《资料库系统》PPT课件.ppt
2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-1,資料庫系統,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-2,資料庫系統,資料庫：一群相關資料的集合。資料庫管理系統：用來建立和維護資料庫的套裝軟體。資料庫系統：資料庫管理系統資料庫。一個電腦化的資料保存系統。,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-3,製造業存放原料、產品、人事、會計與行銷（進、出貨）資料。銀行(帳目資料)。航空公司(乘客資料與機位)。醫院(病患資料)。學校中(學生、老師、職員的資料)。圖書館（藏書資料）。,誰使用資料庫系統？,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-4,資料庫系統上的運算(operation),新增或刪除一個資料庫加入新檔和除去舊檔。插入、刪除、更新現有檔案裡的資料。從現有檔案中擷取資料。,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-5,簡單的資料庫系統與運算的例子,欄位(資料型態,資料的大小範圍)記錄(由彼此相關的欄位組成)檔案(許多的資料實體),2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-6,(一)一個【學生成績】的資料庫,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-7,(二)一些基本的運算,橫列的子集(擷取)SELECT 姓名,國文,數學FROM 學生成績WHERE 國文=77;,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-8,(二)一些基本的運算(cont.),縱列的子集(擷取)SELECT 姓名,數學FROM 學生成績;,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-9,(二)一些基本的運算(cont.),插入INSERT INTO 學生成績VALUES(孫七,85,92);,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-10,(二)一些基本的運算(cont.),更新UPDATE 學生成績SET 數學=87WHERE 姓名=孫七;,87,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-11,(二)一些基本的運算(cont.),刪除DELETE FROM 學生成績WHERE 國文=77;,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-12,為何使用資料庫系統,迅速(特別的資料組成方式與存取技術)資料集中控制(整合性與共用性),2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-13,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-14,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-15,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-16,資料庫系統的組成,使用者資料硬體軟體,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-17,直接使用者：這些人的工作是為了查詢、更新與產生報表而需要去存取資料庫。應用程式設計師 資料庫設計師：負責設計資料庫，也稱為資料管理員。依照企業的資料作政策決定的人。決定哪些資料先被置入資料庫中，並訂定策略來維護及處理這些資料。資料庫管理師：負責管理資料庫系統。負責執行資料管理員的資料管理決策的技術人員。,使用者,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-18,資料、硬體、軟體,資料運算資料：使用者產生系統產生異動記錄硬體軟體資料庫管理系統應用程式,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-19,簡潔性節省空間，簡化對資料的管理。增快擷取資料的速度最新的資料,使用資料庫系統的優點,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-20,使用資料庫系統的優點(cont.),可以減少資料的重複性 因為每個包含有相同資料的檔案浪費空間可以避免資料的不一致 因為當允許資料重複存在時，更新時就有可能造成資料的不一致,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-21,使用資料庫系統的優點(cont.),資料可以共用共用：資料庫中個別的資料中可以讓許多不同的使用者共用，也就是每一個使用者都可以存取同一份資料(並且可用在不同的用途上)。可以強迫遵循標準(資料的表示法)標準化的資料格式對系統間的資料交換有特殊的幫助。,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-22,使用資料庫系統的優點(cont.),安全性的限制可以實行完整性可以維持(檢查資料型態、範圍大小或不存在的資料)整合：將重複的資料完全或部分刪除，以達到不同檔案之間的完整性。,員工資料,員工進修課程,員工進修課程,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-23,使用資料庫系統的優點(cont.),互相抵觸的需求可以平衡 提供最佳化的服務資料獨立應用程式對儲存結構和存取技術改變的免疫力。例如：資料的邏輯結構沒有改變，然而相對應的儲存結構卻可以任意改變,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-24,使用資料庫系統的優點(cont.),提供決策支援(Decision Support)透過適當的資料模式(Data Models)將資料之間的複雜關係表現出來快速備份(Backup)與回復(Recovery)資料庫提供不同的視界(View),2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-25,架構分成三層：內層、概念層、外層。內層：處理資料的實際儲存方式。外層：處理個別使用者觀看資料的方式(個別使用者景觀)。概念層：介於兩者之間的間接層(群體使用者景觀)。概念景觀是指資料庫整體資訊的表現方式。每一層由相對的綱要所訂定。,資料庫系統架構,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-26,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-27,資料庫綱要：資料庫的描述；那些在資料庫中應該有的資料庫結構與某些限制型態的描述。資料庫案例：資料庫在某個特定時刻的資料，也稱為資料庫狀態或資料庫出現。資料庫綱要不會經常的變動，然而資料庫狀態在每一次資料庫被更新後就會改變。綱要有時也稱為內涵，資料庫狀態有時也稱為綱要的外在。,資料庫系統綱要,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-28,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-29,內部綱要：位於內層，描述有關資料庫的資料儲存與存取路徑的完整細節。哪些索引存在、儲存欄如何表示、儲存記錄的實際順序概念綱要：位於概念層，描述整個資料庫的結構與限制。安全性檢驗與整合性檢驗外部綱要：位於外層，描述各種使用者景觀。由該外部景觀中各種不同外部記錄型態的定義所構成),資料庫管理系統中的三層綱要,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-30,邏輯資料獨立：不必改變外部綱要或應用程式，即可改變概念綱要的能力。實體資料獨立：不必改變概念綱要即可改變內部綱要的能力。映射：在各層間轉換需求與結果的過程。,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-31,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-32,程式,資料語言,存取方式,實際儲存方式,映射,A,B,映射,C,資料庫管理系統,圖例.資料存取,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-33,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-34,定義概念綱要。正確決定資料庫所該儲存的資訊定義內部綱要。決定資料如何表示於儲存資料庫中與使用者聯絡。定義安全性與完整性規則。定義備份和復原的程序。監督執行效率及應付需求的改變。,資料庫管理員的工作,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-35,資料定義語言(DDL)：資料庫系統管理員與資料庫設計師用來定義概念與內部綱要。資料處理語言(DML)：處理包括資料的擷取、插入、刪除與修改。資料處理語言的命令(又稱資料子語言)可以被嵌入在一個通用的程式語言(稱為主語言)裡，像是 COBOL、C、PASCAL。使用於獨立交談式的高階資料處理語言稱為查詢語言。資料子語言:主語言必須負責提供各種與資料庫無關的功能。(if then),資料管理系統語言,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-36,Givens:string;Rank:string;City:string;Exec SQL Declare S Table(S#char(5)not null,Sname char(20),Status smalllist,City char(15);Exec SQL Include SQLCA;If A B thenbegin Readln(Givens);Exec SQL select Status,City into:Rank,:City from S where S#=:Givens;Writeln(Rank,City);end;,範例.(Pascal+SQL),資料子語言,主語言Pascal,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-37,資料管理系統語言(cont.),資料控制語言(DCL)：用來控制資料的保密事宜與存取權限。,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-38,處理所有對資料庫存取的軟體。整體功能是提供資料庫系統的使用者介面。使用者透過資料子語言發出存取要求。資料庫管理系統收到這個要求並加以分析。資料庫管理系統檢視該使用者的外部綱要、對應的外層/概念層映射、概念層綱要、概念層/內層映射及儲存結構定義。資料庫管理系統在儲存資料上執行必須的操作。,資料庫管理系統,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-39,資料定義：接受原始形式的資料定義，並將其轉變成適當的目的形式。對於各種資料定義語言都必須提供一個語言處理程式。資料處理：處理使用者的要求。資料庫管理系統必須提供資料處理語言的處理程式。資料安全性與完整性：資料庫管理系統必須監督使用者的需求，並拒絕任何侵犯資料庫管理員所訂定之安全性及完整性規則的意圖。資料復原及並行性。(交易管理程式)資料字典：描述資料的資料。(交叉參考)效率,資料庫管理系統的功能,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-40,使用方便維護方便成本效益好,設計資料庫的目的,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-41,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-42,資料處理模式的演進,第一階段：人工檔案管理第二階段：以電腦化循序檔案系統為核心第三階段：以電腦化直接存取檔案系統為核心第四階段：以記錄為處理單元的資料庫管理系統為核心。第五階段：以物件為處理單元的資料庫管理系統為核心。,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-43,資料庫管理系統與檔案系統,資料庫管理系統是架在檔案系統上的軟體有些資料庫為了效率上的考量，直接捨棄檔案系統不用，自行控制磁碟或磁帶機等周邊,2003/5/1,Hue-Ling Chen,DBS-44,
