介绍
SQL 是一种操作数据库的语言，包括创建数据库、删除数据库、查询记录、修改记录、添加字段等。SQL 虽然是一种被 ANSI 标准化的语言，但是它有很多不同的实现版本。
SQL 是 Structured Query Language 的缩写，中文译为“结构化查询语言”。SQL 是一种计算机语言，用来存储、检索和修改关系型数据库中存储的数据。
SQL 是关系型数据库的标准语言，所有的关系型数据库管理系统（RDBMS (opens new window)），比如 MySQL、Oracle、SQL Server、MS Access、Sybase、Informix、Postgres 等，都将 SQL 作为其标准处理语言。
此外，SQL 也有一些变种，就像中文有很多方言，比如：
- 微软的 SQL Server 使用 T-SQL；
- Oracle 使用 PL/SQL；
- 微软 Access 版本的 SQL 被称为 JET SQL（本地格式）。
# SQL 的用途
SQL 之所以广受欢迎，是因为它具有以下用途：
- 允许用户访问关系型数据库系统中的数据；
- 允许用户描述数据；
- 允许用户定义数据库中的数据，并处理该数据；
- 允许将 SQL 模块、库或者预处理器嵌入到其它编程语言中；
- 允许用户创建和删除数据库、表、数据项（记录）；
- 允许用户在数据库中创建视图、存储过程、函数；
- 允许用户设置对表、存储过程和视图的权限。
# SQL 简史
1970 年，IBM 的 Edgar Frank "Ted" Codd（埃德加·弗兰克·科德）博士描述了关系型数据库的模型，他因此被称为“关系型数据库之父”。
1974 年，IBM 希望把 Codd 的想法变成现实，着手开发一款名为 System R 的数据库，并研发出一套结构化查询语句 SEQUEL，这就是 SQL 的雏形。System R 数据库于 1978 年第一次发布，用于科研和实验。
1979 年，Oracle 公司首先提供商用的 SQL，随后 IBM 公司也在 DB2 数据库中实现了 SQL。
1986 年 10 月，美国 ANSI 采用 SQL 作为关系型数据库管理系统的标准语言，紧接着国际标准组织（ISO）也将 SQL 采纳为国际标准。
1989 年，ANSI 发布了 SQL 标准的重大更新版本，以弥补旧版的不足，称为 ANSI SQL 89，该版本也被 ISO 采纳。
目前，市场上主要的关系型数据库都有自己的 SQL 变种， 但是它们都遵守 ANSI SQL 89 标准。
# SQL 执行过程
当你在任何一款 RDBMS 中执行 SQL 命令时，系统首先确定执行请求的最佳方式，然后 SQL 引擎将会翻译 SQL 语句，并处理请求任务。
整个执行过程包含了多种组件，比如：
- 查询调度程序；
- 优化引擎；
- 传统的查询引擎；
- SQL 查询引擎。
传统查询引擎能够处理所有的非 SQL 命令，但是 SQL 引擎并不能处理逻辑文件。
# SQL 命令
与关系型数据库有关的 SQL 命令包括 CREATE、SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE、DROP 等，根据其特性，可以将它们分为以下几个类别。
# DDL - Data Definition Language，数据定义语言
对数据的结构和形式进行定义，一般用于数据库和表的创建、删除、修改等。
| 命令 | 说明 |
|---|---|
| CREATE | 用于在数据库中创建一个新表、一个视图或者其它对象。 |
| ALTER | 用于修改现有的数据库，比如表、记录。 |
| DROP | 用于删除整个表、视图或者数据库中的其它对象 |
# DML - Data Manipulation Language，数据处理语言
对数据库中的数据进行处理，一般用于数据项（记录）的插入、删除、修改和查询。
| 命令 | 说明 |
|---|---|
| SELECT | 用于从一个或者多个表中检索某些记录。 |
| INSERT | 插入一条记录。 |
| UPDATE | 修改记录。 |
| DELETE | 删除记录。 |
# DCL - Data Control Language，数据控制语言
控制数据的访问权限，只有被授权的用户才能进行操作。
| 命令 | 说明 |
|---|---|
| GRANT | 向用户分配权限。 |
| REVOKE | 收回用户权限。 |
# RDBMS
RDBMS 是 Relational Database Management System 的缩写，中文译为“关系数据库管理系统”，它是 SQL 语言以及所有现代数据库系统（例如 SQL Server、DB2、Oracle、MySQL 和 Microsoft Access）的基础。
关系数据库管理系统（RDBMS）是一种基于 E. F. Codd 发明的关系模型的数据库管理系统（DBMS）。
# 什么是表（Table）？
在 RDBMS 中，数据被存储在一种称为表（Table）的数据库对象中，它和 Excel 表格类似，都由许多行（Row）和列（Column）构成。每一行都是一条数据，每一列都是数据的一个属性，整个表就是若干条相关数据的集合。
表是关系型数据库中最常见、最简单的数据存储形式。
下面是一个名为“website”的网站信息表的示例：
+----+----------------+----------------------------+-----+-------+---------+---------+
| id | name | url | age | alexa | uv | country |
+----+----------------+----------------------------+-----+-------+---------+---------+
| 1 | 百度 | https://www.baidu.com/ | 21 | 4 | 5010.5 | CN |
| 2 | 淘宝 | https://www.taobao.com/ | 17 | 8 | 3996.75 | CN |
| 3 | C语言中文网 | http://c.biancheng.net/ | 12 | 7923 | 11.62 | CN |
| 4 | Google | https://www.google.com/ | 23 | 1 | 36474 | US |
| 5 | GitHub | https://github.com/ | 13 | 95 | 216.3 | US |
| 6 | Stack Overflow | https://stackoverflow.com/ | 16 | 48 | 592.2 | US |
| 7 | Yandex | http://www.yandex.ru/ | 11 | 53 | 591.82 | RU |
| 8 | VK | https://vk.com/ | 23 | 23 | 1206 | RU |
+----+----------------+----------------------------+-----+-------+---------+---------+
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# 什么是字段（Field）？
每个表都由若干列构成，每一列都称为一个字段（Field），上表 website 所包含的字段有 id、name、url、age、alexa、uv 和 country。
字段用来维护数据表中每一条数据（记录）的特定信息。
# 什么是列（Column）？
列（Column）是从垂直方向观察表中的数据，它包含了与某个字段相关联的所有信息。
例如，website 表中有一列为 url，它表示网站的地址，如下所示：
+----------------------------+
| url |
+----------------------------+
| https://www.baidu.com/ |
| https://www.taobao.com/ |
| http://c.biancheng.net/ |
| https://www.google.com/ |
| https://github.com/ |
| https://stackoverflow.com/ |
| http://www.yandex.ru/ |
| https://vk.com/ |
+----------------------------+
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程序员往往不刻意区分字段（Field）和列（Column）的概念，而是将它们等同看待，因此您可以说“website 表的 age 字段”，也可以说“website 表的 age 列”，它们都是等价的。为了加深读者理解，本教程也不区分字段和列的概念，而是将它们混用。
# 什么是记录（Record）？
数据表中的每一行数据都称为一条记录（Record），有多少行数据就有多少条记录。
字段是从垂直方向看表中的数据，记录是从水平方向看表中的数据。
上表website 共有 8 条记录，以下是第 3 条记录：
+----+----------------+----------------------------+-----+-------+---------+---------+
| 3 | C语言中文网 | http://c.biancheng.net/ | 12 | 7923 | 11.62 | CN |
+----+----------------+----------------------------+-----+-------+---------+---------+
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3
程序员往往也不刻意区分记录（Record）和行（Row）的概念，而是将它们等同看待，因此您可以说“website 表的第 3 条记录”，也可以说“website 表的第 3 行”，它们都是等价的。为了加深读者理解，本教程也不区分记录和行的概念，而是将它们混用。
# 什么是空值（NULL）？
字段的取值可以为 NULL，此时意味着该字段是空的，没有任何值，所以 NULL 被称为“空值”。更多内容请转到《SQL NULL (opens new window)》。
注意，NULL 和零值不一样，和包含空白符（空格、缩进、换行等）的字段也不一样，NULL 字段是指在添加记录的时候留空的字段，也即不为该字段指定任何值。
# 数据的完整性
每个 RDBMS 都存在以下几种类别的数据完整性：
- 实体完整性：表中的一行（一条记录）代表一个实体，表中不能有重复的行。
- 域完整性：域也即字段，域完整性用来保证字段的取值是合理的。
- 引用完整性：一个表中的字段可以引用另外一个表中的记录。如果某条记录被另外一个表中的字段引用，那么该记录不能被删除。
- 自定义完整性：除了以上三种基本的完整性约束，不同版本的 RDBMS 在实现时，还可以根据其具体的应用环境，自己制定一些其它的完整性约束。
# 数据库范式
设计关系型数据库时，需要遵守一些特定的规范才能设计出合理的数据库，这些规范就称为“范式”，满足不同程度的规范就是不同的范式。范式的目的在于：
- 消除冗余数据，比如，不应该将两份相同的数据存储到不同的表中；
- 确保数据之间的关联性是有意义的。
以上两点不但能减少数据库占用的存储空间，还能确保数据之间有清晰的逻辑关系。
关系型数据库之父 Edgar Frank "Ted" Codd 提出了六种范式，但是从长期实践看，三种范式更具有实际的意义。满足最低要求的叫第一范式，简称 1NF；在第一范式的基础上满足进一步要求的称为第二范式，简称 2NF；以此类推，在第二范式的基础上满足更加进一步要求的称为第三范式，简称 3NF。
遵守的范式级别越高，数据的冗余越少，下一级别的范式包含上一级别的所有范式；也就是说，范式级别越高越严格。
# 常用关系型数据库
关系型数据库管理系统（RDBMS）有很多种，它们都有各自的优缺点，下表是由 DB-Engines 发布的 2020 年 11月份数据库排名榜单。
| 排名 | 数据库 | 类型 | 得分 |
|---|---|---|---|
| 1 | Oracle | 关系型数据库 | 1345.00 |
| 2 | MySQL | 关系型数据库 | 1241.64 |
| 3 | Microsoft SQL Server | 关系型数据库 | 1037.64 |
| 4 | PostgreSQL | 关系型数据库 | 555.06 |
| 5 | MongoDB | 文档数据库 | 453.83 |
| 6 | IBM Db2 | 关系型数据库 | 161.62 |
| 7 | Redis | 键值对（Key-value）数据库 | 155.42 |
| 8 | Elasticsearch | 搜索和数据分析引擎 | 151.55 |
| 9 | SQLite | 关系型数据库 | 123.31 |
| 10 | Microsoft Access | 关系型数据库 | 118.75 |
除了“关系型数据库”，其它类型的数据库统称为 NoSQL 数据库。NoSQL = Not Only SQL ，也即“不仅仅是 SQL”。
选择了一些常用的 RDBMS，并帮助您比较了它们的历史和特性。
# MySQL
MySQL 是一种开源的 SQL 数据库，由瑞典的 MySQL AB 公司开发。MySQL 支持多线程、多用户，并且非常快速，一般的中小型网站都选择 MySQL。
MySQL 是跨平台的，可以在 Windows、Linux、Unix 和 Mac OS X 等主流操作系统上运行。
MySQL 有免费版和收费版，它们的功能和用途（商业/非商业）是有区别的。
# MySQL 简史
- 1994 年，Michael Widenius 和 David Axmark 在 Unix 系统上着手开发 MySQL。
- 1995 年，MySQL AB 公司在瑞典创立。
- 1996 年 5 月，MySQL 1.0 版本在小范围内发布；1996 年 10 月，MySQL 3.11.1 版本公开发布。
- 1998 年 1 月 8 日发布 Windows 版，适用于 Windows 95 和 NT 平台。
- MySQL 最初是 MySQL AB 公司的私有财产，2000 年遵循 GPL 协议开放源代码，免费供大家使用。
- MySQL 3.23 版本，从 2000 年 6 月开始测试，2001 年 1 月正式发布。
- MySQL 4.0 版本，从 2002 年 8 月开始测试，2003 年 3 月正式发布。
- MySQL 5.0 版本，从 2005 年 3 月开始测试，2005 年 10 月正式发布。
- 2008 年 2 月 26 日，Sun 公司收购了 MySQL AB 公司，MySQL 数据库归 Sun 公司所有。
- MySQL 5.1 版本，2008 年 11 月 27 日正式发布。
- 2015 年，MySQL 5.7 版本发布，这是 5.x 的最后一个版本。
- MySQL 跳过了 6.x 和 7.x 版本，于 2016 年 9 月直接发布了 8.0 版本；截止到 2020 年 11 月份，MySQL 的最新版本是 8.0.22。
# MySQL 特性
- 使用 C/C++ 编写，性能高
- 跨平台，支持 Windows、Mac OS、Linux、Unix 等各种操作系统
- 可伸缩性和可扩展性
- 很好地支持事务
- 适合 Web 等大数据量应用场景
- 强大的数据保护功能
- 适用于各种应用程序开发
- 易于管理
- 开源、自由、24x7 小时支持
- 总体的使用成本很低
# SQL Server
SQL Server 是微软公司（Microsoft）开发的一种关系型数据库，只能运行于 Windows 操作系统，它除了支持标准的 SQL 语言，还支持增强版的 T-SQL。
# SQL Server 简史
- 1987 年，Sybase 公司发布了用于 Unix 系统的 SQL Server。
- 1989 年，Microsoft、Sybase 和 Aston-Tate 几家公司联合将 SQL Server 移植到 OS/2 平台。
- 1989 年，Microsoft、Sybase 和 Aston-Tate 联合发布了适用于 OS/2 的 SQL Server 1.0 版本。
- Microsoft 终止与 Aston-Tate 的合作，Aston-Tate 退出了 SQL Server 开发。
- 1990 年，SQL Server 1.1 发布，开始支持 Windows 3.0。
- 1994年，Microsoft 再次终止与 Sybase 的合作，买下了 Windows NT 版本 SQL Server 全部版权，此后 Microsoft 开始独立开发 SQL Server。
- 1995 年 6 月，Microsoft 发布了 SQL Server 6.0。对 Microsoft 而言，这个版本是一个重要的里程碑，因为这个版本是独立完成的，没人借他人之手。
- 2000 年，Microsoft 发布了 SQL Server 2000。
- 2001 年，Microsoft 发布了适用于 SQL Server 的 XML。
- 2002 年，微软发布了 SQLXML 2.0（由 XML for SQL Server 更名而来）。
- 2002 年，Microsoft 发布了 SQLXML 3.0。
- 2005 年 11 月 7 日，Microsoft 发布了 SQL Server 2005，这是一次重大的架构变革，原有的很多方面都被重写。
- 2008 年发布 SQL Server 2008，作为上一代产品的升级强化版本。
- 2012 年发布 SQL Server 2012，做出了重大改进。
- 截止到 2020 年 11 月份，最新的公开发布版本是 SQL Server 2019。
# SQL Server 特性
- 高性能
- 高可用性，适用于多种应用程序开发
- 数据库镜像
- 数据库快照
- CLR 整合
- 服务代理（Service Broker）
- DLL 触发器
- 排名函数
- 基于数据行的隔离级别
- 内置 XML 的支持
- 支持异常处理
- 支持邮件发送
# Oracle
Oracle 是一个大型的、基于多用户的关系型数据库管理系统，它的优势是高并发、高吞吐量以及分布式。不管是 B/S（Browser/Server）模式还是 C/S（Client/Server）模式，Oracle 都是非常不错的选择。
Oracle 几乎支持所有的主流操作系统，包括 MS DOS、OS/2、NetWare、UnixWare、OS/2 以及大多数的 Unix 发行版。
# Oracle 简史
Oracle 是历史最悠久的数据库之一，今天它已经 43 岁了（1977 ~ 2020）。
- 1977 年，Larry Ellison、Bob Miner 和 Ed Oates 成立了软件开发实验室，开始从事 Oracle 开发工作。
- 1979 年，Oracle 2.0 版发布，成为第一个商业的关系数据库和第一个 SQL 数据库。同年，公司更名为 Relational Software Inc（简称 RSI）。
- 1981年，RSI 开始为 Oracle 开发管理工具。
- 1982 年，RSI 更名为 Oracle Corporation。
- 1983 年，Oracle 3.0 版发布，该版本使用C语言进行了重构，并能够运行在多个平台上。
- 1984 年，Oracle 4.0 版发布，包含了并发控制、多版本读取一致性等功能。
- 1986 年，Oracle 上市，每年营业额 5500 万美元。
- 1988 年，Oracle 6.0 发布，对核心组件进行了改写，极大提升了性能。
- 1989 年，Oracle 进入中国市场。
- 2007 年，Oracle 发布了 Oracle 11g，该版本侧重于更好的分区、易于迁移等。
- 2013 年，Oracle 发布了 Oracle 12c，用以支持云计算。
- 2019 年，Oracle 19c 发布，这也是目前（2020-11）的最新版本。
# Oracle 特征
- 高并发
- 读取一致性
- 锁机制
- 静默（Quiesce）模式
- 高可移植性
- 自我管理能力（Self-managing）
- SQL*Plus 客户端工具
- 自动存储管理（ASM）
- 调度程序
- 资源管理
- 数据仓库
- 物化视图（Materialized View）
- 位图索引
- 表压缩
- 并行执行
- 数据挖掘模块
- 分区功能
# Access
Access 是微软（Microsoft）发布的一款入门级的数据库管理软件，随专业版的 Microsoft Office 安装包一起发布。Access 价格便宜，适合数据量不大、性能要求不高的小型项目。
Access 带有界面，操作起来比较直观，不需要具备非常专业的数据库知识。
Access 使用一种称为 Jet 的数据库引擎，它删除了标准 SQL 的部分功能，同时也扩展了一些标准 SQL 没有的功能，形成了一种独特的 SQL 变种，被称为 Jet SQL。
# Access 简史
- 1992 年，Access 1.0 版本发布。
- 1993 年，Access 1.1 版本发布，提高了兼容性，并支持 Access Basic 编程语言（Access Basic 有许多特点与 Visual Basic 都相同）。
- 最重要的版本升级是从 Access 97 到 Access 2000。
- 2007 年，Access 2007 版本发布，引入了一种新的数据库格式 ACCDB，用以支持更加复杂的数据类型，例如多值字段和附件字段。
- 2013 年，Access 2013 发布，支持创建 Access Web 应用程序（AWA）。
- 2018 年 9 月 25 日，Access 2019 发布，这是目前（2020-11）最新的版本。
# Access 特性
- 用户可以创建表、查询、表单和报表，并将它们与宏连接在一起。
- 支持多种格式的数据导入导出，包括 Excel、Outlook、ASCII、dBase、Paradox、FoxPro、SQL Server、Oracle、ODBC 等。
- Access 还支持 Jet 数据库格式（Access 2007 中的 MDB 或者 ACCDB），开发者可以将应用程序和数据打包到一个文件中，这使得在将整个应用程序分发给用户时非常方便，用户在没有联网的环境中依然可以使用。
- Access 提供了参数化查询，其它程序（例如 VB6、.NET 等）可以通过 DAO 或者 ADO 使用这些查询结果和数据表。
- 作为 Jet 引擎的替代方案，SQL Server 桌面版可以和 Access 一起使用。
- 和一般的 C/S（Client/Server）模式的关系型数据库管理系统（RDBMS）不同，Access 不支持触发器、存储过程和事务日志。
# 参考
http://c.biancheng.net/sql/