数据库的基本原理

❶ 数据库原理及应用

数据库原理是以一定方式储存在一起、能与多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。应用：数据库管理系统可以依据它所支持的数据库模型来作分类，例如关系式、XML；或依据所支持的计算机类型来作分类，例如服务器群集、移动电话；或依据所用查询语言来作分类。

在数据库的发展历史上，数据库先后经历了层次数据库、网状数据库和关系数据库等各个阶段的发展，数据库技术在各个方面的快速的发展。特别是关系型数据库已经成为目前数据库产品中最重要的一员，80年代以来， 几乎所有的数据库厂商新出的数据库产品都支持关系型数据库，即使一些非关系数据库产品也几乎都有支持关系数据库的接口。

这主要是传统的关系型数据库可以比较好的解决管理和存储关系型数据的问题。随着云计算的发展和大数据时代的到来，关系型数据库越来越无法满足需要，这主要是由于越来越多的半关系型和非关系型数据需要用数据库进行存储管理。

同时，分布式技术等新技术的出现也对数据库的技术提出了新的要求，于是越来越多的非关系型数据库就开始出现，这类数据库与传统的关系型数据库在设计和数据结构有了很大的不同， 它们更强调数据库数据的高并发读写和存储大数据。

(1)数据库的基本原理扩展阅读

数据库管理系统主要完成对数据库的操纵与管理功能，实现数据库对象的创建、数据库存储数据的查询、添加、修改与删除操作和数据库的用户管理、权限管理等。它的安全直接关系到整个数据库系统的安全，其防护手段主要有：

（1）使用正版数据库管理系统并及时安装相关补丁。

（2）做好用户账户管理，禁用默认超级管理员账户或者为超级管理员账户设置复杂密码；为应用程序分别分配专用账户进行访问；设置用户登录时间及登录失败次数限制，防止暴力破解用户密码。

（3）分配用户访问权限时，坚持最小权限分配原则，并限制用户只能访问特定数据库，不能同时访问其他数据库。

（4）修改数据库默认访问端口，使用防火墙屏蔽掉对外开放的其他端口，禁止一切外部的端口探测行为。

（5）对数据库内存储的重要数据、敏感数据进行加密存储，防止数据库备份或数据文件被盗而造成数据泄露。

（6）设置好数据库的备份策略，保证数据库被破坏后能迅速恢复。

（7）对数据库内的系统存储过程进行合理管理，禁用掉不必要的存储过程，防止利用存储过程进行数据库探测与攻击。

（8）启用数据库审核功能，对数据库进行全面的事件跟踪和日志记录。

❷ 数据库的三大范式（原理 + 例子详解）

数据库的三大范式是设计数据库时遵循的重要原则，旨在确保数据的完整性和一致性。下面通过实例表格来分别阐述第一范式、第二范式、第三范式的概念与应用。

第一范式（确保每一列都保持原子性）要求每一列只包含原子数据，不可再分。例如，"价格"列包含了单价和折后价两种属性，这违反了原子性原则。正确的做法是将"价格"拆分为单价和折后价两列，确保每一列只包含单一属性。这样，表格就符合了第一范式。

第二范式（保证每一列都是与主键相关）是在第一范式的基础上提出的。如果表中仅凭主键无法唯一确定记录，例如，当"订单号"作为主键不足以区分所有记录时，应采用联合主键（如"订单号"和"产品编码"）。在满足第一范式的基础上，进一步确保所有列都依赖于主键或联合主键，以确保数据的一致性和完整性。通过将产品名称和单价等非主键依赖的属性拆分为单独的表格，可实现这一目标。

第三范式（确保每个列都是直接依赖主键，不存在间接依赖）关注于消除数据冗余和提升数据独立性。在示例表格中，存在用户名称依赖于订单号，进而依赖于用户ID的情况，这可能导致修改数据时的耦合问题。通过进一步拆分，将用户信息独立出来，确保每个表格中的每一列都直接依赖主键，从而实现第三范式的应用。

综上所述，数据库的三大范式（第一范式、第二范式、第三范式）分别从原子性、主键依赖性和直接依赖性角度出发，旨在优化数据库结构。在实际开发中，虽然完全遵循三大范式可能并不总是可行，但在保证数据质量和性能的前提下，应当考虑具体情况，灵活应用这些原则，以实现数据库的最佳设计。