2.1 数据库基础
数据库由一批数据构成有序的集合，这些数据被存放在结构化的数据表里。数据表之间相互关联，反映了客观事物间的本质联系。数据库系统提供对数据的安全控制和完整性控制。本节将介绍数据库中的一些基本概念，包括数据库的定义、数据表的定义和数据类型等。
2.1.1 什么是数据库
数据库的概念诞生于60年前，随着信息技术和市场的快速发展，数据库技术层出不穷，随着应用的拓展和深入，数据库的数量和规模越来越大，其诞生和发展给计算机信息管理带来了一场巨大的革命。
数据库的发展大致划分为人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段和高级数据库阶段。其种类大概有3种：层次式数据库、网络式数据库和关系式数据库。不同种类的数据库按不同的数据结构来联系和组织。
对于数据库的概念，没有一个完全固定的定义。随着数据库历史的发展，定义的内容也有很大的差异，其中一种比较普遍的观点认为，数据库（DataBase，DB）是一个长期存储在计算机内、有组织、有共享、统一管理的数据集合。它是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统，即数据库包含两层含义：保管数据的“仓库”，以及数据管理的方法和技术。
数据库的特点包括：实现数据共享，减少数据冗余；采用特定的数据类型；具有较高的数据独立性；具有统一的数据控制功能。
2.1.2 关系数据库的基本特性
关系数据库最重要的特性之一是具有坚实的数学理论基础。该理论包括两方面内容：其一是关系数据库设计的理论基础，即数据依赖与规范化理论；其二是数据库查询的实现与优化理论，这两方面内容构成了数据库设计和应用最重要的理论基础。
关系数据库是基于关系系统的，那么究竟什么是关系系统呢？直观地说，关系系统是这样的：
（1）结构化方面：数据库中的数据对用户来说是数据表，并且只是数据表。
（2）完整性方面：数据库中的数据表需要满足一定的完整性约束。
（3）操纵性方面：用户可以使用操作符进行数据表操作。例如，为了检索数据，需要使用从一个数据表导出另一个数据表的操作符。
关系系统和非关系系统的区别在于：关系系统的用户把数据看作数据表，而且只能是数据表；非关系系统的用户则把数据看作其他的数据结构，代替或者扩展关系系统中的数据表结构。
关系是关系系统的核心，是汇集在表结构中行和列的集合。每个关系由一个或多个属性（列）组成，属性将类型相似的数据归纳在一起。属性与关系直接关联，数据以元组（行）的方式存储在关系中，每个元组代表相关数据的一个记录。
2.1.3 数据表
在关系数据库中，数据表（简称表）是一系列二维数组的集合，用来存储数据和操作数据的逻辑结构。它由纵向的列和横向的行组成：行被称为记录，是组织数据的单位；列被称为字段，每一列表示记录的一个属性，都有相应的描述信息，如数据类型、数据宽度等。
例如，一个有关作者信息的名为authors的表中，每列包含所有作者的某个特定类型的信息，比如“姓名”，而每行则包含了某个特定作者的所有信息（编号、姓名、性别、专业），如图2.1所示。
图2.1 authors表结构与记录
2.1.4 数据类型
数据类型决定了数据在计算机中的存储格式，代表不同的信息类型。常用的数据类型有整数数据类型、浮点数数据类型、精确小数类型、二进制数据类型、日期／时间数据类型、字符串数据类型。
表中的每一个字段就是某种指定数据类型，比如图2.1中“编号”字段为整数数据，“性别”字段为字符型数据。
2.1.5 主键
主键（Primary Key）又称主码，用于唯一地标识表中的每一条记录。可以定义表中的一列或多列为主键，主键列上不能有两行相同的值，也不能为空值。假如，定义authors表，该表给每一个作者分配一个“作者编号”，该编号作为数据表的主键，如果出现相同的值，将提示错误，系统不能确定查询的究竟是哪一条记录；如果把作者的“姓名”作为主键，则不能出现重复的名字，这与现实中的情况不相符，因此“姓名”字段不适合作为主键。