RDBMS是什么

 
RDBMS 是 Relational Database Management System 的缩写,中文译为“关系数据库管理系统”,它是 SQL 语言以及所有现代数据库系统(例如 SQL Server、DB2、Oracle、MySQL 和 Microsoft Access)的基础。

关系数据库管理系统(RDBMS)是一种基于 E. F. Codd 发明的关系模型的数据库管理系统(DBMS)。

什么是表(Table)?

在 RDBMS 中,数据被存储在一种称为表(Table)的数据库对象中,它和 Excel 表格类似,都由许多行(Row)和列(Column)构成。每一行都是一条数据,每一列都是数据的一个属性,整个表就是若干条相关数据的集合。

表是关系型数据库中最常见、最简单的数据存储形式。

下面是一个名为“website”的网站信息表的示例:
+----+----------------+----------------------------+-----+-------+---------+---------+
| id | name           | url                        | age | alexa | uv      | country |
+----+----------------+----------------------------+-----+-------+---------+---------+
|  1 | 百度           | https://www.baidu.com/     |  21 |     4 |  5010.5 | CN      |
|  2 | 淘宝           | https://www.taobao.com/    |  17 |     8 | 3996.75 | CN      |
|  3 | C语言中文网    | http://c.biancheng.net/    |  12 |  7923 |   11.62 | CN      |
|  4 | Google         | https://www.google.com/    |  23 |     1 |   36474 | US      |
|  5 | GitHub         | https://github.com/        |  13 |    95 |   216.3 | US      |
|  6 | Stack Overflow | https://stackoverflow.com/ |  16 |    48 |   592.2 | US      |
|  7 | Yandex         | http://www.yandex.ru/      |  11 |    53 |  591.82 | RU      |
|  8 | VK             | https://vk.com/            |  23 |    23 |    1206 | RU      |
+----+----------------+----------------------------+-----+-------+---------+---------+

什么是字段(Field)?

每个表都由若干列构成,每一列都称为一个字段(Field),上表 website 所包含的字段有 id、name、url、age、alexa、uv 和 country。

字段用来维护数据表中每一条数据(记录)的特定信息。

什么是列(Column)?

列(Column)是从垂直方向观察表中的数据,它包含了与某个字段相关联的所有信息。

例如,website 表中有一列为 url,它表示网站的地址,如下所示:
+----------------------------+
| url                        |
+----------------------------+
| https://www.baidu.com/     |
| https://www.taobao.com/    |
| http://c.biancheng.net/    |
| https://www.google.com/    |
| https://github.com/        |
| https://stackoverflow.com/ |
| http://www.yandex.ru/      |
| https://vk.com/            |
+----------------------------+

程序员往往不刻意区分字段(Field)和列(Column)的概念,而是将它们等同看待,因此您可以说“website 表的 age 字段”,也可以说“website 表的 age 列”,它们都是等价的。为了加深读者理解,本教程也不区分字段和列的概念,而是将它们混用。

什么是记录(Record)?

数据表中的每一行数据都称为一条记录(Record),有多少行数据就有多少条记录。

字段是从垂直方向看表中的数据,记录是从水平方向看表中的数据。

上表website 共有 8 条记录,以下是第 3 条记录:
+----+----------------+----------------------------+-----+-------+---------+---------+
|  3 | C语言中文网    | http://c.biancheng.net/    |  12 |  7923 |   11.62 | CN      |
+----+----------------+----------------------------+-----+-------+---------+---------+

程序员往往也不刻意区分记录(Record)和行(Row)的概念,而是将它们等同看待,因此您可以说“website 表的第 3 条记录”,也可以说“website 表的第 3 行”,它们都是等价的。为了加深读者理解,本教程也不区分记录和行的概念,而是将它们混用。

什么是空值(NULL)?

字段的取值可以为 NULL,此时意味着该字段是空的,没有任何值,所以 NULL 被称为“空值”。更多内容请转到《SQL NULL》。

注意,NULL 和零值不一样,和包含空白符(空格、缩进、换行等)的字段也不一样,NULL 字段是指在添加记录的时候留空的字段,也即不为该字段指定任何值。

SQL 约束

约束(Constraint)是指表的数据列必须强行遵守的规则,这些规则用于限制插入表中的数据的值,这样能够确保每份数据的准确定和可靠性。

约束可以是列级别,也可以是表级别;列级约束仅作用于某一列,而表级约束则作用于整张表。

下面是 SQL 常用的一些约束:
约束 说明
NOT NULL 非空约束,确保列中不能有 NULL 值。
DEFAULT 默认约束,如果未指定值,那么列将提供默认值。
UNIQUE 唯一约束,确保列中所有的值都不相同。
PRIMARY KEY 主键,用来唯一标识数据表中的每一行/记录。
FOREIGN KEY 外键,用于将两个表连接在一起,让两个表的数据保持同步。
CHECK 检查性约束,用于限定列的取值范围。
INDEX 索引,用于快速从数据库中检索或者获取数据。

数据的完整性

每个 RDBMS 都存在以下几种类别的数据完整性:
  • 实体完整性:表中的一行(一条记录)代表一个实体,表中不能有重复的行。
  • 域完整性:域也即字段,域完整性用来保证字段的取值是合理的。
  • 引用完整性:一个表中的字段可以引用另外一个表中的记录。如果某条记录被另外一个表中的字段引用,那么该记录不能被删除。
  • 自定义完整性:除了以上三种基本的完整性约束,不同版本的 RDBMS 在实现时,还可以根据其具体的应用环境,自己制定一些其它的完整性约束。

数据库范式

设计关系型数据库时,需要遵守一些特定的规范才能设计出合理的数据库,这些规范就称为“范式”,满足不同程度的规范就是不同的范式。范式的目的在于:
  • 消除冗余数据,比如,不应该将两份相同的数据存储到不同的表中;
  • 确保数据之间的关联性是有意义的。

以上两点不但能减少数据库占用的存储空间,还能确保数据之间有清晰的逻辑关系。

关系型数据库之父 Edgar Frank "Ted" Codd 提出了六种范式,但是从长期实践看,三种范式更具有实际的意义。满足最低要求的叫第一范式,简称 1NF;在第一范式的基础上满足进一步要求的称为第二范式,简称 2NF;以此类推,在第二范式的基础上满足更加进一步要求的称为第三范式,简称 3NF。

遵守的范式级别越高,数据的冗余越少,下一级别的范式包含上一级别的所有范式;也就是说,范式级别越高越严格。

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