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| 1.1-数据库概述 | 数据库基础理论概述 |
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7Wate | 2023-08-17 |
概述
数据库是什么
数据库是用于存储、检索和管理数据的组织化系统。在数据库中，数据以结构化的方式组织，可以通过使用查询语言来方便地访问和操作。数据库可以用于保存各种类型的信息，例如客户信息、产品目录、交易记录等。
为什么需要数据库？
- 信息组织：数据库允许企业和个人以结构化的方式组织信息，使数据检索和分析更加高效。
- 数据完整性和准确性：通过使用数据库，可以确保数据的完整性和准确性，防止数据冲突和错误。
- 安全性和隐私：数据库提供了访问控制和加密功能，保护数据不被未授权访问。
- 灵活性和扩展性：数据库可以按需进行扩展，适应不断增长的数据量和复杂的查询需求。
历史发展
1960 年代：计算机化数据库的开始
在 1960 年代，随着计算机价格的下降，私人组织开始将数据存储和数据库转移到计算机上。CODASYL 网络模型和 IMS 层次模型成为流行的数据模型。IBM 的 SABRE 系统用于帮助美国航空管理预订数据，成为商业上的成功案例。
1970 年代：关系型数据库的引入
E.F. Codd 的关系数据库理论改变了人们对数据库的看法。他的模型将数据库的逻辑组织与物理信息存储分离，成为数据库系统的标准原则。Ingres 和 System R 是这一时期的主要关系数据库系统原型。实体 - 关系（ER）模型也在 1976 年被提出，使设计人员能够专注于数据应用。
1980 年代：SQL 成为标准查询语言
1986 年，SQL 成为美国国家标准化协会选择的标准查询语言。关系数据库系统在商业上取得了成功，如 IBM 的 DB2 成为旗舰数据库产品。许多新的数据库公司成立，开发了如 PARADOX、RBASE 5000 等产品。
1990 年代：数据库技术的多元化发展
1990 年代，数据库和数据库软件取得了重要进展。新的客户端开发工具如 Oracle Developer、PowerBuilder、VB 等被发布。物联网的出现导致数据库行业的指数增长。到了 90 年代末，对互联网数据库连接器如 Front Page、Active Server Pages 等的需求增加。
2000 年代：NoSQL 数据库的开始和持续增长
2000 年代初，尽管互联网行业经历了衰退，但数据库应用继续增长。NoSQL 术语首次在 1998 年由 Carlo Strozzi 提出，但直到 2009 年才重新进入行业词汇。新的交互式应用为 PDAs、销售点交易等开发。
今天：数据库无处不在
现在，数据库无处不在，用于增强我们的日常生活。从个人云存储到预测天气，许多我们今天使用的服务都得益于数据库。非关系数据库领域有许多新玩家提供特定解决方案，如 Oracle、MySQL 和 DB2 等。
数据库和数据库管理的未来
未来的数据库和数据库管理将与处理和计算的整体发展紧密相连。**机器学习和人工智能将继续改进并成为数据库及其管理的组成部分。**更快、更高效的数据库管理工具将上市，行业标准将根据最新发展不断迭代。未来对于数据库行业来说看起来非常光明。
数据库的种类
数据库主要分为关系型数据库和非关系型数据库两大类。
关系型数据库
关系型数据库以表格形式存储数据，并使用 SQL 进行查询。表中的每一行代表一个记录，每一列代表一个字段。
常见的关系型数据库：
- Postgres：开源的对象 - 关系型数据库系统，提供了许多先进功能。
- MySQL：流行的开源数据库，适用于网站和在线应用。
- Oracle：企业级数据库，提供了高性能、可靠性和安全性。
- SQL Server：微软推出的数据库解决方案，适合于 Windows 环境。
非关系型数据库
**非关系型数据库不完全依赖表格结构，更加灵活。**非关系型数据库主要分为以下几类：
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**文档型数据库：**存储数据的格式通常为 JSON 或 XML，以文档为单位进行存储和查询，适用于具有丰富结构的数据。
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**键值存储数据库：**以键值对形式存储数据，读写速度快，适用于需要快速读写操作的场景。
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**列族存储数据库：**适用于存储大量数据的场景，以列族形式存储，优化了列式查询的性能。
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**图数据库：**存储图形结构的数据，用于表示实体间的复杂关系。
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**时间序列数据库：**专门处理时间序列数据，适合存储连续产生的带时间戳的数据。
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**对象数据库：**将数据以对象的形式存储，可以直接与对象导向编程语言互操作。
开源和商业数据库产品
对比介绍
数据库是现代组织的核心组成部分，用于存储和管理大量数据。数据库解决方案可以分为两大类：**开源数据库和商业数据库。**以下是关于这两种类型的对比介绍：
| 特点 | 开源数据库 | 商业数据库 |
|---|---|---|
| 许可成本 | 通常无前期许可成本，可能有高级功能的付费版本 | 明显的前期许可成本 |
| 维护成本 | 可能有订阅支持合同，通常较低 | 通常较高，包括专业支持和维护服务 |
| 许可模型 | 开源许可，可能因产品和供应商而异 | 可能包括复杂和限制性的许可协议 |
| 定价结构 | 可能提供免费的基本功能和付费的高级功能 | 根据功能和支持级别定价 |
| 可定制性 | 由于源代码可用，可根据需求定制 | 通常只能由授权用户查看或修改 |
| 供应商支持 | 可能有商业支持选项，也可能依赖社区支持 | 专业供应商提供全面支持，包括补丁和升级 |
| 优点 | 成本效益、灵活性和定制性、社区支持 | 功能丰富、专业支持和维护、合规性和安全性 |
| 缺点 | 可能缺乏专业支持、功能可能有限 | 成本较高、可能缺乏灵活性 |
| 适用背景 | 初创公司和中小企业、开发和测试环境、社区驱动项目 | 大型企业和政府机构、关键业务应用、合规性要求高的行业 |
| 市场趋势 | 成本效益和灵活性使其成为有吸引力的选择 | 传统上提供更全面的功能和工具，但成本较高 |
市场趋势
开源数据库在功能、管理工具和可用 DBA 技能方面的增长，结合商业数据库产品源代码的高成本和复杂的许可协议，使开源产品成为越来越有吸引力的替代方案。
开源和商业数据库各有优势和劣势。开源解决方案提供了成本效益和灵活性，而商业解决方案则提供了全面的功能和专业支持。组织在选择数据库解决方案时应考虑其特定需求、预算和战略目标。
随着开源数据库的成熟和商业数据库的创新，这两种类型的数据库将继续共同推动行业的发展。未来的趋势表明，开源数据库的使用可能会在未来几年内增加，这反映了其在成本、功能和灵活性方面的竞争优势。
无论是开源还是商业，数据库技术都在不断演进，为组织提供了更多的选择和机会来满足其不断变化的业务需求。选择**合适的数据库解决方案需要综合考虑多个因素，包括成本、功能、支持和适用场景。**随着技术的不断发展，开源和商业数据库将继续为组织提供更多的机会和选择。