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挑戰資料庫管理系統 A Challenge to Database Management Systems

挑戰資料庫管理系統 A Challenge to Database Management Systems. 第 1 章 資料庫系統. 大綱. 1.1 前言 1.2 資料處理 1.3 資料庫系統架構 1.4 三種資料模型 1.5 資料庫的使用過程 1.6 建立一個合理的資料庫 1.7 學習地圖. 1.1 前言. 人工 vs. 電腦 應用程式 資料儲存 檔案 資料庫 利用資料庫來行銷 利用資料庫來選才. 1.2 資料處理. 傳統資料處理的特性 按照 部門 或 應用方式 加以分類

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  1. 挑戰資料庫管理系統 A Challenge to Database Management Systems 第1章 資料庫系統 挑戰資料庫管理系統

  2. 大綱 • 1.1 前言 • 1.2 資料處理 • 1.3 資料庫系統架構 • 1.4 三種資料模型 • 1.5 資料庫的使用過程 • 1.6 建立一個合理的資料庫 • 1.7 學習地圖 挑戰資料庫管理系統

  3. 1.1 前言 • 人工 vs.電腦 • 應用程式 • 資料儲存 • 檔案 • 資料庫 • 利用資料庫來行銷 • 利用資料庫來選才 挑戰資料庫管理系統

  4. 1.2 資料處理 • 傳統資料處理的特性 • 按照部門或應用方式加以分類 • 早期企業公司的電腦大多是為了處理各個部門或者應用系統的大量資料而裝置的 • 汽車製造公司 • 產品製造部門 • 會計部門 • 餐館 • 帳單系統 • 維護應收帳款之檔案系統 • 每一個部門或每一種應用系統原則上都有它自己專屬的檔案 • 而各個部門或應用系統都有自己所需的資料，和更新檔案及提供資訊所需的程式 挑戰資料庫管理系統

  5. 1.2 資料處理 • 傳統的資料處理方式 挑戰資料庫管理系統

  6. 優點 程式的設計方式相當單純 檔案系統較容易滿足各部門或應用系統之要求 缺點 資料重複 資料不完整 資料不一致 資料不安全 應用程式不穩定 1.2 資料處理 • 傳統資料處理的優缺點 挑戰資料庫管理系統

  7. 1.2 資料處理 • 傳統資料處理的缺點 • 資料重複 • 相同的資料重複出現在不同的檔案系統上 • 維護資料的成本提高 挑戰資料庫管理系統

  8. 1.2 資料處理 • 傳統資料處理的缺點 • 資料的不完整、不一致 • 不同的應用系統間所用到的資料往往關係十分密切 • 陳冠群先生向銀行辦理個人小額貸款買了一部LEXUS 休旅車，然而因未履約，故其休旅車須被取回，並降低了他的個人小額貸款的信用等級。但陳先生在銀行裡，也曾辦過房屋貸款，假使房屋貸款所對應的信用等級未隨之同時更新的話，那就產生混亂了 • 要維持不同系統間資料的完整、一致，就須執行好幾個程式來更新資料 • 此將花費很高的管理費用 挑戰資料庫管理系統

  9. 1.2 資料處理 • 傳統資料處理的缺點 • 資料的不安全 • 公司各部門各自為政，公司的資料分散在不同的檔案系統上 • 對於敏感性和機密性較高的資料，無法做有效的集中管理 • 往往會因某些部門負責人的管理不善，而讓商業間諜有機可乘，從中盜取機密資料 挑戰資料庫管理系統

  10. 1.2 資料處理 • 傳統資料處理的缺點 • 應用程式的不穩定 • 我們須在應用程式裡宣告變數，利用變數來做計算或當作存取檔案資料的暫存區(Buffer)。宣告變數時須指明：變數名稱、變數的資料型態、資料格式和長度。 • 過去曾經有一所學校在一次調查中發現，該校的學生姓名存在於13個不同的檔案中，連同程式居然用了35種不同的資料格式。因而任何時候，一旦有姓名格式發生變化，如增長或減短，或刪除某資料項時，相對應的程式也要跟著修改，同時資料檔的結構也要隨之改變，甚至連帶地擷取資料的邏輯也要跟著翻新了。因之，應用程式的穩定性不佳，且改程式往往是最浪費時間和金錢的 挑戰資料庫管理系統

  11. 1.2 資料處理 • 資料庫系統的觀念 • 強調資料處理應該是「集中」且「整合」的 • 一次輸入，多人多處使用 • 資料不源自於某一個特定的程式 • 只要合法的應用系統及使用者，即可存取他所須要的資料 挑戰資料庫管理系統

  12. 1.2 資料處理 • 資料庫系統將可達成下列的工作目標： • 消除不當的資料重複，維護資料的一致性，並使各個應用系統能共享資料 • 明確地表示各個應用系統與資料間的關係，以有效地維護資料的完整性 • 集中式地執行資料安全管制，確保資料的機密性及安全性 • 移去應用程式的擷取邏輯，以確實達到資料的獨立性，並加強應用程式的穩定性 • 每一個應用系統的使用者僅能擷取個人被授權存取的資料，用以維護資料的安全性 • 資料處理的過程是可以被監督、稽核與追朔的 挑戰資料庫管理系統

  13. 1.2 資料處理 • 資料庫管理系統(Data Base Management System，簡稱DBMS) • 大型電腦 • IBM公司的DATABASE 2、DL/I和IMS，Oracle公司的Oracle，Sybase公司的Sybase，Cincom公司的TOTAL，Cuilinet公司的IDMS，MRI公司的System 2O00，INFORMATICS公司的MARK lV，Software AG公司的ADABAS等) • 個人電腦或工作站上 • Microsoft公司的SQL Server，Oracle公司的Oracle，Sybase公司的Sybase，IBM公司的DATABASE 2 挑戰資料庫管理系統

  14. 1.2 資料處理 • 美國國家標準協會提出的ANSl/SPARC架構 • 外層(External Level) • 概念層(Conceptual Level) • 內層(Internal Level) 挑戰資料庫管理系統

  15. 1.3 資料庫系統架構 • 美國國家標準協會提出的ANSl/SPARC架構 • 外層(External Level) • 又稱為「外部資料綱目(External Schema) 」 • 係指以資料庫系統所提供的資料庫描述語言所描述的「資料庫外界模型」 • 用來表示一個使用者或應用系統(即外界)所看到資料庫的長相 • 在關連式資料庫中，我們可以透過檢視表(View)的技巧讓每一位使用者依其權責，分別看到不同範圍的資料 挑戰資料庫管理系統

  16. 1.3 資料庫系統架構 • 美國國家標準協會提出的ANSl/SPARC架構 • 概念層(Conceptual Level) • 又稱為「設計概念綱目(Conceptual Schema) 」 • 將企業公司所需要的資料集中處理，去除重複及矛盾，將資料正規化，並利用資料庫描述語言來描述此模型 • 設計關連式資料庫時，我們會用採用實體關係模型(Entity Relation Model)及正規化(Normalization)等技術來設計資料表(Base Table) 挑戰資料庫管理系統

  17. 1.3 資料庫系統架構 • 美國國家標準協會提出的ANSl/SPARC架構 • 內層(Internal Level) • 又稱為「內部資料綱目(Internal Schema) 」 • 用以決定實體資料庫在磁碟上的儲存策略 • 內層是利用資料庫描述語言來描述實體資料庫的內部資料結構 • 資料要放在哪一個磁碟目錄？ • 採用哪一種索引(Index)技術？ • 使用赫序(Hashing)、B-Tree或叢集(Cluster) • 異動紀錄(Transaction Log)要放在哪一個磁碟目錄？ 挑戰資料庫管理系統

  18. 1.3 資料庫系統架構 以夷制夷： 用 「系統資料庫」 來管理 「使用者資料庫」 挑戰資料庫管理系統

  19. 1.3 資料庫系統架構 挑戰資料庫管理系統

  20. 1.4 三種資料模型 • 資料庫管理系統，依其設計方法，可以分成三類： • 階層結構(Hierarchical Structure) • 階層式資料模型(Hierarchical Data Model) • 網狀結構(Network Structure) • 網狀式資料模型(Network Data Model) • 關聯結構(Relational Structure) • 關聯式資料模型(Relational Data Model) 挑戰資料庫管理系統

  21. 1.4 三種資料模型 挑戰資料庫管理系統

  22. 1.4.1 階層式資料模型 • 階層式資料模型 • IBM的IMS和DL/I • MRI的System2000 • PMI的METABAS • INFORMATICS的MARK IV等 • 將資料分成好幾層，其形狀有如一株根部在上，枝葉往下長的樹 • 樹狀結構存在著一種主從關係，在樹根下面附著若干個節點，而每一個節點又都各自擁有它自己的一個或多個附屬的節點(可能沒有) 挑戰資料庫管理系統

  23. 1.4.1 階層式資料模型 • 階層式資料模型 • 除了樹根以外的節點均只有一個直屬的「父親」節點 挑戰資料庫管理系統

  24. 1.4.1 階層式資料模型 • 階層式資料模型(以IBM的IMS為例) • 每一棵「樹」為一個「實體資料庫記錄型態(Physical Database Record Type) 」 • 每一個節點(Node)稱之為一個「區段型態(Segment Type) 」 • 每一個區段型態包含著若干個最基本的資料單位－－「資料欄位型態(Data Field Type) 」 挑戰資料庫管理系統

  25. 1.4.1 階層式資料模型 根區段型態 人事資料庫記錄型態 區段型態 資料欄位型態 挑戰資料庫管理系統

  26. 1.4.1 階層式資料模型 • 階層式資料模型 • 每一個區段型態可以有零個、一個、或一個以上的兒子區段型態 • 每一個區段型態(根區段型態除外)都有一個唯一的父親區段型態 • 任何一個父親區段值(Parent Segment Occurrence)可以有零個、一個、或一個以上的兒子區段值連接在其下 挑戰資料庫管理系統

  27. 1.4.1 階層式資料模型 人事資料庫 C.C.CHANG的學歷 C.C.CHANG的經歷 W.H.TSAI的學歷 圖1.5 一個實體資料庫 挑戰資料庫管理系統

  28. 1.4.1 階層式資料模型 • 多對多關係 • 公司裡的一個員工可以同時參加好幾個專案 • 一個專案也可以同時有很多員工共同參與 圖1.7專案與員工的關係 挑戰資料庫管理系統

  29. 1.4.1 階層式資料模型 • 階層式資料模型無法表示多對多關係 圖1.8 專案資料庫記錄型態和員工資料庫記錄型態 挑戰資料庫管理系統

  30. 1.4.2 網狀式資料模型 • 網路(Network) • 資料儲存單位：資料項(Data Item) • 資料項：相當於IMS階層式資料模型的資料欄型態 • 若干個資料項集合起來形成一個記錄型態(Record Type) • 記錄型態相當於IMS的區段型態 挑戰資料庫管理系統

  31. 1.4.2 網狀式資料模型 圖1.9 一個簡單的網狀結構 挑戰資料庫管理系統

  32. 1.4.2 網狀式資料模型 圖1.10 對應於圖1.9網狀結構的一個實體資料庫 挑戰資料庫管理系統

  33. 1.4.2 網狀式資料模型 圖1.11 雙層網狀結構 挑戰資料庫管理系統

  34. 1.4.2 網狀式資料模型 圖1.12 對應於圖1.11雙層網狀結構之實體資料庫 挑戰資料庫管理系統

  35. 1.4.2 網狀式資料模型 圖1.13 多對多關係之網狀結構圖 挑戰資料庫管理系統

  36. 1.4.2 網狀式資料模型 表1.3 員工參與 專案分配表 圖1.14 多對多網狀結構之實體資料庫 挑戰資料庫管理系統

  37. 1.4.3 關聯式資料模型 • 關聯(Relation) • 關聯的基本單位叫做值域(Domain) • 同一值域裡的資料 • 都具有相同的資料型態 • 都具備相同的屬性 • 組成值域的所有可能值稱為值域值(Domain Value) • 性別值域={男，女} • 四季值域={春，夏，秋，冬} • 星期值域={一，二，三，四，五，六，日} 挑戰資料庫管理系統

  38. 1.4.3 關聯式資料模型 • 關聯(Relation)：EMPLOYEE • 值域： • EMPLOYEE NUMBER • EMPLOYEE NAME • SEX • AGE • TITLE • SALARY • 關聯中的每一列值域值，稱為一個「n—數元(n-tuple)」或稱「值組」，用來表示關連中的一筆「記錄(Record)」 • (’1041’，’C.C.CHANG’，’M’，38，’ MANAGER’，99000) 挑戰資料庫管理系統

  39. 1.4.3 關聯式資料模型 挑戰資料庫管理系統

  40. 1.5 資料庫的使用過程 挑戰資料庫管理系統

  41. 1.6 建立一個合理的資料庫 • 資料庫的建立與使用，一般可分成三個階段： • 設計資料庫 • 邏輯資料庫設計 • 實體資料庫設計 • 資料的上機與應用 • 資料庫的評估與校正 挑戰資料庫管理系統

  42. 1.6 建立一個合理的資料庫 • 邏輯資料庫設計 • 收集應用系統所須的資料項 • 將各應用系統所須的資料項，加以分析，去除重複及矛盾之處，並加以歸類、整合，同時也須確立資料項與資料項間的關係 • 利用資料庫系統之資料模型來表示資料項 挑戰資料庫管理系統

  43. 1.7 學習地圖 • 資訊系統開發 • 需求分析與系統分析 • 系統設計 • 實作與建置 • 資料庫應用 • 交易處理(OLTP) • 線上分析處理 (OLAP) • 資料採擷(Data Mining) • 資料 資訊 知識 挑戰資料庫管理系統

  44. 1.7.1 資訊系統開發過程 • 需求分析與系統分析 • 軟體需求規格 • 軟體使用手冊初稿 • 系統設計 • 初步設計 • 細部設計 • 軟體設計文件、軟體測試計畫、軟體測試規格、軟體測試個案規格及操作手冊初稿 • 實作與建置 • 原始碼、目的碼、執行碼、單元測試報告、整合測試報告 挑戰資料庫管理系統

  45. 1.7.2 專案成員所扮演的角色與任務 • 系統分析師 • 系統設計師 • 程式設計師 • 資料管理師 • 資料庫管理師 • 系統管理師 • 系統操作員 • 關鍵使用者 • 一般使用者 挑戰資料庫管理系統

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