软件测试工程师必备基础——数据库基础

1、数据库管理系统（Database Management System）—简称DBMS

数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库；它是对数据库进行统一的控制和管理，以保证数据库的安全性和完整性。

数据库发展史：

1、萌芽阶段；文件系统，使用磁盘文件来存储数据。

2、初级阶段；第一代数据库，出现了 状模型、层次模型的数据库。

3、中级阶段；第二代数据库，关系型数据库和结构化查询语句（SQL语言）。

4、高级阶段；新一代数据库，“关系—对象”型数据库。

文件管理的缺点：

编写应用程序不方便

数据冗余不可避免

应用程序依赖性

不支持文件的并发访问

数据间联系弱

难以按用户视图表示数据

无安全控制功能

数据库管理系统的优点：

相互关联的数据集和

较少的数据冗余

程序与数据相互独立

保证数据的安全可靠

最大限度的保证数据正确性

数据可以并发使用并能同时保证一致性

2、数据库系统的架构：

1、单机架构：单机应用系统架构是最简单的软件结构；是指定运行在一台物理机器上的独立应用程序，不提供 络功能的数据库。

2、大型主机/终端架构：由一台主机连接多个终端，共同分享一台主机的数据。

3、主从式架构（客户端Client/服务器Server 简称C/S）：他把客户端与服务器分开，每一个客户端软件的实例都可以向一个服务器或应用程序服务器发出请求。

4、分布式架构：分布式系统是支持分布式处理的软件系统，是由通信 络互联的多处理机体系结构上执行任务的系统，包括分布式操作系统、分布式程序设计语言及编译系统、分布式文件系统和分布式数据库系统等。

3、关系型数据库：

是建立在关系模型基础上的数据库；借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据，简单地可以理解为二维数据库，表的格式如Excel，有行有列。

关系： 关系就是二维表，呈横行纵列状态，且每张表存在一定的关系。

行（row或record记录）： 表中的每一行，又称为一条记录。

列（column或field域）： 表中的每一列，称为属性、字段。

主键（Primary Key 简称PK）： 用于唯一确定一个记录的字段，一个表单中只能有一个主键，一个字段的内容不可重复，主键内容不可空缺。

外键（Foreign Key 简称FK）: 就是表与表之间的某种约定的关系，由于这种关系的存在，能够让表与表之间的数据更加地完整，关联性更强，也称外键约束。

唯一键（Unique Key 简称UK）：用于唯一确定一个纪录的字段，一个字段的内容不可重复；由于每个表单只能有一个主键，如果一张表单内出现两个纪录的字段都是唯一不可重复的情况下，可以一个主键，一个唯一键；唯一键可以为空。

复合主键（Composite primary key）：当一个字段无法确定唯一性的时候，需要其他字段来一起形成唯一性；就是说用来组合成唯一性的字段如果有多个就是复合主键。

域（domain）： 属性（列）的取值范围；如：性别只能是‘男’和‘女’。

事务（transaction）：多个操作当作一个整体对待，称ACID;

A、原子性：（原子为最小的例子，不可分割），所有动作不可被分割；（比如在ATM取钱，取钱、吐钱、银行账户被扣钱，这些动作不可被分割）。在增加数据时当做到一半时遇到断电状态，系统会保留不完整的数据，可利用事务日志将不完整的数据撤销，（rollback）回滚。

C、一致性：数据库在操作时，时刻处于一致状态。（比如银行转账，第一个账户有一万元，另一个账户没有钱，不管两个账户如何转账两个账户的总额是一万元，一方收到款，而另一方的账户会扣掉相应的款数）。

I、隔离性：两个用户同时操作数据库内相同的数据，两个用户互不干扰。如果其中一个用户访问到了另一个用户修改但未保存的数据称为脏数据（dirty date）。

D、持久性：数据存在数据库中会永久生效。

实体—联系模型E—R图（Entity Relationship Diargram）

E—R图也称实体图，提供了表示实体类型、属性和联系的方法；用来描述现实世界的概念模型；它是描述现实世界关系概念模型的有效方法，是表现概念模型的一种方式。用‘矩形框’表示实体，矩形框内写实体名称；用‘椭圆形框’表示实体属性，并用‘实心线段’将其与相应关系的‘实体型’连接起来；用‘菱形框’表示实体型之间的联系成因，菱形框内写明联系名，并用‘实心线段’分别与有关实体型连接起来，同时在‘实心线段’旁标上联系的类型。（1:1表示一对一，1：n表示一对多或m：n表示一对多）。

4、数据三要素：

1、数据结构

（1、与数据类型、内容、性质有关的对象；比如关系模型中的域和属性的关系等。

（2、与数据之间联系有关的对象，它从数据组织层表示数据记录与字段的结构。

2、数据的操作

（1、数据提取：在数据集合中提取感兴趣的内容。select查

（2、数据更新：变更数据库中的数据；inserter、delete、update，增、删、改。

3、数据的约束条件：是一组完整性规则的集合；

（1、实体完整性（行） Entity Integrity

（2、域（列）完整性 Domain Integrity

（3、参考完整性 Referential Integrity

简易数据库规划流程

第一阶段：收集数据，得到字段；

收集必要且完整的数据包

转换成数据表的字段

第二阶段：

关联：表和表之间的关系

分割数据表并建立关联的优点

节省空间

减少输入错误

方便数据修改

第三阶段：规范化数据库

1.数据库的正规划分析—规范模式（范式RDMBS）

2.设计范式基础概念：设计关系数据库时遵从不同的规范要求，设计出合理的关系型数据库；这些不同的规范要求被称为不同范式，各种范式呈递次规范，越高的范式数据冗余越小。

5、范式分类/详述

目前关系数据库有六种范式，第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴德斯科范式（BCNF）、第四范式（4NF）、第五范式（5NF，又称完美范式）。满足最低要求的范式是第一范式（1NF），在第一范式的基础上进一步满足更多范式要求的称为第二范式（2NF），其余范式以此类推；一般来说数据库只需满足第三范式（3NF）即可。（范式越高越严格，优点是减少冗余，缺点是逻辑严谨复杂，使用不方便；在不得不违反的情况下要灵活运用）。

第一范式（1NF）：无重复的列。每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值；即实体中的某个属性不能有多个值，或者不能有重复的属性；出去同类型的字段，就是无重复的列。（说明：第一范式是对关系模式的基本要求，不满足第一范式的数据库就不是关系数据库）。

第二范式（2NF）：属性完全依赖于主键；第二范式必须先满足第一范式，要求表中的每个行必须可以被唯一的区分；通常为表上加一个列，以存储各个实例的唯一标识（主键），非主键的字段需要与整个主键有直接相关性。

第三范式（3NF）：属性不依赖于其他非主属性；满足第三范式必须先满足第二范式，第三范式要求一个数据库表中不包含已在其他表中已包含的非主键关键字信息，非主键的字段间不能有从属关系。