第一章 資料庫的介紹 SQL Server 2012 資料庫實務應用

本章學習重點 資料庫系統概述 資料庫系統種類 資料庫管理系統架構 資料庫系統的環境 資料庫系統的架構 資料庫的應用範圍 資料庫系統的演進

資料庫系統概述 資料管理的重要性 企業透過有效的資料管理，來提昇企業競爭力 資料處理的演進過程 人工作業  檔案處理  資料庫處理

資料庫系統概述 資料處理的演進過程

檔案系統處理 程式-資料相依(Data Dependence) 資料的重複性(Duplication) 限制資料的分享 增長系統開發的時間 資料庫系統概述 檔案系統處理 程式-資料相依(Data Dependence) 所有程式必需維護它們所使用的每一個檔案的metadata 資料的重複性(Duplication) 不同的 systems/programs 使用相同資料的不同拷貝版 限制資料的分享 資料沒有集中管理 增長系統開發的時間 Programmers 必須自己設計檔案的格式 過度的程式維護工作 花費資訊系統 80% 的預算

檔案系統處理的缺點 重複資料 程式與檔案是互相獨立互不相關 程式與資料是依存在一起 資料庫系統概述 業務部 會計部 人事部 訂單系統 程式 一 程式 二 程式 三 程式 一 程式 二 程式 一 程式 二 訂單系統 發票系統 薪資系統 客戶 主檔 庫存 主檔 退貨 檔 庫存 計價檔 客戶 主檔 員工 主檔

資料庫系統概述 解決方案： 導入 資料庫方法

資料庫系統概述 資料庫系統

資料庫系統的優點 程式與資料的獨立性 資料容易共享 降低資料重複性 提昇資料的一致性 制定的標準化 提高應用程式開發的產能 降低程式維護成本 資料庫系統概述 資料庫系統的優點 程式與資料的獨立性 資料容易共享 降低資料重複性 提昇資料的一致性 制定的標準化 提高應用程式開發的產能 降低程式維護成本 資料的安全性

資料庫系統概述 資料庫的成本與風險 新的專業人員 安裝與管理的成本及複雜度 轉換成本 備份與還原的需求 組織的衝突

資料庫系統的人員相關角色 資料庫管理師 資料庫設計師 系統分析師 程式設計師 終端使用者 Database Administrator，簡稱DBA 負責維護整體的資料庫管理系統的正常運作 包括資料庫的安全管理、授權管理、效能調整管理、資料庫的備份/還原…等等的工作。 資料庫設計師 Database Designers 必須瞭解使用者的需求，有哪些資料要儲存於資料庫 找出其間的關係，將其資料庫的結構設計並建立，以提供日後使用者存取資料使用。 系統分析師 程式設計師 終端使用者

常見的資料庫管理系統 Windows視窗作業平台 UNIX 作業平台 資料庫系統概述 常見的資料庫管理系統 Windows視窗作業平台 小型資料庫：MS Access、Visual Foxpro、Paradox、Clipper…等。 中大型資料庫：MS SQL Server、Sybase、Informix、IBM DB2、Oracle等。 UNIX 作業平台 Sybase、Informix、IBM DB2、Oracle、Ingres…等。

資料庫系統種類 X 階層式資料庫架構(Hierachical Database) X 網路式資料庫架構(Network Database) 關聯式資料庫架構(Relational Database) 物件導向式資料庫架構(Object-Oriented Database) X 多維度資料庫架構(Multi-dimensional Database)

關聯式資料庫架構 目前使用最多的一種資料庫架構 是以一張二維的資料表(table)來儲存資料 資料庫系統種類 關聯式資料庫架構 目前使用最多的一種資料庫架構 是以一張二維的資料表(table)來儲存資料 資料表是由欄位(column)和記錄(row)所組成的，可以直接存取與維護 兩個資料表間都有的共同欄位來維繫之間的關係 較少有資料重複性出現，且資料保持一致性與完整性

資料庫系統種類 關聯式資料庫架構 利用兩資料表間的 共同欄位來建立關係

物件導向式資料庫架構 資料是以物件來表示 物件上有資料的屬性與在這個物件上運算的方法所組成的封裝 資料庫系統種類 物件導向式資料庫架構 資料是以物件來表示 物件上有資料的屬性與在這個物件上運算的方法所組成的封裝 可以支援聲音、圖形與視訊等較大量且複雜的資料型態 適合應用在較複雜的資料或事件驅動的程式設計上

資料庫系統種類 物件導向式資料庫架構

資料庫管理系統架構 將應用程式與資料庫實體區分,讓使用者使用起來較簡單與方便 遵循ANSI/SPAC資料庫三層式架構 外部層 概念層 內部層

ANSI/SPAC資料庫三層式架構 外部層(External Layer) 概念層(Conceptual Layer) 資料庫管理系統架構 ANSI/SPAC資料庫三層式架構 外部層(External Layer) 提供不同使用者所需要的不同資料景觀 概念層(Conceptual Layer) 描述整個資料庫的詳盡架構 內部層(Internal Layer) 概念綱要儲存在實體電腦中的規格 外部/概念對映 概念/內部對映 對映的定義資料是由 DBMS來管理與維護

ANSI/SPAC資料庫三層式架構 不會影響上層外部層 當概念層的概念綱要的結構改變 不會影響上層概念層的任何變動 只需改變 資料庫管理系統架構 ANSI/SPAC資料庫三層式架構 只需改變 不會影響上層外部層 外部層/概念層的映對 概念層/內部層的映對 當概念層的概念綱要的結構改變 只需改變 不會影響上層概念層的任何變動 當內部層實際檔案組織或存取方式改變

資料獨立的種類 邏輯資料獨立(外部層/概念層) 指概念層綱要需更改時，不會影響外部層綱要 實體資料獨立(概念層/內部層) 資料庫管理系統架構 資料獨立的種類 邏輯資料獨立(外部層/概念層) 指概念層綱要需更改時，不會影響外部層綱要 實體資料獨立(概念層/內部層) 指內部層綱要更改時，不會影響概念層綱要

資料庫系統的環境 資料庫環境的成員

資料庫系統的環境元件 資料管理者：負責整個資料庫系統的管理與組織整體的規劃工作 程式開發者：負責企業資訊系統的規劃與開發人員 終端查詢者：一般終端使用者，可分成：初階使用者與高階使用者 使用者介面：指應用程式開發的介面或系統提供的公用程式，它是用 來做為使用者與系統工具間的溝通橋樑 應用程式：運用各類工具來建立與維護資料庫資料的程式 CASE工具：電腦輔助軟體工程工具，用來輔助資料庫應用系統分析與設計的工具 資料儲存所(Repository)：是用來儲存資料的定義、資料間的關係、設計的畫面與報表…等資訊的儲存所 資料庫(Data Base)：用來儲存經過組織過相關聯的資料，資料庫所存的是純資料，然而資料儲存所存的是資料的metadata 資料庫管理系統(DBMS)：一種系統應用軟體，可以對資料庫與資料儲存所做建立、維護與存取資料等操作動作

資料庫系統的架構 集中式處理架構 主從式架構 檔案伺服器架構 資料庫伺服器架構(二層式) 三層式架構 分散式架構

集中式處理架構 早期電腦系統架構是以主機集中處理的方式來處理資料，簡單且容易管理，所有工作由主機來安排處理 缺點 資料庫系統的架構 集中式處理架構 早期電腦系統架構是以主機集中處理的方式來處理資料，簡單且容易管理，所有工作由主機來安排處理 缺點 主機若故障，將會使得所有的作業停擺 若使用者太多，將導致主機的負荷過重，因而影響工作的處理速度，整體的效能變差 主機的價格十分昂貴

主從式架構 依據應用程式的邏輯成份可分成三個元件 表現(presentation)邏輯元件： 處理(process)邏輯元件： 資料庫系統的架構 主從式架構 依據應用程式的邏輯成份可分成三個元件 表現(presentation)邏輯元件： 負責格式化資料、資料的輸入與輸出等處理。 處理(process)邏輯元件： 負責處理驗證資料、錯誤處理、企業規範與資料管理等處理。 儲存(storage)邏輯元件： 負責對DBMS資料的儲存與擷取處理。

資料庫系統的架構 主從式架構-檔案伺服器架構 資料處理的負載在客戶端，造成強客戶端(Fat Client)的情況 容易造成網路負載過重

資料庫系統的架構 主從式架構-資料庫伺服器架構 客戶端的連線數會 增加伺服器端的負荷

資料庫系統的架構 主從式架構-三層式(3-tier))架構

資料庫系統的架構 分散式架構

資料庫的應用範圍 個人電腦資料庫 工作群組資料庫 部門資料庫 企業資料庫 網際網路(Internet)、企業內部網路(Intranet)及企業外部網路(Extranet)資料庫

資料庫應用的彙整(white 1995) 資料庫的應用範圍 資料庫種類 一般使用者數目 一般架構 一般資料庫大小 個人資料庫 1 桌上型/筆記型電腦 PDA M bytes 工作群組資料庫 5-25 主/從架構 M bytes~G bytes 部門資料庫 25-100 三段式主從架構 G bytes 企業資料庫 >100 分散式或平行處理的主/從架構 G byte~T byte 網際網路資料庫 >1000 網站/應用程式伺服器 M bytes ~ G bytes

資料庫的應用範圍 個人資料庫中的典型資料

資料庫的應用範圍 建立在區域網路上的工作群組資料庫

企業資料庫 企業資源規劃（ERP）系統 整合所有企業功能 (製造、財務、銷售、行銷、存貨、會計、人力資源) 資料倉儲 資料庫的應用範圍 企業資料庫 企業資源規劃（ERP）系統 整合所有企業功能 (製造、財務、銷售、行銷、存貨、會計、人力資源) 資料倉儲 由各個作業性資料庫衍生的整合式決策資源系統

資料庫的應用範圍 企業資料倉儲

網際網路、企業內部及企業間 網路資料庫 網際網路(Internet)資料庫 企業內部網路(Intranet)資料庫 資料庫的應用範圍 網際網路、企業內部及企業間 網路資料庫 網際網路(Internet)資料庫 搭配網際網路的資料庫，存取是來自全球各地的使用者連線，容量須考慮上線人數及儲存空間 企業內部網路(Intranet)資料庫 只提供給企業內部人員使用 企業間網路(Extrant)資料庫 以網際網路的技術，經過授權或協議來達成廠商間合法存取與資訊使用 早期透過EDI進行，現在透過BtoB的交換進行