数据库基础介绍
面临的挑战：
数据库系统架构：
数据库DB、数据库管理系统DBMS（负责数据库的搭建、使用和维护的系统软件，通过组织、索引、查询、修改数据库文件、实现数据定义、组织、存储、管理以及数据库操作、运行和维护等主要功能）、数据库应用程序DBAP、数据库管理员DBA。
存储管理（负责数据的物理存储和管理）、数据库管理（负责数据的逻辑管理和操作）、应用管理（负责应用程序与数据库的交互）、用户管理（负责用户的权限管理的数据访问控制）
数据库发展史：人工管理------文件系统------数据库系统。
NoSQL数据库通过非关系模型来管理数据，适用于管理大规模、非结构化数据，具有高扩展性和高性能的特点；NewSQL数据库则结合了关系型数据库和NoSQL数据库的优点，提供高性能和高扩展性的同时，仍然支持SQL查询。
面临的挑战：
数据类型多样性和异构处理能力；高度的可扩展性和可伸缩性；时效性；大数据时代；
5V特性：Volume数量、Variety多样性、Value价值、Velocity速度、Veracity真实性
数据库类型：
结构化数据：指可以使用关系型数据库表进行存储的数据。数据格式固定、利于存储和管理。
非结构化数据：数据格式不固定、内容多样化，难以进行标准化处理。适用于大数据存储和处理技术
半结构化数据：数据格式不固定、但包含标签或标记，用于描述数据的层次和关系。适用于需要部分结构化信息的场景。
关系型数据库和非关系型数据库的区别：
关系型数据库是垂直扩展，即通过增加单个服务器的性能来提升数据库的处理能力；非关系数据库则更适合水平扩展，即通过增加更多的服务器节点来提升整体的处理能力，适用于大规模数据处理和分布式存储。
关系型数据库的数据一致性高，支持复杂的查询和事务处理，适用于结构化数据和严格数据一致性的应用场景；非关系型数据库扩展性强，读写性能高，适用于海量数据和高并发访问的应用场景。
关系型数据库简介：
数据库：物理操作系统文件或磁盘数据块的集合
数据库实例：操作系统中一系列的进程以及为这些进程分配的内存。实例是数据库管理系统的运行环境，负责管理数据库的存储、管理和更新操作。
分布式集群：通过网络将多个服务器连接起来，形成一个逻辑上集中、物理上分布的大型数据库系统。
关系型数据库结构：
查询管理器：将用户的查询语句转化成内部命令；
存储管理器：负责执行这些命令，并管理数据库的物理存储结构；
数据存储和查询流程：
查询管理器接收用户查询，由DML和DDL解释器进行解释翻译------解析后的命令传给存储管理器------存储管理器根据命令对数据库文件、数据字典和索引进行操作------操作结果返回用户
模式Schema：包含表及其他数据库对象、数据类型、函数、操作符等，是对象的集合
允许多个用户使用一个数据库而不干扰其他用户；把数据库对象组织成逻辑组，让他们更便于管理；形成命名空间，避免对象的名字冲突。
可以更好地组织和管理数据库中的各种对象，确保用户可以高效地共享和使用同一个数据库而不会互相干扰。
表空间Tablespace：由一个或多个数据文件组成
通过表空间定义数据库对象文件的存放位置------频繁使用的索引放置在性能稳定且运算速度快的磁盘上；归档数据，使用频率低，对访问性能要求低的表存放在速度慢的磁盘上。
数据库中所有对象在逻辑上都存放在表空间中，在物理上储存在表空间所属的数据文件中------通过表空间限制物理空间使用上限，避免磁盘空间被耗尽。
帮助我们更好地管理数据库对象地存放位置，还能优化数据库的性能和资源利用。
数据库对象------表Table
行------记录、元组；列------字段（包含列名和数据类型）、域
其他数据库对象：视图view、index索引、sequence序列、store procedure存储过程、function函数
事务Transaction：一组原子性地SQL执行单元，具有ACID特性：原子性、一致性、隔离性、持久性
事务结束的标记：COMMIT（提交事务）正常结束；ROLLBACK（回滚事务）异常结束
MySQL 关系型数据库
物理存储结构和内存结构：
内存结构（主要用于存储临时数据和日志的缓冲）
缓冲池Buffer Pool：用于缓存数据页和索引页。通过缓冲池，MySQL可以减少对磁盘的访问，提高数据读取和写入的性能；
更改缓冲区Change Buffer：用于缓存对非唯一索引的更改操作。通过将这些更改操作缓存在内存中，可以减少对磁盘的写入次数，从而提高写入性能；
日志缓冲区Log Buffer：在事务提交之前，事务日志会先写入日志缓冲区，然后再批量写入磁盘，可以提高事务处理的效率；
物理架构：
系统表空间System Tablespace：存储引擎的核心部分
文件表空间File-Per-Table Tablespace：每个表都有自己独立的表空间文件，ibd文件，这种结构使得表的数据和索引存储在独立的文件中，便于管理和备份
重做日志Redo Log：用于记录事务的更改操作，以便在系统崩溃时进行数据恢复，包括Ib_logfile0和Ib_logfile1
撤销日志Undo Log：记录日志的撤销操作，在回滚时恢复数据
MySQL主从复制原理：
主从复制是MySQL常用的一种数据同步机制，能够实现数据的高可用性和负载均衡
从库生成两个线程，一个I/O线程和一个SQL线程
