**数据库备课教案**
- 为什么软件测试工程师还需要学习数据库以及开发方面的知识？
测试工程师的目的是找出软件的不足，并告诉开发工程师，出现问题的环境，操作步骤和输入输出数据；优秀的测试工程师，需要告诉开发团队，软件的不足，这类不足会导致什么情况，如何避免，以及如何去修改（这是为什么高级软件测试工程师比开发工程师工资高的原因）。
测试工程师在测试软件过程中，不仅仅需要在界面进行操作，还需要检查数据库中的数据是否正确，从而在软件出现问题时候，能够定位到问题原因
2. 什么是数据库
Excle的数据的确很方便，但是对于企业来说就不一样了。一个公司里面可能有成千上万的Excel表格，还在不同的电脑上，而他们的员工和客户需要实时看到企业给他们提供的所有数据，这种文件管理的方法就很麻烦，总不能每分钟都把一个新的巨大无比的Excel文件发给所有客户呀。
数据库呢，就是存储数据的地方，就像冰箱是存储食物的地方一样。正是因为有了数据库后，所有人可以直接在这个系统上查找数据和修改数据。例如你每天使用余额宝查看自己的账户收益，就是从后台数据库读取数据后给你的。
数据库的英文名称叫DB(Database)，那么数据库里面有什么东东呢？
其实，数据库通常包含一个或多个表组成。如果你用过Excel，就会知道Excel是一张一张的二维表。每个表都是由列和行组成的，其中每一列都用名字来标识出来。同样的，数据库里存放的也是一张一张的表，只不过各个表之间是有联系的。所以，简单来说：
数据库=多张表+各表之间的关系
其实数据库是逻辑上的概念，它是一堆互相关联的数据，放在物理实体上，是一堆写在磁盘上的文件，文件中有数据。这些最基础的数据组成了表(table)。
常用的数据库软件，例如MySQL、Oracle、SQL Server等都是实现上面理论的数据库。各个数据库软件的使用差别大同小异，但是因为MySQL是开源的，成为各大公司使用的主流，面试也主要以MySQL为主。
数据库是按照数据的结构来组织，存储，和管理数据的仓库，简而言之，就是存放数据的仓库
3. 数据库和SQL是什么关系？
结构化查询语言(Structured Query Language)简称SQL(发音：/ˈes kjuː ˈel/ “S-Q-L”)，是一种特殊目的的编程语言，是一种数据库查询和程序设计语言，用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统；同时也是数据库脚本文件的扩展名。
数据库里面放着数据，而SQL是用来操作数据库里数据的语言（工具）。
例如有一碗米饭（碗就是mysql，里面放的米是数据），你要吃碗里的米饭，拿什么吃？拿筷子（sql）。用筷子（sql）操作碗里（mysql）的米饭（数据）
4. 数据库有哪些？
Oracle是最挣钱的数据库，出自甲骨文公司，市场占有率非常高，功能非常强大，被一些大型企业，电信，银行，证券公司所使用
MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB 公司开发，目前属于 Oracle 旗下产品。MySQL 是最流行的关系型数据库管理系统之一，在 WEB 应用方面，MySQL是最好的 RDBMS (Relational Database Management System，关系数据库管理系统) 应用软件。MySQL目前最流行的开源数据库，被甲骨文公司所占用，威胁着老大Oracle的地位，开源，免费，支持多平台，易用
SQLServer,微软开发的数据库，仅支持Windows操作系统，号称是windows上最好用的数据库。数据库的天下不仅仅是MySQL和Oracle的，SQLServer也正在慢慢崛起，微软网罗了不少数据库的专家，推出了不少重磅功能。
MongoDB，最好用的文档型数据库，是NOSQL类型数据库的领导者之一，也是当前最成功的NoSQL类型数据库，数据存储格式采用JSON形式，非常灵活。
Redis，最好的内存级数据库，查询效率极高，并且在Redis 3.0之后，支持多种数据类型，String，Set，List，Hash等类型，开始支持集群，弥补了自身短板。是目前做缓存最流行的数据库
Neo4J，最好的图形化数据库，流行话较低，但是图形化数据库的绝对领导者。
SQLite，最流行的嵌入式数据库，占领手机行业的绝对领导者地位，Android和IOS两大手机系统，都内嵌了SQLite数据库，SQLite是一个完整的关系型数据库，支持标准SQL，支持事务操作，程序包非常小，是嵌入式设备的最佳选择。
5. MySQL数据库的安装配置
5.1. 安装配置
参考MySQL安装文档
5.2. 安装问题说明
有些同学的电脑，安装时，有可能卡死在最后一步上，建议多试几次，或者安装的时候，先选择标准安装方式，安装之后，再到my.ini文件下，搜索latin修改为utf8
6. DDL-数据库定义语言
6.1. 概念及作用:
database defination language 数据库定义语言
用于定义数据库，用于定义表结构
6.2. 表中字段基本数据类型
MySQL支持多种类型，大致可以分为三类：数值、日期/时间和字符串(字符)类型
1、一个汉字占多少长度与编码有关：
UTF－8：一个汉字＝3个字节
GBK：一个汉字＝2个字节
2、varchar(n) 表示 n 个字符，无论汉字和英文，Mysql 都能存入 n 个字符，仅是实际字节长度有所区别
1、整型
取值范围如果加了 unsigned，则最大值翻倍，如 tinyint unsigned 的取值范围为(0~256)。
int(m) 里的 m 是表示 SELECT 查询结果集中的显示宽度，并不影响实际的取值范围，没有影响到显示的宽度，不知道这个 m 有什么用。
2、浮点型(float 和 double)
设一个字段定义为 float(5,3)，如果插入一个数 123.45678,实际数据库里存的是 123.457，但总个数还以实际为准，即 6 位。
3、定点数
浮点型在数据库中存放的是近似值，而定点类型在数据库中存放的是精确值。
decimal(m,d) 参数 m
4、字符串(char,varchar,_text)
char 和 varchar：
· 1.char(n) 若存入字符数小于n，则以空格补于其后，查询之时再将空格去掉。所以 char 类型存储的字符串末尾不能有空格，varchar 不限于此。
· 2.char(n) 固定长度，char(4) 不管是存入几个字符，都将占用 4 个字节，varchar 是存入的实际字符数 +1 个字节（n<=255）或2个字节(n>255)，所以 varchar(4),存入 3 个字符将占用 4 个字节。
· 3.char 类型的字符串检索速度要比 varchar 类型的快。
varchar 和 text：
· 1.varchar 可指定 n，text 不能指定，内部存储 varchar 是存入的实际字符数 +1 个字节（n<=255）或 2 个字节(n>255)，text 是实际字符数 +2 个字节。
· 2.text 类型不能有默认值。
· 3.varchar 可直接创建索引，text 创建索引要指定前多少个字符。varchar 查询速度快于 text, 在都创建索引的情况下，text 的索引似乎不起作用。
5.二进制数据(_Blob)
· 1._BLOB和_text存储方式不同，_TEXT以文本方式存储，英文存储区分大小写，而_Blob是以二进制方式存储，不分大小写。
· 2._BLOB存储的数据只能整体读出。
· 3._TEXT可以指定字符集，_BLO不用指定字符集。
6.日期时间类型
若定义一个字段为timestamp，这个字段里的时间数据会随其他字段修改的时候自动刷新，所以这个数据类型的字段可以存放这条记录最后被修改的时间。
数据类型的属性
6.3. 数据库语句操作
我们可以在登陆 MySQL 服务后，使用 create 命令创建数据库，语法如下:
CREATE DATABASE 数据库名;
创建第一个数据库 mydb1
create database mydb1
在删除数据库过程中，务必要十分谨慎，因为在执行删除命令后，所有数据将会消失
drop 命令删除数据库
删除创建的数据库
drop database mydb1;
在你连接到 MySQL 数据库后，可能有多个可以操作的数据库，所以你需要选择你要操作的数据库，
选择数据库
user mydb1
注意:所有的数据库名，表名，表字段都是区分大小写的。所以你在使用SQL命令时需要输入正确的名称。
查看数据库创建细节
show create database mydb1
创建一个使用gbk字符集的数据库
create database mydb2 character set gbk
6.4. 表结构语句操作
选择数据库
user mydb1
创建MySQL数据表需要以下信息：
表名
表字段名
定义每个表字段
创建表
create table student(id int,name varchar(20),sex varchar(20),age int,salery float(6,2),birthday date)
删除表
drop table student;
查看所有表
show tables
查看表的创建细节
show create table student;
展示表结构
desc student
在原有的学生基础上添加address列
alter table student add address varchar(20)
在原有的学生基础上删除address列
alter table student drop address
在原有的学生基础上修改address列的类型和长度
alter table student MODIFY COLUMN address VARCHAR(40);
注意:(同样类型的数据字段增加长度是没问题的，也是经常使用的，但是减小长度可能会导致数据丢失;注意修改类型应该谨慎，因为类型之间数据需要转换，可能会导致数据出错或者丢失)
6.5. 定义表的约束
create table student(id int primary key auto_increment,name varchar(20) unique not null,sex varchar(20),age int,salery float(6,2),birthday date)
l 如果你不想字段为 NULL 可以设置字段的属性为 NOT NULL， 在操作数据库时如果输入该字段的数据为NULL ，就会报错。
l AUTO_INCREMENT定义列为自增的属性，一般用于主键，数值会自动加1。
l PRIMARY KEY关键字用于定义列为主键。为了标识数据库记录唯一性，不允许记录重复，且键值不能为空，主键也是一个特殊索引。 您可以使用多列来定义主键，列间以逗号分隔。
l UNIQUE KEY的用途：主要是用来防止数据插入的时候重复的
l ENGINE 设置存储引擎，CHARSET 设置编码
7. DML-数据库操作语言
7.1. 概念及作用
DML data manipulation language 数据库操作语言，用以操作数据库
7.2. 插入数据
insert into student values(1,’zhangsan’,’nan’,19,389.10,’1999-10-10’);
查询
select * from student
insert into student values(2,’李四’,’男’,19,389.10,’1999-10-10’);
插入中文会报错
通知服务器客户端使用的编码是gbk
set character_set_client=gbk;
通知服务器客户端查看结果集使用的编码是 gbk
set character_set_results=gbk;
insert into student(id,name,sex,age) values(3,’王五’,’男’,19);
7.3. 删除数据
删除单条数据
delete from student where id=1;
删除所有数据
delete from student;
摧毁表
truncate table student;
7.4. 修改数据
设置所有人的年龄加10岁
update student set age=age+10
修改zhangsan 为张三
update student set name=’张三’ where name=’zhangsan’
修改王五的salery和出生日期
update student set salery=100.01,birthday=’1999-10-10’ where id=3;
8. DQL-数据库查询语言
8.1. 概念及作用
Data Query Language 数据库查询语言
8.2. 数据查询
删除student
drop table student
创建数据库表-学生成绩表
create table student(id int primary key auto_increment,name varchar(20) unique not null,chinese float,english float,math float);
添加几条数据
insert into student values(1,’张三’,90,80,80);
insert into student values(2,’李四’,90,87,60);
insert into student values(3,’王五’,70,60,69);
insert into student values(4,’赵六’,99,90,87);
8.2.1. 普通条件查询
查询所有学生信息
select * from student;
查询id为1的学生信息
select * from student where id=1;
查询id为1的学生姓名
select name from student where id=1;
查询数学成绩大于80的同学成绩
select * from student where math>80
查询所有学生成绩，并输出效果为 姓名 语文 英语 数学 效果
select name as 姓名,chinese as 语文,english as 英语,math as 数学 from student
查询所有成绩及数学分+10分
select *,(math+10)from student
统计每个学生的总分
select name,(math+english+chinese) as 总分 from student
查询总分大于230分的同学
select * from student where (math+english+chinese)>230
查询数学成绩在80-90之间的同学
select * from student where math between 80 and 90
查询数学语文英语都大于80的同学成绩
select * from student where math>80 and english>80 and chinese >80;
查询数学成绩在 80 60 90内的同学
select * from student where math in(80,60,90);
8.2.2. 模糊查询
查询所有姓名中包含张的同学
select * from student where name like ‘%张%’
8.2.3. 排序查询
按照数学成绩从小到大查询
select * from student order by math;
按照数学成绩从大到小查询
select * from student order by math desc;
8.2.4. 分页查询
limit是mysql的语法
select * from table limit m,n
其中m是指记录从m+1开始
，N代表取n条记录。
select * from student limit 2,4
即取出第3条至第6条，4条记录
查询出数学成绩由高到低前两名
select * from student order by math desc limit 0,2;
8.2.5. 分组查询
创建一个订单表
create table employee(id int,name varchar(20),sex varchar(20),age int);
insert into employee values(1,‘sunsan’,‘男’,18);
insert into employee values(2,‘lisi’,‘男’,18);
insert into employee values(3,‘wangwu’,‘女’,19);
insert into employee values(4,‘zhaoliu’,‘男’,15);
分组查询
select * from employee group by sex;
分组查询加条件
select * from employee group by sex having age>18;
(1) having 条件表达式：用来分组查询后指定一些条件来输出查询结果
(2) having作用和where一样，但having只能用于group by
8.3. 报表查询
count 个数
sum 总数
avg 平均数
max 最大值
min 最小值
统计班级里边有多少学生
select count(*)from student;
统计总成绩大于250分的人数
select count(*)from student where (math+english+chinese)>250;
统计班级里边各科总成绩
select sum(math),sum(english),sum(chinese) from student
统计所有科目的总成绩
select sum(math+english+chinese) from student;
统计一下语文平均成绩
select sum(chinese)/count(*) from student;
select avg(chinese) from student;
统计一下班级语文最高分和最低分
select max(chinese) from student;
select min(chinese) from student;
报表查询订单根据名称合并后，总价格>10000的商品
select * from orders group by product having sum(price) >7000
9. 多表设计
9.1. 一对一
一张表的一条记录一定只能与另外一张表的一条记录进行对应，反之亦然。
有时候，为了业务，或者避免一张表中数据量过大，过复杂，在开发中会进行一对一方式来设计表。
7.2一对多（1方建主表(id为主键字段), 多方建外键字段）
指的是一个实体的某个数据与另外一个实体的多个数据有关联关系， 一对多的关系在设计的时候，需要设计表的外键
9.1.1. 班级表和学生表设计
部门表和员工表设计
9.1.2. 创建数据库表
constraint 约束
foreign key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，更加的完整，关连性更强。
foreign key语句的式例：FOREIGN KEY(Sno) REFERENCES Student(Sno)
附：表的外键必须是另一张表的主键
create table class(id int primary key auto_increment,name varchar(20));
create table student(id int primary key auto_increment,name varchar(20),sex varchar(20),class_id int,constraint foreign key(class_id) references class(id));
insert into class values(1,‘ceshiban’);
insert into class values(2,‘kaifa’);
insert into student values(1,‘zhangsan’,‘nan’,1);
insert into student values(2,‘lisi’,‘nan’,2);
insert into student values(3,‘jingjing’,‘nan’,2);
select * from student where class_id=(select id from class where id=2);
补一个外键的概念（默认是约束): 删除主键信息时，当该主键字段值在外键表中存在时，该记录是不能删除的。—要把外键表是的相关信息删除之后，才能删除。
7.3、多对多（ 3个表= 2个实体表 + 1个关系表 )
一个实体的数据对应另外一个实体的多个数据，另外实体的数据也同样对应当前实体的多个数据。
一个学生可以有多个老师，一个老师可以教多个学生
解决方案：创建一个中间表，专门用来维护多表之间的对应关系，通常是能够唯一标识出数据的字段（主键）
create table teacher(id int primary key,name varchar(100));
create table student (id int primary key,name varchar(100));
create table teacher_student(teacher_id int,student_id int,constraint foreign key(teacher_id) references teacher(id),constraint foreign key(student_id) references student(id));
insert into teacher values(1,‘梁老师’);
insert into teacher values(2,‘李老师’);
insert into student values(1,”张三”);
insert into student values(2,”李四”);
insert into teacher_student values(1,1);
insert into teacher_student values(1,2);
insert into teacher_student values(2,1);
insert into teacher_student values(2,2);
查询李老师所教的学生
select id from teacher where name=’李老师’
select student_id from teacher_student where teacher_id=id
select * from student where id in(select student_id from teacher_student where teacher_id =(select id from teacher where name=‘李老师’));
查询张三的所有老师
select * from teacher where id in(select teacher_id from teacher_student where student_id=(select id from student where name=‘张三’));
10. 连接查询
10.1. 初始定义表结构
create table customer(id int primary key auto_increment,name varchar(20),city varchar(20));
create table orders(id int primary key auto_increment,good_name varchar(20),price float(8,2),customer_id int);
insert into customer (name,city) values(‘李老师’,‘东北’);
insert into customer (name,city) values(‘崔老师’,‘山西’);
insert into customer (name,city) values(‘张老师’,‘内蒙’);
insert into customer (name,city) values(‘闫老师’,‘天津’);
insert into orders(good_name,price,customer_id) values(‘电脑’,59,1);
insert into orders(good_name,price,customer_id) values(‘笔记本’,88,2);
insert into orders(good_name,price,customer_id) values(‘吹风机’,99,1);
insert into orders(good_name,price,customer_id) values(‘香水’,300,3);
insert into orders(good_name,price,customer_id) values(‘牛奶’,100,6);
10.2. 交叉查询
交叉查询，又叫笛卡尔积查询，会将左表和右表的信息，做一个乘积将所有信息查询出来，会产生临时表，比较占用内存，生成的记录数=表1 X表2
select * from customer,orders;
select * from customer cross join orders;
10.3. 内连接查询
内连接，inner join on 查询两张表，设定条件，将两张表中对应的数据查询出来
不会产生笛卡尔积，不会产生临时表，性能高
select * from customer c inner join orders o on c.id=o.customer_id;
select * from customer,orders where customer.id=orders.customer_id;
select * from customer c,orders o where c.id=o.customer_id;
10.4. 左外连接
左外连接 left join on 设定条件，将两张表对应的数据查询出来，同时将左表自己没有关联的数据也查询出来
注意：join前面是左，后面是右
select * from customer c left join orders o on c.id=o.customer_id;
10.5. 右外连接
右外连接 right join on 设定条件，将两张表对应的数据查询出来，同时将右表自己没有关联的所有数据查询出来
select * from customer c right join orders o on c.id=o.customer_id;
10.6. 联合查询
select * from customer left join orders on customer.id=orders.customer_id
having price>20;
区别
left join (左边为主表，右边有则填充，没有用null)
right join(右边为主表，左边有则填充，没有用null)
11. MySQL图形化工具navicat
11.1. 1、安装介绍
先执行安装navicat111_mysql.exe文件
安装成功之后，执行patchNavicat.exe，
找到所安装目录里的navicat.exe文件，进行破解
11.2. Navicat工具使用步骤
11.2.1. 链接，mysql，输入用户名，密码
11.2.2. 新建库，鼠标点击右键
11.2.3. 新建表
12. 数据库备份与恢复
使用图形界面工具：
使用doc命令：
> mysqldump –u用户名 –p密码 数据库名>生成的脚本文件路径
> 注意，不要打分号，不要登录mysql，直接在cmd下运行
> 注意，生成的脚本文件中不包含create database语句
mysqldump -uroot -proot host>C:\Users\Administrator\Deskt
op\mysql\1.sql
导入SQL文件
12.1. 恢复
a) 使用图形界面工具：
b) 使用doc命令行：
i. 不登录恢复
mysql -u用户名 -p密码 数据库<脚本文件路径
注意，不要打分号，不要登录mysql，直接在cmd下运行
ii. 登录之后恢复
选择库 use 库名称
Source sql文件路径
13. 数据库常用性能优化（了解）
数据库性能优化这块，我们考虑比较多的还是查询这块，互联网项目对数据查询非常频繁，对效率，性能要求比较高。
查询这块优化的话，主要就需要使用索引这种方式，所谓索引就是建立一种快速查找的方式，比如我们查字典,有一个ABCD的索引.
举个例子,如果我们创建一个表 create table user(id integer ,name varchar(20)，job varchar(20)); 如果我们数据库中有1000万条数据，当我查询 select * from user where name=’张三’的时候,这种查询方式就类似于整个数据库的扫描，效率非常低。
我们可以给这个name设置一个索引create index n on user (name); 这是设置一种普通（normal）索引，然后我们查询的时候，有了这个索引，效率就会大大提升，当然对于索引，它的方式有BTree类型和Hash类型，是两种管理数据库索引的方式，这个我没有深入研究。这个我们可以自己设置。默认是btree。
索引类型的话，有normal（普通类型）类型，还有unique（唯一类型），fulltext全文索引
主键索引，还有非空索引，还有聚集索引。
主键索引，primary key 在设置的时候，已经指定了，其实也是非空索引。
非空索引是not null,设置这种方式的该字段下内容不能为空，
聚集索引(联合索引)，是在设置多个查询条件的时候使用。比如 创建一张表，有名字，有工作，我们想经常频繁的用到名字和工作它俩结合在一起来查询数据库中表的数据。这个时候，可以将名字和工作指定为聚集索引。create index m on user(name,job); 这样当我们指定select * from user where name=xxx and job=xxx的时候，就会按照索引方式来做。
这种优化方式就是索引优化，在使用索引优化方案的时候，我们需要注意避免在索引字段上使用条件函数等操作。
了解：
Show index form orders;查看索引
14. 数据库性能检测方式（了解）
在设计SQL的时候，我们一般会使用explain（分析） https://segmentfault.com/a/1190000008131735检测sql，看是否使用到索引，避免出现整表搜索方式查询[filesort(不是以索引方式的检索，我们叫做filesort)]（我在这张表中把gender设置成normal索引，name没有任何设置）
对比看的，对有索引的字段,在检测的时候，会显示是一个引用的key。
explain select*from tb_product where title=’’;
还可以使用profiling方式检测数据库执行的方式，可以查询sql的运行时间。http://www.jb51.net/article/31870.htm
注释：查看profiling信息，show variables like ‘%profiling%’;
第一步：set profiling=1;（开启profiling）
第二步运行：select title from tb_product ;
第三步：查看运行时间show profiles;
Duration：持续时间，事件花费的时间总计（以毫秒为单位？）