数据库系统

数据库（Database, DB）是持久化存储和管理数据的系统——相比文件系统，它提供了高效查询、并发控制、故障恢复、数据一致性等能力

实体关系模型（Entity-Relationship Model）是用图形化的方式描述现实世界的数据结构——实体是"东西"，关系是"联系"，是数据库设计的第一步

关系模型（Relational Model）把数据抽象为"关系"（表），用集合论的运算（选择、投影、连接）来操作数据——SQL 就是基于关系代数设计的

SQL（Structured Query Language）是操作关系数据库的标准语言——DDL 定义表结构，DML 操作数据

连接（JOIN）把多个表的数据按关联条件合并，子查询（Subquery）把一个查询的结果作为另一个查询的输入——它们是 SQL 最强大的功能

视图是"虚拟表"，索引加速查询，事务保证多步操作的原子性——它们是 SQL 进阶的三大武器

函数依赖（Functional Dependency）描述表中列之间的"决定关系"——如果学号确定，姓名就唯一确定，就说"学号 → 姓名"

范式（Normal Form）是评价关系表设计"好坏"的标准——范式越高，数据冗余越少，更新异常越少

规范化减少冗余但可能降低查询性能，反规范化故意增加冗余来提升查询速度——两者需要在设计时权衡

B+ 树是关系数据库最常用的索引结构——它是多路平衡查找树，所有数据都在叶子节点，内部节点只存"路标"，适合磁盘块存储和大规模范围查询

哈希索引（Hash Index）用哈希函数把键映射到桶——等值查询 O(1)，但不支持范围查询。适合 Key-Value 场景

查询优化器（Query Optimizer）把 SQL 翻译成执行计划——选择索引、决定 JOIN 顺序、估算代价——让同样的查询跑得更快

ACID 是数据库事务的四大特性——原子性（要么全做要么全不做）、一致性（数据总是正确）、隔离性（并发事务互不干扰）、持久性（提交了就永久保存）

隔离级别在并发性能和正确性之间做权衡——级别越高数据越安全，但并发性能越低。脏读、不可重复读、幻读是隔离级别要解决的三个问题

数据库用锁和 MVCC（多版本并发控制）来保证并发事务的隔离性——锁防止写冲突，MVCC 让读不阻塞写

WAL（Write-Ahead Logging）是数据库故障恢复的核心——先写日志再写数据。Undo Log 回滚未提交的事务，Redo Log 重做已提交但未写入磁盘的事务

NoSQL（Not Only SQL）是在关系数据库之外的数据库类型——文档型、键值型、列族型、图数据库，每种都有自己的适用场景