SQL - Концепции РСУБД
Здравствуйте, стремящиеся к знаниям энтузиасты баз данных! Я рад стать вашим проводником в увлекательное путешествие в мир SQL и реляционных систем управления базами данных (РСУБД). Кто-то, кто преподавал информатику много лет (давайте просто скажем, что я помню времена, когда дискеты действительно были гибкими), здесь, чтобы разложить эти концепции простым языком, даже если вы раньше не писали ни строчки кода. Так что возьмите любимый напиток, устройтесь поудобнее, и давайте окунемся в это!
Что такое РСУБД?
РСУБД означает реляционная система управления базами данных. Звучит сложно, но подумайте о ней как о цифровом файловом ящике для ваших данных. Точно так же, как вы организуете физические документы в папки и ящики, РСУБД помогает вам организовывать и управлятьlarge amounts of information в структурированном виде.
Часть "реляционная" означает, что данные в РСУБД хранятся в таблицах, которые могут быть связаны друг с другом. Представьте, что вы планируете的大型晚会 (кому не нравится iyi晚会?). У вас может быть одна таблица для гостей, другая для пунктов меню и третья для схем рассадки. Все эти таблицы связаны с вашим晚会, и РСУБД помогает вам эффективно управлять и connect эту информацию.
Вот несколько популярных примеров РСУБД:
- MySQL
- PostgreSQL
- Oracle
- Microsoft SQL Server
У каждого из них свои особенности и функции, но все они следуют одним и тем же базовым принципам, о которых мы будем говорить.
Что такое таблица?
В мире РСУБД таблица - это место, где происходит магия. Это базовый строительный блок вашей базы данных. Представьте таблицу как таблицу или сетку, где вы храните определенного типа информацию.
Давайте создадим простую таблицу для нашего вымышленного планирования晚会:
CREATE TABLE Guests (
GuestID INT,
FirstName VARCHAR(50),
LastName VARCHAR(50),
Email VARCHAR(100),
AttendingStatus VARCHAR(20)
);Этот код SQL создает таблицу под названием "Guests" с пятью столбцами. Не беспокойтесь о синтаксисе на данный момент; мы доберемся до этого позже. Важно понять, что эта таблица будет хранить информацию о каждом приглашенном на наш晚会.
Что такое поле?
Поле - это столбец в вашей таблице, который содержит определенный фрагмент информации. В нашей таблице "Guests" у нас есть пять полей:
- GuestID
- FirstName
- LastName
- AttendingStatus
Каждое поле имеет имя и тип данных. Тип данных告诉 базе данных, какой тип информации можно хранить в этом поле. Например, "GuestID" - это INT (целое число), потому что мы будем использовать числа для идентификации наших гостей, в то время как "FirstName" - это VARCHAR (строка переменной длины), потому что имена состоят из букв.
Что такое запись или строка?
Запись, также известная как строка, - это отдельная запись в вашей таблице. Она содержит всю информацию для одного элемента во всех полях. В нашей таблице "Guests" одна запись может выглядеть так:
INSERT INTO Guests (GuestID, FirstName, LastName, Email, AttendingStatus)
VALUES (1, 'John', 'Doe', '[email protected]', 'Confirmed');Этот SQL-запрос добавляет новую запись в нашу таблицу "Guests". Давайте разберем это:
- GuestID: 1
- FirstName: John
- LastName: Doe
- Email: [email protected]
- AttendingStatus: Confirmed
Каждая запись представляет одного гостя в нашей базе данных планирования晚会.
Что такое столбец?
Столбец - это вертикальный набор значений данных, всех одного типа. Это Essentially другой способ просмотра полей. Пока поле определяет структуру ваших данных, столбец - это actual set of data values для определенного поля во всех записях.
Например, если у нас было 100 гостей в таблице, столбец "FirstName" содержал бы все 100 имен, по одному для каждого гостя.
Что такое NULL-значение?
О, NULL - это проклятие многих novices! NULL - это не ноль, это не пустая строка, это... ну, это ничего. Он представляет собой отсутствие значения.
Давайте представим, что мы не уверены, придет ли Джон Доу на наш晚会. Мы можем обновить нашу запись следующим образом:
UPDATE Guests
SET AttendingStatus = NULL
WHERE GuestID = 1;Это устанавливает статус посещения Джона в NULL, что означает, что у нас пока нет этой информации.
SQL-ограничения
Ограничения похожи на security guards вашей базы данных. Они навязывают правила на данные в вашей таблице, чтобы обеспечить точность и надежность. Давайте рассмотрим некоторые из часто используемых ограничений:
| Ограничение | Описание | Пример |
|---|---|---|
| NOT NULL | Обеспечивает, чтобы столбец не мог содержать NULL-значения | Email VARCHAR(100) NOT NULL |
| UNIQUE | Обеспечивает, чтобы все значения в столбце были разными | Email VARCHAR(100) UNIQUE |
| PRIMARY KEY | Комбинация NOT NULL и UNIQUE. Уникально идентифицирует каждую запись в таблице | GuestID INT PRIMARY KEY |
| FOREIGN KEY | Обеспечивает referential integrity между двумя таблицами | PartyID INT, FOREIGN KEY (PartyID) REFERENCES Parties(PartyID) |
| CHECK | Обеспечивает, чтобы все значения в столбце удовлетворяли определенное условие | CHECK (AttendingStatus IN ('Confirmed', 'Declined', 'Pending')) |
Давайте изменим нашу таблицу "Guests", чтобы включить некоторые из этих ограничений:
CREATE TABLE Guests (
GuestID INT PRIMARY KEY,
FirstName VARCHAR(50) NOT NULL,
LastName VARCHAR(50) NOT NULL,
Email VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL,
AttendingStatus VARCHAR(20) CHECK (AttendingStatus IN ('Confirmed', 'Declined', 'Pending'))
);Теперь наша таблица стала намного надежнее и менее подвержена ошибкам при вводе данных!
Целостность данных
Целостность данных - это все о поддержании и обеспечении точности и一致性 данных на протяжении всего их жизненного цикла. Это как убедиться, что все ingridients в вашем рецепте свежие и правильно измерены перед тем, как вы начнете готовить.
Существует четыре типа целостности данных:
- Целостность сущности: Обеспечивает, чтобы каждая строка в таблице была уникально идентифицируема. Обычно это достигается с помощью ключа.
- Целостность ссылок: Обеспечивает, чтобы связи между таблицами оставались последовательными. Это управляется с помощью внешних ключей.
- Целостность домена: Обеспечивает, чтобы все значения в столбце входили в определенный домен (набор допустимых значений).
- Пользовательская целостность: Любые другие правила или ограничения, специфичные для вашего бизнеса или приложения.
Наша измененная таблица "Guests" с ограничениями - хороший пример реализации целостности данных.
Нормализация базы данных
Нормализация базы данных похожа на наведение порядка в вашей комнате - это все о эффективной организации ваших данных и устранении избыточности. Это техника структурирования реляционной базы данных в соответствии с серией нормальных форм, чтобы уменьшить избыточность данных и улучшить целостность данных.
Существует несколько нормальных форм, но наиболее часто используемые:
- Первая нормальная форма (1NF): Каждая ячейка таблицы должна содержать одно значение, и каждая запись должна быть уникальной.
- Вторая нормальная форма (2NF): Таблица находится в 1NF и все неключевые атрибуты полностью функционально зависимы от ключа.
- Третья нормальная форма (3NF): Таблица находится в 2NF и все атрибуты зависят только от ключа.
Например, вместо того чтобы иметь одну таблицу "Parties" с повторяющейся информацией о гостях, мы можем разделить ее на две таблицы: "Parties" и "Guests", с отношением между ними. Это уменьшает избыточность и делает нашу базу данных более эффективной.
И вот и все,folks! Мы рассмотрели основные концепции SQL и РСУБД. Помните, что изучение баз данных - это путешествие, а не точка назначения. Возможно, это покажется подавляющим сначала, но с практикой и настойчивостью вы быстро станете профессионалом в управлении данными.
Заканчивая, я вспомнил цитату великого ученого в области компьютерных наук Грейс Хоппер: "Самая опасная фраза в языке - 'Мы всегда делали это так'." Так что не бойтесь экспериментировать,犯错误, и находите свой собственный способ понимания этих концепций. Счастливо кодируйте, и пусть ваши запросы всегда возвращают ожидаемые результаты!
Credits: Image by storyset