資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言課件

第2章資料庫(kù)系統(tǒng)2-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件2-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)2-3資料庫(kù)綱要（DatabaseSchema）2-4實(shí)際與邏輯資料獨(dú)立2-5資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)2-6資料庫(kù)管理系統(tǒng)2-7資料庫(kù)管理師第2章資料庫(kù)系統(tǒng)2-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件12-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件2-1-1使用者2-1-2資料2-1-3軟體2-1-4硬體2-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件2-1-1使用者22-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件2-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件32-1-1使用者-終端使用者終端使用者（EndUsers）終端使用者（EndUsers）的主要工作是查詢或更新資料庫(kù)，或是存取資料庫(kù)以產(chǎn)生所需的報(bào)表，終端使用者可以分為數(shù)種，如下所示：初級(jí)使用者（NaiveorParametricUsers）不常使用的使用者（CasualUsers）熟練使用者（SophisticatedUsers）2-1-1使用者-終端使用者終端使用者（EndUsers42-1-1使用者-資料庫(kù)設(shè)計(jì)師資料庫(kù)設(shè)計(jì)師（DatabaseDesigners）資料庫(kù)設(shè)計(jì)師精通資料庫(kù)設(shè)計(jì)，其主要的工作是建立資料庫(kù)結(jié)構(gòu)，判斷哪些資料需要儲(chǔ)存在資料庫(kù)，和使用什麼樣的結(jié)構(gòu)來儲(chǔ)存這些資料。資料庫(kù)設(shè)計(jì)師通常是使用「資料庫(kù)設(shè)計(jì)工具」（DatabaseDesignTools）來建立資料庫(kù)結(jié)構(gòu)。2-1-1使用者-資料庫(kù)設(shè)計(jì)師資料庫(kù)設(shè)計(jì)師（Databas52-1-1使用者-資料庫(kù)管理師資料庫(kù)管理師（DatabaseAdministrator,DBA）資料庫(kù)系統(tǒng)需要一位或一組對(duì)整個(gè)系統(tǒng)十分了解的人員作為資料庫(kù)管理師，負(fù)責(zé)管理整個(gè)資料庫(kù)環(huán)境。因?yàn)橘Y料庫(kù)管理師的工作十分專業(yè)，需要擁有公司管理和資料庫(kù)等電腦技術(shù)的專業(yè)知識(shí)，特別適合主修資訊管理或資訊工程且擁有管理經(jīng)驗(yàn)的人員來?yè)?dān)任。2-1-1使用者-資料庫(kù)管理師資料庫(kù)管理師（Databas62-1-1使用者-系統(tǒng)分析師系統(tǒng)分析師（SystemAnalyst，SA）系統(tǒng)分析師與應(yīng)用程式設(shè)計(jì)師屬於「專業(yè)使用者」（SpecializedUsers），系統(tǒng)分析師依據(jù)終端使用者的需要，主要是指初級(jí)使用者（NaiveorParametricUsers）的需要來製定資料庫(kù)應(yīng)用程式的規(guī)格與功能。應(yīng)用程式設(shè)計(jì)師（ApplicationProgrammer）依據(jù)系統(tǒng)分析師定義的規(guī)格建立終端使用者使用的資料庫(kù)應(yīng)用程式，利用程式開發(fā)工具或指定的程式語(yǔ)言，呼叫資料庫(kù)系統(tǒng)提供的「資料庫(kù)存取函式庫(kù)」（DatabaseAccessLibrary）建立所需的資料庫(kù)應(yīng)用程式。2-1-1使用者-系統(tǒng)分析師系統(tǒng)分析師（SystemAn72-1-2資料-長(zhǎng)存資料長(zhǎng)存資料（PersistentData）資料庫(kù)儲(chǔ)存的是公司或組織的非暫時(shí)資料，這些資料是長(zhǎng)時(shí)間存在的資料，使用者以應(yīng)用程式使用介面輸入（新增、刪除或更新操作）建立的資料。從這些操作的資料可以進(jìn)一步執(zhí)行各項(xiàng)查詢和運(yùn)算，以得到使用者所需的資料。2-1-2資料-長(zhǎng)存資料長(zhǎng)存資料（PersistentD82-1-2資料-系統(tǒng)目錄系統(tǒng)目錄（SystemCatalog）系統(tǒng)目錄是由資料庫(kù)管理系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生的資料，在資料庫(kù)管理系統(tǒng)稱為「系統(tǒng)目錄」（SystemCatalog或稱為DataDictionary），其內(nèi)容是從前述的操作資料所衍生的一些資料。例如：資料庫(kù)結(jié)構(gòu)的定義資料，它是用來描述資料本身，也稱為中繼資料（Thedataaboutdata），系統(tǒng)目錄的主要用途是用來提供維護(hù)資料庫(kù)所需的資訊。2-1-2資料-系統(tǒng)目錄系統(tǒng)目錄（SystemCatal92-1-2資料-索引資料(說明)索引資料（Indexes）「索引」（Indexes）的目的是為了在資料庫(kù)儲(chǔ)存的龐大資料中能夠更快速的找到資料。索引資料是一些參考資料，這是將資料庫(kù)中特定部分（屬性）的資料預(yù)先進(jìn)行排序，並且提供「指標(biāo)」（Pointer）指向資料庫(kù)真正儲(chǔ)存資料的位置，資料庫(kù)管理系統(tǒng)使用雜湊函數(shù)（HashFunction）或B樹（B-Tree）等演算法來建立索引資料。2-1-2資料-索引資料(說明)索引資料（Indexes）102-1-2資料-索引資料(圖例)例如：在關(guān)聯(lián)式資料庫(kù)的Students關(guān)聯(lián)表，建立GPA屬性的單層有序次索引，如下圖所示：2-1-2資料-索引資料(圖例)例如：在關(guān)聯(lián)式資料庫(kù)的St112-1-2資料-交易記錄交易記錄（TransactionLog）交易記錄是資料庫(kù)管理系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生的歷史資料，可以記錄使用者在什麼時(shí)間下達(dá)什麼指令或執(zhí)行什麼操作。這些資料對(duì)於一般使用者而言，並沒有什麼用處，但是對(duì)於資料庫(kù)管理師來說，就是十分重要的參考資訊。2-1-2資料-交易記錄交易記錄（Transaction122-1-3軟體-資料庫(kù)管理系統(tǒng)(說明)資料庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）資料庫(kù)管理系統(tǒng)是一組程式模組用來定義、處理和管理資料庫(kù)的資料，在此主要是指那些通用用途的資料庫(kù)管理系統(tǒng)，如下圖所示：2-1-3軟體-資料庫(kù)管理系統(tǒng)(說明)資料庫(kù)管理系統(tǒng)（DB132-1-3軟體-資料庫(kù)管理系統(tǒng)(語(yǔ)言)資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言（DBMSLanguages）主要可以分成二個(gè)部分，如下所示：定義部分：使用資料定義語(yǔ)言（DataDefinitionLanguage，DDL）定義資料庫(kù)的結(jié)構(gòu)。操作部分：直接使用資料操作語(yǔ)言（DataManipulationLanguage，DML）或透過應(yīng)用程式介面產(chǎn)生，就可以查詢資料庫(kù)資料或新增、刪除或更新資料庫(kù)的資料。2-1-3軟體-資料庫(kù)管理系統(tǒng)(語(yǔ)言)資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言（142-1-3軟體-應(yīng)用程式應(yīng)用程式（ApplicationProgram）應(yīng)用程式是程式設(shè)計(jì)師使用開發(fā)工具或程式語(yǔ)言，所自行建立的專屬軟體。應(yīng)用程式提供使用者相關(guān)的使用介面，透過使用介面的選單或按鈕，就可以向資料庫(kù)管理系統(tǒng)下達(dá)查詢語(yǔ)言的相關(guān)指令，在取得所需資料後，顯示或產(chǎn)生所需的報(bào)表。換句話說，配合公司或組織的需求，我們可以在資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立各種不同的應(yīng)用程式。例如：選課系統(tǒng)、人事資料系統(tǒng)、進(jìn)銷存系統(tǒng)、會(huì)計(jì)系統(tǒng)和公文系統(tǒng)等。2-1-3軟體-應(yīng)用程式應(yīng)用程式（Application152-1-3軟體-開發(fā)工具開發(fā)工具（DevelopmentTools）開發(fā)工具是用來建立資料庫(kù)和開發(fā)應(yīng)用程式。例如：資料庫(kù)設(shè)計(jì)工具、資料庫(kù)開發(fā)工具或程式語(yǔ)言的整合開發(fā)環(huán)境，它可以幫助資料庫(kù)設(shè)計(jì)師建立資料庫(kù)結(jié)構(gòu)和程式設(shè)計(jì)者快速建立應(yīng)用程式。例如：PowerBuilder、OracleDeveloper、VisualStudio.NET和VisualStuido2005等。2-1-3軟體-開發(fā)工具開發(fā)工具（Development162-1-4硬體安裝資料庫(kù)相關(guān)軟體的硬體設(shè)備，包含：主機(jī)（CPU、記憶體和網(wǎng)路卡等）、磁碟機(jī)、磁碟陣列、光碟機(jī)、磁帶機(jī)和備份裝置。整個(gè)資料庫(kù)系統(tǒng)的硬體處理架構(gòu)依其運(yùn)算方式，可以分為：集中式或分散式的主從架構(gòu)。2-1-4硬體安裝資料庫(kù)相關(guān)軟體的硬體設(shè)備，包含：主機(jī)（C172-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)2-2-1概念層2-2-2外部層2-2-3內(nèi)部層2-2-4ANSI/SPARC三層資料庫(kù)架構(gòu)的目的2-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)2-2-1182-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)-圖例2-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)-圖例192-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)-簡(jiǎn)單說明概念層（ConceptualLevel）：資料庫(kù)管理師觀點(diǎn)的資料，這是資料庫(kù)儲(chǔ)存的完整資料，屬於在概念上看到的完整資料庫(kù)。外部層（ExternalLevel）：一般使用者觀點(diǎn)的資料，代表不同使用者在資料庫(kù)系統(tǒng)所看見的資料，通常只是部分資料庫(kù)的資料。內(nèi)部層（InternalLevel）：實(shí)際觀點(diǎn)所呈現(xiàn)的資料，這是實(shí)際資料庫(kù)儲(chǔ)存在電腦儲(chǔ)存裝置的資料。2-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)-簡(jiǎn)單說明概202-2-1概念層-說明在概念層看到的是整個(gè)資料庫(kù)儲(chǔ)存的資料，這是資料庫(kù)管理師觀點(diǎn)所看到的完整資料庫(kù)。因?yàn)樗皇歉拍钌系馁Y料庫(kù)，所以並不用考量資料實(shí)際的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@是內(nèi)部層（InternalLevel）的問題。2-2-1概念層-說明在概念層看到的是整個(gè)資料庫(kù)儲(chǔ)存的資料212-2-1概念層-範(fàn)例關(guān)聯(lián)式資料模型的資料庫(kù)在概念層所見的是以二維表格顯示的資料，如下圖所示：關(guān)聯(lián)式資料庫(kù)的「關(guān)聯(lián)表」（Relations）是資料庫(kù)所看到的完整資料。2-2-1概念層-範(fàn)例關(guān)聯(lián)式資料模型的資料庫(kù)在概念層所見的222-2-2外部層-說明資料庫(kù)系統(tǒng)使用者面對(duì)的是外部層，這是使用者觀點(diǎn)（UserViews）的資料，包含多種不同觀點(diǎn)的資料，例如：一間大學(xué)或技術(shù)學(xué)院，不同使用者的觀點(diǎn)，如下：使用者觀點(diǎn)1：學(xué)生註冊(cè)資料使用者觀點(diǎn)2：學(xué)生選課資料使用者觀點(diǎn)3：學(xué)生成績(jī)單資料2-2-2外部層-說明資料庫(kù)系統(tǒng)使用者面對(duì)的是外部層，這是232-2-2外部層-範(fàn)例資料以不同的方式呈現(xiàn)：外部層的資料如同裁縫師手上的布，可以將概念層的資料剪裁成不同衣服樣式的資料。例如：使用清單、表格或表單內(nèi)容（例如：VisualBasic的表單或HTML表單）等方式來呈現(xiàn)資料。只包含使用者有興趣的資料：外部層的資料只是部分資料庫(kù)，例如：二位使用者分別看到Students關(guān)聯(lián)表的部分或?qū)С鰞?nèi)容，年齡Age是由生日計(jì)算而得。相同資料可以顯示不同格式：雖然在資料庫(kù)儲(chǔ)存的資料是單一格式，不過在顯示時(shí)可以使用不同格式。2-2-2外部層-範(fàn)例資料以不同的方式呈現(xiàn)：外部層的資料如242-2-3內(nèi)部層在內(nèi)部層看到的是實(shí)際觀點(diǎn)的資料庫(kù)，這是實(shí)際儲(chǔ)存在磁碟等外部?jī)?chǔ)存裝置的資料，內(nèi)部層在三層架構(gòu)中扮演資料庫(kù)管理系統(tǒng)與作業(yè)系統(tǒng)的介面。在內(nèi)部層的資料是實(shí)際儲(chǔ)存在資料庫(kù)的資料結(jié)構(gòu)或檔案組織所呈現(xiàn)的資料，例如：使用鏈結(jié)串列結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存資料，如下圖所示：2-2-3內(nèi)部層在內(nèi)部層看到的是實(shí)際觀點(diǎn)的資料庫(kù)，這是實(shí)際252-2-4ANSI/SPARC三層資料庫(kù)架構(gòu)的目的-使用者角度使用者觀點(diǎn)所見的資料是獨(dú)立的：不同使用者可以存取相同資料，只是觀點(diǎn)可能不同，但是，各觀點(diǎn)的資料是獨(dú)立的，更改觀點(diǎn)的資料，並不會(huì)影響其他使用者觀點(diǎn)的資料。使用者並不用了解實(shí)際資料的儲(chǔ)存方式：使用者的焦點(diǎn)是在處理資料本身，而不是了解到底這些資料是如何儲(chǔ)存。2-2-4ANSI/SPARC三層資料庫(kù)架構(gòu)的目的-使用者262-2-4ANSI/SPARC三層資料庫(kù)架構(gòu)的目的-資料庫(kù)管理師角度更改實(shí)際儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)不會(huì)影響使用者觀點(diǎn)的資料：當(dāng)有全新的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和索引技術(shù)時(shí)，就算更改資料庫(kù)的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，也不會(huì)影響外部層使用者觀點(diǎn)的資料。更改概念層的完整資料庫(kù)也不會(huì)影響使用者觀點(diǎn)的資料：如果將資料庫(kù)從關(guān)聯(lián)式資料模型改為物件導(dǎo)向式資料庫(kù)模型時(shí)，我們?nèi)匀豢梢燥@示完全相同的使用者觀點(diǎn)資料，並不會(huì)影響使用者看到的資料。2-2-4ANSI/SPARC三層資料庫(kù)架構(gòu)的目的-資料庫(kù)272-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）2-3-1三層資料庫(kù)綱要2-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映

2-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）2-3282-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）-圖例「資料庫(kù)綱要」（DatabaseSchema）是指整個(gè)資料庫(kù)的描述，即描述整個(gè)資料庫(kù)儲(chǔ)存資料的定義資料，如下圖所示：2-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）-圖例292-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）-說明資料庫(kù)管理系統(tǒng)管理的資料庫(kù)可以分割成資料和描述資料的綱要（Schema），如下所示：綱要（Schema）：資料描述的定義資料，對(duì)比程式語(yǔ)言的變數(shù)是資料型態(tài)（DataType），例如：C語(yǔ)言宣告成整數(shù)的age年齡變數(shù)，如下圖所示：intage;資料（Data）：資料本身，也就是程式語(yǔ)言的變數(shù)值，例如：年齡為20，如下所示：age=20;2-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）-說明302-3-1三層資料庫(kù)綱要-圖例2-3-1三層資料庫(kù)綱要-圖例312-3-1三層資料庫(kù)綱要-簡(jiǎn)單說明三層資料庫(kù)綱要每一層的簡(jiǎn)單說明，如下所示：外部綱要（ExternalSchema）：描述使用的資料。概念綱要（ConceptualSchema）：描述資料本身的意義。內(nèi)部綱要（InternalSchema）：描述儲(chǔ)存的資料。2-3-1三層資料庫(kù)綱要-簡(jiǎn)單說明三層資料庫(kù)綱要每一層的簡(jiǎn)322-3-1三層資料庫(kù)綱要-外部綱要外部綱要（ExternalSchema）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(gè)外部層綱要只描述資料庫(kù)的部分資料，隱藏其他部分的資料。換句話說，每一個(gè)外部層使用者觀點(diǎn)的資料都需要一個(gè)外部綱要，在一個(gè)資料庫(kù)可能擁有多個(gè)外部綱要，如下圖所示：2-3-1三層資料庫(kù)綱要-外部綱要外部綱要（Externa332-3-1三層資料庫(kù)綱要-概念綱要概念綱要（ConceptualSchema）概念綱要是描述概念層的完整資料庫(kù)，這是「概念資料庫(kù)設(shè)計(jì)」（ConceptualDatabaseDesign）的結(jié)果，概念資料庫(kù)設(shè)計(jì)主要是分析使用者資訊，以便定義所需的資料項(xiàng)目，並不涉及到底是使用那一套資料庫(kù)管理系統(tǒng)。概念綱要描述完整資料庫(kù)的資料和其關(guān)聯(lián)，所以資料庫(kù)只能擁有一個(gè)概念綱要，如下圖所示：2-3-1三層資料庫(kù)綱要-概念綱要概念綱要（Concept342-3-1三層資料庫(kù)綱要-內(nèi)部綱要內(nèi)部綱要（InternalSchema）內(nèi)部綱要是描述內(nèi)部層實(shí)際觀點(diǎn)的資料，定義資料的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和那些資料需要建立索引，如同概念綱要，資料庫(kù)只擁有一個(gè)內(nèi)部綱要。例如：C語(yǔ)言宣告學(xué)生Students的結(jié)構(gòu)，如下：structStudents{charno[5];charname[15];charaddress[40];inttelephone;structDatebirthday;structStudent*next;};2-3-1三層資料庫(kù)綱要-內(nèi)部綱要內(nèi)部綱要（Interna352-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-說明三層資料庫(kù)綱要只是描述資料，真正的資料是儲(chǔ)存在外部?jī)?chǔ)存裝置的資料庫(kù)。當(dāng)以外部層使用者觀點(diǎn)顯示資料時(shí)，也就是參考外部綱要向概念綱要請(qǐng)求資料，然後概念綱要請(qǐng)求內(nèi)部綱要從資料庫(kù)取得資料，在取得真正的資料後，資料需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換來符合概念綱要的定義，然後再轉(zhuǎn)換成符合外部綱要的定義，最後才是外部層使用者觀點(diǎn)看到的資料，在各層間進(jìn)行的資料轉(zhuǎn)換過程，稱為「對(duì)映」（Mapping）。2-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-說明三層資料庫(kù)綱要只是描述資362-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-圖例2-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-圖例372-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-種類各層綱要間的對(duì)映主要有兩種：外部與概念對(duì)映（External/ConceptualMapping）：所有外部綱要都是對(duì)映到概念綱要，以便資料庫(kù)管理系統(tǒng)知道如何將外部層的資料連結(jié)到那一部分的概念綱要。例如：在外部綱要(S_No,Name,Age)，S_No是對(duì)映到概念綱要的No，Age是從概念綱要的Birthday運(yùn)算而得。概念與內(nèi)部對(duì)映（Conceptual/InternalMapping）：概念綱要對(duì)映到內(nèi)部綱要的關(guān)聯(lián)，以便資料庫(kù)管理系統(tǒng)可以找到實(shí)際儲(chǔ)存裝置的記錄資料後，建立概念綱要的邏輯結(jié)構(gòu)。2-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-種類各層綱要間的對(duì)映主要有兩382-4實(shí)體與邏輯資料獨(dú)立2-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)2-4-2邏輯資料獨(dú)立2-4-3實(shí)體資料獨(dú)立2-4實(shí)體與邏輯資料獨(dú)立2-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)392-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)-說明三層資料庫(kù)綱要的主要目的是為了達(dá)成「資料獨(dú)立」（DataIndependence），也就是說上層的綱要並不會(huì)受到下層綱要的影響，當(dāng)下層綱要更改時(shí)，也不會(huì)影響到上層綱要。與資料獨(dú)立相反的術(shù)語(yǔ)是「資料相依」（DataDependence）。例如：使用C語(yǔ)言建立「堆疊」（Stacks）資料結(jié)構(gòu)，如下圖所示：2-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)-說明三層資料庫(kù)綱要的主要目的是為402-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)-種類三層資料庫(kù)綱要一共擁有兩種資料獨(dú)立：外部與概念對(duì)映的邏輯資料獨(dú)立（LogicalDataIndependence）。概念與內(nèi)部對(duì)映的實(shí)體資料獨(dú)立（PhysicalDataIndependence）。2-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)-種類三層資料庫(kù)綱要一共擁有兩種資412-4-2邏輯資料獨(dú)立-圖例2-4-2邏輯資料獨(dú)立-圖例422-4-2邏輯資料獨(dú)立-說明當(dāng)更改概念綱要，例如：新增或刪除實(shí)體、屬性或關(guān)聯(lián)性，並不用同時(shí)更改存在的外部綱要或重寫程式碼，因?yàn)榭梢酝高^外部與概念對(duì)映來達(dá)成邏輯資料獨(dú)立。每當(dāng)資料庫(kù)需要更改概念綱要時(shí)，只需配合修改外部與概念對(duì)映的定義，就可以在不更改存在的外部綱要下，取得相同使用者觀點(diǎn)的資料。2-4-2邏輯資料獨(dú)立-說明當(dāng)更改概念綱要，例如：新增或刪432-4-3實(shí)體資料獨(dú)立-圖例2-4-3實(shí)體資料獨(dú)立-圖例442-4-3實(shí)體資料獨(dú)立-說明當(dāng)更改內(nèi)部綱要，例如：使用不同的檔案組織或儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，並不用更改概念綱要和外部綱要，因?yàn)榭梢酝高^概念與內(nèi)部對(duì)映來達(dá)成實(shí)體資料獨(dú)立。每當(dāng)資料庫(kù)需要更改內(nèi)部綱要時(shí)，只需配合修改概念與內(nèi)部對(duì)映的定義，就可以完全不動(dòng)到概念綱要和外部綱要。2-4-3實(shí)體資料獨(dú)立-說明當(dāng)更改內(nèi)部綱要，例如：使用不同452-5資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)2-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)2-5資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)462-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-1整合的資料管理：相關(guān)資料檔案是集中管理，不像檔案處理系統(tǒng)，需要額外操作或程序來處理位在不同檔案的資料。資料共享：資料庫(kù)的資料可以由多人共享，允許多人同時(shí)存取資料庫(kù)，只需透過網(wǎng)路或Internet，就算位在世界各地都可以存取資料庫(kù)的資料。減少資料重複（DataRedundancy）：不同於檔案處理系統(tǒng)將資料分割成多個(gè)檔案來儲(chǔ)存，資料庫(kù)系統(tǒng)集中管理資料庫(kù)的資料，可以大幅降低資料重複的可能性。2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-1整合的資料管理：相關(guān)資料檔案472-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-2維持資料的一致性（DataConsistency）：因?yàn)橘Y料庫(kù)系統(tǒng)可以減少資料重複，再加上資料庫(kù)管理系統(tǒng)可以檢查完整性限制條件（IntegrityConstraints），不只可以保證輸入資料的正確，還可以維持資料的一致。資料獨(dú)立（DataIndependence）：在檔案處理系統(tǒng)存取資料需要了解詳細(xì)的資料結(jié)構(gòu)，資料庫(kù)管理系統(tǒng)提供資料獨(dú)立，換句話說，如果資料結(jié)構(gòu)或存取方式改變，並不會(huì)影響應(yīng)用程式的執(zhí)行，例如：學(xué)號(hào)從5碼改為6碼，並不需要更改應(yīng)用程式的程式碼。2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-2維持資料的一致性（Data482-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-3提供單一介面和語(yǔ)言存取資料：資料庫(kù)系統(tǒng)提供4GL的資料庫(kù)語(yǔ)言存取資料庫(kù)。例如：SQL語(yǔ)言，或是透過應(yīng)用程式的操作介面存取資料，可以隱藏資料庫(kù)管理系統(tǒng)的實(shí)際資料存取方式。更多的資料保密、安全管理和控制能力：資料庫(kù)系統(tǒng)提供資料保密、使用者存取權(quán)限和資料存取的控制，可以強(qiáng)迫達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)化的資料管理，例如：標(biāo)準(zhǔn)的文件格式或不同層級(jí)的資料存取。提供多種觀點(diǎn)的資料：因?yàn)橘Y料庫(kù)系統(tǒng)是由多人共享，每位使用者可以分別取得所需的資料，而且以不同的觀點(diǎn)來符合其需求。例如：同樣是教授，它可以是學(xué)生的老師，也可以是學(xué)校的員工。2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-3提供單一介面和語(yǔ)言存取資料：492-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-4支援交易管理（TransactionManagement）：資料庫(kù)系統(tǒng)提供交易管理和並行處理，可以處理商業(yè)交易，保障交易進(jìn)行的正確無誤。具高可靠性（Reliability）：資料庫(kù)系統(tǒng)十分可靠，提供備份與回復(fù)功能來進(jìn)一步保障資料的安全，在出現(xiàn)狀況時(shí)，可以回復(fù)資料庫(kù)系統(tǒng)的資料。降低軟體開發(fā)的費(fèi)用：直接選擇現(xiàn)成的資料庫(kù)管理系統(tǒng)，然後在管理系統(tǒng)下開發(fā)所需的資料庫(kù)系統(tǒng)，而不用重頭開發(fā)整個(gè)資料庫(kù)系統(tǒng)。2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-4支援交易管理（Transac502-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-1龐大的額外費(fèi)用：建構(gòu)資料庫(kù)系統(tǒng)需要升級(jí)電腦硬體和軟體環(huán)境，一套企業(yè)永續(xù)經(jīng)營(yíng)的資料庫(kù)系統(tǒng)，包含網(wǎng)路建置，硬體和軟體升級(jí)，將會(huì)是一筆相當(dāng)龐大的額外預(yù)算，有可能未蒙其利，先受其害，造成公司財(cái)務(wù)的負(fù)擔(dān)。資料轉(zhuǎn)換的成本：各部門的資料都需要轉(zhuǎn)換成資料庫(kù)結(jié)構(gòu)，以便存入資料庫(kù)，這不只是資訊部門的一項(xiàng)大工程，而且需要全公司各部門人員的充分支援。2-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-1龐大的額外費(fèi)用：建構(gòu)資料庫(kù)系512-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-2安全管理的漏洞：雖然資料庫(kù)擁有安全管理能力，但是人為錯(cuò)誤或非專業(yè)人員的控管，資料共享的優(yōu)點(diǎn)，反而容易造成人為的安全問題，例如：沒有取消離職員工的帳號(hào)，增加公司重要資料被竊取的機(jī)會(huì)。大幅更改作業(yè)流程：資料庫(kù)系統(tǒng)可能大幅更改現(xiàn)有公司的作業(yè)流程，使用者不只需要熟悉全新的應(yīng)用程式操作，還需要適應(yīng)新的資料處理流程，如此可能產(chǎn)生額外的人力支援和不合作的使用者，加重資訊部門的負(fù)擔(dān)和責(zé)任。2-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-2安全管理的漏洞：雖然資料庫(kù)擁522-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-3系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)增加：資料庫(kù)系統(tǒng)使用集中方式管理資料，一旦系統(tǒng)停擺，將會(huì)讓公司蒙受重大損失。資料庫(kù)系統(tǒng)可能因?yàn)殡娔X病毒、天災(zāi)、硬體故障或人為操作錯(cuò)誤等情況造成系統(tǒng)癱瘓，所以資料庫(kù)系統(tǒng)在建置時(shí)，就需考量備援系統(tǒng)或額外的保護(hù)設(shè)備，例如：不斷電系統(tǒng)（Un-interruptPowerSystems）防止不預(yù)警的停電。如果是一套全年無休持續(xù)運(yùn)作的NonStop資料庫(kù)系統(tǒng)，還需要準(zhǔn)備異地備援系統(tǒng)，以免公司主機(jī)遭遇地震或火災(zāi)受損時(shí)，仍然可以使用位在其他地方的資料庫(kù)系統(tǒng)，維持公司的正常運(yùn)作。2-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-3系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)增加：資料庫(kù)系統(tǒng)使用532-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-4人為風(fēng)險(xiǎn)增加：事實(shí)上，人為錯(cuò)誤和破壞才是資料庫(kù)系統(tǒng)的最大敵人，如果資料庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，一旦人為的資料輸入錯(cuò)誤，小則只是系統(tǒng)受損，大則錯(cuò)誤的資料，可能造成決策錯(cuò)誤和管理作業(yè)上的混亂。更進(jìn)一步，如果資訊部門有不肖人員（或駭客），蓄意進(jìn)行破壞，集中管理的資料庫(kù)系統(tǒng)，反而成為最佳的攻擊目標(biāo)，所以資料庫(kù)系統(tǒng)除了系統(tǒng)管理外，相關(guān)人員的忠誠(chéng)管理也是一項(xiàng)重要的工作。2-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-4人為風(fēng)險(xiǎn)增加：事實(shí)上，人為錯(cuò)542-6資料庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能2-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)2-6-3常見的資料庫(kù)管理系統(tǒng)2-6資料庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基552-6資料庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS「資料庫(kù)管理系統(tǒng)」（DatabaseManagementSystem,DBMS）從字面來說，是一套管理資料庫(kù)的軟體系統(tǒng)，它是由一組程式模組負(fù)責(zé)組織、管理、儲(chǔ)存和讀取資料庫(kù)系的資料，使用者對(duì)於資料庫(kù)的任何操作，都一定需要透過資料庫(kù)管理系統(tǒng)來處理。2-6資料庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS「資料庫(kù)管理系統(tǒng)」（Datab562-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-資料管理資料管理（DataManagement）資料庫(kù)管理系統(tǒng)的最基本功能是資料管理，管理資料庫(kù)儲(chǔ)存的各種資料，包含：資料檔、系統(tǒng)目錄、索引資料、備份檔（資料庫(kù)管理系統(tǒng)備份資料庫(kù)時(shí)建立的檔案）和異動(dòng)記錄，如下圖所示：2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-資料管理資料管理（Da572-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言（DBMSLanguages）資料庫(kù)管理系統(tǒng)提供第4代語(yǔ)言（4GL），可以讓使用者定義、查詢或存取資料，資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言可以分成兩大類，如下所示：資料定義語(yǔ)言DDL（DataDefinitionLanguage）：這個(gè)語(yǔ)言的主要目的是建立資料庫(kù)綱要（DatabaseSchema），其編譯後的指令敘述是儲(chǔ)存在系統(tǒng)目錄（SystemCatalog），使用者只需使用此語(yǔ)言就可以建立資料庫(kù)綱要。資料操作語(yǔ)言DML（DataManipulationLanguage）：這個(gè)語(yǔ)言的指令敘述可以讓使用者存取和操作資料庫(kù)的資料，這是使用者與資料庫(kù)管理系統(tǒng)間溝通的語(yǔ)言。2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言資料582-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-安全管理安全管理（SecurityManagement）資料庫(kù)儲(chǔ)存的資料屬於使用者共享的資料，所以資料庫(kù)管理系統(tǒng)需要提供使用者安全管理，以避免使用者不當(dāng)使用資料庫(kù)的資料。安全管理通常是指定使用者密碼（Password）來授予存取權(quán)限的控制（AccessControl），常用的方式有兩種，如下所示：自由選擇存取控制（DiscretionaryAccessControl,DAC）：授予或取消使用者擁有新增、刪除、更新或修改資料的權(quán)限。強(qiáng)制存取控制（MandatoryAccessControl,MAC）：將資料和使用者分類成不同的安全層級(jí)，使用者只能存取授予安全層級(jí)的資料。2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-安全管理安全管理（Se592-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-備份與回復(fù)管理備份與回復(fù)管理（BackupandRecoverManagement）資料庫(kù)備份是將資料庫(kù)的資料儲(chǔ)存到備份裝置，例如：磁帶機(jī)或可讀寫光碟機(jī)，資料庫(kù)管理師負(fù)責(zé)定期備份資料庫(kù)。當(dāng)突發(fā)狀況產(chǎn)生時(shí)，因?yàn)橘Y料庫(kù)管理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生交易記錄（TransactionLog），可以使用此記錄了解交易（Transaction）的狀態(tài)，回復(fù)程序可以參考交易記錄正確的回存資料。2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-備份與回復(fù)管理備份與回602-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-交易管理1異動(dòng)管理（TransactionManagement）資料庫(kù)系統(tǒng)通常都會(huì)支援商業(yè)用途，而商業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)是商業(yè)交易，這些商業(yè)交易的操作需要一併執(zhí)行，視為一個(gè)無法分割的單位。整個(gè)過程對(duì)於資料庫(kù)來說是一個(gè)「交易」（Transaction）。2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-交易管理1異動(dòng)管理（T612-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-交易管理2例如：從帳戶A匯款到帳戶B，如下圖所示：2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-交易管理2例如：從帳戶622-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-交易管理3交易成功是指需要滿足四項(xiàng)基本的交易屬性，以英文字頭的縮寫為ACID交易，如下所示：?jiǎn)卧裕ˋtomicity）：將交易過程的每個(gè)操作都視為同一個(gè)工作，不是全部執(zhí)行完，就是通通不執(zhí)行。一致性（Consistency）：交易會(huì)更改資料庫(kù)的資料，不過在交易之前和之後，資料庫(kù)的資料仍然需要滿足完整性限制條件，維持資料的一致性。隔離性（Isolation）：雖然多個(gè)交易是並行處理，不過各交易仍然是獨(dú)立的依序執(zhí)行，任何一個(gè)交易並不會(huì)影響到其他交易的結(jié)果。持續(xù)性（Durability）：當(dāng)交易完成後，資料庫(kù)資料是永久改變，如果在交易過程中發(fā)生錯(cuò)誤，執(zhí)行回復(fù)程序，回復(fù)程序仍然需要執(zhí)行完整個(gè)交易。2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-交易管理3交易成功是指632-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-資料完整性管理資料完整性管理（DataIntegrityManagement）資料庫(kù)管理系統(tǒng)能夠檢查新增或更新資料時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生資料不一致的資料完整性（DataIntegrity）問題。例如：帳戶餘額不能為負(fù)值，員工年齡不可超過100歲。2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-資料完整性管理資料完整642-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)-圖例2-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)-圖例652-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)-儲(chǔ)存管理儲(chǔ)存管理（StorageManager）儲(chǔ)存管理對(duì)於簡(jiǎn)單的資料庫(kù)管理系統(tǒng)來說，就是作業(yè)系統(tǒng)檔案管理，不過為了效率考量，資料庫(kù)管理系統(tǒng)通常會(huì)自行配置磁碟空間，將資料存入位在外部?jī)?chǔ)存裝置的資料庫(kù)，例如：磁碟機(jī)，或是從資料庫(kù)讀取資料，可以分為：檔案管理（FileManager）實(shí)際配置磁碟空間後將資料存入磁碟。緩衝區(qū)管理（BufferManager）負(fù)責(zé)電腦記憶體的管理。2-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)-儲(chǔ)存管理儲(chǔ)存管理（St662-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)-查詢處理模組查詢處理模組（QueryProcessor）負(fù)責(zé)處理使用者下達(dá)的查詢語(yǔ)言指令敘述，可以再細(xì)分成多個(gè)模組負(fù)責(zé)檢查語(yǔ)法、最佳化查詢指令的處理程序。查詢處理模組參考系統(tǒng)目錄的Meta-data進(jìn)行「查詢轉(zhuǎn)換」（QueryTransformation），將外部綱要查詢轉(zhuǎn)換成內(nèi)部綱要的查詢，或是使用索引加速資料查詢，如果是異動(dòng)，就交給異動(dòng)管理來處理。2-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)-查詢處理模組查詢處理模672-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)-交易管理交易管理（TransactionManager）交易管理（TransactionManager）主要分為：同名的交易管理（TransactionManager）子系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理資料庫(kù)的交易，保障資料庫(kù)商業(yè)交易的操作需要一併執(zhí)行?！告i定管理」（LockManager）也稱為「並行控制管理」（Concurrency-ControlManager）子系統(tǒng)負(fù)責(zé)資源鎖定。2-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)-交易管理交易管理（Tr682-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)-回復(fù)管理回復(fù)管理（RecoveryManager）回復(fù)管理（RecoveryManager）主要分為：「記錄管理」（LogManager）子系統(tǒng)負(fù)責(zé)記錄資料庫(kù)的所有操作，包含異動(dòng)操作的記錄，以便同名的「回復(fù)管理」（RecoveryManager）子系統(tǒng)能夠執(zhí)行回復(fù)程序，回復(fù)資料庫(kù)系統(tǒng)。2-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)-回復(fù)管理回復(fù)管理（Re692-6-3常見的資料庫(kù)管理系統(tǒng)-商用的資料庫(kù)管理系統(tǒng)SQLServer。Access。IBM的DB2。Oracle。INGRES。Sybase。Informix。InterBase。2-6-3常見的資料庫(kù)管理系統(tǒng)-商用的資料庫(kù)管理系統(tǒng)SQL702-6-3常見的資料庫(kù)管理系統(tǒng)-免費(fèi)的資料庫(kù)管理系統(tǒng)MySQL。PostgreSQL。Firebird。2-6-3常見的資料庫(kù)管理系統(tǒng)-免費(fèi)的資料庫(kù)管理系統(tǒng)MyS712-7資料庫(kù)管理師2-7-1資料庫(kù)管理師扮演的角色2-7-2資料庫(kù)管理師負(fù)責(zé)的工作2-7資料庫(kù)管理師2-7-1資料庫(kù)管理師扮演的角色722-7資料庫(kù)管理師-說明「資料庫(kù)管理師」（DatabaseAdministrator,DBA）負(fù)責(zé)和執(zhí)行一個(gè)成功資料庫(kù)環(huán)境的相關(guān)管理和維護(hù)工作。事實(shí)上，資料庫(kù)管理師負(fù)責(zé)很多工作，它可以是一個(gè)人，也可能是一個(gè)小組來?yè)?dān)任。簡(jiǎn)單的說，資料庫(kù)管理師的主要目的是維護(hù)資料庫(kù)系統(tǒng)的正常運(yùn)作，並且提供使用者存取所需的資料。2-7資料庫(kù)管理師-說明「資料庫(kù)管理師」（Database732-7資料庫(kù)管理師-所需背景資料庫(kù)管理師需要公司管理和資料庫(kù)等電腦技術(shù)的專業(yè)知識(shí)，最好是主修資訊或資管科系的人員，其需要的相關(guān)電腦知識(shí)，如下所示：熟悉作業(yè)系統(tǒng)操作。熟悉一種或數(shù)種資料庫(kù)管理系統(tǒng)的使用。精通資料庫(kù)系統(tǒng)提供的查詢語(yǔ)言，例如：SQLServer的Transact-SQL，Oracle的PL/SQL。資料庫(kù)設(shè)計(jì)，至少需要清楚公司資料庫(kù)系統(tǒng)的資料庫(kù)綱要。對(duì)電腦硬體的網(wǎng)路架構(gòu)有一定的了解，例如：主從架構(gòu)和Internet網(wǎng)際網(wǎng)路。2-7資料庫(kù)管理師-所需背景資料庫(kù)管理師需要公司管理和資料742-7-1資料庫(kù)管理師扮演的角色2-7-1資料庫(kù)管理師扮演的角色752-7-2資料庫(kù)管理師負(fù)責(zé)的工作-維護(hù)資料庫(kù)綱要維護(hù)資料庫(kù)綱要資料庫(kù)管理師需要參與資料庫(kù)設(shè)計(jì)（DatabaseDesign），提供資料庫(kù)設(shè)計(jì)師關(guān)於概念層綱要的修改建議。資料庫(kù)管理師需要負(fù)責(zé)從資料庫(kù)使用的資料模型，例如：關(guān)聯(lián)式資料模型，和系統(tǒng)規(guī)格建立有效的資料庫(kù)設(shè)計(jì)，也就是描述資料庫(kù)在外部?jī)?chǔ)存裝置的實(shí)際資料結(jié)構(gòu)。其主要的工作，如下：決定哪些資料存入資料庫(kù)。決定使用的資料結(jié)構(gòu)決定使用者觀點(diǎn)的資料。2-7-2資料庫(kù)管理師負(fù)責(zé)的工作-維護(hù)資料庫(kù)綱要維護(hù)資料庫(kù)762-7-2資料庫(kù)管理師負(fù)責(zé)的工作-資料管理資料管理資料庫(kù)管理師最主要的工作是資料管理，提供公司或組織一個(gè)集中管理的資料庫(kù)，並且依據(jù)各部門的需求，提供不同觀點(diǎn)的資料，其主要的工作，如下所示：管理和維護(hù)系統(tǒng)目錄（SystemCatalog）。使用者管理和存取控制。資料安全控制（DataSecurityControl）。資料完整性檢查（DataIntegrityChecking）。轉(zhuǎn)換資料。2-7-2資料庫(kù)管理師負(fù)責(zé)的工作-資料管理資料管理772-7-2資料庫(kù)管理師負(fù)責(zé)的工作-維護(hù)和監(jiān)控資料庫(kù)管理系統(tǒng)維護(hù)和監(jiān)控資料庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)於資料庫(kù)管理系統(tǒng)本身，資料庫(kù)管理師負(fù)責(zé)的工作，如下所示：安裝和升級(jí)資料庫(kù)管理系統(tǒng)。監(jiān)控和調(diào)整資料庫(kù)的效能。使用者的稽核追蹤。容量計(jì)劃和選擇儲(chǔ)存裝置。備份與回復(fù)。2-7-2資料庫(kù)管理師負(fù)責(zé)的工作-維護(hù)和監(jiān)控資料庫(kù)管理系統(tǒng)78第2章資料庫(kù)系統(tǒng)2-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件2-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)2-3資料庫(kù)綱要（DatabaseSchema）2-4實(shí)際與邏輯資料獨(dú)立2-5資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)2-6資料庫(kù)管理系統(tǒng)2-7資料庫(kù)管理師第2章資料庫(kù)系統(tǒng)2-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件792-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件2-1-1使用者2-1-2資料2-1-3軟體2-1-4硬體2-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件2-1-1使用者802-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件2-1資料庫(kù)環(huán)境的四大組成元件812-1-1使用者-終端使用者終端使用者（EndUsers）終端使用者（EndUsers）的主要工作是查詢或更新資料庫(kù)，或是存取資料庫(kù)以產(chǎn)生所需的報(bào)表，終端使用者可以分為數(shù)種，如下所示：初級(jí)使用者（NaiveorParametricUsers）不常使用的使用者（CasualUsers）熟練使用者（SophisticatedUsers）2-1-1使用者-終端使用者終端使用者（EndUsers822-1-1使用者-資料庫(kù)設(shè)計(jì)師資料庫(kù)設(shè)計(jì)師（DatabaseDesigners）資料庫(kù)設(shè)計(jì)師精通資料庫(kù)設(shè)計(jì)，其主要的工作是建立資料庫(kù)結(jié)構(gòu)，判斷哪些資料需要儲(chǔ)存在資料庫(kù)，和使用什麼樣的結(jié)構(gòu)來儲(chǔ)存這些資料。資料庫(kù)設(shè)計(jì)師通常是使用「資料庫(kù)設(shè)計(jì)工具」（DatabaseDesignTools）來建立資料庫(kù)結(jié)構(gòu)。2-1-1使用者-資料庫(kù)設(shè)計(jì)師資料庫(kù)設(shè)計(jì)師（Databas832-1-1使用者-資料庫(kù)管理師資料庫(kù)管理師（DatabaseAdministrator,DBA）資料庫(kù)系統(tǒng)需要一位或一組對(duì)整個(gè)系統(tǒng)十分了解的人員作為資料庫(kù)管理師，負(fù)責(zé)管理整個(gè)資料庫(kù)環(huán)境。因?yàn)橘Y料庫(kù)管理師的工作十分專業(yè)，需要擁有公司管理和資料庫(kù)等電腦技術(shù)的專業(yè)知識(shí)，特別適合主修資訊管理或資訊工程且擁有管理經(jīng)驗(yàn)的人員來?yè)?dān)任。2-1-1使用者-資料庫(kù)管理師資料庫(kù)管理師（Databas842-1-1使用者-系統(tǒng)分析師系統(tǒng)分析師（SystemAnalyst，SA）系統(tǒng)分析師與應(yīng)用程式設(shè)計(jì)師屬於「專業(yè)使用者」（SpecializedUsers），系統(tǒng)分析師依據(jù)終端使用者的需要，主要是指初級(jí)使用者（NaiveorParametricUsers）的需要來製定資料庫(kù)應(yīng)用程式的規(guī)格與功能。應(yīng)用程式設(shè)計(jì)師（ApplicationProgrammer）依據(jù)系統(tǒng)分析師定義的規(guī)格建立終端使用者使用的資料庫(kù)應(yīng)用程式，利用程式開發(fā)工具或指定的程式語(yǔ)言，呼叫資料庫(kù)系統(tǒng)提供的「資料庫(kù)存取函式庫(kù)」（DatabaseAccessLibrary）建立所需的資料庫(kù)應(yīng)用程式。2-1-1使用者-系統(tǒng)分析師系統(tǒng)分析師（SystemAn852-1-2資料-長(zhǎng)存資料長(zhǎng)存資料（PersistentData）資料庫(kù)儲(chǔ)存的是公司或組織的非暫時(shí)資料，這些資料是長(zhǎng)時(shí)間存在的資料，使用者以應(yīng)用程式使用介面輸入（新增、刪除或更新操作）建立的資料。從這些操作的資料可以進(jìn)一步執(zhí)行各項(xiàng)查詢和運(yùn)算，以得到使用者所需的資料。2-1-2資料-長(zhǎng)存資料長(zhǎng)存資料（PersistentD862-1-2資料-系統(tǒng)目錄系統(tǒng)目錄（SystemCatalog）系統(tǒng)目錄是由資料庫(kù)管理系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生的資料，在資料庫(kù)管理系統(tǒng)稱為「系統(tǒng)目錄」（SystemCatalog或稱為DataDictionary），其內(nèi)容是從前述的操作資料所衍生的一些資料。例如：資料庫(kù)結(jié)構(gòu)的定義資料，它是用來描述資料本身，也稱為中繼資料（Thedataaboutdata），系統(tǒng)目錄的主要用途是用來提供維護(hù)資料庫(kù)所需的資訊。2-1-2資料-系統(tǒng)目錄系統(tǒng)目錄（SystemCatal872-1-2資料-索引資料(說明)索引資料（Indexes）「索引」（Indexes）的目的是為了在資料庫(kù)儲(chǔ)存的龐大資料中能夠更快速的找到資料。索引資料是一些參考資料，這是將資料庫(kù)中特定部分（屬性）的資料預(yù)先進(jìn)行排序，並且提供「指標(biāo)」（Pointer）指向資料庫(kù)真正儲(chǔ)存資料的位置，資料庫(kù)管理系統(tǒng)使用雜湊函數(shù)（HashFunction）或B樹（B-Tree）等演算法來建立索引資料。2-1-2資料-索引資料(說明)索引資料（Indexes）882-1-2資料-索引資料(圖例)例如：在關(guān)聯(lián)式資料庫(kù)的Students關(guān)聯(lián)表，建立GPA屬性的單層有序次索引，如下圖所示：2-1-2資料-索引資料(圖例)例如：在關(guān)聯(lián)式資料庫(kù)的St892-1-2資料-交易記錄交易記錄（TransactionLog）交易記錄是資料庫(kù)管理系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生的歷史資料，可以記錄使用者在什麼時(shí)間下達(dá)什麼指令或執(zhí)行什麼操作。這些資料對(duì)於一般使用者而言，並沒有什麼用處，但是對(duì)於資料庫(kù)管理師來說，就是十分重要的參考資訊。2-1-2資料-交易記錄交易記錄（Transaction902-1-3軟體-資料庫(kù)管理系統(tǒng)(說明)資料庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）資料庫(kù)管理系統(tǒng)是一組程式模組用來定義、處理和管理資料庫(kù)的資料，在此主要是指那些通用用途的資料庫(kù)管理系統(tǒng)，如下圖所示：2-1-3軟體-資料庫(kù)管理系統(tǒng)(說明)資料庫(kù)管理系統(tǒng)（DB912-1-3軟體-資料庫(kù)管理系統(tǒng)(語(yǔ)言)資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言（DBMSLanguages）主要可以分成二個(gè)部分，如下所示：定義部分：使用資料定義語(yǔ)言（DataDefinitionLanguage，DDL）定義資料庫(kù)的結(jié)構(gòu)。操作部分：直接使用資料操作語(yǔ)言（DataManipulationLanguage，DML）或透過應(yīng)用程式介面產(chǎn)生，就可以查詢資料庫(kù)資料或新增、刪除或更新資料庫(kù)的資料。2-1-3軟體-資料庫(kù)管理系統(tǒng)(語(yǔ)言)資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言（922-1-3軟體-應(yīng)用程式應(yīng)用程式（ApplicationProgram）應(yīng)用程式是程式設(shè)計(jì)師使用開發(fā)工具或程式語(yǔ)言，所自行建立的專屬軟體。應(yīng)用程式提供使用者相關(guān)的使用介面，透過使用介面的選單或按鈕，就可以向資料庫(kù)管理系統(tǒng)下達(dá)查詢語(yǔ)言的相關(guān)指令，在取得所需資料後，顯示或產(chǎn)生所需的報(bào)表。換句話說，配合公司或組織的需求，我們可以在資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立各種不同的應(yīng)用程式。例如：選課系統(tǒng)、人事資料系統(tǒng)、進(jìn)銷存系統(tǒng)、會(huì)計(jì)系統(tǒng)和公文系統(tǒng)等。2-1-3軟體-應(yīng)用程式應(yīng)用程式（Application932-1-3軟體-開發(fā)工具開發(fā)工具（DevelopmentTools）開發(fā)工具是用來建立資料庫(kù)和開發(fā)應(yīng)用程式。例如：資料庫(kù)設(shè)計(jì)工具、資料庫(kù)開發(fā)工具或程式語(yǔ)言的整合開發(fā)環(huán)境，它可以幫助資料庫(kù)設(shè)計(jì)師建立資料庫(kù)結(jié)構(gòu)和程式設(shè)計(jì)者快速建立應(yīng)用程式。例如：PowerBuilder、OracleDeveloper、VisualStudio.NET和VisualStuido2005等。2-1-3軟體-開發(fā)工具開發(fā)工具（Development942-1-4硬體安裝資料庫(kù)相關(guān)軟體的硬體設(shè)備，包含：主機(jī)（CPU、記憶體和網(wǎng)路卡等）、磁碟機(jī)、磁碟陣列、光碟機(jī)、磁帶機(jī)和備份裝置。整個(gè)資料庫(kù)系統(tǒng)的硬體處理架構(gòu)依其運(yùn)算方式，可以分為：集中式或分散式的主從架構(gòu)。2-1-4硬體安裝資料庫(kù)相關(guān)軟體的硬體設(shè)備，包含：主機(jī)（C952-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)2-2-1概念層2-2-2外部層2-2-3內(nèi)部層2-2-4ANSI/SPARC三層資料庫(kù)架構(gòu)的目的2-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)2-2-1962-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)-圖例2-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)-圖例972-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)-簡(jiǎn)單說明概念層（ConceptualLevel）：資料庫(kù)管理師觀點(diǎn)的資料，這是資料庫(kù)儲(chǔ)存的完整資料，屬於在概念上看到的完整資料庫(kù)。外部層（ExternalLevel）：一般使用者觀點(diǎn)的資料，代表不同使用者在資料庫(kù)系統(tǒng)所看見的資料，通常只是部分資料庫(kù)的資料。內(nèi)部層（InternalLevel）：實(shí)際觀點(diǎn)所呈現(xiàn)的資料，這是實(shí)際資料庫(kù)儲(chǔ)存在電腦儲(chǔ)存裝置的資料。2-2ANSI/SPARC的三層資料庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)-簡(jiǎn)單說明概982-2-1概念層-說明在概念層看到的是整個(gè)資料庫(kù)儲(chǔ)存的資料，這是資料庫(kù)管理師觀點(diǎn)所看到的完整資料庫(kù)。因?yàn)樗皇歉拍钌系馁Y料庫(kù)，所以並不用考量資料實(shí)際的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@是內(nèi)部層（InternalLevel）的問題。2-2-1概念層-說明在概念層看到的是整個(gè)資料庫(kù)儲(chǔ)存的資料992-2-1概念層-範(fàn)例關(guān)聯(lián)式資料模型的資料庫(kù)在概念層所見的是以二維表格顯示的資料，如下圖所示：關(guān)聯(lián)式資料庫(kù)的「關(guān)聯(lián)表」（Relations）是資料庫(kù)所看到的完整資料。2-2-1概念層-範(fàn)例關(guān)聯(lián)式資料模型的資料庫(kù)在概念層所見的1002-2-2外部層-說明資料庫(kù)系統(tǒng)使用者面對(duì)的是外部層，這是使用者觀點(diǎn)（UserViews）的資料，包含多種不同觀點(diǎn)的資料，例如：一間大學(xué)或技術(shù)學(xué)院，不同使用者的觀點(diǎn)，如下：使用者觀點(diǎn)1：學(xué)生註冊(cè)資料使用者觀點(diǎn)2：學(xué)生選課資料使用者觀點(diǎn)3：學(xué)生成績(jī)單資料2-2-2外部層-說明資料庫(kù)系統(tǒng)使用者面對(duì)的是外部層，這是1012-2-2外部層-範(fàn)例資料以不同的方式呈現(xiàn)：外部層的資料如同裁縫師手上的布，可以將概念層的資料剪裁成不同衣服樣式的資料。例如：使用清單、表格或表單內(nèi)容（例如：VisualBasic的表單或HTML表單）等方式來呈現(xiàn)資料。只包含使用者有興趣的資料：外部層的資料只是部分資料庫(kù)，例如：二位使用者分別看到Students關(guān)聯(lián)表的部分或?qū)С鰞?nèi)容，年齡Age是由生日計(jì)算而得。相同資料可以顯示不同格式：雖然在資料庫(kù)儲(chǔ)存的資料是單一格式，不過在顯示時(shí)可以使用不同格式。2-2-2外部層-範(fàn)例資料以不同的方式呈現(xiàn)：外部層的資料如1022-2-3內(nèi)部層在內(nèi)部層看到的是實(shí)際觀點(diǎn)的資料庫(kù)，這是實(shí)際儲(chǔ)存在磁碟等外部?jī)?chǔ)存裝置的資料，內(nèi)部層在三層架構(gòu)中扮演資料庫(kù)管理系統(tǒng)與作業(yè)系統(tǒng)的介面。在內(nèi)部層的資料是實(shí)際儲(chǔ)存在資料庫(kù)的資料結(jié)構(gòu)或檔案組織所呈現(xiàn)的資料，例如：使用鏈結(jié)串列結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存資料，如下圖所示：2-2-3內(nèi)部層在內(nèi)部層看到的是實(shí)際觀點(diǎn)的資料庫(kù)，這是實(shí)際1032-2-4ANSI/SPARC三層資料庫(kù)架構(gòu)的目的-使用者角度使用者觀點(diǎn)所見的資料是獨(dú)立的：不同使用者可以存取相同資料，只是觀點(diǎn)可能不同，但是，各觀點(diǎn)的資料是獨(dú)立的，更改觀點(diǎn)的資料，並不會(huì)影響其他使用者觀點(diǎn)的資料。使用者並不用了解實(shí)際資料的儲(chǔ)存方式：使用者的焦點(diǎn)是在處理資料本身，而不是了解到底這些資料是如何儲(chǔ)存。2-2-4ANSI/SPARC三層資料庫(kù)架構(gòu)的目的-使用者1042-2-4ANSI/SPARC三層資料庫(kù)架構(gòu)的目的-資料庫(kù)管理師角度更改實(shí)際儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)不會(huì)影響使用者觀點(diǎn)的資料：當(dāng)有全新的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和索引技術(shù)時(shí)，就算更改資料庫(kù)的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，也不會(huì)影響外部層使用者觀點(diǎn)的資料。更改概念層的完整資料庫(kù)也不會(huì)影響使用者觀點(diǎn)的資料：如果將資料庫(kù)從關(guān)聯(lián)式資料模型改為物件導(dǎo)向式資料庫(kù)模型時(shí)，我們?nèi)匀豢梢燥@示完全相同的使用者觀點(diǎn)資料，並不會(huì)影響使用者看到的資料。2-2-4ANSI/SPARC三層資料庫(kù)架構(gòu)的目的-資料庫(kù)1052-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）2-3-1三層資料庫(kù)綱要2-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映

2-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）2-31062-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）-圖例「資料庫(kù)綱要」（DatabaseSchema）是指整個(gè)資料庫(kù)的描述，即描述整個(gè)資料庫(kù)儲(chǔ)存資料的定義資料，如下圖所示：2-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）-圖例1072-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）-說明資料庫(kù)管理系統(tǒng)管理的資料庫(kù)可以分割成資料和描述資料的綱要（Schema），如下所示：綱要（Schema）：資料描述的定義資料，對(duì)比程式語(yǔ)言的變數(shù)是資料型態(tài)（DataType），例如：C語(yǔ)言宣告成整數(shù)的age年齡變數(shù)，如下圖所示：intage;資料（Data）：資料本身，也就是程式語(yǔ)言的變數(shù)值，例如：年齡為20，如下所示：age=20;2-3資料庫(kù)綱要

（DatabaseSchema）-說明1082-3-1三層資料庫(kù)綱要-圖例2-3-1三層資料庫(kù)綱要-圖例1092-3-1三層資料庫(kù)綱要-簡(jiǎn)單說明三層資料庫(kù)綱要每一層的簡(jiǎn)單說明，如下所示：外部綱要（ExternalSchema）：描述使用的資料。概念綱要（ConceptualSchema）：描述資料本身的意義。內(nèi)部綱要（InternalSchema）：描述儲(chǔ)存的資料。2-3-1三層資料庫(kù)綱要-簡(jiǎn)單說明三層資料庫(kù)綱要每一層的簡(jiǎn)1102-3-1三層資料庫(kù)綱要-外部綱要外部綱要（ExternalSchema）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(gè)外部層綱要只描述資料庫(kù)的部分資料，隱藏其他部分的資料。換句話說，每一個(gè)外部層使用者觀點(diǎn)的資料都需要一個(gè)外部綱要，在一個(gè)資料庫(kù)可能擁有多個(gè)外部綱要，如下圖所示：2-3-1三層資料庫(kù)綱要-外部綱要外部綱要（Externa1112-3-1三層資料庫(kù)綱要-概念綱要概念綱要（ConceptualSchema）概念綱要是描述概念層的完整資料庫(kù)，這是「概念資料庫(kù)設(shè)計(jì)」（ConceptualDatabaseDesign）的結(jié)果，概念資料庫(kù)設(shè)計(jì)主要是分析使用者資訊，以便定義所需的資料項(xiàng)目，並不涉及到底是使用那一套資料庫(kù)管理系統(tǒng)。概念綱要描述完整資料庫(kù)的資料和其關(guān)聯(lián)，所以資料庫(kù)只能擁有一個(gè)概念綱要，如下圖所示：2-3-1三層資料庫(kù)綱要-概念綱要概念綱要（Concept1122-3-1三層資料庫(kù)綱要-內(nèi)部綱要內(nèi)部綱要（InternalSchema）內(nèi)部綱要是描述內(nèi)部層實(shí)際觀點(diǎn)的資料，定義資料的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)和那些資料需要建立索引，如同概念綱要，資料庫(kù)只擁有一個(gè)內(nèi)部綱要。例如：C語(yǔ)言宣告學(xué)生Students的結(jié)構(gòu)，如下：structStudents{charno[5];charname[15];charaddress[40];inttelephone;structDatebirthday;structStudent*next;};2-3-1三層資料庫(kù)綱要-內(nèi)部綱要內(nèi)部綱要（Interna1132-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-說明三層資料庫(kù)綱要只是描述資料，真正的資料是儲(chǔ)存在外部?jī)?chǔ)存裝置的資料庫(kù)。當(dāng)以外部層使用者觀點(diǎn)顯示資料時(shí)，也就是參考外部綱要向概念綱要請(qǐng)求資料，然後概念綱要請(qǐng)求內(nèi)部綱要從資料庫(kù)取得資料，在取得真正的資料後，資料需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換來符合概念綱要的定義，然後再轉(zhuǎn)換成符合外部綱要的定義，最後才是外部層使用者觀點(diǎn)看到的資料，在各層間進(jìn)行的資料轉(zhuǎn)換過程，稱為「對(duì)映」（Mapping）。2-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-說明三層資料庫(kù)綱要只是描述資1142-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-圖例2-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-圖例1152-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-種類各層綱要間的對(duì)映主要有兩種：外部與概念對(duì)映（External/ConceptualMapping）：所有外部綱要都是對(duì)映到概念綱要，以便資料庫(kù)管理系統(tǒng)知道如何將外部層的資料連結(jié)到那一部分的概念綱要。例如：在外部綱要(S_No,Name,Age)，S_No是對(duì)映到概念綱要的No，Age是從概念綱要的Birthday運(yùn)算而得。概念與內(nèi)部對(duì)映（Conceptual/InternalMapping）：概念綱要對(duì)映到內(nèi)部綱要的關(guān)聯(lián)，以便資料庫(kù)管理系統(tǒng)可以找到實(shí)際儲(chǔ)存裝置的記錄資料後，建立概念綱要的邏輯結(jié)構(gòu)。2-3-2資料庫(kù)綱要間的對(duì)映-種類各層綱要間的對(duì)映主要有兩1162-4實(shí)體與邏輯資料獨(dú)立2-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)2-4-2邏輯資料獨(dú)立2-4-3實(shí)體資料獨(dú)立2-4實(shí)體與邏輯資料獨(dú)立2-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)1172-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)-說明三層資料庫(kù)綱要的主要目的是為了達(dá)成「資料獨(dú)立」（DataIndependence），也就是說上層的綱要並不會(huì)受到下層綱要的影響，當(dāng)下層綱要更改時(shí)，也不會(huì)影響到上層綱要。與資料獨(dú)立相反的術(shù)語(yǔ)是「資料相依」（DataDependence）。例如：使用C語(yǔ)言建立「堆疊」（Stacks）資料結(jié)構(gòu)，如下圖所示：2-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)-說明三層資料庫(kù)綱要的主要目的是為1182-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)-種類三層資料庫(kù)綱要一共擁有兩種資料獨(dú)立：外部與概念對(duì)映的邏輯資料獨(dú)立（LogicalDataIndependence）。概念與內(nèi)部對(duì)映的實(shí)體資料獨(dú)立（PhysicalDataIndependence）。2-4-1資料獨(dú)立的基礎(chǔ)-種類三層資料庫(kù)綱要一共擁有兩種資1192-4-2邏輯資料獨(dú)立-圖例2-4-2邏輯資料獨(dú)立-圖例1202-4-2邏輯資料獨(dú)立-說明當(dāng)更改概念綱要，例如：新增或刪除實(shí)體、屬性或關(guān)聯(lián)性，並不用同時(shí)更改存在的外部綱要或重寫程式碼，因?yàn)榭梢酝高^外部與概念對(duì)映來達(dá)成邏輯資料獨(dú)立。每當(dāng)資料庫(kù)需要更改概念綱要時(shí)，只需配合修改外部與概念對(duì)映的定義，就可以在不更改存在的外部綱要下，取得相同使用者觀點(diǎn)的資料。2-4-2邏輯資料獨(dú)立-說明當(dāng)更改概念綱要，例如：新增或刪1212-4-3實(shí)體資料獨(dú)立-圖例2-4-3實(shí)體資料獨(dú)立-圖例1222-4-3實(shí)體資料獨(dú)立-說明當(dāng)更改內(nèi)部綱要，例如：使用不同的檔案組織或儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，並不用更改概念綱要和外部綱要，因?yàn)榭梢酝高^概念與內(nèi)部對(duì)映來達(dá)成實(shí)體資料獨(dú)立。每當(dāng)資料庫(kù)需要更改內(nèi)部綱要時(shí)，只需配合修改概念與內(nèi)部對(duì)映的定義，就可以完全不動(dòng)到概念綱要和外部綱要。2-4-3實(shí)體資料獨(dú)立-說明當(dāng)更改內(nèi)部綱要，例如：使用不同1232-5資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)2-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)2-5資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1242-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-1整合的資料管理：相關(guān)資料檔案是集中管理，不像檔案處理系統(tǒng)，需要額外操作或程序來處理位在不同檔案的資料。資料共享：資料庫(kù)的資料可以由多人共享，允許多人同時(shí)存取資料庫(kù)，只需透過網(wǎng)路或Internet，就算位在世界各地都可以存取資料庫(kù)的資料。減少資料重複（DataRedundancy）：不同於檔案處理系統(tǒng)將資料分割成多個(gè)檔案來儲(chǔ)存，資料庫(kù)系統(tǒng)集中管理資料庫(kù)的資料，可以大幅降低資料重複的可能性。2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-1整合的資料管理：相關(guān)資料檔案1252-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-2維持資料的一致性（DataConsistency）：因?yàn)橘Y料庫(kù)系統(tǒng)可以減少資料重複，再加上資料庫(kù)管理系統(tǒng)可以檢查完整性限制條件（IntegrityConstraints），不只可以保證輸入資料的正確，還可以維持資料的一致。資料獨(dú)立（DataIndependence）：在檔案處理系統(tǒng)存取資料需要了解詳細(xì)的資料結(jié)構(gòu)，資料庫(kù)管理系統(tǒng)提供資料獨(dú)立，換句話說，如果資料結(jié)構(gòu)或存取方式改變，並不會(huì)影響應(yīng)用程式的執(zhí)行，例如：學(xué)號(hào)從5碼改為6碼，並不需要更改應(yīng)用程式的程式碼。2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-2維持資料的一致性（Data1262-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-3提供單一介面和語(yǔ)言存取資料：資料庫(kù)系統(tǒng)提供4GL的資料庫(kù)語(yǔ)言存取資料庫(kù)。例如：SQL語(yǔ)言，或是透過應(yīng)用程式的操作介面存取資料，可以隱藏資料庫(kù)管理系統(tǒng)的實(shí)際資料存取方式。更多的資料保密、安全管理和控制能力：資料庫(kù)系統(tǒng)提供資料保密、使用者存取權(quán)限和資料存取的控制，可以強(qiáng)迫達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)化的資料管理，例如：標(biāo)準(zhǔn)的文件格式或不同層級(jí)的資料存取。提供多種觀點(diǎn)的資料：因?yàn)橘Y料庫(kù)系統(tǒng)是由多人共享，每位使用者可以分別取得所需的資料，而且以不同的觀點(diǎn)來符合其需求。例如：同樣是教授，它可以是學(xué)生的老師，也可以是學(xué)校的員工。2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-3提供單一介面和語(yǔ)言存取資料：1272-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-4支援交易管理（TransactionManagement）：資料庫(kù)系統(tǒng)提供交易管理和並行處理，可以處理商業(yè)交易，保障交易進(jìn)行的正確無誤。具高可靠性（Reliability）：資料庫(kù)系統(tǒng)十分可靠，提供備份與回復(fù)功能來進(jìn)一步保障資料的安全，在出現(xiàn)狀況時(shí)，可以回復(fù)資料庫(kù)系統(tǒng)的資料。降低軟體開發(fā)的費(fèi)用：直接選擇現(xiàn)成的資料庫(kù)管理系統(tǒng)，然後在管理系統(tǒng)下開發(fā)所需的資料庫(kù)系統(tǒng)，而不用重頭開發(fā)整個(gè)資料庫(kù)系統(tǒng)。2-5-1資料庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)-4支援交易管理（Transac1282-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-1龐大的額外費(fèi)用：建構(gòu)資料庫(kù)系統(tǒng)需要升級(jí)電腦硬體和軟體環(huán)境，一套企業(yè)永續(xù)經(jīng)營(yíng)的資料庫(kù)系統(tǒng)，包含網(wǎng)路建置，硬體和軟體升級(jí)，將會(huì)是一筆相當(dāng)龐大的額外預(yù)算，有可能未蒙其利，先受其害，造成公司財(cái)務(wù)的負(fù)擔(dān)。資料轉(zhuǎn)換的成本：各部門的資料都需要轉(zhuǎn)換成資料庫(kù)結(jié)構(gòu)，以便存入資料庫(kù)，這不只是資訊部門的一項(xiàng)大工程，而且需要全公司各部門人員的充分支援。2-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-1龐大的額外費(fèi)用：建構(gòu)資料庫(kù)系1292-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-2安全管理的漏洞：雖然資料庫(kù)擁有安全管理能力，但是人為錯(cuò)誤或非專業(yè)人員的控管，資料共享的優(yōu)點(diǎn)，反而容易造成人為的安全問題，例如：沒有取消離職員工的帳號(hào)，增加公司重要資料被竊取的機(jī)會(huì)。大幅更改作業(yè)流程：資料庫(kù)系統(tǒng)可能大幅更改現(xiàn)有公司的作業(yè)流程，使用者不只需要熟悉全新的應(yīng)用程式操作，還需要適應(yīng)新的資料處理流程，如此可能產(chǎn)生額外的人力支援和不合作的使用者，加重資訊部門的負(fù)擔(dān)和責(zé)任。2-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-2安全管理的漏洞：雖然資料庫(kù)擁1302-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-3系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)增加：資料庫(kù)系統(tǒng)使用集中方式管理資料，一旦系統(tǒng)停擺，將會(huì)讓公司蒙受重大損失。資料庫(kù)系統(tǒng)可能因?yàn)殡娔X病毒、天災(zāi)、硬體故障或人為操作錯(cuò)誤等情況造成系統(tǒng)癱瘓，所以資料庫(kù)系統(tǒng)在建置時(shí)，就需考量備援系統(tǒng)或額外的保護(hù)設(shè)備，例如：不斷電系統(tǒng)（Un-interruptPowerSystems）防止不預(yù)警的停電。如果是一套全年無休持續(xù)運(yùn)作的NonStop資料庫(kù)系統(tǒng)，還需要準(zhǔn)備異地備援系統(tǒng)，以免公司主機(jī)遭遇地震或火災(zāi)受損時(shí)，仍然可以使用位在其他地方的資料庫(kù)系統(tǒng)，維持公司的正常運(yùn)作。2-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-3系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)增加：資料庫(kù)系統(tǒng)使用1312-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-4人為風(fēng)險(xiǎn)增加：事實(shí)上，人為錯(cuò)誤和破壞才是資料庫(kù)系統(tǒng)的最大敵人，如果資料庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，一旦人為的資料輸入錯(cuò)誤，小則只是系統(tǒng)受損，大則錯(cuò)誤的資料，可能造成決策錯(cuò)誤和管理作業(yè)上的混亂。更進(jìn)一步，如果資訊部門有不肖人員（或駭客），蓄意進(jìn)行破壞，集中管理的資料庫(kù)系統(tǒng)，反而成為最佳的攻擊目標(biāo)，所以資料庫(kù)系統(tǒng)除了系統(tǒng)管理外，相關(guān)人員的忠誠(chéng)管理也是一項(xiàng)重要的工作。2-5-2資料庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)-4人為風(fēng)險(xiǎn)增加：事實(shí)上，人為錯(cuò)1322-6資料庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能2-6-2資料庫(kù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)2-6-3常見的資料庫(kù)管理系統(tǒng)2-6資料庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基1332-6資料庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS「資料庫(kù)管理系統(tǒng)」（DatabaseManagementSystem,DBMS）從字面來說，是一套管理資料庫(kù)的軟體系統(tǒng)，它是由一組程式模組負(fù)責(zé)組織、管理、儲(chǔ)存和讀取資料庫(kù)系的資料，使用者對(duì)於資料庫(kù)的任何操作，都一定需要透過資料庫(kù)管理系統(tǒng)來處理。2-6資料庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS「資料庫(kù)管理系統(tǒng)」（Datab1342-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-資料管理資料管理（DataManagement）資料庫(kù)管理系統(tǒng)的最基本功能是資料管理，管理資料庫(kù)儲(chǔ)存的各種資料，包含：資料檔、系統(tǒng)目錄、索引資料、備份檔（資料庫(kù)管理系統(tǒng)備份資料庫(kù)時(shí)建立的檔案）和異動(dòng)記錄，如下圖所示：2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-資料管理資料管理（Da1352-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言（DBMSLanguages）資料庫(kù)管理系統(tǒng)提供第4代語(yǔ)言（4GL），可以讓使用者定義、查詢或存取資料，資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言可以分成兩大類，如下所示：資料定義語(yǔ)言DDL（DataDefinitionLanguage）：這個(gè)語(yǔ)言的主要目的是建立資料庫(kù)綱要（DatabaseSchema），其編譯後的指令敘述是儲(chǔ)存在系統(tǒng)目錄（SystemCatalog），使用者只需使用此語(yǔ)言就可以建立資料庫(kù)綱要。資料操作語(yǔ)言DML（DataManipulationLanguage）：這個(gè)語(yǔ)言的指令敘述可以讓使用者存取和操作資料庫(kù)的資料，這是使用者與資料庫(kù)管理系統(tǒng)間溝通的語(yǔ)言。2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-資料庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言資料1362-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-安全管理安全管理（SecurityManagement）資料庫(kù)儲(chǔ)存的資料屬於使用者共享的資料，所以資料庫(kù)管理系統(tǒng)需要提供使用者安全管理，以避免使用者不當(dāng)使用資料庫(kù)的資料。安全管理通常是指定使用者密碼（Password）來授予存取權(quán)限的控制（AccessControl），常用的方式有兩種，如下所示：自由選擇存取控制（DiscretionaryAccessControl,DAC）：授予或取消使用者擁有新增、刪除、更新或修改資料的權(quán)限。強(qiáng)制存取控制（MandatoryAccessControl,MAC）：將資料和使用者分類成不同的安全層級(jí)，使用者只能存取授予安全層級(jí)的資料。2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-安全管理安全管理（Se1372-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-備份與回復(fù)管理備份與回復(fù)管理（BackupandRecoverManagement）資料庫(kù)備份是將資料庫(kù)的資料儲(chǔ)存到備份裝置，例如：磁帶機(jī)或可讀寫光碟機(jī)，資料庫(kù)管理師負(fù)責(zé)定期備份資料庫(kù)。當(dāng)突發(fā)狀況產(chǎn)生時(shí)，因?yàn)橘Y料庫(kù)管理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生交易記錄（TransactionLog），可以使用此記錄了解交易（Transaction）的狀態(tài)，回復(fù)程序可以參考交易記錄正確的回存資料。2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-備份與回復(fù)管理備份與回1382-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-交易管理1異動(dòng)管理（TransactionManagement）資料庫(kù)系統(tǒng)通常都會(huì)支援商業(yè)用途，而商業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)是商業(yè)交易，這些商業(yè)交易的操作需要一併執(zhí)行，視為一個(gè)無法分割的單位。整個(gè)過程對(duì)於資料庫(kù)來說是一個(gè)「交易」（Transaction）。2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-交易管理1異動(dòng)管理（T1392-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-交易管理2例如：從帳戶A匯款到帳戶B，如下圖所示：2-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-交易管理2例如：從帳戶1402-6-1資料庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能-交易管理3交易成功是指需要滿足四項(xiàng)基本的交易屬性，以英文字頭的縮寫為ACID交易，如下所示：?jiǎn)卧裕ˋt