前言
数据库是现代信息技术的基石，如同数字时代的记忆系统与神经中枢。它系统化地组织、存储和管理海量数据，使数据从零散的记录转变为可高效访问、可靠共享、深度挖掘的战略资产。
从早期文件系统的局限，到关系模型的革命，再到如今多元化的NoSQL、分布式与云原生数据库，数据库技术的发展始终围绕着数据持久化、完整性、一致性、安全性与访问效率等核心目标演进。它不仅是企业运营、科学研究和互联网服务的支撑平台，更是人工智能、大数据分析和物联网等前沿领域的核心驱动力。
本部分将引导您理解数据库的基本原理、关键技术与应用实践，探索如何通过有效的数据库设计与管理，将数据转化为洞察与价值，为构建可靠、智能的数字系统奠定坚实基础。
数据库
概念
描述客观事物的符号记录（Data），包括数字、文字、图像、声音等。
存储方式：
1、以记录形式存储，统一格式。
2、相同类型的数据存放在一起（如"学生"数据不会和"图书"混在一起）。
数据库的保存形式：
MySQL 服务 → 数据库 → 数据表 → 行（记录） + 列（字段）
发展史
第一阶段（层次型/网状型）
IMS（IBM，1969）
第二阶段（关系型）
1、把数据放在 二维表（行、列）里，而不是像层次型或网状型那样用复杂的指针去连接。
2、用数学集合和关系代数来描述和操作数据（比如选择、投影、连接）。 这样数据就更直观、更容易查询和维护。
意义：
1)现在常见的 PostgreSQL、MySQL、Oracle、SQL Server （微软）都是关系型数据库的后代。
2)关系型数据库的出现，让 SQL（结构化查询语言）成为主流。
第三阶段（新型数据库）
特点：面向对象、开放性、多平台
SQL + NoSQL 混合使用第三代
新兴数据库：MariaDB、PostgreSQL、时序数据库 Promethues
五、关系型数据库
关系型数据库
数据模型：E-R 模型（实体-关系）
● 行（记录） = 实体
● 列（字段） = 属性
● 表与表之间存在关系（1对1，1对多，多对多）
主键：唯一、非空，类比学号/身份证号。
常见产品：MySQL、Oracle、SQL Server、DB2、PostgreSQL 等。
非关系型数据库
定义：Not Only SQL，存储方式不限于表，可存储键值对、文档、列式数据等。
典型产品：Redis、Memcached、MongoDB、HBase。
应用场景：高并发、缓存、大数据实时计算。
优点
- 格式灵活（Key-Value、文档、图片等）
- 速度快（基于内存存储）
- 高扩展性
- 成本低（开源，部署简单
缺点
- 不支持 SQL
- 缺少事务处理
- 复杂查询支持不足
- 大部分数据在内存，成本较高
Redis和Memcached对比
相同点：都存储热点数据，内存运行，速度快。
不同点：Redis 支持持久化，数据可落盘；Memcached 纯内存，断电丢失。
关系型和非关系对比
小结
- 主流数据库系统：关系型（MySQL/Oracle/SQL Server）+ 非关系型（Redis/MongoDB）。
- DBMS 的作用：桥梁，负责接收请求、转化指令、执行数据库操作并返回结果。
- 选型思路：
● 数据关系清晰、结构化 → 关系型数据库
● 高并发、非结构化、大数据分析 → 非关系型数据库
● 实际应用常常 SQL + NoSQL 混合使用（如：Redis 缓存 + MySQL 持久化）。
数据库是数据的有序集合，DBMS 负责管理，发展历程从关系型到非关系型，实际应用常常结合使用来兼顾数据持久化和高并发性能。
安装
环境准备
代码：yum -y install gcc gcc-c++ ncurses ncurses-devel bison cmake
- gcc/gcc-c++:编译工具
- ncurses/ncurses-devel:字符终端交互库
- bison：语法分析器
- cmake:MySOL编译工具
创建MySQL专用用户：
代码：useradd -s /sbin/nologin mysql
源码解压与依赖
cd /opt
tar zxvf mysql-5.7.17.tar.gz -C /opt
tar zxvf boost_1_59_0.tar.gz -C /usr/local/
mv /usr/local/boost_1_59_0 /usr/local/boost
上传压缩文件后进行解压。
Cmake编译配置
进入源码目录：
cd /opt/mysql-5.7.17/
执行cmake配置：
cmake
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql
-DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/mysql.sock
-DSYSCONFDIR=/etc
-DSYSTEMD_PID_DIR=/usr/local/mysql
-DDEFAULT_CHARSET=utf8
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci
-DWITH_EXTRA_CHARSETS=all
-DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1
-DWITH_ARCHIVE_STORAGE_ENGINE=1
-DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1
-DWITH_PERFSCHEMA_STORAGE_ENGINE=1
-DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data
-DWITH_BOOST=/usr/local/boost
-DWITH_SYSTEMD=1
编译并安装：
make -j 4 && make install
注意：如CMake配置出错，需删除CMakeCache.txt后重新执行。
上面每个配置说明：
cmake
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql \ #指定mysql的安装路径
-DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/mysql.sock \ #指定mysql进程监听套接字文件（数据库连接文件）的存储路径
-DSYSCONFDIR=/etc \ #指定配置文件的存储路径:/etc/my.cnf
-DSYSTEMD_PID_DIR=/usr/local/mysql \ #指定进程文件的存储路径
-DDEFAULT_CHARSET=utf8 \ #指定默认使用的字符集编码，如 utf8
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci \ #指定默认使用的字符集校对规则
-DWITH_EXTRA_CHARSETS=all \ #指定支持其他字符集编码
-DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 \ #安装INNOBASE存储引擎
-DWITH_ARCHIVE_STORAGE_ENGINE=1 \ #安装ARCHIVE存储引擎
-DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1 \ #安装BLACKHOLE存储引擎
-DWITH_PERFSCHEMA_STORAGE_ENGINE=1 \ #安装FEDERATED存储引擎
-DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data \ #指定数据库文件的存储路径
-DWITH_BOOST=/usr/local/boost \ #指定boost的路径，若使用mysql-boost集成包安装则-DWITH_BOOST=boost
-DWITH_SYSTEMD=1 #生成便于systemctl管理的文件
存储引擎选项:
MYISAM，MERGE，MEMORY和cSv引擎是默认编译到服务器中，并不需要明确地安装。静态编译一个存储引擎到服务器，使用-DWITH engine STORAGE ENGINE= 1
可用的存储引擎值有:ARCHIVE，BLACKHOLE，EXAMPLE，FBDERATBD，IMNOBASB(InnoDB)，PARTTTON(partitioning support),和PERFSCHEMA(Performance schema)
配置MySQL
chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/
chown mysql:mysql /etc/my.cnf
配置文件修改
编辑/etc/my.cnf文件：
client
port = 3306
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
default-character-set=utf8
mysqld
user = mysql
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
port = 3306
character-set-server=utf8
pid-file = /usr/local/mysql/mysqld.pid
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
bind-address = 0.0.0.0
skip-name-resolve
max_connections=2048
default-storage-engine=INNODB
max_allowed_packet=16M
server-id = 1
sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,PIPES_AS_CONCAT,ANSI_QUOTES
mysql
port = 3306
default-character-set=utf8
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
auto-rehash
详细说明
client 客户端配置
port = 3306：客户端连接 MySQL 的端口，默认是 3306。
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock：客户端通过 Unix socket 文件连接 MySQL（Linux/Unix 环境）。
default-character-set=utf8：默认字符集为 UTF-8。
mysqld 服务器端配置
user = mysql：MySQL 服务以 mysql 用户身份运行。
basedir=/usr/local/mysql：MySQL 安装目录。
datadir=/usr/local/mysql/data：MySQL 数据库文件存放目录。
port = 3306：MySQL 服务监听端口。
character-set-server=utf8：服务器默认字符集 UTF-8。
pid-file = /usr/local/mysql/mysqld.pid：存放 MySQL 进程 ID 的文件路径。
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock：服务器端 socket 文件路径。
bind-address = 0.0.0.0：允许任意 IP 连接 MySQL（0.0.0.0 表示监听所有网卡）。
skip-name-resolve：关闭 DNS 解析，使用 IP 地址验证用户，提高连接速度。
max_connections=2048：最大允许同时连接数。(重点)
default-storage-engine=INNODB：默认存储引擎为 InnoDB。
max_allowed_packet=16M：最大允许传输的数据包大小。
server-id = 1：MySQL 唯一 ID，常用于主从复制。
sql_mode=...：设置 SQL 模式，控制 SQL 语法和数据校验规则，如严格模式、禁止零日期、ANSI 引号模式等。
mysql 客户端工具配置
port = 3306：客户端连接端口。
default-character-set=utf8：客户端默认字符集 UTF-8。
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock：使用 Unix socket 文件连接。
auto-rehash：开启自动补全功能（方便在 mysql 命令行中自动补全数据库和表名）。
环境变量设置
echo "PATH=$PATH:/usr/local/mysql/bin" >> /etc/profile
source /etc/profile
数据库初始化
cd /usr/local/mysql/bin/
./mysqld
--initialize-insecure \ # 创建空密码的root账户
--user=mysql
--basedir=/usr/local/mysql
--datadir=/usr/local/mysql/data
服务管理
cp /usr/local/mysql/usr/lib/systemd/system/mysqld.service /usr/lib/systemd/system/
systemctl daemon-reload
systemctl start mysqld.service
systemctl enable mysqld
netstat -anpt | grep 3306
账号密码管理
设置root密码：
mysqladmin -u root -p password "123456"
登录MySQL：
mysql -u root -p123456
