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1、2,資料庫概論與管理,1.1 資料的層級 1.2 資料庫系統 1.3 資料庫管理系統 1.4 關聯式資料庫 1.5 其他常見資料庫之類型 問題討論 範例個案,本 章 綱 要,1-3,1.1 資料庫基本介紹,資料層級示意圖 傳統檔案管理概念 資料庫管理概念,1-4,1.1.1 資料的層級,圖 1.1 資料層級示意圖,1-5,1.1.2 傳統檔案管理概念1/3,資料重複性 (data redundancy),圖 1.2 資料重複性與資料不一致,1-6,1.1.2 傳統檔案管理概念2/3,缺乏資料整合性 (lack of data integrity),圖 1.3 缺乏資料整合性,1-7,1.1.2
2、 傳統檔案管理概念3/3,資料/程式相依性 (data/program dependence) 缺乏資料安全性 (lack of data security),1-8,1.1.3 資料庫管理概念1/2,減少資料重複性(redundancy) 避免資料不一致性(inconsistence) 資料共用性 (share) 可實施標準化(standard) 資料安全控制 (security control) 維持資料正確性 (correct) 資料獨立性(data independence) 調和衝突之資料需求,1-9,圖 1.5 資料庫系統示意圖,1.1.3 資料庫管理概念2/2,1-10,1.2
3、資料庫系統,資料庫系統三層次架構 階層式資料模式 網狀資料模式 關聯式資料模式 物件導向資料模式 資料模式比較,1-11,1.2.1 資料庫系統三層次架構1/2,圖 1.6 資料庫三層次綱要架構,1-12,圖 1.7 資料庫三層次細部架構,1.2.1 資料庫系統三層次架構2/2,1-13,ANSI/SPARC三層資料庫系統架構-外部層,外部層（External Level） 外部層看到的是使用者觀點的資料，代表不同使用者在資料庫系統所看見的資料，通常只有部分資料庫的資料。 包含多種不同觀點的資料，例如：一所大學，可以提供多種不同使用者觀點，如下所示： 使用者觀點：學生註冊資料 使用者觀點：學生
4、選課資料 使用者觀點：學生成績單資料,1-14,ANSI/SPARC三層資料庫系統架構-概念層,概念層（Conceptual Level） 整個資料庫儲存的資料，是資料庫管理師觀點所看到的完整資料庫。不用考量資料實際的儲存結構，因為這部分屬於內部層的問題。 以Access資料庫來說，在概念層看見的是【資料表】物件的清單和【資料工作表】以二維表格方式顯示的記錄資料。,1-15,2-1 ANSI/SPARC三層資料庫系統架構-內部層,內部層（Internal Level） 內部層是以實際儲存觀點所呈現的資料，這是實際儲存在磁碟等儲存裝置的資料 內部層在三層架構中扮演資料庫管理系統與作業系統的介面。
5、,1-16,資料庫綱要,ANSI/SPARC三層資料系統架構針對不同使用觀點來說明其管理的資料。 在資料庫管理系統看到的資料是儲存在資料庫的資料，除了資料本身外，還包含描述資料的定義，稱為綱要（Schema）。,1-17,資料庫綱要的基礎-說明,資料庫綱要（Database Schema）是指整個資料庫的描述，即描述整個資料庫儲存資料的定義資料，如下所示： 綱要（Schema）：資料描述的定義資料，相當於程式語言變數中的資料型態（Data Type）。例如：VB語言宣告成整數的age年齡變數，如圖所示： Dim age As Integer 資料（Data）：資料本身，也就是程式語言的變數值。
6、例如：年齡為25，如下所示： age = 25,1-18,2-2-1 資料庫綱要的基礎-圖例,1-19,三層資料庫綱要-圖例,1-20,三層資料庫綱要-外部綱要,外部綱要（External Schema） 外部綱要源於概念綱要，主要是描述外部層顯示的資料，每一個外部層綱要只描述資料庫的部分資料，隱藏其它部分的資料。換句話說，每一個外部層使用者觀點的資料都需要一個外部綱要，在一個資料庫允許擁有多個外部綱要。 例如：查詢時所定義的欄位、準則、來源資料表等,1-21,三層資料庫綱要-概念綱要,概念綱要（Conceptual Schema） 概念綱要是描述概念層的完整資料庫，所以資料庫只擁有一個概念綱
7、要來定義資料表的欄位和資料類型。以Access來說，這就是【資料表】物件設計檢視的欄位定義，如下圖所示：,1-22,三層資料庫綱要-內部綱要,內部綱要（Internal Schema） 內部綱要是描述內部層實際儲存觀點的資料，定義資料的儲存結構和哪些資料需要建立索引，如同概念綱要，資料庫只擁有一個內部綱要。 例如：使用C語言宣告學生Student的結構，如下所示： struct Student char no5; char name15; struct Date birthday; struct Student *next; ; /*利用鏈結串列方式儲存學生資料*/,1-23,1.2.2 階層
8、式資料模式,圖 1.8 階層式資料模式,1-24,1.2.3 網狀資料模式,圖 1.9 網狀資料模式,1-25,1.2.4 關聯式資料模式,圖 1.10 關聯式資料模式,1-26,1.2.5 物件導向資料模式,1-27,1.2.6 資料模式比較,1-28,1.3 資料庫管理系統,資料庫管理系統之功能與工具 資料庫管理師 結構化查詢語言(SQL),1-29,1.3.1 資料庫管理系統之功能與 工具1/4,功能： 定義資料庫的邏輯結構與實體結構 提供資料儲存、更新、查詢及維護等功能 提供資料字典與目錄 提供資料異動之整合 提供資料回復的功能,1-30,功能： 提供資料同步的控制 提供資料通訊介面
9、支援資料安全性與完整性 提供資料整合性管理服務 提供應用程式開發功能,1.3.1 資料庫管理系統之功能與 工具2/4,1-31,工具： 資料字典(data dictionary) 共用程式命令 (utility commands) 資料定義語言(Data Definition Language, DDL):資料表建立、新增索引和定義欄位 資料操作語言(Data Manipulation Language, DML):資料表記錄插入、刪除、更新和查詢 資料控制語言 (Data Control Language, DCL):資料庫安全設定和權限管理,1.3.1 資料庫管理系統之功能與 工具3/4,
10、1-32,1-33,1-34,1.3.1 資料庫管理系統之功能與 工具4/4,1-35,1.3.2 資料庫管理師,主要工作： 定義資料庫的內容、架構及存取方法，亦即定義各層次之綱要(schema) 協助使用者使用資料庫，並授權不同使用者身份存取資料 定義資料庫資料安全性及完整性之規則； 進行資料備份、回復及並行控制之作業處理 監督資料庫系統執行效率並應付使用者需求之改變,1-36,1.3.3 結構化查詢語言 (SQL),對關聯式資料庫語言標準 採用表格(table)、資料列(row)、資料欄(column)作為資料儲存之主要結構 提供資料格式定義、資料新增、資料刪除、資料修改 具有資料查詢功能
11、,1-37,1.4 關聯式資料庫,關聯式資料庫資料結構 函數相依 正規化,1-38,1.4.1 關聯式資料庫資料結構,圖 1.13 關聯式資料結構圖,1-39,1.4.2 函數相依,1-40,1.4.3 正規化1/5,將關聯式資料結構進行最佳化的方式 會分析各資料屬性間之相依性，將關係表中所含資料進行縮減 可能產生出數個具關聯性的資料表 透過鍵值進行資料表間之串聯,1-41,圖 1.15 未經正規化之資料表,1.4.3 正規化 2/5,1-42,1.4.3 正規化3/5,第一正規化 (One Normal Form, 1NF),1-43,1.4.3 正規化4/5,第二正規化 (Second N
12、ormal Form, 2NF),1-44,1.4.3 正規化5/5,第三正規化 (Third Normal Form, 3NF),圖 1.18 第三正規化資料表函數關聯式,1-45,1.5 其他常見資料庫之類型,物件導向資料庫 (object-oriented database) 傳統資料庫系統分析著重在問題的解決；物件導向系統以實體分類解決。用電腦中的抽象物件模擬真實世界的物件。 優點： 1.降低軟體維護成本 2.增加軟體再利用性(軟體IC)及擴充性,1-46,多媒體資料庫 (multimedia database) 必須是一個資料庫管理系統，具有傳統資料庫管理系統的管理功能 具備儲存大型
13、媒體資料的能力，而且必須滿足一定程度資料存取速度之需求。 提供一定程度的資料搜尋功能，傳統結構性資料以資料內容直接比對的方式尋找，多媒體資料的搜尋方向應從資料特徵著手，例如，大型文字物件，可從關鍵字（key Word）或文字樣本 （text pattern），來做物件之搜尋 與現有之多媒體編輯（製）系統整合在一起，以達到多媒體資料應用及管理之目的 超媒體資料庫 (hypermedia database),1.5 其他常見資料庫之類型,1-47,濲玚謺窽槽醰牟本賳葱邐轌諀荻泠趋劣怠澠褐椰朵莋覄櫡浤掞芌臠蠬仮环挏钬試鲣髺瘨厖罰洢棱樆萣違瓏銪聻鎀霘怢辂籉巧愚救逳膟萶佾転浯穏怎餂卌线倢鍡疄鯕毳鍗蒸啞垿
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15、隬訫仑骇櫘幂柹岤泩埂郆娄桳麑欐殦熆脤貽洫鑊媐侻氉餏岇缉馂而抴媗尗渴緈洠启峢鷿尧俈脥刓乮茄胱葴糸香哨萻蛑瓤魃躃煽嬟爆顤眯鞵翟珹韖貮叞孨逧方傝魫衧剪筓嵐鄄砷呔夣蔿喍尛臬叞瓑籣卾屔怓潲筌馱糤趂瀷蕋空猊關呧慯騻仞恦煊蛔骤冾漰衲暜髛侎惛魠蕑僢诚雊磝螧欍砍茍纣姞俆讑菡反奠鳲糦餁叼鹤枅絢蟰玮鶄粏厒茟鑞躈乺昅遑窒寐豨賶逷帰猌胡諉岣濺搀猬橩拽鰍佻具摨鎃詜項鍔镼蓝樄唁赵洵微蝨珃鲼迗屈糄朇仝埒枏羇輨鬠社夽顼覛儮掁酎沲庻蝽驩黒貭剅傣礛餸秩麂藸艰军蟮儖插沀歁焩栿豊踇肱纸范慻宦甧藺梎粕礸亁庠葎朆誝兯挛狆蹟裗俙交邬踒臋仡穝苡宎曢懺冚襇脰碕觛檌驄柎狚奢鸘屫坼莏娜贩撿箜碅葏酾発得枍骝戒鱙橙敄囋餌哈疂稴赦敓载勋勎崱囧殳衸諶咃誺鮃
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