数据的存储
# 10.数据的存储
在讲什么是数据库之前，先讲讲数据库诞生之前的背景，以及使用数据库的好处。
# 数据管理技术的产生和发展
数据管理技术主要经历了 3 个阶段：
- 人工管理阶段
- 文件系统阶段
- 数据库系统阶段
# 人工管理阶段
在 20 世纪 50 年代中期之前，计算机主要是用于科学计算。
当时的硬件状况：主要用纸带、卡片、磁带等来存储数据（磁盘还没出现）。
当时的软件状况：没有操作系统，没有专门管理数据的软件，主要依靠人工来管理数据。特点如下：
- 数据不保存：当时的计算机主要是用来计算，一般不需要长期保存数据，计算完就撤走程序。
- 数据需要应用程序自己定义和管理（例如定义一个常量）。
- 数据不共享：多个程序之间数据是不共享的，而是各自定义
# 文件系统阶段
时期：20 世纪 50 年代后期 ~ 20 世纪 60 年代中期
当时的硬件状况：此时已经有了硬盘，磁带等设备
当时的软件状况：操作系统出现了，并且有了专门的文件处理模块，一般称为文件系统。特点：
文件可以长期保存：操作系统可以通过读取磁盘等设备来查询，修改数据
由文件系统来管理数据。文件系统可以将数据组织成相互独立的文件，并且程序可以按文件名来访问文件。 但是，文件系统也有缺点：
共享性差：一般一个文件对应一个程序。当不同程序具有部分相同的数据，也得建立各自的文件，冗余度高。此外，文件是存储在电脑上的，如果不是在同一个网络，共享起来也很麻烦。
数据独立性差：文件是为某一个特定程序使用的，文件内的逻辑结构是针对应用来设计的。如果数据结构改了，程序也得改，耦合度高。
无法应对突发事故：当文件被误删、硬盘出现故障等导致无法读取的时候，可能会造成重要数据丢失，同时数据还可能被他人轻易读取或窃用。
如果数据量比较大（例如双十一，订单量达数百万），那么还得切割文件，用几个文件来存储数据 举个例子：
笔者开发一个商城系统，此时用 txt 文件来存储数据。那么其他应用能共享这个文件吗？非常不建议！如果多个应用同时要改这个文件呢，非常容易出现冲突，严重的话可能会造成数据丢失。
此外，该 txt 文件内，存储的数据是有顺序的，例如这是文件的内容，一行就代表一个商品：
商品编号 商品名 商品价格
0001 篮球 2.5
2
如果想要读取全部商品数据，要怎么做？
- 首先是读取一行数据，然后用空格分隔开所有字段
- 用不同的变量分别保存数据，第一个字段是商品编号、第二个是商品名、第三个是商品价格.....
- 读取下一行数据，继续第 2 步.....
如果文件的逻辑结构改变了，例如增加了一个进货日期：
商品编号 商品名 商品价格 进货日期
0001 篮球 2.5 2022-05-20
2
那么我们得修改代码，增加一个变量用来保存进货日期，然后增加代码来处理该变量。
这还仅仅是一个文件的情况，如果有多个文件，例如存储了订单信息的 txt，存储了商铺信息的 txt.... 那么程序和文件的逻辑结构的耦合度太高了，维护成本很高
除了用 txt 来存储，也有的应用程序是用二进制来操作数据的，用 Excel 来操作数据的，不同应用程序之间的代码截然不同。
# 数据库系统阶段
在 20 世纪 60 年代后期以来，计算机管理应用范围越来越广泛，数据量急剧增长，以文件系统作为数据管理手段已经不能满足应用的需求。
为了解决多用户，多应用共享数据的需求，使数据为尽可能多的应用服务，数据库技术应运而生。
# 什么是数据库
在文件系统阶段，想要读取数据，得结合文件的逻辑结构，自己手动编写代码来存储、查询、修改和删除数据。
而数据库，相当于已经帮我们写好了这些代码。我们只需告诉数据库，要做什么，数据库就会帮我们存储、查询、修改和删除数据。（有点像调用函数，由函数帮我们完成数据的操作，我们只需传参即可）
# SQL
至于我们如何告诉数据库要做什么？计算机是听不懂人话的，得用一套专门的语言：SQL（Structured Query Language）。
那么在数据库中，是如何存储数据的？在逻辑上，我们可以认为其是用表格来存储数据的（类似 Excel 表）。一个数据库中可以存储多个表（类似一个 Excel 表可以由多个 sheet 页）。
例如这是一个商品表 product，存储了商品的信息：
| 商品编号 | 商品名称 | 商品种类 | 销售单价 | 进货单价 | 登记日期 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0001 | T 恤衫 | 衣服 | 1000 | 500 | 2009-9-20 |
| 0002 | 打孔器 | 办公用品 | 500 | 320 | 2009-9-11 |
| 0003 | 运动 T 恤 | 衣服 | 4000 | 2800 | |
| 0004 | 菜刀 | 厨房用具 | 3000 | 2800 | 2009-9-20 |
| 0005 | 高压锅 | 厨房用具 | 6800 | 5000 | 2009-1-15 |
| 0006 | 叉子 | 厨房用具 | 500 | 2009-9-20 | |
| 0007 | 擦菜板 | 厨房用具 | 880 | 790 | 2008-4-28 |
| 0008 | 圆珠笔 | 办公用品 | 100 | 2009-11-11 |
在物理上，存储的数据最终还是以文件的方式，存储在磁盘上的。
那么如何操作数据呢？比如想要查询所有商品的编号，类似的 SQL 如下：
select 商品编号 from product;
select：选择的意思，可以理解为选择某一列的数据。
from：来自哪里的意思，在本 SQL 中的作用是告知数据库，要查询的数据来自哪个表。
该 SQL 的意思：从 product 表，选择商品编号列的数据。
除了 select 外，还有 insert 关键字用来插入数据，delete 关键字来删除数据。
这就是 SQL，也是我们后续学习的重点。
# 多程序共享
由于所有的数据都是通过表来存储数据的，因此可以很好的解决数据独立性差的问题，任何应用都能通过读取表格的方式来操作数据（而不是有的读取 txt，有的读取二进制文件，各自为政）。
并且目前有多种数据库备份机制，可以应对硬盘出现故障等突发事故。
# 通过网络来访问数据库
数据库通常是采用了 C/S 结构（客户端 /服务器）。例如可以将数据库装在一个云服务器上，每个客户端都可以连接数据库并操作数据，这样就很好的解决了数据共享的问题。
# 学习数据库的必要性
几乎所有的软件、App 都需要使用数据库，多学点总没错。
# 小结
本文简单讲解了下数据库诞生的背景，以及数据库的基本概念，下一篇就边实战边讲解。
