关系数据库是几乎所有IT项目的组成部分之一。数据库的本质是什么？它们有什么用处？

为什麼需要数据库？

数据库的本质在于为 IT 项目提供一种便利和高效的存储特定结构数据的方式。为了更好地理解，我们来看一个例子：

假设我们有一个商店，它的商品种类不断丰富，也可能会发生变化。我们想要开发一个网络商店，以便在线销售商品。如果我们将所有商品都写在网络商店的代码中，那么每次添加或编辑商品时都需要深入代码中，努力去处理需要的操作。

相反，我们可以将我们的商品信息存储在数据库中，并在网络商店的代码中编写从数据库中获取商品的功能。现在我们不需要深入代码来管理商品 - 我们可以直接在数据库管理系统 (DBMS) 的界面中管理它们，或者开发一个内容管理系统 (CMS)，通过图形界面快速方便地进行所有必要的商品操作。

值得一提的是，如果没有数据库，而所有商品都编写在代码中，就无法编写内容管理系统。

数据库使得有效的搜索、过滤和排序数据成为可能。它们还提供了执行复杂查询和数据分析的机制。

这意味着，我们可以录入多个商品，但仅获得名称中包含特定单词的商品数据。或者价格大于或小于特定数值的商品。或者在特定日期之前/之后添加的商品。或者同时应用所有这些条件。

因此，数据库本身提供了广泛的可能性，使我们能够开发数据的排序、分组和过滤。

此外，数据库通常适用于存储大量数据，并且运行非常迅速，这使得每秒钟可以执行大量的数据库请求。这允许数十人同时访问数据库，而不会延迟。

即使同时用户数量达到很大的值，仍然存在各种负载优化技术，以确保稳定工作而不出现延迟。这被称为数据库的扩展，我们将在另一篇文章中回到这个主题。

从编程角度看数据库是什么？

数据库的种类和类型各不相同，但原则是相同的。这是一个需要安装在计算机或服务器上的程序。

在可以连接到数据库并在其中操作信息之前，程序必须被启动。当数据库启动时，可以通过特定的本地 IP 地址和端口连接到它。

另一个使用数据库的必要条件是配置对其的访问：为此需要添加数据库用户。在安装 DBMS 时，自动添加主用户“root”，后来可以添加其他用户，甚至为他们配置权限：可以设定，例如，用户连接到数据库时只能读取数据，而不能写入数据。

每个用户的访问是通过登录名和密码进行的 - 您不希望任何人都能完全访问数据库中的所有数据。在大多数情况下，通常只需要一个用户，后端通过该用户与数据库进行交互。

与数据库交互是通过特殊命令来完成的，这些命令允许执行经典的获取、添加、编辑和删除数据的操作 (简称 CRUD - create, read, update, delete)。

这些命令可以通过程序代码发送（这是我们需要数据库最常见的情况），也可以在启动的 DBMS 控制台中直接写入，或者使用图形用户界面。

所有图形用户界面，比如 Navicat、phpMyAdmin 等，实际上只是将控制台命令发送到数据库，并将结果输出到图形界面。

当需要使数据库可以通过互联网访问时，这需要单独配置，但在这种情况下需要特别注意安全性。通常，数据库在独立的服务器上直接可通过互联网访问，这个服务器是专门为数据库采购的。

更常见的情况是，数据库和项目的后端 (也可能有前端) 在同一台服务器上。在这种情况下，不会从互联网开放对数据库的直接访问。后端通过本地网络连接到数据库，并与数据进行操作。

项目的客户端（前端）根本不应该“知道”数据库在哪里以及如何连接到它。它向后端发送请求，后端只能执行代码中严格规定的操作，并且不能执行其他操作。

数据库中的数据结构

那么，数据库中的数据是如何存储的呢？每个数据库包含一组表，表中的记录是存储的数据。在我们开始在项目中使用数据库之前，我们需要定义其结构：必须将我们计划存储的所有信息划分为逻辑组，并为每组创建一个表。

回到网络商店的例子，我们可以有一个专门的商品表，一个商品类别表、用户表、用户订单表等。

并且对于每个表，应考虑其“列”。如果我们打算存储商品，我们将存储哪些数据？名称？是的，一个列。价格？是的，又一个列。商品类别？是的，那就再一个列。

数据库并不限制我们存储的内容，想存什么就可以存，最重要的是预先确定并融入数据库的结构。我们可以创建任意数量的表，以及这些表中的列数。

当我们将数据写入表时，每条记录就是一行。它存储有关某个特定对象的信息。在商品表中，每一行信息就是关于一个具体商品的信息。此外，在数据库中的每条记录通常还包括另一列：ID，其中存储唯一标识符（这可以是一个数字，也可以是哈希）。在一个表中没有重复的 ID，使得通过已知的特定记录的 ID 以 100% 的精确度获取此记录的信息成为可能。

为什么是关系型数据库？这到底意味着什么？

Relation 从英语翻译过来是关系。关系型数据库提供了在不同表之间建立关系的可能性，这使得有效组织数据成为可能。这有助于避免信息重复并保证数据的完整性。

关系有不同的类型，我们平台上有几篇关于这一主题的文章，每种关系类型都有一篇。通俗易懂并提供实例。如果您开始学习数据库，请务必阅读这些文章！

数据库结构必须提前规划！

我们定义数据库结构（将会有哪些表，以及表中的列有哪些）的阶段称为数据库架构设计。这是一个非常负责和重要的阶段，因为正确的设计决定了项目能否正常运作并在高负载下不会延迟。

如果数据库设计错误，可能会马上或不会马上发现，并可能导致需要重新设计整个数据库，这也意味着需要重新编写与数据库交互的代码。

正因如此，为了避免错误，并正确规划数据库结构，最好使用专门的数据库设计程序，而不是在开发过程中直接用控制台命令或 DBMS 创建它。