一、關系型數(shù)據(jù)庫是什么

關系型數(shù)據(jù)庫，是指采用了關系模型來組織數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，其以行和列的形式存儲數(shù)據(jù)，以便于用戶理解，關系型數(shù)據(jù)庫這一系列的行和列被稱為表，一組表組成了數(shù)據(jù)庫。用戶通過查詢來檢索數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，而查詢是一個用于限定數(shù)據(jù)庫中某些區(qū)域的執(zhí)行代碼。關系模型可以簡單理解為二維表格模型，而一個關系型數(shù)據(jù)庫就是由二維表及其之間的關系組成的一個數(shù)據(jù)組織。

二、關系型數(shù)據(jù)庫的特點

1、存儲方式：傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫采用表格的儲存方式，數(shù)據(jù)以行和列的方式進行存儲，要讀取和查詢都十分方便。

2、存儲結(jié)構：關系型數(shù)據(jù)庫按照結(jié)構化的方法存儲數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)表都必須對各個字段定義好（也就是先定義好表的結(jié)構），再根據(jù)表的結(jié)構存入數(shù)據(jù)，這樣做的好處就是由于數(shù)據(jù)的形式和內(nèi)容在存入數(shù)據(jù)之前就已經(jīng)定義好了，所以整個數(shù)據(jù)表的可靠性和穩(wěn)定性都比較高，但帶來的問題就是一旦存入數(shù)據(jù)后，如果需要修改數(shù)據(jù)表的結(jié)構就會十分困難。

3、存儲規(guī)范：關系型數(shù)據(jù)庫為了避免重復、規(guī)范化數(shù)據(jù)以及充分利用好存儲空間，把數(shù)據(jù)按照最小關系表的形式進行存儲，這樣數(shù)據(jù)管理的就可以變得很清晰、一目了然，當然這主要是一張數(shù)據(jù)表的情況。如果是多張表情況就不一樣了，由于數(shù)據(jù)涉及到多張數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)表之間存在著復雜的關系，隨著數(shù)據(jù)表數(shù)量的增加，數(shù)據(jù)管理會越來越復雜。

4、擴展方式：由于關系型數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)表中，數(shù)據(jù)操作的瓶頸出現(xiàn)在多張數(shù)據(jù)表的操作中，而且數(shù)據(jù)表越多這個問題越嚴重，如果要緩解這個問題，只能提高處理能力，也就是選擇速度更快性能更高的計算機，這樣的方法雖然可以一定的拓展空間，但這樣的拓展空間一定有非常有限的，也就是關系型數(shù)據(jù)庫只具備縱向擴展能力。

5、查詢方式：關系型數(shù)據(jù)庫采用結(jié)構化查詢語言（即SQL）來對數(shù)據(jù)庫進行查詢，SQL早已獲得了各個數(shù)據(jù)庫廠商的支持，成為數(shù)據(jù)庫行業(yè)的標準，它能夠支持數(shù)據(jù)庫的CRUD（增加，查詢，更新，刪除）操作，具有非常強大的功能，SQL可以采用類似索引的方法來加快查詢操作。

6、規(guī)范化：在數(shù)據(jù)庫的設計開發(fā)過程中開發(fā)人員通常會面對同時需要對一個或者多個數(shù)據(jù)實體（包括數(shù)組、列表和嵌套數(shù)據(jù)）進行操作，這樣在關系型數(shù)據(jù)庫中，一個數(shù)據(jù)實體一般首先要分割成多個部分，然后再對分割的部分進行規(guī)范化，規(guī)范化以后再分別存入到多張關系型數(shù)據(jù)表中，這是一個復雜的過程。好消息是隨著軟件技術的發(fā)展，相當多的軟件開發(fā)平臺都提供一些簡單的解決方法，例如，可以利用ORM層（也就是對象關系映射）來將數(shù)據(jù)庫中對象模型映射到基于SQL的關系型數(shù)據(jù)庫中去以及進行不同類型系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換。

7、事務性：關系型數(shù)據(jù)庫強調(diào)ACID規(guī)則（原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）、持久性（Durability）），可以滿足對事務性要求較高或者需要進行復雜數(shù)據(jù)查詢的數(shù)據(jù)操作，而且可以充分滿足數(shù)據(jù)庫操作的高性能和操作穩(wěn)定性的要求。并且關系型數(shù)據(jù)庫十分強調(diào)數(shù)據(jù)的強一致性，對于事務的操作有很好的支持。關系型數(shù)據(jù)庫可以控制事務原子性細粒度，并且一旦操作有誤或者有需要，可以馬上回滾事務。

8、讀寫性能：關系型數(shù)據(jù)庫十分強調(diào)數(shù)據(jù)的一致性，并為此降低讀寫性能付出了巨大的代價，雖然關系型數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的可靠性很不錯，但一旦面對海量數(shù)據(jù)的處理的時候效率就會變得很差，特別是遇到高并發(fā)讀寫的時候性能就會下降的非常厲害。

9、授權方式：關系型數(shù)據(jù)庫常見的有Oracle，SQLServer，DB2，Mysql，除了Mysql大多數(shù)的關系型數(shù)據(jù)庫如果要使用都需要支付一筆價格高昂的費用，即使是免費的Mysql性能也受到了諸多的限制。

三、關系型數(shù)據(jù)庫設計原則

在進行關系型數(shù)據(jù)庫的設計過程中，要遵循以下幾個原則，借此可以提高數(shù)據(jù)庫的存儲效率、數(shù)據(jù)完整性和可擴展性。

1、命名規(guī)范化

在概念模型設計中，對于出現(xiàn)的實體、屬性及相關表的結(jié)構要統(tǒng)一。例如在數(shù)據(jù)庫設計中，指定學生Sstudent，專指本科生，相關的屬性有：學號、姓名、性別、出生年月等，及每個屬性的類型、長度、取值范圍等都要進行確定，這樣就能保證在命名時不會出現(xiàn)同名異義或異名同義、屬性特征及結(jié)構沖突等問題。

2、數(shù)據(jù)的一致性和完整性

在關系型數(shù)據(jù)庫中可以采用域完整性、實體完整性和參照完整性等約束條件來滿足其數(shù)據(jù)的一致性和完整性，用check、default、null、主鍵和外鍵約束來實現(xiàn)。

3、數(shù)據(jù)冗余

數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)應盡可能地減少冗余，這就意味著重復數(shù)據(jù)應該減少到最少。例如：若一個部門職員的電話存儲在不同的表中，假設該職員的電話號碼發(fā)生變化時，冗余數(shù)據(jù)的存在就要求對多個表進行更新操作，若某個表不幸被忽略了，那么就會造成數(shù)據(jù)不一致的情況。所以在數(shù)據(jù)庫設計中一定要盡可能存在少地冗余。

4、范式理論

在關系數(shù)據(jù)庫設計時，一般是通過設計滿足某一范式來獲得一個好的數(shù)據(jù)庫模式，通常認為3NF在性能、擴展性和數(shù)據(jù)完整性方面達到了最好的平衡，因此,一般數(shù)據(jù)庫設計要求達到3NF，消除數(shù)據(jù)依賴中不合理的部分，最終實現(xiàn)使一個關系僅描述一個實體或者實體間一種聯(lián)系的目的。

四、關系型數(shù)據(jù)庫設計步驟

關系型數(shù)據(jù)庫設計的過程可大體分為四個時期七個階段。

1、用戶需求分析時期，主要是了解和分析用戶對數(shù)據(jù)的功能需求和應用需求，是整個設計過程的基礎，事關整個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計的成敗。

2、數(shù)據(jù)庫設計時期，主要是將用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體DBMS的數(shù)據(jù)模型，可用實體—聯(lián)系模型來表示，然后將其轉(zhuǎn)換為已選好的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS所支持的一組關系模式并為其選取一個適合應用環(huán)境的物理結(jié)構，包括存儲結(jié)構和存取方法。

3、數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)時期，包括數(shù)據(jù)庫結(jié)構創(chuàng)建階段和應用行為設計與實現(xiàn)階段，是根據(jù)數(shù)據(jù)庫的物理模型創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、創(chuàng)建表、創(chuàng)建索引、創(chuàng)建聚簇等。

4、數(shù)據(jù)庫運行與維護時期，最后一個階段則是數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)經(jīng)過試運行后即可投入正式運行。