挑战资料库管理系统.

Page:1第2章關聯式資料庫系統Page:2大綱2.1前言2.2關聯式資料庫系統的基本術語2.3關聯式資料模型的運算模式2.4關聯式資料庫管理系統應具備的基本功能2.5資料庫管理師的主要工作Page:32.1前言Codd,E.F.於1970年首先提出了關聯式資料模型(RelationalDataModel)理論該模型植基於數學中的關連理論(RelationalTheory)關聯式資料模型的基本單位稱做值域(Domain)，每一個值域可以表示一個企業的最基本資料項Page:42.1前言關聯式資料庫系統的基本觀念和術語關聯式資料庫管理系統關聯式資料庫資料表、檢視表索引、主鍵、外來鍵資料庫如何維繫資料的完整性和一致性關聯式運算維護資料庫安全交易管理與平(並)行控制資料備份與復原Page:52.2關聯式資料庫系統的基本術語一個典型的關聯式資料庫架構TableA1IndexA11TableA2IndexA21IndexA22資料庫ATableB1IndexB11TableB2IndexB21資料庫BIndexB22TableB3IndexB31關聯式資料庫管理系統(RelationalDataBasaeManagementSystem)IndexB23Page:62.2.1關聯式資料庫管理系統RDBMSRelationalDataBaseManagementSystemRDBMSOracleDB2MSSQLServerSybase資料庫教職員資料庫、學生學籍資料庫、圖書資料庫、人事資料庫、銷售資料庫、客服資料庫Page:72.2.1關聯式資料庫管理系統資料庫管理系統的主要功能提供便捷的方法讓使用者建立資料庫並管理資料管理各資料庫在電腦中的組織與架構管理資料庫物件確保資料的一致性及完整性管制資料庫的使用權限以維護資料安全決定存取資料的最佳化路徑保存資料庫存取及異動的歷史紀錄資料庫之備份與復原交易管理與並行控制Page:82.2.2資料庫(DataBase)資料庫是資料儲存在RDBMS裡的一種物件表格空間(Tablespace)資料表(BaseTable)索引(Index)資料表組成資料庫的最基本單位可以將資料表視為一個檔案不同公司所提供的RDBMS在設計上可能有些微差異；例如有的有表格空間，有的則沒有；然整體觀念上是極類似的Page:92.2.3資料表(BaseTable)資料表(BaseTable，或Table)或稱基底資料表是資料庫裡儲存資料的最基本單位可以將之視為資料檔資料表資料行資料列Page:102.2.3資料表(BaseTable)「資料行」(Column)又稱為欄位(Field)、屬性(Attribute)同一個資料行裡的資料都具有相同的屬性「資料列」(Row)又稱為記錄(Record)Page:112.2.3資料表(BaseTable)資料表、資料列、資料行及主鍵與外來鍵之關係Page:122.2.3資料表(BaseTable)EMP資料表擁有5個資料行EMP_NOEMP_NAMESEXSALARYDEPT_CODESEX資料行用來存放性別資訊，它的值域為{’男’，’女’}EMP_NAME資料行專門用來存放員工姓名，它的值域為{’張學友’，’張惠妹’，’永邦’，’王菲’，’伍百’，’SHE’}Page:132.2.3資料表(BaseTable)NULL(虛值)虛值不是空白，而是「未知，尚未確定」之意例如張惠妹是新進員工，還不確定要安置到哪一個部門，這時我們可以用虛值(NULL)來代替NOTNULL資料行必須有正確的資料值，不可為虛值例如EMP_NO和EMP_NAME兩欄位的值必須確定，不可為虛值在建立資料表時就必須宣告為NOTNULLPage:142.2.3資料表(BaseTable)資料行在資料表中的順序並沒有特別的意義因為我們查詢資料時可以輕易地指定資料行的輸出順序SELECTEMP_NO,EMP_NAME表示EMP_No在EMP_NAME之前SELECTEMP_NAME,EMP_NO表示EMP_No在EMP_NAME之後Page:152.2.3資料表(BaseTable)「資料列」(Row)又稱為記錄(Record)資料列在資料表中的順序並沒有特別的意義，因為我們查詢資料時可以輕易地指定資料列的輸出順序先印出男生後印出女生按薪資遞減順序列印Page:162.2.4索引(Index)建立好資料表之後接著也要跟著建立適當之索引(Index)建立索引的目的是為了加快存取資料之速度哪些資料行須建索引主鍵(PrimaryKey)外來鍵(ForeignKey)經常需要用來當作查詢條件的欄位索引鍵之順序遞增(Ascending)遞減(Descending)Page:172.2.4索引(Index)適當的索引可以縮短存取資料表的時間資料量越大，索引的效益越明顯不當的索引反而會增加新增資料、修改資料、刪除資料所須的時間因為這些異動也須要一併去更新索引，索引太多反而耗時常用的索引技術有B樹索引(B-treeIndex)雙向連結串列(Doubly-LinkedList)Page:182.2.5鍵(Key)的種類「鍵(Key)」可以用來唯一(Unique)識別出資料表中某一筆記錄的欄位或欄位組合稱之鍵的種類：候選鍵(CandidateKey)替代鍵(AlternateKey)主鍵(PrimaryKey)組合鍵(CompositeKey)外來鍵(ForeignKey)Page:192.2.5鍵(Key)的種類候選鍵(CandidateKey)所有可能被選為主鍵的鍵稱之替代鍵(AlternateKey)候選鍵中未被選為主鍵者均稱為替代鍵Page:202.2.5鍵(Key)的種類主鍵(PrimaryKey，PK)又稱為主要鍵從眾多候選鍵中挑選其中一個為該資料表的主鍵在建立資料表時用「PRIMARYKEY」來宣告主鍵主鍵之鍵值不可為虛值(NullValue)對資料表中紀錄之異動或查詢通常是以主鍵行之Page:212.2.5鍵(Key)的種類主鍵(PrimaryKey)SEX、SALARY及DEPT_CODE等3個資料行都無法用來識別出唯一的一筆記錄，因此不能當作「鍵(Key)」EMP_NO和EMP_NAME資料行的都可以用來識別出唯一的一筆記錄，兩者皆為候選鍵因可能會出現同姓同名的員工，所以我們選擇EMP_NO為主鍵(PK)Page:222.2.5鍵(Key)的種類組合鍵(CompositeKey)又稱為連結鍵(ConcatenatedKey)，由多個屬性所組合而成的鍵稱之(Ono,Pno)為一個組合鍵，因為它可以決定出唯一的一筆記錄只要決定了訂單序號和產品代號，就可決定出訂購數量OnoPnoAmount訂單序號產品代號訂購數量1P01201P0252P01302P031003P03200Page:232.2.5鍵(Key)的種類外來鍵(ForeignKey，FK)A資料表的欄位(假設A3)，其欄位值是源自於B資料表(也可能源自於同一張資料表)的某一欄位值(假設B1)，則我們稱A3這個欄位為「外來鍵(FK)」。Page:242.2.5鍵(Key)的種類外來鍵(ForeignKey，FK)「外來鍵」用來建立起欄位間的「參照(考)」關係。被A3參照(考)的B1資料行通常是該資料表的主鍵(PK)。A3資料行的欄位值是參照(考)B1資料行而來，因此A3與B1都具有相同的屬性定義。A3資料行的欄位值如果不是虛值，那麼就必須存在(包含)於B1資料行中。Page:252.2.5鍵(Key)的種類外來鍵(ForeignKey，FK)參考圖2.2，對於EMP資料表而言，它是以EMP_NO為主鍵(PK)，而以DEPT_CODE為外來鍵(FK)。就DEPT資料表來看，它以DEPT_CODE為主鍵，並且這個主鍵又被EMP資料表的DEPT_CODE所參考。Page:262.2.5鍵(Key)的種類外來鍵(ForeignKey，FK)藉由A、B兩張資料表間之合併(Join，或稱聯結)運算便能同時從A、B兩張資料表擷取資料。合併(聯結)運算是在SQL的SELECT…WHERE子句中下達「A.A3=B.B1」或「B.B1=A.A3」之條件行之(請參考7.10.10節)。例如：我們可以用SELECT…WHEREEMP.DEPT_CODE=DEPT.DEPT_CODE來合併EMP和DEPT兩張資料表。我們需要對外來鍵建立索引，以加快合併運算的執行速度。Page:272.2.6資料完整性(DataIntegrity)的限制完整性法則(IntegrityRule)確保資料的完整性和一致性，可以避免因新增、修改、刪除資料所引起之異常現象個體完整性(EntityIntegrity)作用在單一資料表值域完整性(DomainIntegrity)作用在單一資料表參照完整性(ReferentialIntegrity)作用在兩張資料表使用者定義完整性(UserDefineIntegrity)作用在一張、兩張或數張資料表Page:282.2.6資料完整性(DataIntegrity)的限制個體完整性(EntityIntegrity)作用在單一資料表主鍵必須能識別出唯一的資料列，因此主鍵之鍵值不可為虛值若主鍵是由多個欄位連結而成的組合鍵，則每一個欄位值都不可為虛值在建立資料表時可以將某欄位為PRIMARYKEY來確保個體完整性和唯一性在建立索引時可以宣告某欄位為UNIQUEINDEX來確保個體的唯一性Page:292.2.6資料完整性(DataIntegrity)的限制值域完整性(DomainIntegrity)作用在單一資料表限制某欄位之值必須在某一限制範圍或限制某欄位之值必須受某些條件之約束規定員工之性別(SEX)不是’男’就是’女’，不可以是虛值或其他值規定每一位員工的薪資(SALARY)必須介於20000元與150000元之間建立資料表時可以用CHECK來設定條件約束(Constraint)Page:302.2.6資料完整性(DataIntegrity)的限制參照完整性(ReferentialIntegrity)作用在兩張資料表參照完整性乃藉由「主鍵」與「外來鍵」的關係來規範兩資料表間資料的完整性例如：規定EMP資料表的DEPT_CODE欄位值必須存在於DEPT資料表的DEPT_CDE欄裡，如此可降低EMP資料表的DEPT_CODE欄位值輸入錯誤的機會，也可以保持EMP與DEPT資料表間DEPT_CODE資料之完整EMP資料表DEPT資料表Page:312.2.6資料完整性(DataIntegrity)的限制使用者定義完整性(UserDefineIntegrity)依據使用者的實際需求或商業邏輯來規範「單一資料表內」或「兩張資料表間」的資料完整性。例如：某圖書館規定若有借書逾期歸還情形，則一個月之內不得再借書。又如某公司規定筆記型電腦的使用年限為4年，滿4年後才可辦理報廢。以上這些商業邏輯均屬於使用者定義的完整性，我們可以透過條件約束(Constraint)、預存程序(StoredProcedure)、觸發程序(Trigger)的設計來達成。Page:322.2.7檢視表(View)檢視表(ViewTable)用視界(View)所定義的表格稱之檢視表是一個虛擬表格當它被使用時DBMS才從系統資料表裡找出檢視表之定義，然後臨時從一個或數個資料表(或檢視表)上擷取部分資料，重新組合後得到一個暫時性的表格Page:332.2.7檢視表(View)資料表與檢視表F11F12F13a1b1c1a2b2c2a3b3c3a4b4c4a5b