數(shù)據(jù)庫的概念與用途講解

1、三、數(shù)據(jù)庫的概念與用途 數(shù)據(jù)庫的概念？ 什么是數(shù)據(jù)庫呢?當(dāng)人們從不同的角度來描述這一概念時就有不同的定義(因此是描述性的)。例如，稱數(shù)據(jù)庫是一個“記錄保存系統(tǒng)”(該定義強(qiáng)調(diào)了數(shù)據(jù)庫是若干記錄的集合)。又如稱數(shù)據(jù)庫是“人們?yōu)榻鉀Q特定的任務(wù)，以一定的組織方式存儲在一起的相關(guān)的數(shù)據(jù)的集合”(該定義側(cè)重于數(shù)據(jù)的組織)。更有甚者稱數(shù)據(jù)庫是“一個數(shù)據(jù)倉庫”。因此，這種講法盡管形象，但并不嚴(yán)謹(jǐn)。嚴(yán)格地講，數(shù)據(jù)庫是“按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲和治理數(shù)據(jù)的倉庫”。在經(jīng)濟(jì)治理的日常工作中，常常需要把某些相關(guān)的數(shù)據(jù)放進(jìn)如此“倉庫”，并依照治理的需要進(jìn)行相應(yīng)的處理。例如，企業(yè)或事業(yè)單位的人事部門常常要把本單位職工的差不

2、多情況(職工號、姓名、年齡、性不、籍貫、工資、簡歷等)存放在表中，這張表就能夠看成是一個數(shù)據(jù)庫。有了那個“數(shù)據(jù)倉庫”我們就能夠依照需要隨時查詢某職工的差不多情況，也能夠查詢工資在某個范圍內(nèi)的職工人數(shù)等等。這些工作假如都能在計算機(jī)上自動進(jìn)行，那我們的人事治理就能夠達(dá)到極高的水平。此外，在財務(wù)治理、倉庫治理、生產(chǎn)治理中也需要建立眾多的這種“數(shù)據(jù)庫”，使其能夠利用計算機(jī)實現(xiàn)財務(wù)、倉庫、生產(chǎn)的自動化治理。J.Martin給數(shù)據(jù)庫下了一個比較完整的定義：數(shù)據(jù)庫是存儲在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合，這些數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的，無有害的或不必要的冗余，并為多種應(yīng)用服務(wù)；數(shù)據(jù)的存儲獨立于使用它的程序；對數(shù)據(jù)庫插入新數(shù)據(jù)，修改

3、和檢索原有數(shù)據(jù)均能按一種公用的和可操縱的方式進(jìn)行。當(dāng)某個系統(tǒng)中存在結(jié)構(gòu)上完全分開的若干個數(shù)據(jù)庫時，則該系統(tǒng)包含一個“數(shù)據(jù)庫集合”。數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點？人事差不多檔案 工號 姓名 性不 年齡 籍貫 工資 簡歷 0001 劉豐 男 25 重慶 87 / 0002 王崗 男 26 成都 87 / 0003 李一 女 28 北京 87 0004 孫立 女 30 上海 91 0005 陳志 男 35 武漢 102 使用數(shù)據(jù)庫能夠帶來許多好處：如減少了數(shù)據(jù)的冗余度，從而大大地節(jié)約了數(shù)據(jù)的存儲空間；實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的充分共享等等。此外，數(shù)據(jù)庫技術(shù)還為用戶提供了特不簡便的使用手段使用戶易于編寫有關(guān)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。特不是

4、近年來推出的微型計算機(jī)關(guān)系數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)dBASELL，操作直觀，使用靈活，編程方便，環(huán)境適應(yīng)廣泛(一般的十六位機(jī)，如IBM/PC/XT，國產(chǎn)長城0520等均可運行種軟件)，數(shù)據(jù)處理能力極強(qiáng)。數(shù)據(jù)庫在我國正得到愈來愈廣泛的應(yīng)用，必將成為經(jīng)濟(jì)治理的有力工具。 數(shù)據(jù)庫是通過數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)(DBMS-DATA BASE MANAGEMENT SYSTEM)軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、治理與使用的dBASELL確實是一種數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)軟件。 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫種類？ 數(shù)據(jù)庫通常分為層次式數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)庫和關(guān)系式數(shù)據(jù)庫三種。而不同的數(shù)據(jù)庫是按不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來聯(lián)系和組織的。 1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型 (1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

5、 所謂數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)的組織形式或數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。假如用D表示數(shù)據(jù)，用R表示數(shù)據(jù)對象之間存在的關(guān)系集合，則將DS(D，R)稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，設(shè)有一個電話號碼簿，它記錄了n個人的名字和相應(yīng)的電話號碼。為了方便地查找某人的電話號碼，將人名和號碼按字典順序排列，并在名字的后面跟隨著對應(yīng)的電話號碼。如此，若要查找某人的電話號碼(假定他的名字的第一個字母是Y)，那么只須查找以Y開頭的那些名字就能夠了。該例中，數(shù)據(jù)的集合D確實是人名和電話號碼，它們之間的聯(lián)系R確實是按字典順序的排列，其相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)確實是DS(D，R)，即一個數(shù)組。 (2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)種類 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)又分為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)

6、的邏輯結(jié)構(gòu)是從邏輯的角度(即數(shù)據(jù)間的聯(lián)系和組織方式)來觀看數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)的存儲位置無關(guān)。數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)在計算機(jī)中存放的結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計算機(jī)中的實現(xiàn)形式，因此物理結(jié)構(gòu)也被稱為存儲結(jié)構(gòu)。本節(jié)只研究數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，并將反映和實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)系的方法稱為數(shù)據(jù)模型。 目前，比較流行的數(shù)據(jù)模型有三種，即按圖論理論建立的層次結(jié)構(gòu)模型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型以及按關(guān)系理論建立的關(guān)系結(jié)構(gòu)模型。 2.層次、網(wǎng)狀和關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) (1)層次結(jié)構(gòu)模型 層次結(jié)構(gòu)模型實質(zhì)上是一種有根結(jié)點的定向有序樹(在數(shù)學(xué)中“樹”被定義為一個無回的連通圖)。一個高等學(xué)校的組織結(jié)構(gòu)圖。那個組織結(jié)構(gòu)圖像一棵樹，校部確實是樹根(稱為

7、根結(jié)點)，各系、專業(yè)、教師、學(xué)生等為枝點(稱為結(jié)點)，樹根與枝點之間的聯(lián)系稱為邊，樹根與邊之比為1:N，即樹根只有一個，樹枝有N個。 按照層次模型建立的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為層次模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。IMS(Information Manage-mentSystem)是其典型代表。 (2)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型? 按照網(wǎng)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其典型代表是DBTG(Data Base Task Group)。用數(shù)學(xué)方法可將網(wǎng)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 (3)關(guān)系結(jié)構(gòu)模型 關(guān)系式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)把一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)歸結(jié)為簡單的二元關(guān)系(即二維表格形式)。例如某單位的職工關(guān)系確實是一個二元關(guān)系。那個四行

8、六列的表格的每一列稱為一個字段(即屬性)，字段名相當(dāng)于標(biāo)題欄中的標(biāo)題(屬性名稱)；表的每一行是包含了六個屬性(工號、姓名、年齡、性不、職務(wù)、工資)的一個六元組，即一個人的記錄。那個表格清晰地反映出該單位職工的差不多情況。職工差不多情況 工號 姓名 年齡 性不 職務(wù) 工資 0001 張?zhí)m 26 女 科員 78 0002 李勇 34 男 副科長 91 0003 王杰 50 男 處長 119 二維表格結(jié)構(gòu) A3 A1 Ak An V11 V12 . V13 V21 Vg . V2m . Vk1 VK2 . VKm vn1 Vn2 . Vnm 通常一個m行、n列的二維表格的結(jié)構(gòu)如表所示。 表中每一行表

9、示一個記錄值，每一列表示一個屬性(即字段或數(shù)據(jù)項)。該表一共有m個記錄。每個記錄包含n個屬性。 作為一個關(guān)系的二維表，必須滿足以下條件： (1)表中每一列必須是差不多數(shù)據(jù)項(即不可再分解)。 (2)表中每一列必須具有相同的數(shù)據(jù)類型(例如字符型或數(shù)值型)。 (3)表中每一列的名字必須是唯一的。 (4)表中不應(yīng)有內(nèi)容完全相同的行。 (5)行的順序與列的順序不阻礙表格中所表示的信息的含義。 由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)被稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，對數(shù)據(jù)的操作幾乎全部建立在一個或多個關(guān)系表格上，通過對這些關(guān)系表格的分類、合并、連接或選取等運算來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的治理。dBASEII確實是這類數(shù)據(jù)

10、庫治理系統(tǒng)的典型代表。關(guān)于一個實際的應(yīng)用問題(如人事治理問題)，有時需要多個關(guān)系才能實現(xiàn)。用dBASEII建立起來的一個關(guān)系稱為一個數(shù)據(jù)庫(或稱數(shù)據(jù)庫文件)，而把對應(yīng)多個關(guān)系建立起來的多個數(shù)據(jù)庫稱為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。dBASEII的另一個重要功能是通過建立命令文件來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的使用和治理，關(guān)于一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相應(yīng)的命令序列文件，稱為該數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用系統(tǒng)。因此，能夠概括地講，一個關(guān)系稱為一個數(shù)據(jù)庫，若干個數(shù)據(jù)庫能夠構(gòu)成一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠派生出各種不同類型的輔助文件和建立它的應(yīng)用系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)庫的要求與特性？ 為了使各種類型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮它們的優(yōu)越性，必須對數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)的使用提出一些

11、明確的要求。 1.建立數(shù)據(jù)庫文件的要求 (1)盡量減少數(shù)據(jù)的重復(fù)，使數(shù)據(jù)具有最小的冗余度。計算機(jī)早期應(yīng)用中的文件治理系統(tǒng)，由于數(shù)據(jù)文件是用戶各自建立的，幾個用戶即使有許多相同的數(shù)據(jù)也得放在各自的文件中，因而造成存儲的數(shù)據(jù)大量重復(fù)，白費存儲空間。數(shù)據(jù)庫技術(shù)正是為了克服這一缺點而出現(xiàn)的，因此在組織數(shù)據(jù)的存儲時應(yīng)幸免出現(xiàn)冗余。 (2)提高數(shù)據(jù)的利用率，使眾多用戶都能共享數(shù)據(jù)資源。 (3)注意保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。這對某些需要歷史數(shù)據(jù)來進(jìn)行預(yù)測、決策的部門(如統(tǒng)計局、銀行等)特不重要。 (4)注意同一數(shù)據(jù)描述方法的一致性，使數(shù)據(jù)操作不致發(fā)生混亂。如一個人的學(xué)歷在人事檔案中是大學(xué)畢業(yè)，而在科技檔案中卻是大學(xué)

12、程度，如此就容易造成混亂。 (5)關(guān)于某些需要保密的數(shù)據(jù)，必須增設(shè)保密措施。 (6)數(shù)據(jù)的查找率高，依照需要數(shù)據(jù)應(yīng)能被及時維護(hù)。2.數(shù)據(jù)庫文件的特征不管使用哪一種數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)，由它們所建立的數(shù)據(jù)庫文件都能夠看成是具有相同性質(zhì)的記錄的集合，因而這些數(shù)據(jù)庫文件都有相同的特性： (1)文件的記錄格式相同，長度相等。 (2)不同的行是不同的記錄，因而具有不同的內(nèi)容。 (3)不同的列表示不同的字段名，同一列中的數(shù)據(jù)的性質(zhì)(屬性)相同。 (4)每一行各列的內(nèi)容是不能分割的，但行的順序和列的順序不阻礙文件內(nèi)容的表達(dá)。 3.文件的分類 對文件引用最多的是主文件和事物文件。其他的文件分類還包括表文件、備份文件

13、、檔案的輸出文件等。下面將講述這些文件。 (1)主文件。主文件是某特定應(yīng)用領(lǐng)域的永久性的數(shù)據(jù)資源。主文件包含那些被定期存取以提供信息和經(jīng)常更新以反映最新狀態(tài)的記錄。典型的主文件有庫存文件、職工主文件和收帳主文件等。 (2)事務(wù)文件。事務(wù)文件包含著作為一個信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)活動(事務(wù))的那些記錄。這些事務(wù)被分批以構(gòu)成事務(wù)文件。例如，從每周工資卡上錄制下來的數(shù)分批存放在一個事務(wù)文件上，然后對比工資清單文件進(jìn)行處理以便打印出工資支票和工資記錄簿。 (3)表文件。表文件是一些表格。之因此單獨建立表文件而不把表設(shè)計在程序中是為了便于修改。例如，一個公用事業(yè)公司的稅率表或國內(nèi)稅務(wù)局的稅率就能夠存儲在表中文件。 (4)備用文件。備用文件是現(xiàn)有生產(chǎn)性文件的一個復(fù)制品。一旦生產(chǎn)性文件受到破壞，利用