Transcript Ch01 - Test Page for Apache Installation

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陳
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第一章 資料庫系統簡介
資料庫系統理論與實務 [邏輯思維系列]
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本章在架構中的位置
My SQL Server 2005
理論與實作(二)(13)
MS SQL Server 2005
理論與實作(一) (08)
結構化查詢語言
SQL(一)(06)
結構化查詢語言
SQL(二)(07)
回復技術(11)
關聯式代數(05)
(
合併理論(04)
)
關聯式模型(03)
(正規化)
並行控制(10)
與資
管料
理庫
安
12 全
交易處理(09)
資料模型(02)
資料庫系統簡介(01)
邏輯與思維
第一章 資料庫系統簡介
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本章內容
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• 1-1簡介
• 1-2資料的價值
• 1-3資料庫管理系統與檔案系統
1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
1-5資料庫系統與應用軟體架構
1-6中介軟體(Middleware)
1-7資料庫系統與三層綱要架構
1-8不同架構之間的比較
1-9資料庫系統的建置與相關人員
第一章 資料庫系統簡介
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1-1簡介
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• 資料庫
• 資料庫管理系統
• 真實世界的資料
• 資料庫系統
– 一群彼此相關的資料。
– 存取和管理這些資料的應用軟體。
第一章 資料庫系統簡介
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1-1簡介
• 資料庫系統
• 資料庫
– 相關資料所形成的集合。
• 資料庫管理系統
• 真實世界的資料
第一章 資料庫系統簡介
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1-1簡介
• 資料庫系統
• 資料庫
• 資料庫管理系統
– 為達到對資料的方便存取、管理、備份…等等
目的的相關軟體。
• 真實世界的資料
第一章 資料庫系統簡介
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1-1簡介
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資料庫系統
資料庫
資料庫管理系統
真實世界的資料
– 公車的排班資料
– 學生的基本資料
– 製造業的產品資料
第一章 資料庫系統簡介
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本章內容
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• 1-1簡介
• 1-2資料的價值
• 1-3資料庫管理系統與檔案系統
1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
1-5資料庫系統與應用軟體架構
1-6中介軟體(Middleware)
1-7資料庫系統與三層綱要架構
1-8不同架構之間的比較
1-9資料庫系統的建置與相關人員
第一章 資料庫系統簡介
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1-2資料的價值
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• 真實世界
– 生活或工作周遭的現象或稱為『事實』(Fact)
– 例如在學校中有很多的學生、老師、課程…等
等，在商業行為中會有產品銷售情形
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資料
資訊
知識
智慧
續
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第一章 資料庫系統簡介
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1-2資料的價值
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商
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真實
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商業能力
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1-2資料的價值
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• 真實世界
• 資料
– 將這些『事實』(Fact)有系統和有結構化地記錄
– 這些最原始且最詳盡的資料，稱為未經處理的
『原始資料』 (Raw Data)
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• 資訊
• 知識
• 智慧
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1-2資料的價值
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記錄 資料
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商業能力
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• 真實世界
• 資料
• 資訊
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– 經由彼此相關的其他紀錄經過有效地整理或計
算成為有用的『資訊』
– 足以提供企業人員的參考、統計和決策之用
• 知識
• 智慧
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1-2資料的價值
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彙整 資訊
記錄 資料
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商業能力
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1-2資料的價值
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真實世界
資料
資訊
知識
– 由資訊擷取出不同的『領域知識』 (Domain
Know-How)
• 智慧
續
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1-2資料的價值
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商
擷取 知識
業
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彙整 資訊
記錄 資料
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1-2資料的價值
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真實世界
資料
資訊
知識
智慧
– 由資訊擷取出不同的『領域知識』 (Domain
Know-How)，進而轉換成『商業智慧』
(Business Intelligence，簡稱BI)
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1-2資料的價值
轉換 智慧
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商
擷取 知識
業
成
效
彙整 資訊
記錄 資料
真實
世界
商業能力
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1-2-1資料的紀錄
• 資料該如何記錄呢？
• 思考有那些事實(Fact)是對我們有用的，或
是有必要的，再進行記錄
• 通常會被記錄成一個或多個相關『資料表』
(Table)的形式
– 縱向所代表的是資料的『欄位』 (Field)或稱為
『行』 (Column)，例如年、季、產品以及數量
– 橫向則代表每一筆的『紀錄』 (Record)或稱為
『列』 (Row)
按任意鍵
--- 繼續 ---
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1-2-1資料的彙整
• 將資料有效地透過事前的分析其結構(Structure)
• 將這些未經處理或計算過的『原始資料』(Raw
Data)透過不同的計算方式或是彙整成為企業中有效
的參考資訊
• 例如某公司專門經營飲料產品銷售
–
–
–
–
利用微軟公司所開發的試算軟體Excel做一忠實地記錄
97、98、99三年度以及每年四季
產品包括奶茶、咖啡和紅茶三種
三十六筆紀錄
• 使用微軟公司所開發的試算軟體Excel內建的「樞
紐分析表及圖報表」功能，將資料彙整如下
– 依據年+季為維度
– 依據季+年為維度
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操作說明
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以年+季為主的銷售資料分析
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以年+季為主的銷售資料走勢圖
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咖啡
第一章 資料庫系統簡介
依時間序列
『咖啡』銷售量
明顯遞增
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以季+年為主的銷售資料分析
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第一章 資料庫系統簡介
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以季+年為主的銷售資料走勢圖
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咖啡
紅茶
『奶茶』在Q4
『奶茶』在Q3
『紅茶』每季
『咖啡』每季
銷售量
逐年下降
逐年上升
第一章 資料庫系統簡介
奶茶
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1-2-3知識與智慧
• 此資訊是決策者的決策依據，和累積出來的
知識。
• 以上的例子中，可以透過分析之後發現
– 天氣的變化會影響飲料的銷售量？
– 那些種類的飲料是適合一年四季？
– 那些飲料必須依據季節的變化來調整其成份？
•原始資料->資訊->知識->商業智慧
第一章 資料庫系統簡介
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本章內容
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• 1-1簡介
• 1-2資料的價值
• 1-3資料庫管理系統與檔案系統
1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
1-5資料庫系統與應用軟體架構
1-6中介軟體(Middleware)
1-7資料庫系統與三層綱要架構
1-8不同架構之間的比較
1-9資料庫系統的建置與相關人員
第一章 資料庫系統簡介
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1-3資料庫管理系統與檔案系統
• 在1970年代末期至1980年代初期，正是大型主機盛行時代，
亦是個人電腦的興起、普遍和取代大型主機之秋，很多個人
資料亦由大型主機轉移至個人電腦儲存和處理。
• 在資料庫管理系統尚未普及化之前，通常是以個人為主的檔
案系統。
• 較大型的組織或是公司，將會透過程式化的方式來提供給使
用者對資料的存取。
– 教務處對學生學籍資料（學號、姓名、地址…）存取的應用程
式。
– 教務處對學生選課資料（學號、姓名、課程、學分…）存取的
應用程式。
– 會計室對學生繳費資料（學號、姓名、地址、學分數、金額…）
存取的應用程式。
– 人事室對員工基本資料（員工代號、姓名、單位…）存取的應
用程式。
– 就業輔導室對學生專長及就業資料記錄的應用程式。
第一章 資料庫系統簡介
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1-3-1檔案系統的缺點
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• 資料重複性及不一致性
– 相同資料儲存於不同部門或地點，此時資料重
複性(Redundancy)過高
– 在異動時刻更可能同一筆資料些部門更新，有
些部門沒有更新，造成資料的不一致性
(Inconsistency)
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續
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資料的分離性
應用程式的相依性
完整性問題
資料安全問題
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第一章 資料庫系統簡介
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1-3-1檔案系統的缺點
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• 資料重複性及不一致性
• 資料的分離性
– 資料分佈於不同的檔案系統，有可能使用不同
的檔案格式儲存。
– 不同的應用程式，必須要整合分佈於不同地點
且不同格式的檔案，在系統開發與設計上會造
成相當的複雜度及困難度
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續
• 應用程式的相依性
• 完整性問題
• 資料安全問題
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第一章 資料庫系統簡介
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1-3-1檔案系統的缺點
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• 資料重複性及不一致性
• 資料的分離性
• 應用程式的相依性
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– 檔案系統來儲存資料，檔案格式通常會被定義
在程式中。
– 檔案的定義有所改變或新增欄位，這些使用到
該檔案的所有程式便要重新更改並重新編譯。
續
• 完整性問題
• 資料安全問題
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第一章 資料庫系統簡介
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1-3-1檔案系統的缺點
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與
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資料重複性及不一致性
資料的分離性
應用程式的相依性
完整性問題
– 檔案系統儲存的資料，檔案本身沒有提供一致
性限制(Consistency Constraints)的定義。
– 必須在存取此相關資料的所有程式中加入限制
條件的程式碼，如此一來會有很多程式受到影
響。
續
• 資料安全問題
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第一章 資料庫系統簡介
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1-3-1檔案系統的缺點
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資料重複性及不一致性
資料的分離性
應用程式的相依性
完整性問題
資料安全問題
– 檔案系統會造成資料在安全管理上出現問題，
以及難以達到安全的存取控制(Access Control)，
也就是身份的驗證(Authentication)和授權
(Authorization)上的管理
第一章 資料庫系統簡介
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1-3-2資料庫系統的優點
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與
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• 降低資料重複性及資料的不一致性
– 資料集中
– 避免重複的資料儲存於不同的主機，在資料異
動的同時會造成資料的不一致性
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•
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•
•
並行控制
資料的永久性
存取控制
具有自我描述特
續
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1-3-2資料庫系統的優點
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與
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• 降低資料重複性及資料的不一致性
• 並行控制
– 資料庫管理系統同時間會面臨很多人的存取動
作，倘若沒有做好並行處理的控制的話，有可
能會造成資料錯誤的問題。
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• 資料的永久性
• 存取控制
• 具有自我描述特
續
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並行(未控制)所造成的問題
A窗口
(1)讀取票數
票數=30
票數=30 - 1
B窗口
(2)讀取票數
票數=30
票數=30
票數=30 - 1
票數=29
=29
=29
(3)回寫票數
第一章 資料庫系統簡介
(4)回寫票數
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1-3-2資料庫系統的優點
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• 降低資料重複性及資料的不一致性
• 並行控制
• 資料的永久性
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– 永遠儲存於資料庫內，絕不能因為天災或人禍
的影響而使得被異動的資料產生變化
– 資料備份(Backup)、資料的故障後還原(Restore)，
或資料之複寫(Replication)來應付許多天災或人
禍所造成影響
續
• 存取控制
• 具有自我描述特
下
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第一章 資料庫系統簡介
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1-3-2資料庫系統的優點
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降低資料重複性及資料的不一致性
並行控制
資料的永久性
存取控制
– 身份『認證』(Authentication)
– 『授權』(Authorization)管理
• 具有自我描述特
續
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1-3-2資料庫系統的優點
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降低資料重複性及資料的不一致性
並行控制
資料的永久性
存取控制
具有自我描述特
– 儲存『資料』
– 儲存描述資料的資料(data about data)，稱之為『metadata』
– 這些描述資料的資料之集合形成了所謂的『系統目錄』
(System Catalog)，這些描述資料的資料之集合也稱之為
『資料字典』(Data Dictionary)
第一章 資料庫系統簡介
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• 1-1簡介
• 1-2資料的價值
• 1-3資料庫管理系統與檔案系統
1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
1-5資料庫系統與應用軟體架構
1-6中介軟體(Middleware)
1-7資料庫系統與三層綱要架構
1-8不同架構之間的比較
1-9資料庫系統的建置與相關人員
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1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
• 檔案系統的組成
• 資料庫的組成
• 資料庫管理系統與資料庫系統
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檔案系統的組成
檔案系統
(File System)
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(Characters)
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第一章 資料庫系統簡介
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欄位
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1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
• 檔案系統的組成
• 資料庫的組成
• 資料庫管理系統與資料庫系統
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資料庫的組成
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1
資料庫
(Database)
+
系統目錄
(System Catalog)
s
Meta-Data
+
索引
(Indexes)
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
• 檔案系統的組成
• 資料庫的組成
• 資料庫管理系統與資料庫系統
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
資料庫管理系統與資料庫系統
資料庫
管理軟體
資料庫
備份軟體
資料庫
載入軟體
資料庫管理系統(DBMS)
Database Management System
資料庫系統
…..
(Database System)
資料庫
(Database)
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
相關系統的比較
檔案系統
第一章 資料庫系統簡介
資料庫
資料庫
管理系統
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資料庫
系統
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資
料
庫
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統
理
論
與
實
務
本章內容
陳
祥
輝
著
•
•
•
•
•
•
• 1-1簡介
• 1-2資料的價值
• 1-3資料庫管理系統與檔案系統
1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
1-5資料庫系統與應用軟體架構
1-6中介軟體(Middleware)
1-7資料庫系統與三層綱要架構
1-8不同架構之間的比較
1-9資料庫系統的建置與相關人員
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
模型-視界-控制器 (MVC)架構
• 模型(Model)
– 建構出整套系統的藍圖
• 視界(View)
– 使用者看得到的使用者圖形化介面(GUI)
• 控制(Controller)
– 使用者所看不到的部份，也就是『不可視』
(Non-Visual)的程式部份
Visual
Non-Visual
View
Controller
Model
第一章 資料庫系統簡介
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資料庫系統的四個功能分層架構
資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
• 『展現邏輯層』 (Presentation Logic Layer)
– 主要功能在於使用者介面上的表現以及與使用者之間的互
動關係
– 與MVC架構中的『視界』(View)是相同的功能
陳
祥
輝
著
• 『商業邏輯層』 (Business Logic Layer)
• 『資料存取邏輯層』 (Data Access Logic Layer)
• 『資料邏輯層』 (Data Logic Layer)
續
下
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第一章 資料庫系統簡介
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資料庫系統的四個功能分層架構
資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
• 『展現邏輯層』 (Presentation Logic Layer)
• 『商業邏輯層』 (Business Logic Layer)
– 主要功能在於將使用者輸入的資料，或是將使用者從資料
庫中所查詢(Query)的資料，依據不同企業文化或流程，
經過不同程式的運算，或不同程式將資料彙整，再傳送至
展現邏輯層，呈現出使用者的需求
– 此邏輯層的功能概念與前述MVC架構中的『控制器』
(Controller)是相同功能
陳
祥
輝
著
• 『資料存取邏輯層』 (Data Access Logic Layer)
• 『資料邏輯層』 (Data Logic Layer)
續
下
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第一章 資料庫系統簡介
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資料庫系統的四個功能分層架構
資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
• 『展現邏輯層』 (Presentation Logic Layer)
• 『商業邏輯層』 (Business Logic Layer)
• 『資料存取邏輯層』 (Data Access Logic Layer)
– 負責對後端資料庫如何進行存取的動作
– 例如『結構化查詢語言』 (Structured Query Language，
簡稱SQL)
陳
祥
輝
著
• 『資料邏輯層』 (Data Logic Layer)
續
下
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第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
資料庫系統的四個功能分層架構
陳
祥
輝
著
• 『資料邏輯層』 (Data Logic Layer)
• 『展現邏輯層』 (Presentation Logic Layer)
• 『商業邏輯層』 (Business Logic Layer)
• 『資料存取邏輯層』 (Data Access Logic Layer)
– 負責資料的儲存，以及資料的管理部份
– 例如『資料庫』(Database)
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
Mainframe架構
大型主機
(Mainframe)
終端機
(Terminals)
網路
標準I/O
第一章 資料庫系統簡介
展現邏輯
商業邏輯
資料存取邏輯
資料儲存
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料
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統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
Client/Server架構
伺服端
(Server)
客戶端
(Clients)
網路
展現邏輯
商業邏輯
資料存取邏輯
第一章 資料庫系統簡介
資料儲存
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料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
3-Tier架構(一)
客戶端
(Clients)
應用伺服器
(Application Server)
網路
展現邏輯
第一章 資料庫系統簡介
資料儲存伺服器
(Data Storage Server)
網路
商業邏輯
資料存取邏輯
56 /98
資料儲存
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料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
3-Tier架構(二)
客戶端
(Clients)
應用伺服器
(Application Server)
網路
展現邏輯
第一章 資料庫系統簡介
資料儲存伺服器
(Data Storage Server)
網路
商業邏輯
57 /98
資料存取邏輯
資料儲存
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
本章內容
陳
祥
輝
著
•
•
•
•
•
•
• 1-1簡介
• 1-2資料的價值
• 1-3資料庫管理系統與檔案系統
1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
1-5資料庫系統與應用軟體架構
1-6中介軟體(Middleware)
1-7資料庫系統與三層綱要架構
1-8不同架構之間的比較
1-9資料庫系統的建置與相關人員
第一章 資料庫系統簡介
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1-6中介軟體(Middleware)
資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
• 中介軟體
– 在程式設計者與資料庫管理系統之間的轉譯者
• Open Database Connectivity (ODBC)
• Java Database Connectivity (JDBC)
陳
祥
輝
著
–
–
–
–
型一(Type 1)
型二(Type 2)
型三(Type 3)
型四(Type 4)
續
下
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第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
不同DBMS使用不同語言
?????
?????
陳
祥
輝
著
不同語言
第一章 資料庫系統簡介
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不同DBMS
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
使用者面對中介軟體的使用
陳
祥
輝
著
共
同
介
面
共同語言
中介軟體
第一章 資料庫系統簡介
61 /98
不同DBMS
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
中介軟體的架構
應用程式
DBMS
中介軟體
中介軟體
網路
第一章 資料庫系統簡介
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1-6中介軟體(Middleware)
資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
• 中介軟體
• Open Database Connectivity (ODBC)
– 1992年SQL Access Group所開發的一種資料庫存取標準
– 微軟公司開發的『ODBC資料來源管理員』
陳
祥
輝
著
• 『資料來源名稱』 (Data Source Name，DSN)
• 『驅動程式』 (Driver)
• Java Database Connectivity (JDBC)
續
–
–
–
–
型一(Type 1)
型二(Type 2)
型三(Type 3)
型四(Type 4)
下
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第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
Open Database Connectivity
資料來
源名稱
驅動
程式
(DSN) (Driver)
陳
祥
輝
著
共同語言
第一章 資料庫系統簡介
資料來
源名稱
驅動
程式
(一)
(一)
資料來
源名稱
驅動
程式
(二)
(二)
資料來
源名稱
驅動
程式
(三)
(三)
中介軟體
(ODBC)
64 /98
DBMS
(一)
按任意鍵
--- 繼續 ---
DBMS
(二)
按任意鍵
--- 繼續 ---
DBMS
(三)
按任意鍵
--- 繼續 ---
不同DBMS
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1-6中介軟體(Middleware)
資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
• 中介軟體
• Open Database Connectivity (ODBC)
• Java Database Connectivity (JDBC)
陳
祥
輝
著
– 型一(Type 1)
• 主要是將JDBC API(JDBC Application Interface)對應
到另一種的資料存取應用介面(Data Access API) 。
• 例如JDBC API對應到ODBC API，此種型態稱之為
『JDBC-ODBC』
續
– 型二(Type 2)
– 型三(Type 3)
– 型四(Type 4)
下
頁
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
型一(Type 1)：JDBC-ODBC
JDBC
Driver
應用程式
JDBC
ODBC
Client Side
第一章 資料庫系統簡介
Server Side
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1-6中介軟體(Middleware)
資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
• 中介軟體
• Open Database Connectivity (ODBC)
• Java Database Connectivity (JDBC)
陳
祥
輝
著
– 型一(Type 1)
– 型二(Type 2)
• 部份的Java程式和特定資料來源的原生程式碼(Native
Code)所組成
• 由於資料來源(Data Source)原生程式碼(Native Code)
是相依於特定的資料來源函式庫，所以在移植上會有
所受限
續
下
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– 型三(Type 3)
– 型四(Type 4)
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
型二(Type 2)
應用程式
JDBC
Driver
JDBC
Native Code
Client Side
第一章 資料庫系統簡介
Server Side
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1-6中介軟體(Middleware)
資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
• 中介軟體
• Open Database Connectivity (ODBC)
• Java Database Connectivity (JDBC)
陳
祥
輝
著
– 型一(Type 1)
– 型二(Type 2)
– 型三(Type 3)
• 完全Java的客戶端(Client)與具有中介軟體的伺服器
(Server)通訊
• 再經由此具中介軟體的伺服器負責轉譯前端應用程式
所送出的不同請求至後端不同的資料來源(Data Source)
續
– 型四(Type 4)
下
頁
第一章 資料庫系統簡介
69 /98
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
型三(Type 3)
應用程式
Client Side
第一章 資料庫系統簡介
具有中
介軟體
伺服器
Middle Side
70 /98
Server Side
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1-6中介軟體(Middleware)
資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
• 中介軟體
• Open Database Connectivity (ODBC)
• Java Database Connectivity (JDBC)
陳
祥
輝
著
–
–
–
–
續
型一(Type 1)
型二(Type 2)
型三(Type 3)
型四(Type 4)
• 直接與後端的資料來源(Data Source)連線和通訊
• 此驅動程式本身具有網路層實作的能力，以應付所面
對的不同網路介面
下
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第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
型四(Type 4)
應用程式
JDBC
Client Side
第一章 資料庫系統簡介
Server Side
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
本章內容
陳
祥
輝
著
•
•
•
•
•
•
• 1-1簡介
• 1-2資料的價值
• 1-3資料庫管理系統與檔案系統
1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
1-5資料庫系統與應用軟體架構
1-6中介軟體(Middleware)
1-7資料庫系統與三層綱要架構
1-8不同架構之間的比較
1-9資料庫系統的建置與相關人員
第一章 資料庫系統簡介
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資料庫系統
資
料
庫
系
統
理
論
與 資料庫系統
實
(Database
System)
務
陳
祥
輝
著
使用者 / 系統開發人員
應用程式
(Application)
按任意鍵
--- 繼續 ---
資料庫管理系統
按任意鍵
(Database Management
--- 繼續 --- System, DBMS)
儲存『meta-data』
(data about data)
的地方
資料庫
(Database)
第一章 資料庫系統簡介
目錄
(Catalog)
資料
(Data)
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實際儲存『資料』
(data)的地方
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資
三層綱要架構
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
使用者
外部層
外部視界1
(External Level) (External View)
使用者
……
外部視界N
(External View)
多
種
視
界
外部層 / 概念層的對應
(External / Conceptual Mapping)
概念層
(Conceptual Level)
概念綱要
(Conceptual Schema)
共
用
綱
要
概念層 / 內部層的對應
(Conceptual / Internal Mapping)
內部層
(Internal Level)
第一章 資料庫系統簡介
內部綱要
(Internal Schema)
共
用
綱
要
75
/98
磁碟機(Disks)
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
三層綱要架構 – 內部綱要
當實體空間不足時，
可透過外加磁碟機並
替Sales資料庫擴增檔
案，增加資料庫空間
由實體檔案形成，
以使用者觀點的
Sales資料庫
Database
按任意鍵
---(Sales)
繼續 ---
陳
祥
輝
著
擴增檔案
按任意鍵
--- 繼續 ---
Disk1
第一章 資料庫系統簡介
Disk2
76 /98
Disk3
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
三層綱要架構 – 概念綱要
• 描述較高層的資料結構
• 以『資料表』(Table)展現概念，以及資料表
與資料表之間的『關聯性』(Relationship)
• 儲存資料庫內所有資料表和綱要，如下例
• 不用在乎底層的儲存格式或儲存位置
員工(員工編號，姓名，職稱，性別，出生日期，任用日期，地址)
客戶(客戶編號，公司名稱，聯絡人，聯絡人職稱，聯絡人性別)
訂單(訂單編號，客戶編號，訂貨日期，經手人)
訂單明細(訂單編號，產品編號，數量，實際單價)
產品資料(產品編號，產品名稱，供應商編號，類別編號，建議單價)
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
三層綱要架構 – 外部視界
• 面對一般的使用者，可以針對不同使用者所
需要的資料進行橫向條件篩選，或縱向的欄
位選擇
• 可避免使用者看到未授權的資料內容
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
三層綱要架構 – 外部視界範例
陳
祥
輝
著
第一章 資料庫系統簡介
79 /98
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
三層綱要架構的目的
• 功能分工、去除過度相依
• 透過對應(Mapping)關係來當成彼此的通訊
介面(Interface)，以達到層與層之間的轉換
• 例如檔案的搬移或是儲存體的增加，不會影
到到概念層的設計人員
• 概念綱要中新增一個物件的屬性(Attribute)
也不會影響外部視界的結構
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
三層綱要架構的對應(Mapping)
陳
祥
輝
著
• 概念層和外部層
• 內部層
– 歸屬於『作業系統』(Operating System，簡稱OS)
所掌控的
– 歸屬『資料庫管理系統』(Database Management
System，簡稱DBMS)所掌控的部份
• 層與層間都會有一個對應關係(Mapping)，
負責轉換兩層資訊
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
三層綱要架構的對應層
資料庫管理系統
(Database Management System，DBMS)
外部層
(外部綱要)
對應層
陳
祥
輝
著
概念層
(概念綱要)
對應層
按任意鍵
--- 繼續 ---
按任意鍵
--- 繼續 ---
內部層
(內部鋼要)
作業系統
(Operation System，OS)
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
概念層與內部層的對應
• 概念層是比較接近人們能瞭解的層面，例如
一個資料庫或是一個資料表
• 通常是一般資料庫使用者或是資料庫設計者
的觀點
• 概念層與內部層的分層，中間透過資料庫管
理系統與作業系統之間的對應
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
陳
祥
輝
著
外部層與概念層的對應
• 外部層較屬於一般資料庫使用者的觀點，一般資料
庫使用者將會認為所有需要的資料，儘可能出現在
同一張表單之中
• 在外部層將會使用到數個資料表的資料時，會透過
合併(Join)方式，將數個資料表合而為一
• 對於資料庫設計者而言，必須要將適當的資料表做
適當的切割，以維護資料在異動時的完整性
• 設計者必須將一個資料表適當地切割成數個資料表，
所以將會使用到正規化(Normalization)
[註]合併理論與正規化將於後面章節會詳細介紹
第一章 資料庫系統簡介
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資
料
庫
系
統
理
論
與
實
務
本章內容
陳
祥
輝
著
•
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•
•
• 1-1簡介
• 1-2資料的價值
• 1-3資料庫管理系統與檔案系統
1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
1-5資料庫系統與應用軟體架構
1-6中介軟體(Middleware)
1-7資料庫系統與三層綱要架構
1-8不同架構之間的比較
1-9資料庫系統的建置與相關人員
第一章 資料庫系統簡介
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資料庫系統與應用程式功能架構比較
資
料
庫
系
統
理
論資料庫系統
與
(Database
System)
實
務
陳
祥
輝
著
使用者 / 系統開發人員
展現邏輯
應用程式
(Application)
商業邏輯
中介軟體
資料存取
邏輯
資料庫管理系統
(Database Management System, DBMS)
資料庫
(Database)
資料儲存
目錄
(Catalog)
第一章 資料庫系統簡介
資料
(Data)
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檔案系統
©2007版權所有，翻印必究
資料庫系統與三層綱要架構比較
資
料
庫
系
統
理資料庫系統
論
與
(Database
System)
實
務
使用者 / 系統開發人員
應用程式
(Application)
陳
祥
輝
著
資料庫管理系統
(Database Management System, DBMS)
資料庫
(Database)
概念層
目錄
(Catalog)
第一章 資料庫系統簡介
外部層
資料
(Data)
檔案系統
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內部層
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本章內容
陳
祥
輝
著
•
•
•
•
•
•
• 1-1簡介
• 1-2資料的價值
• 1-3資料庫管理系統與檔案系統
1-4檔案系統、資料庫與資料庫管理系統組成
1-5資料庫系統與應用軟體架構
1-6中介軟體(Middleware)
1-7資料庫系統與三層綱要架構
1-8不同架構之間的比較
1-9資料庫系統的建置與相關人員
第一章 資料庫系統簡介
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陳
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著
一個系統的開發(5W+1H的思維)
• 思考為什麼(Why)要建置此系統？並進行可
行的評估，包括企業需要性(Business Need)、
?
?
?
技術性、成本效益以及組織的適合性來進行
?
?
不同的分析與評估
Why?
How?
• 分析我們要什麼
(What)、何時(When)要使
用、誰(Who)要使用以及在什麼地方(Where)
What?
使用
Where?
When?
• 如何(How)來做
Who?
第一章 資料庫系統簡介
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陳
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系統開發的基本階段
• 規劃階段
– ”為什麼”(Why?)，也就是要先瞭解我們為什麼要建置？
– 商業價值(Business Value)
• 有形價值(Tangible Value) ，可透過測量的價值，例如業績
量的提升
• 無形價值(Intangible Value) ，無法透過測量的價值，例如企
業形象的提升
– 開發的可行性分析
• 資訊技術
• 成本效益分析以
• 組織內部人員的接受程度和教育訓練的可行性進行評估
• 分析階段
• 設計階段
• 實作階段
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系統開發的生命週期
• 規劃階段
• 分析階段
–
–
–
–
要建置”什麼”(What?)系統
”何時”(When?)要使用
”誰”(Who?)要使用
會用在”什麼地方”(Where?)
• 設計階段
• 實作階段
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陳
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系統開發的生命週期
• 規劃階段
• 分析階段
• 設計階段
– 如何(How?)建置
– 使用的相關軟、硬體的規格
– 例如要選擇那一種資料庫管理系統，程式開發
的程式語言的選擇以及網路的基礎建設…等等
• 實作階段
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系統開發的生命週期
•
•
•
•
規劃階段
分析階段
設計階段
實作階段
– 建置此資料庫系統中的應用軟體
– 建置、測試、安裝、上線使用
– 上線後的系統維護
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與資料庫系統相關人員
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• 資料庫管理師
– 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。
陳
祥
輝
著
續
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•
•
•
資料庫設計師
系統分析師
程式設計師
終端使用者
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與資料庫系統相關人員
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論
與
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• 資料庫管理師
• 資料庫設計師
– Database Designers
– 必須瞭解使用者的需求，有那些資料是要儲存
於資料庫之中
– 找出其間的關係，並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。
陳
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著
續
• 系統分析師
• 程式設計師
• 終端使用者
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與資料庫系統相關人員
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實
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• 資料庫管理師
• 資料庫設計師
• 系統分析師
– System Analyst，簡稱SA
– 主要在於專案開發的過程中的分析階段
– 應該具備資訊技術，並透過訪談、問卷調查及觀察來進行
瞭解企業的需求分析
– 終端使用者的選擇，必須是由最基層的資料操作人員至高
階的決策主管都必須進行訪談
– 依需求建立程式規格書，交由程式設計師(Programmers)
來將其程式設計出來。
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著
續
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• 程式設計師
• 終端使用者
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著
資料庫管理師
資料庫設計師
系統分析師
程式設計師
– Programmers
– 依程式規格，將其程式實作出來，並進行程式
不同的測試，並將文件化的工作。
• 終端使用者
續
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與資料庫系統相關人員
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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
– End Users
– 可依對資訊技瞭解程度來區分
• 非資訊人員，透過固定應用程式來進行資料的存取動作，並
且對於這些資料的存取會受該應用程式的限制，並且也是一
層不變的固定操作交易(Canned Transaction)
• 熟悉資料庫系統的人員，可以自己透過資料庫管理系統來對
資料的存取，並且可依據不同需求來對資料進行存取和分析
第一章 資料庫系統簡介
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