使用結構資料庫
1. 資料庫應用系統的結構一般可以分為哪三種
資料庫的基本結構
資料庫的基本結構分三個層次，反映了觀察資料庫的三種不同角度。
(1)物理數據層。它是資料庫的最內層，是物理存貯設備上實際存儲的數據的集合。這些數據是原始數據，是用戶加工的對象，由內部模式描述的指令操作處理的位串、字元和字組成。
(2)概念數據層。它是資料庫的中間一層，是資料庫的整體邏輯表示。指出了每個數據的邏輯定義及數據間的邏輯聯系，是存貯記錄的集合。它所涉及的是資料庫所有對象的邏輯關系，而不是它們的物理情況，是資料庫管理員概念下的資料庫。
(3)邏輯數據層。它是用戶所看到和使用的資料庫，表示了一個或一些特定用戶使用的數據集合，即邏輯記錄的集合。
資料庫不同層次之間的聯系是通過映射進行轉換的。資料庫具有以下主要特點：
(1)實現數據共享。數據共享包含所有用戶可同時存取資料庫中的數據，也包括用戶可以用各種方式通過介面使用資料庫，並提供數據共享。
(2)減少數據的冗餘度。同文件系統相比，由於資料庫實現了數據共享，從而避免了用戶各自建立應用文件。減少了大量重復數據，減少了數據冗餘，維護了數據的一致性。
(3)數據的獨立性。數據的獨立性包括資料庫中資料庫的邏輯結構和應用程序相互獨立，也包括數據物理結構的變化不影響數據的邏輯結構。
(4)數據實現集中控制。文件管理方式中，數據處於一種分散的狀態，不同的用戶或同一用戶在不同處理中其文件之間毫無關系。利用資料庫可對數據進行集中控制和管理，並通過數據模型表示各種數據的組織以及數據間的聯系。
(5)數據一致性和可維護性，以確保數據的安全性和可靠性。主要包括：①安全性控制：以防止數據丟失、錯誤更新和越權使用；②完整性控制：保證數據的正確性、有效性和相容性；③並發控制：使在同一時間周期內，允許對數據實現多路存取，又能防止用戶之間的不正常交互作用；④故障的發現和恢復：由資料庫管理系統提供一套方法，可及時發現故障和修復故障，從而防止數據被破壞
他們太重要了，
（1）數據結構：首先要明白---->程序=演算法+數據
「數據結構」就是做數據這塊的，例如一個「電影播放器」程序，首先要有「電影」嗎，這個就是「數據」，那麼就要用「數據結構」的知識，怎麼存儲每一幀，怎麼高效，怎麼能無損，怎麼空間最節省.........，然後才是怎麼去「解碼」（解碼就是「演算法」做的啦），當然這么講起來不是很嚴謹，但你可以看得出，數據結構可以說的上是有50%的重要性了。
（2）編譯原理：不要以為，自己不去開發「語言」，編譯原理就沒有用啦，它能讓你從根本上理解編譯器，這對怎麼提高程序的效率，怎麼變出漂亮的程序很有用................當然貌似如果從事，「人工智慧」這一塊的話，編譯原理也非常重要。
（3）資料庫：又是剛才哪一點----------->程序=演算法+數據
數據以文件的形式存儲，是在不是很高效，所以，為了方便數據的管理與查找等等..........人類作出了「資料庫」，說白了，它就是用來解決「數據」這部分內容的，現在基本無論你做什麼都離不開資料庫了，從大型網游到網站，到手機等的移動設備編程，都要用到資料庫
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從你的體溫來看，你可能剛剛接觸編程，沒有做過什麼成品，隨著你越來越了解這個領域，你會剛到這些東西非常重要，當然還有很多東西，與以上三者地位相當，或更高，例如，微型計算機組成原理，等一些硬體方面的知識.......................................
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還是「廣泛閱讀」吧。
3. 資料庫表結構設計，常見的資料庫管理系統
一、數據場景 1、表結構簡介 任何工孫此段具類的東西都是為了解決某個場景下的問題，比如Redis緩存系統熱點數據，ClickHouse解決海量數據的實時分析，MySQL關系型資料庫存儲結構化數據。數據的存儲則需要設計對應的表結構，清楚的表結構，有助於快速開發業務，和理解系統。表結構的設計通常從下面幾個方面考慮：業務場景、設計規范、表結構、欄位屬性、數據管理。
2、用戶場景
例如存儲用戶基礎信息數據，通常都會下面幾個相關表結構：用戶信息表、單點登錄表、狀態管理表、支付賬戶表等。
用戶信息表
存儲用戶三要素相關信息：姓名，手機號，身份證，登錄密碼，郵箱等。
CREATE TABLE `ms_user_center` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用戶ID', `user_name` varchar(20) NOT NULL COMMENT '用戶名', `real_name` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '真實姓名', `pass_word` varchar(32) NOT NULL COMMENT '密碼', `phone` varchar(20) NOT NULL COMMENT '手機號', `email` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '郵箱', `head_url` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '用戶頭像URL', `card_id` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '身份證號', `user_sex` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '用戶性別:0-女,1-男', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '扒猜創建時間', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更則譽新時間', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用戶表'; 單點登錄表
用意是在多個業務系統中，用戶登錄一次就可以訪問所有相互信任的業務子系統，是聚合業務平台常用的解決方案。
CREATE TABLE `ms_user_sso` ( `user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用戶ID', `sso_id` varchar(32) NOT NULL COMMENT '單點信息編號ID', `sso_code` varchar(32) NOT NULL COMMENT '單點登錄碼,唯一核心標識', `log_ip` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '登錄IP地址', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '創建時間', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新時間', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`user_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用戶單點登錄表'; 狀態管理表
系統用戶在使用時候可能出現多個狀態，例如賬戶凍結、密碼鎖定等，把狀態聚合到一起，可以更加方便的管理和驗證。
CREATE TABLE `ms_user_status` ( `user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用戶ID', `account_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '賬戶狀態：0-凍結,1-未凍結', `real_name_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '實名認證狀態：0-未實名,1-已實名', `pay_pass_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '支付密碼是否設置：0-未設置,1-設置', `wallet_pass_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '錢包密碼是否設置：0-未設置,1-設置', `wallet_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '錢包是否凍結:0-凍結,1-未凍結', `email_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '郵箱狀態:0-未激活,1-激活', `message_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '簡訊提醒開啟：0-未開啟,1-開啟', `letter_status` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '站內信提醒開啟：0-未開啟,1-開啟', `emailmsg_status` int(1) DEFAULT '0' COMMENT '郵件提醒開啟：0-未開啟,1-開啟', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '創建時間', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新時間', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`user_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用戶狀態表'; 支付賬戶表
用戶交易的核心表，存儲用戶相關的賬戶資金信息。
CREATE TABLE `ms_user_wallet` ( `wallet_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '錢包ID', `user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用戶ID', `wallet_pwd` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '錢包密碼', `total_account` decimal(20,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '賬戶總額', `usable_money` decimal(20,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '可用余額', `freeze_money` decimal(20,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '凍結金額', `freeze_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '凍結時間', `thaw_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '解凍時間', `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '創建時間', `update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新時間', `state` int(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否可用,0-不可用,1-可用', PRIMARY KEY (`wallet_id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用戶錢包'; 二、設計規范 1、涉及模塊
通過上面幾個表設計的案例，可以看到表設計關聯到資料庫的各個方面知識：數據類型，索引，編碼，存儲引擎等。表設計是一個很大的命題，不過也遵循一個基本規范：三範式。
2、三範式 基礎概念
一範式
表的列的具有原子性,不可再分解，即列的信息，不能分解,關系型資料庫MySQL、Oracle等自動的滿足。
二範式
每個事實的數據記錄只會出現一次, 不會冗餘, 通常設計一個主鍵來實現。
三範式
要求一個表中不包含已經存在於其它表的非主鍵信息，例如部門和員工的信息，員工表包含部門表的主鍵ID，則可以關聯獲取相關信息，沒必要在員工表保存相關信息。
優缺點對比
範式化設計
範式化結構設計通常更新快，因為冗餘數據較少，表結構輕巧，也更好的寫入內存中。但是查詢起來涉及到關聯，代價非常高，非常損耗查詢性能。
反範式化設計
所有的數據都在一張表中，避免關聯查詢，索引的有效性更高，但是數據的冗餘性極高。
建議結論
上述的兩種設計方式在實際開發中都是不存在的，在實際開發中都是混合使用。比如匯總統計，緩存數據，都會基於反範式化的設計。
三、欄位屬性
合適的欄位類型對於高性能來說非常重要，基本原則如下：簡單的類型佔用資源更少；在可以正確存儲數據的情況下，選最小的數據類型。
1、數據類型選擇 整數類型
TINYINT、SMALLINT、MEDIUMINT、INT、BIGINT，根據數據類型範圍合理選擇即可。
實數類型
FLOAT、DOUBLE、DECIMAL，建議資金貨幣相關類型使用高精度DECIMAL存儲，或者把數據成倍擴大為整數，採用BIGINT存儲，不過處理相對麻煩。
字元類型
CHAR、VARCHAR，長度不確定建議採用VARCHAR存儲，不過VARCHAR類型需要額外開銷記錄字元串長度。CHAR適合存儲短字元，或者定長字元串，例如MD5的加密結構。
時間類型
DATETIME、TIMESTAMP，DATETIME保存大范圍的值，精度秒。TIMESTAMP以時間戳的格式，范圍相對較小，效率也相對較高，所以通常情況建議使用。
MySQL的欄位類型有很多種，可以根據數據特性選擇合適的，這里只描述常見的幾種類型。
2、基礎用法操作 數據類型
修改欄位類型
ALTER TABLE ms_user_sso MODIFY state CHAR(1) DEFAULT '0' ; ALTER TABLE ms_user_sso MODIFY state INT(1) DEFAULT '1' COMMENT '狀態：0不可用,1可用';
修改名稱位置
ALTER TABLE ms_user_sso CHANGE log_ip login_ip VARCHAR(32) AFTER update_time ; 索引使用
索引類型：主鍵索引，普通索引，唯一索引，組合索引，全文索引。這里演示普通索引的操作。MySQL的核心模塊，後續詳說。
添加索引
ALTER TABLE ms_user_wallet ADD INDEX user_id_index(user_id) ; CREATE INDEX state_index ON ms_user_wallet(state) ;
查看索引
SHOW INDEX FROM ms_user_wallet;
刪除索引
DROP INDEX state_index ON ms_user_wallet ;
修改索引
不具有真正意義上的修改，可以把原有的索引刪除之後，再次添加索引。
外鍵關聯
用處：外鍵關聯的作用保證多個數據表的數據一致性和完整性，建表時先有主表，後有從表；刪除數據表，需要先刪從表，再刪主表。復雜場景不建議使用，實際開發中用的也不多。
添加外鍵
ALTER TABLE ms_user_wallet ADD CONSTRAINT user_id_out_key FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES ms_user_center(id) ;
刪除外鍵
ALTER TABLE ms_user_wallet DROP FOREIGN KEY user_id_out_key ; 四、表結構管理 1、查看結構 DESC ms_user_status ; SHOW CREATE TABLE ms_user_status ; 2、欄位結構 添加欄位 ALTER TABLE ms_user_status ADD `delete_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '刪除時間' ; 刪除欄位 ALTER TABLE ms_user_status DROP COLUMN delete_time ; 3、修改表名 ALTER TABLE ms_user_center RENAME ms_user_info ; 4、存儲引擎 存儲引擎 SELECT VERSION() ; SHOW ENGINES ;
MySQL 5.6 支持的存儲引擎有InnoDB、MyISAM、Memory、Archive、CSV、BLACKHOLE等。一般默認使用InnoDB，支持事務管理。該模塊MySQL核心，後續詳解。
修改引擎
數據量大的場景下，存儲引擎修改是一個難度極大的操作，容易會導致表的特性變動，引起各種後續反應，後續會詳說。
ALTER TABLE ms_user_sso ENGINE = MyISAM ; 5、修改編碼
表字元集默認使用utf8，通用，無亂碼風險，漢字3位元組，英文1位元組，utf8mb4是utf8的超集，有存儲4位元組例如表情符號時使用。
查看編碼 SHOW VARIABLES LIKE 'character%'; 修改編碼 ALTER TABLE ms_user_sso DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4; 五、數據管理 1、增刪改查
添加數據
INSERT INTO ms_user_sso ( user_id,sso_id,sso_code,create_time,update_time,login_ip,state ) VALUES ( '1','SSO7637267','SSO78631273612', '2019-12-24 11:56:57','2019-12-24 11:57:01','127.0.0.1','1' );
更新數據
UPDATE ms_user_sso SET user_id = '1',sso_id = 'SSO20191224',sso_code = 'SSO20191224', create_time = '2019-11-24 11:56:57',update_time = '2019-11-24 11:57:01', login_ip = '127.0.0.1',state = '1' WHERE user_id = '1';
查詢數據
一般情況下都是禁止使用 select* 操作。
SELECT user_id,sso_id,sso_code,create_time,update_time,login_ip,state FROM ms_user_sso WHERE user_id = '1';
刪除數據
DELETE FROM ms_user_sso WHERE user_id = '2' ;
不帶where條件，就是刪除全部數據。原則上不允許該操作，優化篇會詳解。TRUNCATE TABLE也是清空表數據，但是佔用的資源相對較少。
2、數據安全 不可逆加密
這類加密演算法，多用來做數據驗證操作，比如常見的密碼驗證。
SELECT MD5('cicada')='' ; SELECT SHA('cicada')=''; SELECT PASSWORD('smile')='*' ; 可逆加密
安全性要求高的系統，需要做三級等保，對數據的安全性極高，數據在存儲時必須加密入庫，取出時候需要解密，這些就需要可逆加密。
SELECT DECODE(ENCODE('123456','key_salt'),'key_salt') ; SELECT AES_DECRYPT(AES_ENCRYPT('cicada','salt123'),'salt123');
上述數據安全的管理，也可以基於應用系統的服務(代碼)層進行處理，相對專業的流程是從數據生成源頭處理，規避數據傳遞過程泄露，造成不必要的風險。
4. 資料庫系統都有哪三級模式結構其優點是什麼
資料庫系統的三級模式結構和優點如下：
（1）模式：模式也稱邏輯模式或概念模式。
優點：是資料庫中全體數據的邏輯結構和特徵的描述,是所有用戶的公共數據視圖.
（2）外模式：外模式也稱用戶模式。
優點：它是資料庫用戶能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特徵的描述,是資料庫用戶的數據視圖,是與某一應用有關的數據的邏輯表示.外模式通常是模式的子集.
（3）內模式：內模式也稱存儲模式。
優點：一個資料庫只有一個內模式.它是數據物理結構和存儲方式的描述,是數據在資料庫內部的表示方式。