各种数据库介绍

数据库介绍

1. 什么是数据库

    简单说存放数据的仓库,这个仓库按照一定的数据结构<数据结构是指数据的组织形
式或数据之间的联系>来组织、存储的,我们可以通过数据库提供的多种方法来管理数据库里
的数据
    我们简单形象的理解,比如我们人类这个大社会,我们的身份证,户口簿等等都和数
据库有关

2. 产生发展

    数据库产生于 60 多年前,随着信息技术和市场的发展,特别是二十世纪九十年代以
后,数据管理不再仅仅是存储和管理数据,而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。数据
库有很多种类型,从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系
统都在各个方面得到了广泛的应用

数据库的分类

    数据库通常分为层次式数据库、网络式数据库和关系式数据库三种。而不同的数据库是按不
同的数据结构来联系和组织的。
而在当今的互联网中,最常见的数据库模型主要是两种,即关系型数据库和非关系型数据库。

1. 关系型数据库介绍

(1)关系型数据库的由来
    虽然网状数据库和层次数据库已经很好的解决了数据的集中和共享问题,但是在数据库独立性和抽象级别上扔有很大欠缺。用户在对这两种数据库进行存取时,仍然需要明确数据的存储结构,指出存取路径。而关系型数据库就可以较好的解决这些问题。

(2)关系型数据库介绍
    关系型数据库模型是把复杂的数据结构归结为简单的二元关系(即二维表格形式)。在关系型数据库中,对数据的操作几乎全部建立在一个或多个关系表格上,通过对这些关联的表格分类、合并、连接或选取等运算来实现数据库的管理。
    关系型数据库诞生 40 多年了,从理论产生发展到现实产品,例如: Oracle 和 MySQL,Oracle在数据库领域上升到霸主地位,形成每年高达数百亿美元的庞大产业市场。

(3)关系型数据库表格之间的关系举例
学生信息,图书信息

2. 非关系型数据库介绍

(1)非关系型数据库诞生背景
    NoSQL,泛指非关系型的数据库。随着互联网 web2.0 网站的兴起,传统的关系数据库在应付 web2.0 网站,特别是超大规模和高并发的 SNS 类型的 web2.0 纯动态网站已经显得力不从心,暴露了很多难以克服的问题,而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。 NoSQL数据库在特定的场景下可以发挥出难以想象的高效率和高性能,它是作为对传统关系型数据库的一个有效的补充。
    NoSQL(NoSQL = Not Only SQL ),意即“不仅仅是 SQL”,是一项全新的数据库革命性
运动,早期就有人提出,发展至 2009 年趋势越发高涨。 NoSQL 的拥护者们提倡运用非关系型
的数据存储,相对于铺天盖地的关系型数据库运用,这一概念无疑是一种全新的思维的注入。

(2)非关系型数据库种类
1)键值存储数据库( key-value)
    键值数据库就类似传统语言中使用的哈希表。可以通过key来添加、查询或者删除数据库,因为使用 key 主键访问,所以会获得很高的性能及扩展性。
    键值数据库主要使用一个哈希表,这个表中有一个特定的键和一个指针指向特定的数据。Key/value 模型对于 IT 系统来说的优势在于简单、易部署、高并发。典型产品: Memcached、 Redis、 MemcacheDB
2)列存储( Column-oriented)数据库
    列存储数据库将数据存储在列族中,一个列族存储经常被一起查询的相关数据,比如人类,我们经常会查询某个人的姓名和年龄,而不是薪资。这种情况下姓名和年龄会被放到一个列族中,薪资会被放到另一个列族中。这种数据库通常用来应对分布式存储海量数据。
典型产品: Cassandra、 HBase
3)面向文档( Document-Oriented)数据库
    文档型数据库的灵感是来自于 Lotus Notes办公软件,而且它同第一种键值数据库类似。该类型的数据模型是版本化的文档,半结构化的文档以特定的格式存储,比如 JSON。文档型数据库可以看作是键值数据库的升级版,允许之间嵌套键值。而且文档型数据库比键值数据库的查询效率更高。
    面向文档数据库会将数据以文档形式存储。每个文档都是自包含的数据单元,是一系列数据项的集合。每个数据项都有一个名词与对应值,值既可以是简单的数据类型,如字符串、数字和日期等;也可以是复杂的类型,如有序列表和关联对象。数据存储的最小单位是文档,同一个表中存储的文档属性可以是不同的, 数据可以使用 XML、 JSON 或 JSONB 等多种形式存储。
典型产品: MongoDB、 CouchDB
4)图形数据库
    图形数据库允许我们将数据以图的方式存储。实体会被作为顶点,而实体之间的关系则会被作为边。比如我们有三个实体, Steve Jobs、 Apple 和 Next,则会有两个“Founded by”的边将 Apple 和 Next 连接到 Steve Jobs。典型产品: Neo4J、 InforGrid

3. 常用关系型数据库产品介绍

(1)Oracle 数据库
    ORACLE 数据库系统是美国 ORACLE公司(甲骨文)提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品,是目前最流行的客户/服务器(CLIENT/SERVER)或 B/S 体系结构的数据库之一。比如SilverStream 就是基于数据库的一种中间件。 ORACLE 数据库是目前世界上使用最为广泛的数据库管理系统,作为一个通用的数据库系统,它具有完整的数据管理功能;作为一个关系数据库,它是一个完备关系的产品;作为分布式数据库它实现了分布式处理功能。但它的所有知识,只要在一种机型上学习了 ORACLE 知识,便能在各种类型的机器上使用它。Oracle 数据库最新版本为 Oracle Database 12c。 Oracle 数据库 12c 引入了一个新的多承租方架构,使用该架构可轻松部署和管理数据库云。此外,一些创新特性可最大限度地提高资源使用率和灵活性,如 Oracle Multitenant 可快速整合多个数据库,而 AutomaticData Optimization 和 Heat Map能以更高的密度压缩数据和对数据分层。这些独一无二的技术进步再加上在可用性、安全性和大数据支持方面的主要增强,使得 Oracle 数据库 12c 成为私有云和公有云部署的理想平台。但是去IOE计划后大部分互联网公司转向使用mysql。

(2) MySQL 数据库
    MySQL(发音为”my ess cue el”,不是”mysequel”)是一种开放源代码的关系型数据库管理系统( RDBMS), MySQL 数据库系统使用最常用的数据库管理语言–结构化查询语言( SQL)进行数据库管理。由于 MySQL 是开放源代码的,因此任何人都可以在 General Public License的许可下下载并根据个性化的需要对其进行修改。MySQL因为其速度、可靠性和适应性而备受关注。大多数人都认为在不需要事务化处理的情况下, MySQL 是管理内容最好的选择。
    MySQL这个名字,起源不是很明确。一个比较有影响的说法是,基本指南和大量的库和工具带有前缀“my”已经有 10 年以上,而且不管怎样, MySQL AB 创始人之一的 Monty Widenius的女儿也叫 My。这两个到底是哪一个给出了 MySQL这个名字至今依然是个迷,包括开发者在内也不知道。

(3)MariaDB 数据库
    MariaDB 数据库管理系统是 MySQL的一个分支,主要由开源社区在维护,采用 GPL 授权许可。开发这个分支的原因之一是:甲骨文公司收购了 MySQL 后,有将 MySQL闭源的潜在风险,因此社区采用分支的方式来避开这个风险。 MariaDB 的目的是完全兼容MySQL,包括 API 和命令行,使之能轻松成为 MySQL 的代替品。在存储引擎方面,使用 XtraDB(英语: XtraDB)来代替 MySQL 的 InnoDB。 MariaDB 由 MySQL 的创始人 Michael Widenius(英语:Michael Widenius)主导开发,他早前曾以 10 亿美元的价格,将自己创建的公司 MySQL AB卖给了 SUN, 此后,随着 SUN 被甲骨文收购, MySQL 的所有权也落入 Oracle 的手中。MariaDB 名称来自 Michael Widenius 的女儿 Maria 的名字

(4)SQL Server 数据库
    SQL Server 是由 Microsoft 开发和推广的关系数据库管理系统( DBMS),它最初是由Microsoft、 Sybase 和 Ashton-Tate 三家公司共同开发的,并于 1988 年推出了第一个 OS/2版本。 Microsoft SQL Server 近年来不断更新版本, 1996 年, Microsoft 推出了 SQLServer 6.5 版本; 1998 年, SQL Server 7.0 版本和用户见面; SQL Server 2000 是Microsoft 公司于 2000 年推出,目前最新版本是 2014 年 4 月份推出的 SQL SERVER 2014,可能在今明年之类推出 2016 正式版。

(5)Access 数据库Microsoft Office Access     是微软把数据库引擎的图形用户界面和软件开发工具结合在一起的一个数据库管理系统。它是微软 OFFICE 的一个成员, 在包括专业版和更高版本的office 版本里面被单独出售。 2012 年 12 月 4 日,最新的微软 Office Access 2013 在微软Office 2013 里发布,微软 Office Access 2010 是前一个版本。MS ACCESS 以它自己的格式将数据存储在基于 Access Jet 的数据库引擎里。它还可以直接导入或者链接数据(这些数据存储在其他应用程序和数据库)。软件开发人员和数据架构师可以使用 Microsoft Access 开发应用软件,“高级用户”可以使用它来构建软件应用程序。和其他办公应用程序一样, ACCESS 支持 Visual Basic 宏语言,它是一个面向对象的编程语言,可以引用各种对象,包括 DAO(数据访问对象),ActiveX 数据对象,以及许多其他的 ActiveX 组件。可视对象用于显示表和报表,他们的方法和属性是在 VBA编程环境下, VBA 代码模块可以声明和调用 Windows 操作系统函数。

(6) PostgreSQL 数据库
    PostgreSQL是一个自由的对象-关系数据库服务器(数据库管理系统),它在灵活的 BSD-风格许可证下发行。它提供了相对其他开放源代码数据库系统(比如 MySQL 和Firebird),和专有系统(比如 Oracle、 Sybase、 IBM 的 DB2 和 Microsoft SQL Server)之外的另一种选择。事实上, PostgreSQL 的特性覆盖了 SQL-2/SQL-92 和 SQL-3/SQL-99,首先,它包括了可以说是目前世界上最丰富的数据类型的支持,其中有些数据类型可以说连商业数据库都不具备PostgreSQL 拥有一支非常活跃的开发队伍,而且在许多黑客的努力下, PostgreSQL 的质量日益提高

(7)其他一些不常有的数据库DB2, Informix, Syase 等

4. 常用 非 关系 型 数据 库产 品介 绍

(1) Memcached( key-value)
    memcached 是以 LiveJournal 旗下 Danga Interactive 公司的 Brad Fitzpatric 为首开发的一款软件。已成为 mixi、 hatena、 Facebook、 Vox、 LiveJournal 等众多服务中提高 Web 应用扩展性的重要因素。许多 Web 应用都将数据保存到 RDBMS 中,应用服务器从中读取数据并在浏览器中显示。但随着数据量的增大、访问的集中,就会出现 RDBMS 的负担加重、数据库响应恶化、网站显示延迟等重大影响。
这时就该 memcached 大显身手了。 memcached 是高性能的分布式内存缓存服务器。一般的使用目的是,通过缓存数据库查询结果,减少数据库访次数,以提高动态 Web 应用的速度、提高可扩展性。Memcached 的守护进程( daemon )是用 C 写的,但是客户端可以用任何语言来编写,并通过 memcached 协议与守护进程通信。但是它并不提供冗余(例如,复制其 hashmap 条目);当某个服务器 S 停止运行或崩溃了,所有存放在 S 上的键/值对都将丢失。Memcached 由 Danga Interactive 开发,其最新版本发布于 2010 年,作者为 AnatolyVorobey 和 Brad Fitzpatrick。用于提升 LiveJournal . com 访问速度的。 LJ 每秒动态页面访问量几千次,用户 700 万。 Memcached 将数据库负载大幅度降低,更好的分配资源,更快速访问。

(2)Redis( key-value)
    redis 是一个 key-value 存储系统。和 Memcached 类似,它支持存储的 value 类型相对更多,包括 string(字符串)、 list(链表)、 set(集合)、 zset(sorted set –有序集合)和hash(哈希类型)。这些数据类型都支持 push/pop、 add/remo及取交集并集和差集及更丰富的操作,而且这些操作都是原子性的。在此基础上, redis 支持各种不同方式的排序。与memcached 一样,为了保证效率,数据都是缓存在内存中。区别的是 redis 会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件,并且在此基础上实了 masterslave(主从)同步。Redis 是一个高性能的 key-value 数据库。 redis 的出现,很大程度补偿了 memcached这类 key/value 存储的不足,在部 分场合可以对关系数据库起到很好的补充作用。它提供了Java, C/C++, C#, PHP, JavaScript, Perl, Object-C, Python, Ruby, Erlang 等客户端,使用很方便。 [1]Redis 支持主从同步。数据可以从主服务器向任意数量的从服务器上同步,从服务器可以是关联其他从服务器的主服务器。这使得 Redis 可执行单层树复制。从盘可以有意无意的对数据进行写操作。由于完全实现了发布/订阅机制,使得从数据库在任何地方同步树时,可订阅一个频道并接收主服务器完整的消息发布记录。同步对读取操作的可扩展性和数据冗余很有帮助。

(3) MongoDB( Document-oriented)
    MongoDB 是一个基于分布式文件存储的数据库。由 C++语言编写。旨在为 WEB 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系数据库的。他支持的数据结构非常松散,是类似json 的 bson 格式,因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是他支持的查询语言非常强大,其语法有点类似于面向对象的查询语言,几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能,而且还支持对数据建立索引。

(4)Cassandra( Column-oriented)
    Cassandra 是一个混合型的非关系的数据库,类似于 Google 的 BigTable。其主要功能比 Dynamo (分布式的 Key-Value存储系统)更丰富,但支持度却不如文档存储MongoDB(介于关系数据库和非关系数据库之间的开源产品,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系数据库的。支持的数据结构非常松散,类似 json 的 bjson 格式,因此可以存储比较复杂的数据类型)。 Cassandra 最初由 Facebook开发,后转变成了开源项目。它是一个网络社交云计算方面理想的数据库。以 Amazon 专有的完全分布式的 Dynamo 为基础,结合了 GoogleBigTable 基于列族( Column Family)的数据模型。 P2P 去中心化的存储。很多方面都可以称之为 Dynamo 2.0。
    Cassandra后来被开发kvm的团队使用C++语言重写(最初是java写的),更名为scylladb,速度提高了接近20倍,scylladb为开源的分布式数据库,可以跨集群,兼容Cassandra,是世界上目前最快的列式数据库。
(5)他不常用非关系型数据库
    MemacheDB、 BerkeleyDB、 Tokyo Cabinet
注:下一篇讲解mysql源码编译安装。

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