《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 = 87 WHERE 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 then begin 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