MySQL数据库技术与项目应用教程（微课版）（AI助学）（第3版）课件 项目1-4 搭建数据库运行环境 -CRUD网上商城系统数据

模块概览搭建数据库运行环境MySQL数据库技术与项目应用01目录/Contents010203认识数据库安装与配置MySQL数据库设置MySQL字符集任务1认识数据库在设计和使用MySQL数据库之前，需要了解数据库的基本概念、数据库的发展以及关系型数据库数据的存储方式。任务场景数据库的基本概念数据（Data）用来记录信息的可识别符号，是信息的具体表现形式。数据是对现实世界的事物采用计算机能够识别、存储和处理的方式进行描述，其具体表现形式可以是数字、文本、图像、音频、视频等。数据库（Database，DB）用来存放数据的仓库。数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，DBMS）是操纵和管理数据库的软件，为应用程序提供访问数据库的方法，包括数据的定义、数据操纵、数据库运行管理及数据库建立与维护等功能。数据库的基本概念数据库系统数据库系统（DatabaseSystem，DBS）由软件、数据库和数据库管理员组成。数据库技术的发展数据库技术的发展演变人工管理，文件系统管理，数据库系统管理数据库系统管理的发展演变层次/网状数据库系统，关系数据库系统，新一代数据库系统新一代数据库系统ITDT数据库体系结构考察数据库结构有不同的层次或不同的角度。从数据库管理角度看，数据库通常采用三级模式结构。这是数据库管理系统内部的系统结构。从数据库最终用户角度看，数据库的结构分为集中式结构、文件服务器结构、客户/服务器结构等。这是数据库的外部结构。本节我们讨论数据库的内部结构。数据模型描述数据的组织形式模式用给定的数据模型对具体数据的描述模式的基本概念模式的基本概念1．模式

又称为逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图，也是DBA看到和使用的数据库，又称DBA视图。一个数据库只能有一个模式。仅仅涉及“型”的描述，不涉及具体的值。是数据库系统结构的中间层与数据的物理存储细节和硬件环境无关与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构，而且要定义数据之间的联系、定义与数据有关的安全性、完整性要求2.关系模式关系模式是关系的“型”或元组的结构共性的描述。实际上对应的是关系表的表头。模式的一个具体值称为模式的一个实例。如表中的每一行数据就是一个具体实例。模式是相对稳定的，实例是相对变动的。关系模式实例属性1属性2…属性n模式的基本概念数据库系统三级模式两级映像的体系结构应用程序1应用程序2应用程序3外模式1外模式2模式内模式物理数据库外模式模式内模式用户级DB用户视图概念级DBDBA视图物理级DB内部视图外模式/模式映射模式/内模式映射数据库体系结构数据库体系结构2．外模式外模式又称为子模式或用户模式，是数据库用户（包括程序员和最终用户）能够看到和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。一个数据库可以有多个外模式。示例1——子集学

号姓

名年

龄性

别所

在

系0611101李勇21男计算机系0611102刘晨20男计算机系0611103王敏20女计算机系0621101张立20男信息管理系0621102吴宾19女信息管理系学

号姓

名性

别0611101李勇男0611102刘晨男0611103王敏女0621101张立男0621102吴宾女学生模式外模式学

号06111010611102061110306211010621102姓

名李勇刘晨王敏张立吴宾性

别男男女男女数据库体系结构示例2——重构学生（学号，姓名，性别，年龄，所在系）课程（课程号，课程名，学分）选课（学号，课程号，成绩）学生（姓名，课程名，成绩）姓名课程名成绩数据库体系结构示例2——安全性职工表（职工号，姓名，所在部门，基本工资，职务工资，奖励工资）职工信息（职工号，姓名，所在部门，基本工资，职务工资）数据库体系结构3．内模式

内模式又称为存储模式或物理模式，是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部底层的表示方式。一个数据库只能有一个内模式，又称内部视图。记录的存储方式（顺序，B树结构存储，hash方法存储）索引的组织方式数据是否压缩存储数据是否加密数据存储记录结构的规定数据库体系结构数据库体系结构1．数据库系统的二级映射数据库系统的二级映射是：外模式/模式映射和模式/内模式映射。2．数据独立性

1）物理独立性物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是独立的。物理独立性是通过模式/内模式映射来实现的。

2）逻辑独立性逻辑独立性是指用户的应用程序与逻辑结构是相互独立的。逻辑独立性是通过外模式/模式映射来实现的。数据库体系结构外模式／模式映射的用途——保证数据的逻辑独立性当模式改变时，数据库管理系统修改有关的外模式／模式映象，使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。指当表达现实世界的信息内容发生变化时，如：增加信息删除无用信息等不影响应用程序的特性。应用程序学生数据库

学生数据库

逻辑独立性数据库体系结构逻辑独立性示例（学号，姓名，性别）学生（学号，姓名，年龄，性别，所在系）学生（学号，姓名，年龄，性别，所在系，专业）数据库体系结构数据库体系结构模式／内模式映射的用途——保证数据的物理独立性当数据库的存储结构改变了，数据库管理系统修改模式／内模式映象，使模式保持不变。应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。物理独立性示例学

号姓

名年

龄性

别所

在

系0611101李勇21男计算机系0611102刘晨20男计算机系0611103王敏20女计算机系0621101张立20男信息管理系0621102吴宾19女信息管理系D:\x.mdfE:\a.ldf学生数据库

D:\x.idbE:\blogfile0学生数据库

数据库体系结构SQLServerMySQL物理独立性示例学

号姓

名年

龄性

别所

在

系0611101李勇21男计算机系0611102刘晨20男计算机系0611103王敏20女计算机系0621101张立20男信息管理系0621102吴宾19女信息管理系数据库体系结构非独立性在使用文件管理数据时，应用程序常常是数据依赖的，也就是说数据的物理表示方式和有关的存取技术都要在应用程序中考虑，而且，有关物理表示的知识和访问技术直接体现在应用程序的代码中。数据库体系结构非独立性示例Openfile（“D:\data\file1”）file1D:\data\file1file1F:\data\file1Openfile（“F:\data\file1”）数据库体系结构数据库体系结构三级模式结构与两层映像的优点（1）保证数据的独立性。（2）方便用户使用，简化用户接口。（3）保证数据库安全性的一个有力措施。（4）有利于数据的共享性。（5）有利于从宏观上通俗地理解数据库系统的内部结构关系型数据库在关系模型中，实体和实体间的联系均由单一的关系来表示。在关系型数据库中，关系就是表，一个关系型数据库就是若干个二维表的集合。2026年4月数据库流行度排行榜产品选择2026年4月国产数据库流行度排行榜产品选择SQL语言SQL（StructuredQueryLanguage，结构化查询语言）是关系型数据库语言的标准。数据定义语言（DataDefinitionLanguage,DDL）用于创建数据库和数据库对象，为数据库操作提供对象。例如，数据库、表、存储过程、视图等都是数据库中的对象，都需要通过定义才能使用。DDL中主要的SQL语句包括CREATE、ALTER、DROP，分别用来实现数据库及数据库对象的创建、更改和删除操作。数据操纵语言（DataManipulationLanguage,DML）主要是用于操纵数据库中的数据。包括INSERT、SELECT、UPDATE、DELETE等语句。数据控制语言（DataControlLanguage,DCL）主要实现对象的访问权限及对数据库操作事务的控制，包括GRANT、REVOKE、COMMIT和ROLLBACK。数据库中的操作都是通过执行SQL语句来完成，它可以方便的嵌套在Java、C#、PHP等程序语言中，以实现应用程序对数据的查询、插入、修改和删除等操作。大数据时代的数据库NoSQL（Not

Only

SQL）泛指非关系型数据库，采用键值对（key-value）方式存储数据。主要应用于分布式数据处理环境，用于解决大规模数据集合下数据种类的多样性问题。当下流行的NoSQL数据库主要有Redis、MonogoDB、HBase等。NewSQL为了将传统关系型数据库事务的ACID特性和NoSQL的高性能和可扩展性进行有机结合，以提升传统关系数据库在数据分析方面的能力。主要代表的数据库有TiDB、VoltDB、MemSQL等。在大数据时代，适用事务处理的的传统关系型数据库、适用于高性能应用的NoSQL和适用于数据分析应用的NewSQL三种形式不会单一存在，“多种架构支持多类应用”会成为数据库行业应用的基本思路。任务2安装与配置MySQL数据库要使用MySQL来存储和管理数据库，首先要安装和配置MySQL数据库。本任务介绍了MySQL的安装和配置过程，并使用命令行和Navicat工具操作MySQL数据库。任务场景MySQL概述MySQL作为关系型数据库的重要产品之一，由于其体积小、开放源码、成本低等优点，被广泛的应用在Internet的中小型网站上。MySQL的主要特点可移植性好强大的数据保护功能强大的业务处理能力支持大型数据库运行速度快MySQL9.3简介自2009年MySQL5.1发布后，MySQL5.x系列延续了多年，直到2018年4月MySQL8.0首个正式版8.0.11发布。MySQL8.0版本在功能上进行了较大的增加和改进，在进一步提升速度的同时，也更好地提升了用户体验。2024年7月，MySQL9.0Innovation版正式发布MySQL9.0的部分新特性事务性数据字典安全与帐户管理InnoDB增强字符集支持优化器窗口函数数据类型及语法更新系统表更新安装MySQL服务器下载MySQL，其官网下载地址为/downloads。配置MySQL服务器产品配置界面配置MySQL服务器服务器配置类型和网络配置MySQL服务器账号与角色配置配置MySQL服务器Windows服务配置配置MySQL服务器查看MySQL80服务进程安装后的目录结构（1）bin文件夹：用于放置可执行文件。（2）include文件夹：用于放置头文件，如mysql.h、mysqld_

ername.h等。（3）lib文件夹：用于放置库文件。（4）share文件夹：用于存放字符集、语言等信息。MySQL程序目录学习提示：建议将MySQL程序目录中bin文件夹加入到环境变量PATH中，用户即可在命令窗口中直接运行bin目录下的执行文件。安装后的目录结构（1）data文件夹：用于放置日志文件以及数据库。（2）my.ini：是MySQL数据库中使用的配置文件。MySQL数据目录更改MySQL配置修改安装目录下的my.ini文件#数据库连接端口，默认为3306[client]port=3306[mysql]#客户端默认字符集#default-character-set

#服务器参数配置#SERVERSECTION[mysqld]#服务器参数配置#MySQL服务程序TCP/IP监听端口，默认为3306port=3306#服务器安装路径basedir="C:/ProgramFiles/MySQL/MySQLServer8.0/"#服务器中数据文件的存储路径，读者可以根据需要修改些参数datadir="C:/ProgramData/MySQL/MySQLServer8.0/Data/"#设置服务器端的字符集#character-set-server#设置默认的存储引擎，当创建表时若不指定存储类型，则为INNODBdefault-storage-engine=INNODB#设置MySQL服务器的最大连接数max_connections=151使用命令行操作MySQL使用net命令启动和停止MySQL服务netstartmysql93netstopmysql93使用Windows服务管理器启动和停止MySQL服务。使用命令行操作MySQL登录MySQL数据库【例1.1】用户root，登录MySQL服务。mysql为登录命令名，存放在MySQL的安装目录下-h表示后面的参数hostname为服务器的主机地址，当客户端与服务器在同一台机器上时，hostname可以使用localhost或。-u表示后面的参数username为登录MySQL服务的用户名。-p则表示后面的参数为指定用户的密码。mysql–hhostname–uusername-pmysql–hlocalhost–uroot-pMySQL的相关命令命令名简写说明?(\?)显示帮助信息clear(\c)清除当前输入语句connect(\r)连接到服务器，可选参数数据库和主机delimiter(\d)设置语句分隔符exit或quit(\q)退出MySQLhelp(\h)显示帮助信息prompt(\R)改变MySQL提示信息source(\.)执行SQL脚本文件status(\s)获取MySQL的状态信息tee(\T)设置输出文件，并将信息添加所有给定的输出文件use(\u)切换数据库charset(\C)切换字符集【例1.2】查看MySQL命令帮助。mysql>help使用Navicat图形化管理工具操作MySQL【例1.3】使用Navicat连接到MySQL服务器。使用Navicat图形化管理工具操作MySQL【例1.4】Navicat中执行查询语句，查看MySQL内置的系统变量。任务3设置MySQL字符集MySQL8将默认字符集设为utf8mb4，解决了长期困扰程序员因字符集产生的乱码问题。本任务详细介绍了MySQL8.0中常用字符集，并结合实际应用阐述如何设置和选择合适的字符集。任务场景MySQL常用字符集字符集是一套符号和编码的规则。MySQL的字符集包括字符集（CHARACTER）和校对规则（COLLATION）两个概念，其中字符集是用来定义MySQL存储字符串的方式，校对规则则是定义了比较字符串的方式。（1）utf8：也称为通用转换格式（8-bitUnicodeTransformationFormat），是针对Unicode字符的一种变长字符编码，在MySQL中是utf8mb3的别名。utf8编码对英文使用1个字节、中文使用3个字节来编码。utf-8包含了全世界所有国家日常需要用到的字符，是一种国际编码，通用性强。在Internet应用中广泛使用。（2）utf8mb4（mostbytes4）：MySQL8.0默认字符集，是utf8的超集。专门用于兼容4个字节的字符，包括Emoji表情、不常用的汉字、新增的Unicode字符等。（3）latin1：MySQL5.x默认字符集，占1个字节，主要用于西文字符及基本符号的编码，使用该字符集对中文编码会出现乱码。（4）gb2312和gbk：gb2312是简体中文集，而gbk是对gb2312的扩展，，是中国国家编码。gbk的文字编码采用双字节表示，即不论中文和英文字符都使用双字节，为了区分中英文，gbk在编码时将中文每个字节的最高位设为1。查看字符集和校对规则【例1.5】查看MySQL支持的字符集。mysql>SHOWCHARACTERSET;查看字符集和校对规则【例1.6】查看uft8mb4相关字符集的校对规则。mysql>SHOWCOLLATIONLIKE'utf8mb4_0900%';查看字符集和校对规则【例1.7】查看“SQL语言👍”，在指定字符集下的转换结果，其中“👍”为emoji字符。

SELECTCONVERT('SQL语言👍'USINGutf8mb4),CONVERT('SQL语言👍'USINGutf8),CONVERT('SQL语言👍'USINGgbk),CONVERT('SQL语言👍'USINGlatin1);设置MySQL字符集MySQL支持服务器（Server）、数据库（Database）、数据表（Table）、字段（Field）和连接层（Connection）五个层级的字符集设置。数据库进行存取数据时，会根据各层级字符集寻找对应的编码，进行转换，若转换失败则显示为乱码。系统变量名说明character_set_server默认的内部操作字符集，标识服务器的字符集。服务器启动时通过该变量设置字符集，当未设置值时，系统默认为utf8mb4。该变量为createdatabase命令提供默认值character_set_client客户端来源数据使用的字符集，该变量用来决定MySQL如何解释客户端发到服务端的SQL命令character_set_connection连接层字符集。用来决定MySQL如何处理客户端发来的SQL命令character_set_results查询结果字符集。当SQL返回结果时，这个变量的值决定了发给客户端的字符编码character_set_database当前选中数据库的默认字符集character_set_system系统元数据(字段名等)字符集。数据库、表和字段都用这个字符集character_set_filesystem文件系统的编码格式，默认值为binary，表示不对字符编码进行转换character_set_dir指示字符集的安装目录设置MySQL字符集【例1.8】使用SHOW语句查看字符集变量。mysql>SHOWVARIABLESLIKE'char%';设置MySQL字符集【例1.9】使用SET语句修改字符集变量。mysql>SETcharacter_set_client=utf8mb4;mysql>SETcharacter_set_connection=utf8mb4;mysql>SETcharacter_set_results=utf8mb4;项目实践实践任务（1）安装、配置和访问MySQL服务器。（2）安装Navicat图形化管理工具，并使用该工具操作MySQL服务器。（3）使用SHOW语句查看MySQL服务器的字符集、校对规则及状态信息等。（4）了解MySQL服务器配置文件（my.ini）的常用参数。实践内容（1）安装、配置和访问MySQL服务器。（2）安装Navicat图形化管理工具，并使用该工具操作MySQL服务器。（3）使用SHOW语句查看MySQL服务器的字符集、校对规则及状态信息等。（4）了解MySQL服务器配置文件（my.ini）的常用参数。拓展实训1.打开Windows服务组件，将MySQL服务器改为自动启动。2.使用“SHOWSTATUS;”命令查看MySQL服务器的状态信息。3.使用“SHOWDATABASES;”命令查看MySQL服务器下的默认数据库。4.打开“my.ini”文件，记录port、datadir、basedir、default-storage-engine、character-set-server等参数值，了解其各自含义。AI助学：MySQL环境配置诊断师假如你是一名刚入职的开发人员，由于电脑上之前安装了XAMPP软件，导致安装MySQL9.3社区版时无法启动MySQL服务，提示如图所示错误。如何构造精准的提示词，让AI快速分析错误原因，并引导你修复该问题。任务场景AI助学：MySQL环境配置诊断师大语言模型AI助学：MySQL环境配置诊断师提示词工程提示词（prompt）:是人工智能领域与大模型交互的核心工具，既包括技术场景中引导模型输出的指令，也涵盖科技术语解释中的限定性表达。五个基本要素（1）指令（Instruction）：想要AI大模型执行的特定任务或指令。（2）上下文（Context）：提供外部信息或额外的上下文信息，引导语言模型更好地响应。（3）示例（Example）：通过提供输出的示例，可以帮助AI大模型理解具体任务和期望的输出结果。指定输出的类型或格式。（4）限制条件（Constraints）：指定AI大模型在执行任务时要遵守的各种规则（5）目标（Objective）：明确指定AI大模型需要达到的目标和期望的结果。AI助学：MySQL环境配置诊断师【例1-1】以下是解释数据库系统中的“三级模式体系结构”及其核心组成部分的提示词。请识别出本段提示词中五个基本要素分别是什么？提示词：你是一位讲授数据库原理课程的教授，需向初学者解释“数据库三级模式与两级映射”体系，让学生理解体系如何实现数据独立性与安全性。请分别阐释外模式、概念模式和内模式的概念，重点讲解外模式/概念模式映射如何提供逻辑独立性、概念模式/内模式映射如何提供物理独立性，并各举一个例子说明。请使用“图书馆管理系统”作为类比，确保解释直观易懂，并最后总结该体系的价值。AI诊疗实践针对本节应用场景中出现的安装过程无法启动服务的错误，提示词撰写分析步骤如下

。步骤1：赋予角色。你是一位资深的MySQLDBA。步骤2：提供环境。操作系统为Windows11，MySQL9.3社区版。步骤3：描述症状。安装程序提示“[ERROR]:Doyoualreadyhaveanothermsyqldserverrunningonport:3306?”。步骤4：下达指令。请分析该错误，并给出在Windows命令行下修改的步骤。您的关注是我们前行的动力KeepongoingnevergiveupPPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/PPT论坛：

模块概览设计网上商城系统数据库系统MySQL数据库技术与项目应用02引言/FOREWORD一个成功的应用管理系统，是由50%的业务+50%的软件所组成，而50%的成功软件又是由25%的数据库+25%的程序所组成。因此，一个应用管理系统的成功与否，系统数据库设计的好坏是关键，它将直接影响到系统的功能性和可扩展性。数据库设计（DatabaseDesign）是指对于给定的应用环境，构造最优的数据模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各类用户的应用需求。数据库建模是指在数据库设计阶段，对现实世界进行分析和抽象，进而确定应用系统的数据库结构。本项目通过分析网上商城系统的需求，以网上商城中购物和信息管理两大模块为对象，结合数据库设计理论，使用系统建模工具演绎网上商城系统的数据库设计过程。目录/Contents010203理解系统需求建立系统数据模型使用PowerDesigner建立系统模型任务1理解系统需求B2C是电子商务的典型模式，是企业通过Internet开展的在线销售活动，它直接面向消费者销售产品和服务。本任务分析网上商城中购物和信息管理两大模块的具体功能，使读者对网上商城系统有初步了解。任务场景网上商城系统介绍系统概述B2C（Business-to-Customer，商家对顾客）是电子商务的典型模式，企业直接面向消费者销售产品和服务。消费者在网上选购商品和服务、发表相关评论及电子支付等。由于这种模式节省了客户和企业的时间和空间，大大提高了交易效率，是目前广泛流行的商品交易模式。B2C网上商城系统通常会包括购物和信息管理这两大功能模块，其中，用户购物主要面向用户，一般也称为系统前台，其功能主要有浏览商品、个人中心、添加购物车、提交订单等；而信息管理主要面向管理员，也称为系统后台，主要包括维护商品、会员及系统设置等功能。系统面向的用户群体管理员会员游客系统功能说明前台用户购物主要包括的功能模块浏览商品：游客或会员都可以通过商品展示页面了解商品基本信息；可以通过商品详细页面获知商品的详细情况；可以根据商品名称、商品类别、价格等条件进行商品的查询；可对商品价格或销售量排序，了解商品的销售情况。购买商品：会员在浏览商品的过程中，可以将商品添加到自己的购物车，会员在提交订单前，可对购物车中的商品进行修改和删除，确认购买后，系统将生成订单，会员支付订单后，可以查看自己的订单的基本信息和订单详情。个人中心：在实际应用中，游客只能浏览商品信息，不能进行购买活动。游客可以通过注册成为系统会员。会员成功登录系统后，可以进行商品购买活动，也可以查看和维护个人信息，购物结束后可以注销账号。系统功能说明后台信息管理主要包括的功能模块维护商品信息：管理员维护商品类别，根据需要添加、修改、删除商品信息。维护会员信息：管理员维护会员信息、统计会员的购买情况，分析会员的购买力。维护订单：管理员可以查询、撤销订单或对订单数据进行统计，生成商品销售报表。维护管理员信息：系统管理员可以根据需要添加、修改和删除一般管理员。其他管理功能：包括系统设置、系统数据备份和恢复等。系统功能说明系统用例图任务2建立系统数据模型要实现网上商城系统的数据库管理，必须在系统需求分析的基础上建立网上商城系统的数据模型。本任务在阐述关系数据库基本理论的基础上，详细描述网上商城系统实体关系模型的设计过程。任务场景数据模型数据模型是对现实世界的抽象关系型数据库的基础是数据模型（Date

Model）数据模型是一组向用户提供的规则，这些规则定义了数据如何组织及允许进行何种操作。数据模型包括数据结构、数据操作和数据约束3个要素。数据模型应满足三个方面要求能比较真实的模拟现实世界容易为人所理解便于在计算机上实现数据模型数据模型数据结构DataModel定义：模型是对现实世界的抽象，表示对象（实体）与对象之间关系的模型，在关系数据库系统中，使用数据模型描述数据库的结构和语义。数据操作数据约束数据模型数据模型的组成要素数据结构——数据结构是数据模型的基础，不同的数据结构具有不同的操作和约束。描述数据库系统的静态特征，如数据库中表的结构定义、视图定义等。数据操作——描述系统的动态特征，主要是在数据库中对每个数据对象允许执行的操作集合主要包括数据的添加、更改、删除和查询等。数据约束——用来描述数据结构内数据间完整性规则的集合。完整性规则是数据及其关系所具有的制约和储存规则，用来限定符合数据库的语法、关系和它们间的制约与依存及数据动态的规则，以保证数据的正确性、有效性和兼容性。数据模型的分类数据模型概念模型DataModel逻辑模型物理模型概念模型概念模型定义：是面向用户的数据模型，它是用户容易理解的现实世界特征的数据抽象。最常用的概念模型是实体--关系模型。实体(Entity)实体集(EntitySet)属性(Atrribute)标识符(Identifier)逻辑模型逻辑模型定义：是用户在数据库中所看到的数据模型，它由概念数据模型转换得到。字段(Field)记录(Record)关键字(Keyword)表(Table)物理模型物理模型定义：是描述数据在物理存储介质上的组织结构，它与具体的数据库管理系统（DBMS）相关，也与操作系统和硬件相关，是物理层次上的数据模型。实体和关系实体：是一个数据对象，是客观存在且相互区分的事物。

例：商品、会员、订单等实体集：具有相同属性实体的所有实例集合

例：数据库中存储的所有用户在E-R模型中，实体表示：会员实体实例1实例2登录名1380911231217134324389用户名李明刘立性别男女会员积分200120实体和关系实体通过一组属性来表示。属性是实体集中成员所拥有的特性，不同的实体其属性值不同。在E-R模型中，实体属性的表示：实体和关系关系是指多个实体间的相互关联。

例：商品“紫竹洞箫”和商品类别“乐器”之间的联系关系集（RelationshipSet）是同类联系的集合，是n（n≥2）个实体集上的数学关系。在E-R模型中，商品实体和会员实体间的关系表示：添加购物车商品会员实体和关系关系属性：关系同实体一样也具有描述性的属性在E-R模型中，“添加购物车”关系及其属性：添加购物车商品会员购买数量实体和关系现实世界中，事物内部及事物之间存在一定的联系，这些联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体间的关系。关系数据模型主要研究实体间的关系，它是指不同实体集之间的关系。这种关系通常有一对一、一对多和多对多3种。概念模型设计抽象实体标识实体间的关系标识实体属性确定主关键字

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2

3

4标识实体概念模型设计抽象实体确立实体间的关系标识实体属性确定主关键字

1

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4标识实体间的关系概念模型设计抽象实体确立实体间的关系标识实体属性确定主关键字

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4标识实体属性概念模型设计抽象实体确立实体间的关系标识实体属性确定主关键字

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4确定主关键字网上商城系统E-R图逻辑模型设计关系数据库设计过程中，概念模型确定了系统中应有的实体和实体关系，为了创建用户所需的数据库，还需要将实体和实体关系转换成对应的关系模式，也就是建立系统逻辑模型。逻辑模型是用户在数据库中所看到的数据模型，它由概念模型转换得到。（1）实体转换原则将E-R模型中的每一个实体转换成一个关系，即二维表；实体的属性转换为表的字段，实体的标识符转换成表的主关键字。（2）关系转换原则由于实体间存在1:1、1:n和n:m

3种关系，所以实体关系在转换成逻辑模型时，不同的关系作不同的处理。若实体间联系为1:1时，可选择实体关系中的任意一个关系模式（表），将其主关键字作为另一个关系模式的属性。若实体间联系为1:n时，则在n端实体类型的关系模式中加入1端实体类型的主关键字作为属性。若实体间联系为n:m时，则要将实体关系转换成新的关系模式，两端实体集中的主关键字作为新关系模式的属性。逻辑模型设计根据网上商城系统的E-R模型和转换原则，其中会员、商品、商品类别和订单等实体及添加购物车和订单详情的关系模式设计如下。商品类别（类别id，类别编号）。商品（商品id，类别id，商品编号，名称，价格，库存量，销售量，上架时间，是否热销）。会员（会员id，用户名，密码，性别，联系电话，积分，注册时间）。订单（订单id，会员id，订单金额，下单时间）。购物车（购物车id，会员id，商品id，购买数量）。订单详情（详情id，订单id，商品id，购买数量）。关系模式的规范化范式定义：范式是符合某一级别的关系模式的集合。关系数据库中的关系必须满足一定的要求，即满足不同的范式。第一范式（1NF）第二范式（2NF）第三范式（3NF）Boyee-Codd范式（BCNF）范式可以有效避免数据冗余，减少数据库的空间，减轻维护数据完整性等优点。但是随着范式的级别越高，其操作难度越大，性能降低。第一范式不符合1NF的会员信息表定义：第一范式（1NF）是指数据库表的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。会员id用户名联系方式1李明手机邮箱：liming@163.com2刘立手机13567809000;邮箱：liuli@会员id用户名邮箱手机手机1李明liming@163.co/p>

2刘立liuli@1398060000013567809000第一范式会员id用户名1李明2刘立符合1NF的模型设计会员表联系id会员id联系方式联系值11邮箱liming@163.com21手机1368907000032邮箱liuli@42手机1398060000052手系方式表第二范式不符合2NF的学生选课表从上表中可以看出，会员id不能唯一标识一行记录，且属性值存在如下关系：{会员id，商品id}→{用户名，商品编号，商品名称，价格，购买数量}定义：第二范式要求数据库表中的每个实例或行必须被唯一区分。会员id用户名商品id商品名称价格购买数量1李明1曾国藩全集25511李明2平凡的世界全三集9812刘立2平凡的世界全三集9852刘立3SSD固态硬盘40023张三2平凡的世界全三集981第二范式这时需要通过会员id和商品id作为复合主关键字，决定非主关键字的情况。因此，该购物车表不符合第二范式的要求，在实际操作中会出现如下问题。数据冗余：如同一件商品被n个用户购买，则商品id，商品名称，价格就要重复n-1次；当一个会员购买m件商品时，其用户名就要重复m-1次。更新异常：若某件商品的价格要进行折扣销售，则整个表中该商品的价格都要进行修改，否则会出现同一件商品价格不同的情况。对上述购买关系进行拆分后形成的关系模式包含如下3张表。会员：Users（会员id，用户名）商品：Goods（商品id，商品名称，价格）购物车：Scar（会员id，商品id，购买数量）商品id商品名称价格1曾国藩全集2552平凡的世界全三集983SSD固态硬盘400会员ID商品id购买数量111121225232321会员id用户名1李明2刘立3张三第三范式定义：第三范式是在第二范式的基础上建立起来，即满足3NF必须满足2NF。3NF要求关系表中不存在非关键字列对任一候选关键字的传递函数依赖。传递函数依赖，指的是如果存在“A→B→C”的决定关系，则C传递函数依赖于A。也就是说，第三范式要求关系表不包含其他表中已包含的非主关键字段信息。从表可以看出，在此关系模式中存在如下关系。{商品id}→{商品编号，商品名称，价格，类别id，类别名称}商品id作为该关系中的唯一关键字，符合第二范式的要求，但不符合第三范式，因为还存在{商品ID}→{类别ID}→{类别名称}的关系。商品id商品名称价格类别id类别名称1曾国藩全集2551图书2平凡的世界全三集981图书3SSD固态硬盘4002电脑及配件第三范式即存在非关键字段“类别名称”对关键字“商品id”的传递依赖，这种情况下也会存在数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。数据冗余：一个类别有多种商品，类别名称会重复n-1次。更新异常：若要更改某类别名称，则表中所有该类别的类别名称的值都需要更改，否则就会出一件商品对应多种类别。插入异常：若新增了一种商品类别，如果还没有指定到商品，则该类别名称无法插入到数据库中。删除异常：当要删除一种商品类别时，那就应该删除它在数据库中的记录，而此时与其相关的商品信息也会被删除。对上述选课关系进行拆分后可形成如下2个关系。商品：Goods（商品id，商品名称，价格，类别id）商品类别：GoodsType（类别id，类别名称）商品id商品名称价格类别id1曾国藩全集25512平凡的世界全三集9813SSD固态硬盘4002类别id类别名称1图书2电脑及配件关系代数数据模型通过对现实世界抽象来优化数据存储，其目的是为了有效使用数据。在关系数据模型中，通过关系代数建立数据操纵模型。关系代数是一种抽象的查询语言，是关系数据库中数据操纵语言（DML）的传统表达方式，它用关系运算来表示数据查询。类别运算符说明类别运算符说明传统集合运算符∩∪－交并差比较运算符>

≥<

大于大于等于小于传统集合运算符×笛卡尔积比较运算符≤=≠小于等于等于不等于专门关系运算符σπ⋈÷选择投影连接除逻辑运算符∧∨¬与或非传统的集合运算关系的并（Union）关系R和S的并是由关系R和关系S的所有元组合并，再删去重复的元组，组成的新关系，记为R∪S。R∪S={t|t∈RVt∈S}关系的差（Difference）关系R和S的差是由属于R但不属于S的所有的元组组成的集合，即关系R中删除与关系S中相同的元组，组成的新关系，记为R－S。R－S={t|t∈R∧t∉S}关系的交（Interesection）关系R和S的交是由既属于R又属于S的元组组成的集合，即在两个关系R与S中取相同的元组组成新的关系，记为R∩S。R∩S={t|t∈R∧t∈S}笛卡尔积（CartersianProduct）设关系R和S分别有n和m列，若关系R中有i行，关系S中有j行，则关系R和S的笛卡尔积是由n+m列且有i*j行集合组成的新关系。记为R×S。R×S={trts|tr

∈R∧ts

∈S}传统的集合运算【例2.1】设有3个关系R、S和T，如图所示。分别求出R∪S、R－S、R∩S和R×T的运算结果。

运算结果如图所示。

专门的关系运算选择运算（Selection）从关系中找出满足给定条件的元组称为选择。σF(R)={t|t∈R∧F(t)=TRUE}其中，R为一个关系，F为逻辑函数，函数F中可以包含比较运算符和逻辑运算符。在网上商城系统中，会员关系users如表所示。会员id用户名性别邮箱积分1李明男2155789634@2132张三男1515645@793范小新男24965752@854刘立女36987452@1635范珍珍女98654287@986【例2.2】查询会员(users)关系表中，性别为“男”的会员信息。σ性别=’男’(users)或σ3=’男’(users)会员ID用户名性别邮箱积分1李明男2155789634@2133范小新男24965752@85专门的关系运算投影运算（Projection）从关系模式中挑选若干属性组成新的关系称为投影。πx(R)={t[x]|t∈R}其中，R是一个关系，x是R中的属性列【例2.3】查询会员(users)的用户名、性别和积分。π用户名,性别,积分(users)或π2,3,5(users)用户名性别积分李明男213刘立女163范珍珍女986专门的关系运算连接运算连接运算是从两个关系的笛卡尔积中选择属性值满足一定条件的元组，筛选过程通过连接条件来控制，连接是对关系的结合。连接运算通常分为θ连接和自然连接。θ连接θ连接是从关系R和S的笛卡尔积中选取属性值满足条件运算符θ的元组。R⋈S={trts|tr

∈R∧ts

∈S∧tr[A]θts[B]}

AθBA和B是关系R和S中第A列和第B列的值或列序号。当θ为符号“=”时，该连接操作称为等值连接。自然连接自然连接是去除重复属性的等值连接，它是连接运算的特例，是最常用的连接运算。R⋈S={trts|tr∈R∧ts

∈S∧tr[A]=ts[A]}其中关系R和S具有同名属性A。专门的关系运算商品(goods)关系商品类别(category)表【例2.5】查询类别为图书的商品信息。设goods关系为R，categor关系为S，由于两个关系中有共同的属性类别id，则进行的连接运算为自然连接，其关系运算表达式可以描述如下。σ类别名称=’图书’(R⋈S)商品id商品名称价格类别id1曾国藩全集25512平凡的世界全三集9813SSD固态硬盘4002类别id类别名称1图书2电脑及配件商品id类别id商品名称价格类别名称11曾国藩全集255图书21平凡的世界全三集98图书专门的关系运算【例2.6】查询类别为图书的商品信息，列出商品id，商品名称，价格和类别名称。设goods关系为R，category关系为S，其关系运算表达式可以描述如下。π商品id,商品名称,价格,类别名称(σ类别名称=’图书’(R⋈S))商品id商品名称价格类别名称1曾国藩全集255图书2平凡的世界全三集98图书专门的关系运算除运算在关系代数中，除运算可理解为笛卡尔积的逆运算。设被除关系R有m元关系，除关系S有n元关系，那么它们的商为m-n元关系。R÷S其中在R中每个元组i与S中每个元组j组成的新元组必在关系R中。【例2.7】设有如下关系R和S，如图所示。求R÷S的运算结果。AB21任务3使用PowerDesigner建立系统模型在网上商城系统概念数据和逻辑模型设计完成后，需要将模型转换成相应的物理模型，并生成数据库。PowerDesigner是当下数据库建模市场中最为流行的工具之一，通过它能够方便地实现概念模型、逻辑模型、物理模型和数据库之间的转换。任务场景PowerDesigner简介利用PowerDesigner可以制作数据流程图、概念模型、物理模型，可以生成多种客户端开发工具的应用程序，还可为数据仓库制作结构模型，也能对团队设计模型进行控制。PowerDesigner系列产品提供了一个完整的建模解决方案，业务或系统分析人员、设计人员、数据库管理人员和开发人员可以对其裁剪以满足他们特定的需要。其模块化的结构更为购买和扩展提供了极大的灵活性，开发单位可以根据项目的规模和范围购买部分模块。本书使用版本为PowerDesigner16.5。PowerDesigner支持的模型概念模型（CDM）CDM（ConceptualDataModel）是面向数据库用户的现实世界模型，主要用来描述世界的概念化结构，物理模型（PDM）PDM（PhysicalDataModel）是面向计算机物理表示的模型，描述了数据在储存介质上的组织结构，它不但与具体的DBMS有关，而且还与操作系统和硬件有关。面向对象模型（OOM）OOM（ObjectOrientedModel）包含一系列包、类、接口和它们之间的关系。这些对象一起形成一个软件系统所有的（或部分）逻辑设计视图的类结构。业务程序模型（BPM）BPM（BusinessProgramModel）描述业务的各种不同内在任务和内在流程，且客户如何以这些任务和流程互相影响。BPM是从业务合伙人的观点来看业务逻辑和规则的概念模型，使用一个图表描述程序、流程、信息和合作协议之间的交互作用。PowerDesigner支持的模型CDM、PDM和OOM之间的关系建立概念模型启动PowerDesigner，创建工作空间建立概念模型创建概念模型建立概念模型添加实体对象建立概念模型创建实体间的关系建立物理模型生成物理模型对话框建立物理模型列出所有的CDM中的对象物理模型与数据库的正逆向工程正向工程正向工程是指能直接从PDM中产生一个数据库或产生一个能在用户DBMS环境中运行的数据库脚本。物理模型与数据库的正逆向工程逆向工程数据库逆向工程是指从现有DBMS中的用户数据库或现有数据库SQL脚本中生成PDM物理模型的过程。项目实践实践任务对于网上商城系统进行系统升级，新增两个功能。对其进行数据库需求分析和设计。（1）新增商品打折功能，管理员可以对每件商品进行折扣设定，会员购买该商品时就可以享受相应的折扣。（2）在商品分类上支持多层级分类，例如生鲜类可细分为蔬菜水果，肉类，乳制品，肉类又可进一步细分成猪肉，牛羊肉，禽类等。管理员可以修改商品分类，调整目录层级，用户可以通过多层级分类一步一步找到自己所需的商品。实践内容完成系统升级后的数据库设计（1）分析系统升级后，系统中的实体，标识实体间的关系，绘制E-R模型（2）根据DBMS的要求，将E-R模型转换成为物理数据模型（3）撰写数据库设计说明书拓展实训诗词飞花令游戏E-R图拓展实训飞花令人机对战游戏物理模型拓展实训实训任务现在需要升级该诗词飞花令游戏，除了上述飞花令游戏以及诗词分类功能，需要增加诗人游历模块，记录诗人在祖国大好河山的游历足迹。在系统中用户能检索到诗人的游历足迹。根据功能需求，完成数据库设计。实训要求根据功能需求，分析实体以及实体间属性重新绘制E-R图根据DBMS要求，将ER模型转换成为物理模型撰写数据库设计说明书AI助学：数据库建模搭子应用场景：假如你是一名数据库设计人员，跟客户需求访谈记录整理如图所示。从客户口语化的表达和繁杂的需求文档中梳理逻辑，抽象实体、属性和关系，是一项枯燥且容易出错的工作。本节将使用AI作为建模搭子，读者只需要指挥它进行需求拆解，并以严谨的批判性思维审查它的设计成果。AI助学：数据库建模搭子利用Mermaid.js绘制E-R图Mermaid.js是一款基于JavaScript的图表绘制工具，它通过简单的文本语法来定义图表，并自动渲染出流程图、时序图和实体关系图等图形关键字图形类型主要用途graphTD/graphLR流程图表示过程、算法或系统流程。sequenceDiagram时序图展示对象之间消息交互的时间顺序。classDiagram类图描述面向对象系统中的类、接口、继承和组合关系。erDiagram实体关系图进行数据库概念模型设计，展示实体、属性及关系。pie饼图展示数据的占比分布情况。gantt甘特图用于项目管理和规划，展示任务的时间安排。AI助学：数据库建模搭子erDiagram关键字绘制实体关系图【例2-1】描述实体Users(uid,uname,uphone)的代码和效果。。AI助学：数据库建模搭子erDiagram关键字绘制实体关系图表达实体间的关系采用如下语法格式：实体A基数符号

实体B：“关系描述”。符号含义描述（以A端到B端为例）||--o{一对多

(One-to-Many)A的一个实例关联B的零个或多个实例。o{--||多对一

(Many-to-One)A的零个或多个实例关联B的一个实例。||--||一对一

(One-to-One)A的一个实例关联B的一个实例。}o--o{多对多

(Many-to-Many)A的零个或多个实例关联B的零个或多个实例。AI建模实践根据客户访谈记录进行业务数据的数据库建模，可以分解成如下4个环节。1.提取实体与属性。角色：你是一位资深的数据库工程师。环境：请阅读附件“校园二手交易平台”的客户访谈记录。症状：请忽略无关的寒暄（如没地方扔），专注于业务数据分析。指令：提取所有实体和属性，并以表格形式输出

，其中表头为实体名称、属性列表、主键建议。2.辨析实体间的关系3.使用mermaid绘制实体关系图AI建模实践根据客户访谈记录进行业务数据的数据库建模，可以分解成如下4个环节。4.审查模型并优化您的关注是我们前行的动力KeepongoingnevergiveupPPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/PPT论坛：

模块概览创建网上商城系统数据库MySQL数据库技术与项目应用03引言/FOREWORD数据库(Database)是存储数据的仓库，数据表是数据库中存储数据的基本单位。实际软件开发中，程序员除具备使用建模工具自动生成物理数据表的能力外，还应具备在数据库相关管理软件中手动维护数据库及数据表的能力。维护数据库和数据表的基本操作包括包括创建、修改、删除、查看等。本项目将以网上商城数据库系统为例，讲解在MySQL数据库系统中创建和维护操作数据库及数据表。目录/Contents010203创建和维护数据库解读MySQL的数据类型创建和操作数据表0405实现数据完整性添加和修改系统数据任务1创建和维护数据库正确创建数据库是管理和维护数据的基础，需要考虑字符集、存储引擎等相关内容。本节将介绍使用Navicat可视化界面和命令行两种方式实现数据库的创建和维护。任务场景创建数据库使用Navicat创建数据库使用SQL语句创建数据库语法说明如下：CREATEDATABASE是SQL语言中用于创建数据库的语句；数据库名：表示待创建的数据库名称，该名称在数据库服务器中必须唯一；[DEFAULT]CHARACATERSET：指定数据库的字符集名称；[DEFAULT]COLLATE：指定字符集对应的排序规则名称CREATEDATABASE数据库名[[DEFAULT]CHARACTERSET字符集名|[DEFAULT]COLLATE排序规则名];创建数据库【例3.2】使用SQL语句，创建名为onlinedb的数据库。mysql>CREATEDATABASEonlinedb

;QueryOK,1rowaffected(0.01sec)查看数据库查看数据库SQL语句mysql>SHOWDATABASES;+------------------------------+|Database

|+------------------------------+|information_schema

||mysql

||onlinedb

||performance_schema

||sys |+------------------------------+5rowsinset(0.06sec)SHOWDATABASES;查看数据库查看指定数据库信息的SQL语句mysql>SHOWCREATEDATABASEonlinedb;+----------+------------------------------------------------------------------------------------------------+|Database|CreateDatabase

|+----------+------------------------------------------------------------------------------------------------+|onlinedb|CREATEDATABASE`onlinedb`/*!40100DEFAULTCHARACTERSET

utf8mb4COLLATEutf8mb4_0900_ai_ci*//*!80016DEFAULTENCRYPTION='N'*/|+----------+------------------------------------------------------------------------------------------------+1rowinset(0.00sec)SHOWCREATEDATABASE数据库名；修改数据库修改数据库的基本语法为：【例3.5】使用SQL语句，修改数据库onlinedb的字符集设置为uft8，排序规则设置为utf8_bin。ALTERDATABASE数据库名[DEFAULT]CHARACTERSET字符集名|[DEFAULT]COLLATE排序规则名;mysql>ALTERDATABASEonlinedbCHARACTERSETutf8COLLATEutf8_bin;QueryOK,1rowaffected(0.00sec)删除数据库删除数据库的基本语法；【例3.6】删除数据库服务器中名为onlinedb的数据库，执行结果如下。mysql>DROPDATABASEonlinedb;QueryOK,0rowsaffected(0.16sec)学习提示：删除数据库会删除该数据库中所有的表和所有数据，且不能恢复，因此在执行删除数据库操作时要慎重。DROPDATABASE数据库名；MySQL的存储引擎存储引擎就是数据的存储技术。针对不同的处理要求，对数据采用不同的存储机制、索引技巧、读写锁定水平等。MySQL现提供有InnoDB、MyISAM、CSV、Memory等。查看MySQL支持的存储引擎【例3.7】查看MySQL服务器系统支持的存储引擎。SHOWENGINES;MySQL的存储引擎【例3.8】查看MySQL服务器系统支持的默认存储引擎。mysql>SHOWVARIABLESLIKE'default_storage_engine';+-------------------------+--------+|Variable_name |Value|+-------------------------+--------+|default_storage_engine|InnoDB|+-------------------------+--------+1rowinset(0.00sec)MySQL的存储引擎InnoDB存储引擎InnoDB是MySQL的默认事务型引擎，也是最重要、使用最广泛的存储引擎。InnoDB的性能和自动崩溃恢复特性，使得它在非事务型存储的需求中也很流行，MySQL一般优先考虑InnoDB引擎。InnoDB具有提交、回滚和崩溃恢复能力的事物安全（ACID兼容）。InnoDB是为处理巨大数据量的最大性能设计，被用在众多需要高性能的大型数据库站点上。InnoDB支持外键完整性约束，存储表中的数据时，每张表的存储都按主键顺序存放，如果没有在表定义时指定主键，InnoDB会为每一行生成一个6字节的ROWID列，并以此作为主键。MySQL数据库的组成MySQL数据库文件MySQL中每一个数据库，在data目录下都会有一个与数据库同名的文件夹，用于存储该数据库的表文件。MySQL数据库文件的组成取决于该数据库使用的存储引擎。InnoDB存储引擎采用表空间来管理数据，其主要文件如下表。文件名说明Ibdata*MySQL中共享表空间文件,

存储InnoDB系统信息和用户数据表数据和索引，为所有表共用。如ibdata1、ibdata2等*.ibdibd文件表示单表表空间文件，每个表使用一个表空间文件，存储用户数据表数据和索引。不能直接读取Ibtmp*

MySQL临时独立的表空间文件。如ibtmp1、ibtmp2等ib_logfile*MySQL的日志文件，如ib_logfile0、ib_logfile1等*.errMySQL的错误日志文件，记录MySQL服务器运行或启停时发生的错误信息。可用记事本打开*_bin.00000n二进制日志文件，n是1开始的自然数。用于记录数据库中对象和数据的添加和更改操作undo_00*MySQL中的undo日志文件，主要记录事务异常时的数据，以实现数据回滚操作，如undo_001、undo_002等*.pid用来记录当前mysqld进程的pid值，即ProcessID*.pemMySQL中的证书文件，用于SSL认证。包括MySQL服务器的公钥、私钥及客户端和服务器端的证书和密钥等。如private_key.pem、public_key.pem等系统数据库MySQL的数据库包括系统数据库和用户数据库用户数据库是用户创建的数据库；系统数据库是由MySQL安装程序自动创建的数据库，用于存放和