数据库基础与SQL：存储和查询结构化数据

# 1. 数据库基础概述

## 1.1 数据库的基本概念
数据库（Database）是指按照一定的数据模型组织、描述和存储数据的集合。它可以看作是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的仓库。数据库中的数据是按照一定的数据模型组织的，可以通过数据库管理系统（DBMS）进行管理和访问。

## 1.2 数据库管理系统（DBMS）的作用和功能
数据库管理系统（DBMS）是指用于管理数据库的软件系统。它提供了数据的存储、查询、更新和管理等功能，同时还包括了数据的安全性、完整性和并发控制等方面的处理。常见的DBMS有MySQL、Oracle、SQL Server等。

## 1.3 数据库模型：关系型数据库与非关系型数据库
数据库模型是数据库中数据的组织方式和结构。目前主要有关系型数据库和非关系数据库两种模型。

### 1.3.1 关系型数据库
关系型数据库是基于关系模型的数据库，它采用表格形式来表示和存储数据，通过表格之间的关系来建立数据之间的联系。关系型数据库具有结构化、数据一致性和完整性等特点，在处理结构化数据方面表现出色。常见的关系型数据库有MySQL、Oracle等。

### 1.3.2 非关系型数据库
非关系型数据库是指与传统的关系型数据库相对应的一类数据库，它的数据表示形式不是采用表格的形式，而是以键值对（Key-Value Pair）等形式进行存储和查询。非关系型数据库具有高可扩展性、高性能和灵活性等特点，在处理非结构化或半结构化数据方面表现出色。常见的非关系型数据库有MongoDB、Redis等。

以上是关于数据库基础概述的内容，下面将进入下一章：SQL语言介绍。

# 2. SQL语言介绍

SQL（Structured Query Language）是一种专门用来管理关系数据库管理系统（RDBMS）的语言。它具有简单、高效、灵活、易于学习和理解的特点，在数据库领域得到了广泛应用。

### 2.1 结构化查询语言的作用和特点
SQL被用来执行各种任务，包括但不限于：
- 在数据库中检索数据
- 向数据库中插入新的记录
- 更新已有的记录
- 从数据库中删除记录
- 在数据库中执行操作（例如创建表、创建存储过程等）

SQL具有以下特点：
- 面向集合：SQL操作的基本单位是集合，而不是单个数据项。
- 自描述性：SQL语句的写法与语义能准确表达所需的操作。
- 高度灵活：SQL支持复杂的数据库查询和操作。
- 标准化：虽然各个数据库厂商会对SQL进行扩展，但仍然保留了SQL的标准化特性。

### 2.2 SQL语句的基本结构和语法
SQL语句可以分为以下几类：
- 数据查询语句：用于从数据库中检索数据，常用语句为SELECT。
- 数据操作语句：用于操作数据库中的数据，包括插入、更新、删除数据等。
- 数据定义语句：用于定义数据库的结构，包括创建表、定义视图、定义索引等。

SQL语句的基本结构包括：
1. 关键字（SELECT、INSERT、UPDATE等）
2. 子句（FROM、WHERE、GROUP BY等）
3. 表达式（用于计算值或连接数据的方法）
4. 条件（用于过滤数据的逻辑条件）

### 2.3 SQL语句的分类
SQL语句按功能可分为不同类型：
- 数据查询语句（SELECT）：用于从数据库中检索数据。
- 数据操作语句（INSERT、UPDATE、DELETE）：用于增加、修改或删除数据库中的数据。
- 数据定义语句（CREATE、ALTER、DROP）：用于定义数据库的结构，包括创建表、修改表结构、删除表等。

SQL语句的分类清晰明了，有助于理解和使用SQL语言。

以上是关于SQL语言介绍的内容，下一步将更详细地了解SQL语句的各种应用和用法。

# 3. 数据存储与管理

在数据库中，数据的存储和管理是非常重要的。本章将介绍如何创建数据表并设计其结构，以及数据类型和数据完整性约束的应用。

#### 3.1 数据表的创建和结构设计

在数据库中，数据以表的形式进行存储。我们需要先创建数据表，并定义其列的结构和属性。

首先，让我们看一个示例，创建一个名为"users"的用户表：

CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50),
    age INT,
    email VARCHAR(100)
);

以上SQL语句创建了一个名为"users"的数据表，包含了4个列：id、name、age和email。id列被定义为主键，保证了每条记录的唯一性。

#### 3.2 数据类型及其应用

在数据库中，不同的数据类型用于存储不同类型的数据。常见的数据类型包括整数、字符串、日期、浮点数等。在设计数据表结构时，选择合适的数据类型可以提高数据库的性能和存储效率。

让我们看一些常见的数据类型及其应用：

- INT：用于存储整数类型的数据，如年龄、数量等。
- VARCHAR：用于存储变长字符串，比如用户名、电子邮件地址等。需要指定最大长度。
- DATE：用于存储日期类型的数据，如订单日期、生日等。
- FLOAT：用于存储浮点数，如商品价格、货币兑换率等。

下面是一个示例，展示如何在创建数据表时指定列的数据类型：

CREATE TABLE products (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100),
    price FLOAT,
    created_at DATE
);

#### 3.3 数据库的数据完整性约束

为了确保数据的完整性和一