樣的。什么是SQL

SQL是一種為操作數(shù)據(jù)庫而開發(fā)的語言。

最初是為了提高數(shù)據(jù)庫查詢的效率而開發(fā)的，現(xiàn)在不僅可以查詢數(shù)據(jù)，而且基本上可以通過SQL插入和刪除數(shù)據(jù)。

國際標準化組織（ISO）為SQL 制定了相應的標準，以此為基準的SQL 稱為標準SQL。以前，完全基于標準SQL 的RDBMS 很少，通常需要根據(jù)不同的RDBMS來編寫特定的SQL 語句。這樣一來，就會造成能夠在Oracle 中使用的SQL 語句卻無法在SQL Server 中使用，反之亦然。近來，對標準SQL 的支持取得了一些進展，因此希望準備學習SQL 的人們能夠從現(xiàn)在開始就牢記標準SQL 的書寫方式。學會標準SQL 就可以在各種RDBMS 中書寫SQL 語句了。

SQL語句及其類型

SQL使用由關(guān)鍵字、表名、列名等組成的語句(SQL語句)。描述操作內(nèi)容。關(guān)鍵詞是指含義或用法已經(jīng)事先定義好的英文單詞，有“查詢表”或“參照此表”等各種含義的關(guān)鍵詞。

根據(jù)給關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的不同類型的指令，可以將SQL語句分為以下三類。

● DDL

DDL(數(shù)據(jù)定義語言)用于創(chuàng)建或刪除數(shù)據(jù)庫，以存儲數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫中的表和其他對象。DDL包含以下說明。

CREATE： 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫和表等對象DROP： 刪除數(shù)據(jù)庫和表等對象ALTER： 修改數(shù)據(jù)庫和表等對象的結(jié)構(gòu)

●DML

DML(數(shù)據(jù)操作語言)用于查詢或更改表中的記錄。DML包含以下說明。

SELECT：查詢表中的數(shù)據(jù)INSERT：向表中插入新數(shù)據(jù)UPDATE：更新表中的數(shù)據(jù)DELETE：刪除表中的數(shù)據(jù)

●DCL

DCL(數(shù)據(jù)控制語言)用于確認或取消對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)所做的更改。此外，還可以設置RDBMS用戶是否有權(quán)限操作對象(數(shù)據(jù)庫表等)。)在數(shù)據(jù)庫中。DCL包含以下說明。

COMMIT： 確認對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行的變更ROLLBACK： 取消對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行的變更GRANT： 賦予用戶操作權(quán)限REVOKE： 取消用戶的操作權(quán)限SQL 根據(jù)功能不同可以分為三類，其中使用最多的是DML。

SQL的基本編寫規(guī)則

編寫SQL語句時，必須遵守一些規(guī)則。這些規(guī)則很簡單，讓我們一個一個去了解。

■ SQL語句應該是分號(；)結(jié)束

一條SQL語句可以描述一個數(shù)據(jù)庫操作。在RDBMS中，SQL語句也是一條一條執(zhí)行的。

眾所周知，我們用標點符號來標記一個句子的結(jié)尾，漢語句子以句號結(jié)尾。)，英文以點(.)結(jié)尾。)，而SQL語句使用分號(；)結(jié)束。

■ SQL語句不區(qū)分大小寫

SQL對關(guān)鍵字不區(qū)分大小寫。比如無論寫成select還是SELECT，解釋都是一樣的。表名和列名也是如此。

雖然可以根據(jù)個人喜好選擇大寫或小寫(或大小寫混合)，但為了更容易理解，可以使用以下規(guī)則編寫SQL語句。

關(guān)鍵字大寫表名的首字母大寫其余（列名等）小寫但是插入到表中的數(shù)據(jù)是區(qū)分大小寫的。例如，在操作過程中，數(shù)據(jù)Computer、COMPUTER 或computer，三者是不一樣的。

■常量的書寫方法是固定的

SQL語句經(jīng)常需要直接寫字符串、日期或數(shù)字。例如，編寫將字符串、日期或數(shù)字等數(shù)據(jù)插入表中的SQL語句。

直接寫在SQL語句中的字符串、日期或數(shù)字稱為常量。常數(shù)寫如下。

當一個SQL語句包含一個字符串時，它需要像“abc”一樣用單引號(')括起來，以標識它是一個字符串。

當SQL語句包含日期時，它們也需要用單引號括起來。日期有多種格式(“2010年1月26日”或“2010年1月10日”等)。)，也可以使用' 2010-01-26 '的格式。

在SQL語句中寫數(shù)字時，不需要用任何符號來標識。可以直接寫1000這樣的數(shù)字。

■單詞需要用半角空或換行符隔開

SQL語句中的單詞應該用半角空網(wǎng)格或新的行字符分隔。像下面這樣不可分割的語句會導致錯誤，并且不能正常執(zhí)行。

○創(chuàng)建表格產(chǎn)品

× CREATETABLE產(chǎn)品

× CREATE TABLEProduct

但是不能用全角空網(wǎng)格作為單詞的分隔符，否則會出現(xiàn)錯誤，出現(xiàn)意想不到的結(jié)果。

表格內(nèi)容的創(chuàng)建

在我們學習表查詢、數(shù)據(jù)變更等SQL語句之前。我們需要創(chuàng)建學習這些SQL語句所需的數(shù)據(jù)庫和表。

表2 舉例用的商品表表2商品示例列表

這張表是一家小商店出售的商品清單。商品并不多，但我們可以把它們看作是大量數(shù)據(jù)的一部分(畢竟這只是一個為學習SQL而創(chuàng)建的表)。我們可以認為，0003號商品的登記日期、0006號商品的購買單價等空白色內(nèi)容，由于店主的疏忽，忘記輸入。

我們可以看到表2由6列8行組成。最上面一行是數(shù)據(jù)的項目名，真正的數(shù)據(jù)從第二行開始。

備忘接下來，我們會逐步學習創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫和表所使用的SQL 語句的書寫方式。在這之前，請先準備好學習環(huán)境（PostgreSQL）。

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(CREATE DATABASE語句)

如前所述，在創(chuàng)建表之前，您必須首先創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫來存儲該表。運行CREATE DATABASE語句在RDBMS上創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫。CREATEDATABASE語句的語法如下。

這里我們僅指定了使用該語法所需的最少項目，實際開發(fā)數(shù)據(jù)庫時還需要指定各種其他項目。

語法1-1用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的CREATE DATABASE語句

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫& lt數(shù)據(jù)庫名稱>:；

這里我們命名數(shù)據(jù)庫商店，然后執(zhí)行清單1-1中的SQL語句。

代碼清單1-1創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫商店的CREATE DATABASE語句

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫商店；

另外，數(shù)據(jù)庫名、表名、列名要用半角字符(英文字母、數(shù)字、符號)，具體情況后面會介紹。

創(chuàng)建表(CREATE TABLE語句)

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫后，我們使用CREATE TABLE語句在其中創(chuàng)建一個表。CREATE TABLE語句的語法如下

語法1-2創(chuàng)建表格創(chuàng)建表格的語句

創(chuàng)建表格& lt表格名稱>:

以前，所有的介紹都是關(guān)于創(chuàng)建產(chǎn)品表的內(nèi)容?，F(xiàn)在，我們來介紹一下刪除表的方法。刪除一個表的SQL語句非常簡單，只需要一個DROP TABLE語句。

語法1-3刪除表格時使用的刪除表格語句

刪除表格& lt表名>:；

如果您想要刪除產(chǎn)品表，您只需要編寫類似清單1-3的SQL語句。

代碼清單1-3刪除產(chǎn)品表

降表產(chǎn)品；

DROP在英語中的意思是“扔掉”和“放棄”。請務必注意，已刪除的表無法恢復。即使是誤刪的表也無法恢復，只能重新創(chuàng)建，然后才能重新插入數(shù)據(jù)。

其實很多RDBMS 都預留了恢復的功能，但還是請大家認為是無法恢復的。

如果不小心刪了重要的業(yè)務表，那就悲劇了。特別是，存儲大量數(shù)據(jù)的表恢復起來既耗時又費力。請注意！

表定義的更新(ALTER TABLE語句)

有時，在發(fā)現(xiàn)缺少幾列之前，很難創(chuàng)建一個表。事實上，您不需要刪除和重新創(chuàng)建表，只需使用ALTER TABLE語句來更改表定義。ALTER在英語中的意思是“改變”。下面介紹一下這個說法的常用用法。

首先是添加列時使用的語法。

語法1-4用于添加列的ALTER TABLE語句

ALTER TABLE <。表名>:ADD COLUMN & lt列的定義>:；

特定的SQLOracle 和SQL Server 中不用寫COLUMN。

ALTER TABLE <。表名>:ADD & lt列名>:；

另外，在Oracle 中同時添加多列的時候，可以像下面這樣使用括號。

ALTER TABLE <。表名>:ADD(& lt；列名>:，& lt列名>:，……)；

例如，我們可以使用清單1-4中的語句向Product表中添加這樣一個列，product_name_pinyin，它可以存儲一個100位的可變長度字符串。

代碼清單1-4添加了一個product _ name _拼音列，可以存儲100位可變長度字符串

DB2 PostgreSQL MySQL

ALTER TABLE Product ADD COLUMN Product _ name _拼音VARCHAR(100)；

神諭

ALTER TABLE Product ADD(Product _ name _拼音varchar 2(100))；

數(shù)據(jù)庫

ALTER TABLE Product ADD Product _ name _拼音VARCHAR(100)；

相反，刪除表中一列的語法如下。

語法1-5刪除列的ALTER TABLE語句

ALTER TABLE <。表名>:DROP COLUMN & lt列名>:；

特定的SQLOracle 中不用寫COLUMN。

ALTER TABLE <。表名>:DROP & lt列名>:；

另外，在Oracle 中同時刪除多列的時候，可以像下面這樣使用括號來實現(xiàn)。

ALTER TABLE <。表名>:DROP(& lt；列名>:，& lt列名>:，……)；

例如，我們可以使用清單1-5中的語句刪除之前添加的product _ name _拼音列。

代碼清單1-5刪除產(chǎn)品名稱拼音列

SQL Server DB2 PostgreSQL MySQL

ALTER TABLE Product DROP COLUMN Product _ name _拼音；

神諭

ALTER TABLE Product DROP(Product _ name _拼音)；

ALTER TABLE語句與DROP TABLE語句一樣，在執(zhí)行后無法恢復。錯誤添加的列可以通過ALTER TABLE語句刪除，也可以刪除并重新創(chuàng)建所有表。

將數(shù)據(jù)插入產(chǎn)品表

最后，讓我們嘗試將數(shù)據(jù)插入表中。清單1-6顯示了向產(chǎn)品表中插入數(shù)據(jù)的SQL語句。

代碼清單1-6用于將數(shù)據(jù)插入產(chǎn)品表的SQL語句

SQL Server PostgreSQL

- DML:插入數(shù)據(jù)

開始交易；—————————①

插入產(chǎn)品價值(' 0001 '，'t恤'，'衣服'，1000，500，' 2009-09-20 ')；

插入產(chǎn)品價值(' 0002 '，'打孔'，'辦公用品'，500，320，' 2009-09-11 ')；

插入產(chǎn)品價值(' 0003 '，'運動t恤'，'衣服'，4000，2800，空)；

插入產(chǎn)品價值(' 0004 '，'菜刀'，'廚具'，3000，2800，' 2009-09-20 ')；

插入產(chǎn)品價值(' 0005 '，'高壓鍋'，'廚房用具'，6800，5000，' 2009-01-15 ')；

插入產(chǎn)品價值(' 0006 '，'叉子'，'廚房用具'，500，空，' 2009-09-20 ')；

插入產(chǎn)品價值(' 0007 '，'砧板'，'廚房用具'，880，790，' 2008-04-28 ')；

插入產(chǎn)品價值(' 0008 '，'圓珠筆'，'辦公用品'，100，空，' 2009-11-11 ')；

COMMIT

特定的SQLDBMS 不同，代碼清單1-6中的DML語句也略有不同。在MySQL 中運行時，需要把①中的BEGIN TRANSACTION;改寫成

開始交易；

在Oracle 和DB2中運行時，無需使用①中的BEGIN TRANSACTION;（請予以刪除）。

您可以使用insert指令語句INSERT將表1-2中的所有數(shù)據(jù)插入到表中。開頭的BEGIN TRANSACTION語句是開始插入行的指令語句，結(jié)尾的COMMIT語句是確定插入行的指令語句。

怎么入門SQL？

近年來，與其他系統(tǒng)領(lǐng)域一樣，數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域也取得了快速發(fā)展，應用范圍不斷擴大。不僅出現(xiàn)了具有新功能的數(shù)據(jù)庫，而且操作的數(shù)據(jù)量也大大增加了。

估計以后會有很多讀者逐漸積累各種領(lǐng)域、各種規(guī)模的系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(也可能已經(jīng)開始從事開發(fā)工作)，然后所有系統(tǒng)都必須使用數(shù)據(jù)庫。他們使用的數(shù)據(jù)庫，即使不是關(guān)系數(shù)據(jù)庫，也必須基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫。從這個意義上說，如果你掌握了關(guān)系數(shù)據(jù)庫和SQL，你就可以成為任何系統(tǒng)開發(fā)所需要的數(shù)據(jù)庫專家。