数据库（二），数据库起源

信息系统

现在需要开发一套信息系统， 记录系里的学生、课程、 还有选课信息。比如

• 学生信息：[学号，姓名，性别，身份证号，入学日期，班级]
• 课程信息：[课程号，课程名，授课老师]
• 选课：[学号，课程号，成绩]

可以使用三个独立的文本文件来存储这些信息，比如学生信息：

然后程序只需要读写这三个文件就可以了。

中间层的引入

到了期末，各个老师希望能进行一些统计的工作，比如哪些人不及格，某学科的平均分等等。实际上就是对文件进行查询而已。如果每次都使用程序来进行操作，非常麻烦，而且不利于普及。

所以我们可以提供一个中间层，把文件层屏蔽掉，让每个人都可以在这个中间层用简单的方法进行查询。我们把数据存放的结构叫表，每一列叫列、字段、属性。
可以使用简单的SQL语句就能查询

SELECT  学号，姓名 
FROM 学生信息 
WHERE  入学日期='1991-9-1'

然后需要一个解析器，可以把语句转换为内部对文件的操作。这样还可以使用程序来调用抽象层来编程啊， 也不用直接操作文件了

使用这样的SQL语句最大的好处是用户完全不用考虑物理层的那些文件的结构，只需要关注逻辑层的“表”就可以了。

中间的逻辑层的另外的好处是可以对物理层的文件存储进行优化了， 为了加快访问速度， 可以增加了索引、B+树，缓存等手段。

总结起来，中间层的好处在于：

• 对用户屏蔽了底层逻辑，只需要通过SQL语句就可以进行操作了。
• 还可以对物理层的文件存储进行优化，加快访问速度。

并发访问

之前的访问都是单机版的，但是如果有若干的客户端连入呢？可能会存在

• 两个客户端同时对一个文件进行修改，所以后修改的会完全覆盖前人的修改。
• 两个客户端同时对一行数据进行修改，会出现数据不一致。

那么怎么办呢？

• 基于文件的操作改变成基于行的操作， 每个人的修改只影响这一行。 这样纵然两个人同时修改一个文件，只要不在同一行都没毛病。
• 修改某行数据的时候，要先给这一行加锁。也就是一个人修改的时候，不允许另一个人修改。

原子性问题

现在我们已经解决了并发写的带来的数据不一致的问题，那么还有没有其他的风险点呢？系统故障。

比如电子系有1000元， 数学系有2000元
电子系给数学系转账200元， 系统先扣除了电子系的钱，现在余额只有800 ，此时系统崩溃了。
重启以后，就发现电子系的余额是对的， 可是数学系还是2000元， 那200元丢了

所以转账的操作必须是原子的： **要么全部发生， 要么根本不发生。 **
可以把类似转账这样的操作叫做“事务”， 但是怎么实现呢？记录日志　

在做真正的操作之前，

• 先记录日志：要修改哪一项，原来的值是什么，现在的值是什么
• 然后再修改
• 只有所有的操作都正确无误写入了磁盘，才会提交。否则就回滚

权限管理

一个没有权限控制的系统是非常危险的， 尤其是随意删除。
先定义三大类权限：

1. 对数据操作的， 例如SELECT, UPDATE, INSERT等
2. 对结构操作的， 例如创建表，修改表，等
3. 做管理的， 例如备份数据， 创建用户等

然后就可以把这些权限授予某个用户了

GRANT  SELECT on 财务表 to  系主任 #只能查询。
GRANT  CREATE_TABLE to 张老师：#可以创建表格

这个系统的中间层完全可以剥离出来，形成一个完整的软件了，也就是数据库

参考

• 小李的数据库之旅（上）

• 小李的数据库之旅（下）