大学生如何实现一个数据库

首先你要理解SQL并写一个SQL的编译器。本来tokenizer和parser两部分就可以够程序员撕逼了，你还需要写一个你不知道文法（别看了，那书里绝对没有文法）的编译器。这块如果你没学过编译原理，我很好奇你需要怎么实现，甚至怎么寻找或设计文法到实现编译器的前端。

第二，你需要了解关系模型，并实现关系模型的存储。你需要对数据结构，其中最核心的是B+树索引和Hash索引，重点是实现他们在磁盘上的版本。由于磁盘的存储方式和内存不一样，你需要针对磁盘的存储进行特殊的处理。

第三，你需要实现查询引擎。查询引擎的原理是将SQL转换成一系列关系代数 *** 作符组成的 *** 作树。之前你已经实现了这个查询引擎，也就是SQL编译器的前端。现在你需要理解关系代数，并实现关系代数 *** 作符。并实现一个类似于解释器，或者叫调度器的工具，将关系 *** 作树给依次执行。其中关系代数 *** 作符里最麻烦的就是join *** 作，因为join *** 作有好几种join算法。如果需要的话，你还需要实现查询优化引擎。查询优化引擎姑且算是一个抽象的黑盒子，里面需要用到一些启发式的高级算法，需要你对动态规划和树遍历等等算法有了解。同时在cost estimation的部分需要从历史数据中估算cost，往大了说还是统计学和机器学习呢。

第四，你需要实现事务和恢复（回滚）机制，这是数据库最重要的功能之一。事务的话需要各种锁的机制实现，而回滚需要有完善的日志系统。这两部分需要大量的工作量和对 *** 作系统有深入的了解。

第五，你最好还要实现一个api。这就是把socket通信封个包的苦力了。

我很好奇150天中你要各分配给上面的东西多少天。举个例子，阿里一堆“大神”做oceanbase，当然transaction和存储复杂多了，用了四年。今年图灵奖得主michael stonebraker的学生做的voltdb的原型，接近十个人做一年。

我本科并没有实现一个数据库就毕业了。当时也是看着大神们说什么撸一个数据库感到各种膜拜。现在我回过头来反思，一个人撸一个数据库到底是不是一件很有意义的事情，而且也完不成。几个人一起分工各做一部分姑且能勉强完成任务。诚然，如上文所讲，还不完全（我没撸过数据库，所以上面讲的并不能如数家珍），数据库作为一个计算机软件是包含了计算机科学里许多模块的一个十分综合的软件系统。对数据库的学习可以延展到对算法与数据结构，编译器，计算理论， *** 作系统等等方方面面的学习，是非常好的一件事。同时做一个数据库一定需要对这些多方面的知识有着十分详细的了解才能做到游刃有余。这些绝对不是，也没必要是，一个大学低年级同学应该做到的。甚至不是大部分工程师应该做到的。因为工程师的业务绝大部分人涉及不到这么多方面，尤其是编译器部分。

方法/步骤

常见数据库设计

一主多从

冗余读库带来的副作用:读写有延时，可能不一致；写仍然是单点，不能保证写高可用。

主库冗余

存在数据不一致问题

数据读取速度

利用缓存来实现

常见缓存设计如下

基本步骤如下：

需求分析阶段

2概念结构设计阶段

3逻辑结构设计阶段

4数据库物理设计阶段

5数据库实施阶段

6数据库运行与维护阶段

er图的作用：

E = Entity 实体 R = Relationship 关系     

    ER图是用来描述某一组织(单位)的概念模型,提供了表示实体、属性和联系的方法构成 ER图的基本要素是实体、属性和关系实体是指客观存在并可相互区分的事特；属性指指实体所具有的每一个特性

数据库设计原则2007-05-2601:08一个好的数据库产品不等于就有一个好的应用系统，如果不能设计一个合理的数据库模型，不仅会增加客户端和服务器段程序的编程和维护的难度，而且将会影响系统实际运行的性能。一般来讲，在一个MIS系统分析、设计、测试和试运行阶段，因为数据量较小，设计人员和测试人员往往只注意到功能的实现，而很难注意到性能的薄弱之处，等到系统投入实际运行一段时间后，才发现系统的性能在降低

数据库设计是建立数据库及其应用系统的核心和基础，它要求对于指定的应用环境，构造出较优的数据库模式，建立起数据库应用系统，并使系统能有效地存储数据，满足用户的各种应用需求。一般按照规范化的设计方法，常将数据库设计分为若干阶段：

系统规划阶段

主要是确定系统的名称、范围；确定系统开发的目标功能和性能；确定系统所需的资源；估计系统开发的成本；确定系统实施计划及进度；分析估算系统可能达到的效益；确定系统设计的原则和技术路线等。对分布式数据库系统，还应分析用户环境及网络条件，以选择和建立系统的网络结构。

需求分析阶段

要在用户调查的基础上，通过分析，逐步明确用户对系统的需求，包括数据需求和围绕这些数据的业务处理需求。通过对组织、部门、企业等进行详细调查，在了解现行系统的概况、确定新系统功能的过程中，收集支持系统目标的基础数据及其处理方法。

概念设计阶段

要产生反映企业各组织信息需求的数据库概念结构，即概念模型。概念模型必须具备丰富的语义表达能力、易于交流和理解、易于变动、易于向各种数据模型转换、易于从概念模型导出与DBMS有关的逻辑模型等特点。

逻辑设计阶段

除了要把E－R图的实体和联系类型，转换成选定的DBMS支持的数据类型，还要设计子模式并对模式进行评价，最后为了使模式适应信息的不同表示，需要优化模式。

物理设计阶段

主要任务是对数据库中数据在物理设备上的存放结构和存取方法进行设计。数据库物理结构依赖于给定的计算机系统，而且与具体选用的DBMS密切相关。物理设计常常包括某些 *** 作约束，如响应时间与存储要求等。

系统实施阶段

主要分为建立实际的数据库结构；装入试验数据对应用程序进行测试；装入实际数据建立实际数据库三个步骤。

另外，在数据库的设计过程中还包括一些其他设计，如数据库的安全性、完整性、一致性和可恢复性等方面的设计,不过，这些设计总是以牺牲效率为代价的,设计人员的任务就是要在效率和尽可能多的功能之间进行合理的权衡。

一个好的数据库产品不等于就有一个好的应用系统，如果不能设计一个合理的数据库模型，不仅会增加客户端和服务器段程序的编程和维护的难度，而且将会影响系统实际运行的性能。一般来讲，在一个MIS系统分析、设计、测试和试运行阶段，因为数据量较小，设计人员和测试人员往往只注意到功能的实现，而很难注意到性能的薄弱之处，等到系统投入实际运行一段时间后，才发现系统的性能在降低

数据库设计是建立数据库及其应用系统的核心和基础，它要求对于指定的应用环境，构造出较优的数据库模式，建立起数据库应用系统，并使系统能有效地存储数据，满足用户的各种应用需求。一般按照规范化的设计方法，常将数据库设计分为若干阶段：

系统规划阶段

主要是确定系统的名称、范围；确定系统开发的目标功能和性能；确定系统所需的资源；估计系统开发的成本；确定系统实施计划及进度；分析估算系统可能达到的效益；确定系统设计的原则和技术路线等。对分布式数据库系统，还应分析用户环境及网络条件，以选择和建立系统的网络结构。

需求分析阶段

要在用户调查的基础上，通过分析，逐步明确用户对系统的需求，包括数据需求和围绕这些数据的业务处理需求。通过对组织、部门、企业等进行详细调查，在了解现行系统的概况、确定新系统功能的过程中，收集支持系统目标的基础数据及其处理方法。

概念设计阶段

要产生反映企业各组织信息需求的数据库概念结构，即概念模型。概念模型必须具备丰富的语义表达能力、易于交流和理解、易于变动、易于向各种数据模型转换、易于从概念模型导出与DBMS有关的逻辑模型等特点。

逻辑设计阶段

除了要把E－R图的实体和联系类型，转换成选定的DBMS支持的数据类型，还要设计子模式并对模式进行评价，最后为了使模式适应信息的不同表示，需要优化模式。

物理设计阶段

主要任务是对数据库中数据在物理设备上的存放结构和存取方法进行设计。数据库物理结构依赖于给定的计算机系统，而且与具体选用的DBMS密切相关。物理设计常常包括某些 *** 作约束，如响应时间与存储要求等。

系统实施阶段

主要分为建立实际的数据库结构；装入试验数据对应用程序进行测试；装入实际数据建立实际数据库三个步骤。

另外，在数据库的设计过程中还包括一些其他设计，如数据库的安全性、完整性、一致性和可恢复性等方面的设计,不过，这些设计总是以牺牲效率为代价的,设计人员的任务就是要在效率和尽可能多的功能之间进行合理的权衡。

我来粗谈一哈

编号（自动生成）

类型（INT型，表示用户等级，如VIP等）

姓名（CHAR型）（各种用户个人信息）

。。。（各种用户个人信息，地址，EMAIL,TEL……）

简单地说就这些，如果你有特殊情况我可以帮你详细设计，有问题+QQ,185357349

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