綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的操縱和檢索樣本

四、數(shù)據(jù)操縱和檢索——綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)到現(xiàn)在為止，我們集中討論了傳統(tǒng)文件處理。此處，文件是作為一個(gè)獨(dú)立邏輯實(shí)體來處理，而且通常和某個(gè)特定業(yè)務(wù)領(lǐng)域相聯(lián)絡(luò)。為了把業(yè)務(wù)上相近那些部門文件綜合在一起，必需預(yù)先排序統(tǒng)計(jì)和合并文件。這么做可能花費(fèi)大量時(shí)間，有時(shí)甚至是不可能實(shí)現(xiàn)。通常，文件是為了滿足特定業(yè)務(wù)領(lǐng)域某部門專門需要而設(shè)計(jì)，假如某部門想使用保留在一個(gè)文件上部分?jǐn)?shù)據(jù)，而該文件是另一部門為自己使用而設(shè)計(jì)，那么她們必需抽取這些數(shù)據(jù)并重新整理后才能使用。大多數(shù)部門總是寧愿建立和保持和一個(gè)類似(而不一樣)文件以愈加好地滿足自己使用要求，而不愿兼顧其它部門業(yè)務(wù)需要。這么做結(jié)果形成了大量帶有反復(fù)數(shù)據(jù)文件。前面例子中已經(jīng)提到，某所大學(xué)就保留了75個(gè)獨(dú)立計(jì)算機(jī)文件，而每個(gè)文件中全部包含有學(xué)生統(tǒng)計(jì)。每當(dāng)一個(gè)學(xué)生結(jié)婚了或改換了住處時(shí)，則必需修改75個(gè)文件。數(shù)據(jù)冗余會(huì)使成本提升，而設(shè)計(jì)一個(gè)綜合資源共享數(shù)據(jù)庫則能夠把數(shù)據(jù)冗余度降低到最小程度。綜合資源共享數(shù)據(jù)庫把企業(yè)看作一個(gè)整體來提供服務(wù)，而不只是為企業(yè)某特殊部門服務(wù)。利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)軟件就可能實(shí)現(xiàn)一個(gè)綜合數(shù)據(jù)庫。早在70年代早期就出現(xiàn)了DBMS技術(shù)，不過直到70年代末期仍未得到普遍接收。早期DBMS“軟件包”效率不高，實(shí)際上比傳統(tǒng)文件處理要求更高硬件能力?，F(xiàn)在DBMS對(duì)硬件要求已經(jīng)降低了，甚至在小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上也能運(yùn)行DBMS軟件，造成推遲接收和實(shí)現(xiàn)DBMS技術(shù)關(guān)鍵原因可能是信息服務(wù)人員缺乏專門知識(shí)，而且用戶管理人員又不愿合作和支持建立一個(gè)共享數(shù)據(jù)庫?，F(xiàn)在對(duì)于設(shè)計(jì)和運(yùn)行DBMS軟件已經(jīng)有了廣泛了解，而且部分用戶管理人員已經(jīng)認(rèn)識(shí)到應(yīng)該把信息作為一個(gè)企業(yè)資源來看待。?數(shù)據(jù)庫環(huán)境好處1.經(jīng)濟(jì)上好處。經(jīng)過優(yōu)異數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)，DBMS提供了最小化數(shù)據(jù)冗余度可能性。當(dāng)然，為了提升處理效率，即使有了DBMS幫助，有時(shí)還需要在共享數(shù)據(jù)庫中保留一定反復(fù)數(shù)據(jù)。因?yàn)榻档土藬?shù)據(jù)冗余度，從而也簡(jiǎn)化了搜集和更新數(shù)據(jù)過程。就前面例子而言，只需要在一處(數(shù)據(jù)庫中)更新學(xué)生地址就能夠了。2.數(shù)據(jù)庫技術(shù)也給信息服務(wù)專業(yè)人員帶來好處。綜合資源共享數(shù)據(jù)庫為系統(tǒng)分析員打開了嶄新大門。數(shù)據(jù)庫能向系統(tǒng)分析員提供傳統(tǒng)文件所不能提供信息。因?yàn)橛辛薉BMS，就更輕易得到數(shù)據(jù)，所以使程序設(shè)計(jì)任務(wù)要比原先更為簡(jiǎn)單。另外，數(shù)據(jù)是獨(dú)立于程序。這意味著用戶管理人員能夠增加數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)、修改庫中現(xiàn)有數(shù)據(jù)或從庫中刪除數(shù)據(jù)，這些并不影響現(xiàn)有程序，而在過去則需要測(cè)試和修改幾十個(gè)(有時(shí)幾百個(gè))程序。當(dāng)然，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)還有其它關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)，不過這些已超出本書范圍。3.信息方面好處。一個(gè)綜合資源共享數(shù)據(jù)庫能以有序方法提供一個(gè)滿足信息要求結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，數(shù)據(jù)庫是能夠充足利用企業(yè)信息資源唯一工具。因?yàn)閿?shù)據(jù)庫和DBMS在產(chǎn)生報(bào)表方面提供了極大靈活性，所以，也給決議過程帶來了一樣靈活性。4.DBMS軟件在支持聯(lián)機(jī)系統(tǒng)方面是尤其有價(jià)值。共享數(shù)據(jù)庫不僅可供多個(gè)用戶存取而且還尤其能反應(yīng)出數(shù)據(jù)目前狀態(tài)。對(duì)于很多查詢來說，立即性是很關(guān)鍵。比如，某個(gè)經(jīng)理因?yàn)樵O(shè)備故障不得不關(guān)閉某個(gè)工作站，此時(shí)她有可能要查詢其它工作站狀態(tài)，而且利用得到信息來改變進(jìn)行中工作路線。?方法DBMS克服了傳統(tǒng)文件處理不足。它依靠靈活多變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(將數(shù)據(jù)元及統(tǒng)計(jì)相互聯(lián)絡(luò)方法)來做到這一點(diǎn)?；诓灰粯訑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)DBMS之間差異很大。有三種設(shè)計(jì)DBMS軟件方法1.數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言會(huì)議(CODASYL)設(shè)計(jì)并公布基于網(wǎng)絡(luò)或叢形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)DBMS指南。2.IBM信息管理系統(tǒng)(IBS)使用一個(gè)層次結(jié)構(gòu)。3.一些最近設(shè)計(jì)基于關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)DBMS。上述每一個(gè)方法是基礎(chǔ)概念和術(shù)語差異全部很大。所以，為了降低混淆和便于了解，以下敘述和討論只使用網(wǎng)絡(luò)方法。?庫設(shè)計(jì)1.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法我們經(jīng)過下面例子來說明數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和一個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法原理?？疾煜率銮闆r。某圖書館保留了一個(gè)文件，該文件每一個(gè)統(tǒng)計(jì)全部包含了下述數(shù)據(jù)元：(1)書名(2)作者(3)出版社(4)出版社地址(5)類別(6)出版年份圖書館館長期望在取得決議信息方面有更多靈活性。而現(xiàn)在文件不可能滿足其要求。經(jīng)過和信息處理人員交換意見以后，她們決定實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于CODASYL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。檢驗(yàn)現(xiàn)有文件發(fā)覺一些數(shù)據(jù)反復(fù)出現(xiàn)。每本書(每一書名)全部分別有一個(gè)統(tǒng)計(jì)。于是，寫過幾本書作者名字在她寫每本書統(tǒng)計(jì)中反復(fù)出現(xiàn)。在一個(gè)圖書館里可能有某出版社出版數(shù)百本，甚至數(shù)千本書，不過在該文件每本書統(tǒng)計(jì)中全部反復(fù)地出現(xiàn)出版社名和出版社地址。2.設(shè)置數(shù)據(jù)庫步驟設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫方法之一是使用專題詞一屬性矩陣作為識(shí)別統(tǒng)計(jì)和這些統(tǒng)計(jì)之間關(guān)系一個(gè)輔助工具。以下各步驟描述了這種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫方法。第一步，在圖20.6.10專題詞一屬性矩陣左邊列出了邏輯專題詞。在本例中，這些專題詞是：書名、作者和出版社。在矩陣頂端列出了全部可能屬性。屬性是提供和專題詞相關(guān)信息任一數(shù)據(jù)元。圖20.6.10專題詞－屬性矩陣第二步：在屬性和專題詞之間關(guān)系有一對(duì)一，一對(duì)多或不存在關(guān)系。比如，一特定書名只有一個(gè)出版社。所以在書名和出版社之間存在一對(duì)一關(guān)系。然而，一個(gè)書名能夠有多個(gè)作者。所以，在書名和作者之間存在一對(duì)多關(guān)系。在圖20.6.11中用“｜”表示一對(duì)一關(guān)系，用“M”表示一對(duì)多關(guān)系，而且空白表示無關(guān)系存在。第三步：數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)類似于傳統(tǒng)文件統(tǒng)計(jì)，它是相關(guān)數(shù)據(jù)元集合。能夠?qū)⒔y(tǒng)計(jì)從數(shù)據(jù)庫中讀出來，也能夠?qū)⒔y(tǒng)計(jì)寫到數(shù)據(jù)庫中去。數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)也稱為節(jié)段。在這一步，用專題詞－屬性矩陣來標(biāo)識(shí)統(tǒng)計(jì)。這是經(jīng)過列出和每個(gè)專題詞一對(duì)一關(guān)系屬性來實(shí)現(xiàn)。通常，對(duì)應(yīng)每個(gè)專題全部有一個(gè)統(tǒng)計(jì)，“書名”統(tǒng)計(jì)包含出版社、出版年份和類別，以下所表示：第四步：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程下一步是建立統(tǒng)計(jì)之間關(guān)系。圖20.6.11給出專題－屬性矩陣中指出一對(duì)多關(guān)系。出版社和書名之間一對(duì)多關(guān)系是用兩個(gè)統(tǒng)計(jì)之間一條連線來指出，該連線有一箭頭指向出版社統(tǒng)計(jì)。指向書名統(tǒng)計(jì)兩個(gè)箭頭表示每個(gè)出版社能夠有一個(gè)以上書名。這種出版社－書名組合稱之為一個(gè)系。其它系是：書名—作者、作者—出版社、作者—書名和出版社—作者。多對(duì)多關(guān)系(每一端全部有兩個(gè)箭頭)在處理時(shí)可能會(huì)引發(fā)混淆，所以是不許可。圖20.6.12一個(gè)完整網(wǎng)絡(luò)模型第五步：下一步消去冗余屬性和系。記住，我們目標(biāo)是將作者、書名和出版社統(tǒng)計(jì)輸入到數(shù)據(jù)庫，然后經(jīng)由系建立聯(lián)絡(luò)從不一樣統(tǒng)計(jì)中檢索數(shù)據(jù)。所以，必需消去對(duì)此目標(biāo)是冗余那些系。在本例中，顯而易見作者—出版社系或作者—書名系是冗余(反復(fù))，因?yàn)樽髡吆蜁嗥ヅ錂C(jī)會(huì)比它和出版社匹配機(jī)會(huì)多，所以應(yīng)該消去作者—出版社系。圖20.6.12給出了結(jié)果模式。該模式是數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)一個(gè)圖式表示?，F(xiàn)在圖書館館長能夠進(jìn)行以下查詢：①列出某作者寫全部書書名；②按字母次序列出由Pientice-Hall在1981年出版那些書書名；③列出1987年以來最少在三個(gè)出版社出版書那些作者。該數(shù)據(jù)庫(正如所設(shè)計(jì)那樣)很輕易實(shí)現(xiàn)上述查詢及其它類似查詢。對(duì)圖書館原有文件來說，類似查詢不僅要求處理整個(gè)文件，而且可能還要處理好幾遍。有時(shí)，還要求對(duì)文