Transcript Ch01 資料庫系統理論

Ch01 資料庫系統理論
資料庫管理
大綱
• 資料庫
• 資料庫模型
• 資料庫管理系統
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資料庫的定義-定義
• 資料庫正式的定義有很多種，比較通用的定義，
如下所示：
定義：資料庫（Database）是一個儲存資料的電子
文件檔案櫃（An Electronic Filing Cabinet）。
• 以現代的企業或組織來說，資料庫是讓企業或組
織能夠正常運作的重要元件，想想看！如果銀行
沒有帳戶和交易記錄的資料庫，客戶存款和提款
需要如何運作。每家航空公司都需要依賴訂票系
統的資料庫，才能讓各旅行社訂機票，旅客才知
道班機是否已經客滿。
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資料庫的定義-長存資料
• 在企業或組織資料庫儲存的大量資料並非短暫儲
存的暫時資料，而是長時間存在的資料，稱為
「長存資料」（Persistent Data），長存資料是
維持企業或組織正常運作的重要資料，如下：
– 在組織中的資料需要一些操作或運算來維護資料。例
如：當公司員工有人離職或是新進，員工資料需要新
增和刪除操作來進行維護。
– 資料之間是有關係的。例如：員工資料和出勤資料擁
有關係，一位員工擁有一份多筆的出勤資料。
– 資料不包含輸出資料、暫存資料或任何延伸資訊。例
如：員工平均出勤資料、年齡和居住地分佈資料等並
不屬於長存資料，因為這些資料都可以透過資料運算
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而得，亦稱為導出資料（Derived Data）。
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資料庫的定義-範例
• 資料庫（Database）這個名詞是一個概念，這是
一種資料儲存單位，一些經過組織的資料集合。
事實上，有很多現成擁有或一些常常使用的資料
集合，都可以稱為資料庫，如下所示：
– 在Word文件中編輯的通訊錄資料。
– 使用Excel管理的學生成績資料。
– 在應用程式提供相關功能來維護和分析儲存在大型檔
案的資料。
– 銀行的帳戶資料和交易資料。
– 醫院的病人資料。
– 大學的學生、課程、選課和教授資料。
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– 電信公司的帳單資料。
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資料庫-範例(以ACCESS為例)
• Access資料庫的資料是儲存在「資料表」
（Tables）物件，每一個資料表使用「欄位」
（Fields）分類成很多群組，每一個群組是一筆
「記錄」（Records），例如：通訊錄資料原來
是使用表格儲存，如下表所示：
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資料庫的說明
• 一般來說，我們所泛稱的資料庫正確的說
是「資料庫系統」（Database System）的
一部分，資料庫系統是由「資料庫」
（Database）和「資料庫管理系統」
（Database Mangement System，簡稱
DBMS）所組成。
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資料庫的基礎-圖例
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邏輯關聯資料
• 在資料庫儲存的是一種擁有關係的資料，這些資
料使用關聯性（Relationships）建立與其它資料
的邏輯關聯，所以稱為「邏輯關聯資料」
（Logically Related Data）。
• 關聯性是一個術語，如果使用口語方式來說，可
以將它視為一種資料間的連結，在資料庫儲存的
是一種「完全連結」（Fully Connected）的資料，
完全連結是指資料庫儲存的資料間擁有連結方式，
這個連結允許從一個資料存取其它的資料。例如：
前述的員工資料和出勤資料擁有關係，一位員工
擁有一份多筆的出勤資料，換一個角度來說，就
是在資料之間擁有連結方式，以便可以將員工資
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料連接到出勤資料。
使用Access資料庫管理系統儲存資料
• Access可以將上述表格轉換成【通訊錄資料.mdb】
檔案，這是一個資料庫，內含上述表格的通訊資
料，【通訊錄】是表格名稱，順理成章成為資料
表物件的名稱，表格的每一列是一筆記錄的群組，
這個群組分成欄位：姓名、地址、電話、生日和
電子郵件地址。
• 換一個角度來看，我們使用資料庫儲存資料的目
的是為了能夠快速排序和查詢，或是輸出報表，
所以資料庫管理系統提供有各種排序和查詢功能，
只需透過資料庫管理系統就能夠輕鬆取出資料庫
所需的資料且產生所需的報表，這也是我們建立
資料庫的目的。
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資料庫模型
• 「資料庫模型」（Database Model）是使
用一組整合觀念來描述資料與資料間的關
係和資料的限制條件（檢查是否是儲存正
確資料的條件），也就是用來描述資料庫
中資料的關聯性。
• Access是一套關聯式資料庫系統，這是指
它是一套使用關聯式資料庫模型
（Relational Database Model）的資料庫
管理系統。
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大型檔案資料庫模型-說明
• 「大型檔案資料庫模型」（Flat-File
Database Model）是直接使用檔案（通常
是文字檔案）儲存資料庫的資料。
• 早期在沒有資料庫管理系統的年代，大部
分公司都是直接使用COBOL程式語言設計
系統，以文字檔案儲存資料，每一個檔案
是一個資料表，檔案中的每一列是一筆記
錄，使用固定欄寬或特殊的分隔字元儲存
欄位資料。
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大型檔案資料庫模型-範例1
• 資料庫的每一個文字檔案就是一個資料表，在檔
案中的每一列是一筆記錄，使用固定欄寬或特殊
分隔字元來儲存欄位資料，例如：【學生】資料
表，如下圖所示：
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大型檔案資料庫模型-範例2
• 如果資料庫很龐大，需
要使用多個資料表來儲
存資料時，每一個資料
表就是一個檔案，例如：
新增【選課】資料表，
如右圖所示：
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關聯式資料庫模型-說明
• 「關聯式資料庫模型」（Relational
Database Model）是1970年由IBM研究員E.
F. Codd博士開發的資料庫模型，其理論基
礎是數學的集合論（Set Theory），不同於
階層和網路式模式使用低階指標連結資料，
關聯式資料庫模型是使用「資料值」
（Data Value）建立關聯，支援一對一、一
對多和多對多關聯性。
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關聯式資料庫模型-資料結構
• 關聯式資料庫模型可以視為一個儲存記錄的二維
表格，其資料結構是「關聯表」（Relations），
如下圖所示：
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關聯式資料庫模型-關聯性
• 關聯式資料庫模型建立的關聯是以資料值（Data
Values），而不是使用連接結構（Links
Structures），如下圖所示：
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關聯式資料庫模型-優缺點
• 關聯式資料庫模型的優缺點，如下表所示：
優點
缺點
資料庫設計可以專注於邏輯觀點，而不 執行關聯式資料庫的硬體和作業系統都
用考量實際的資料庫結構
需要高昂花費，甚至可能是超過預算的
費用
很容易設計和管理資料庫，並不需要太 關聯式資料庫的資料是使用資料值來建
多程式設計工作
立連接，而不是低階指標，所以存取效
率比其他模型的資料庫系統來的差
提供標準 SQL 語言，可以定義、查詢和 不支援複雜結構的資料，一個關聯表只
執行資料操作
能實作一個實體，並不能表示多個子實
體的集合。例如：電腦是由主機、鍵盤
和螢幕所組成
在不同關聯式資料庫間，可以輕易轉換 關聯式資料庫的容易使用反而可能成為
儲存的資料
重大缺點，因為人為錯誤，反而可能造
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成儲存資料的不正確
資料庫系統的種類
•
•
•
•
使用者數來區分
範圍來區分
位置來區分
資料庫模型來區分
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使用者數來區分
• 資料庫系統以使用者人數來區分可以分為
單人使用和多人使用的資料庫系統，如下
所示：
– 單人使用（Single-user）：單人使用的資料庫
系統，資料庫系統只有專屬的使用者，從早期
大型主機的資料庫系統和一些小型資料庫系統
都屬於此類。
– 多人使用（Multi-user）：資料庫系統允許多
位使用者同時使用，目前大部分資料庫系統都
屬於多人使用的資料庫系統。
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範圍來區分
• 桌上型（Desktop）：桌上型資料庫系統是指在
個人電腦上執行的資料庫系統，通常屬於個人使
用，適用在個人或中小企業的資料庫應用。
• 工作群組（Workgroup）：在公司部門或組織中
以工作群組方式區分的資料庫系統。例如：業務、
會計和倉庫管理等各工作群組使用的資料庫系統，
巿面上眾多現成的進銷存、會計和客戶管理等資
料庫系統都屬此類。
• 企業級（Enterprise）：跨部門或分公司的大型
資料庫系統，屬於大型企業使用的資料庫系統，
因為分公司可能分佈在世界各地，大多是使用分
散式資料庫系統（Distributed Database
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System）。
位置來區分
• 集中式資料處理（Centralized Data
Processing）：指使用單一大型主機
（Mainframe），將資料處理、儲存都集中在這
台電腦，使用「終端機」（Terminals）連接主機
執行資料處理，換句話說，資料庫系統就是安裝
在這台主機上。
• 分散式資料處理（Distributed Data
Processing）：電腦是分散在公司和組織的不同
位置，使用網路連接電腦，此時的資料庫系統可
以安裝在任何一台電腦執行所需的資料處理。
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資料庫模型來區分
• 資料庫系統如果使用資料庫模型來區分，
資料庫系統可以依使用的資料庫模型分類
成數種，例如：
– 網路式資料庫系統。
– 階層式資料庫系統。
– 關聯式資料庫系統。
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資料庫管理系統-ANSI/SPARC三層
資料庫系統架構
• 目前大部分巿面上的資料庫系統都是使用
ANSI/SPARC三層資料庫系統架構，這是
由「ANSI」（American National
Standards Institute）和「SPARC」
（Standards Planning And Requirements
Committee）制定的資料庫系統架構。
• 雖然ANSI/SPARC三層資料庫系統架構從
未正式成為官方的標準規格，不過它是目
前被廣泛接受的資料庫系統架構。
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ANSI/SPARC三層資料庫系統架構圖例
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ANSI/SPARC三層資料庫系統架構概念層(說明)
概念層（Conceptual Level）
• 在概念層看到的是整個資料庫儲存的資料，
這是資料庫管理師觀點所看到的完整資料
庫。因為是概念上的資料庫，所以並不用
考量資料實際的儲存結構，因為這部分屬
於內部層（Internal Level）的問題。
• 以Access資料庫來說，在概念層看見的是
【資料表】物件的清單和【資料工作表】
以二維表格方式顯示的記錄資料。
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ANSI/SPARC三層資料庫系統架構概念層(範例)
• 例如：Access資料庫的【學生】資料表，
如下圖所示：
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ANSI/SPARC三層資料庫系統架構外部層(說明)
外部層（External Level）
• 在外部層看到的是使用者觀點（User Views）的
資料，代表不同使用者在資料庫系統所看見的資
料，通常只有部分資料庫的資料。對於資料庫系
統的使用者來說，其面對的是外部層，包含多種
不同觀點的資料。例如：一所大學或技術學院，
可以提供多種不同使用者觀點，如下所示：
使用者觀點１：學生註冊資料
使用者觀點２：學生選課資料
使用者觀點３：學生成績單資料
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ANSI/SPARC三層資料庫系統架構外部層(範例)
• 例如：Access的【查詢1980年前出生的學
生資料】查詢物件就只顯示學生資料表的
部分資料，如下圖所示：
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ANSI/SPARC三層資料庫系統架構外部層
內部層（Internal Level）
• 內部層是以實際儲存觀點所呈現的資料，
這是實際儲存在磁碟等儲存裝置的資料，
內部層在三層架構中扮演資料庫管理系統
與作業系統的介面。
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資料庫綱要
• ANSI/SPARC三層資料系統架構是探討資
料庫管理系統的角度，針對不同使用觀點
來說明其管理的資料。
• 現在轉換主題到資料庫本身，在資料庫管
理系統看到的資料是儲存在資料庫的資料，
除了資料本身外，還包含描述資料的定義，
稱為「綱要」（Schema）。
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資料庫綱要的基礎-說明
• 「資料庫綱要」（Database Schema）是
指整個資料庫的描述，即描述整個資料庫
儲存資料的定義資料，如下所示：
– 綱要（Schema）：資料描述的定義資料，對
比程式語言的變數就是資料型態（Data
Type）。例如：VB語言宣告成整數的age年齡
變數，如下圖所示：
Dim age As Integer
– 資料（Data）：資料本身，也就是程式語言的
變數值。例如：年齡為25，如下所示：
age
=
25
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資料庫綱要的基礎-圖例
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三層資料庫綱要-圖例
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三層資料庫綱要-概念綱要
概念綱要（Conceptual Schema）
• 概念綱要是描述概念層的完整資料庫，所以資料
庫只擁有一個概念綱要來定義資料表的欄位和資
料類型。以Access來說，這就是【資料表】物件
設計檢視的欄位定義，如下圖所示：
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三層資料庫綱要-外部綱要
外部綱要（External Schema）
• 外部綱要源於概念綱要，主要是描述外部
層顯示的資料，每一個外部層綱要只描述
資料庫的部分資料，隱藏其它部分的資料。
換句話說，每一個外部層使用者觀點的資
料都需要一個外部綱要，在一個資料庫允
許擁有多個外部綱要。
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三層資料庫綱要-內部綱要
內部綱要（Internal Schema）
• 內部綱要是描述內部層實際儲存觀點的資料，定
義資料的儲存結構和哪些資料需要建立索引，如
同概念綱要，資料庫只擁有一個內部綱要。例如：
使用C語言宣告學生Student的結構，如下所示：
struct Student {
char no[5];
char name[15];
char address[40];
int telephone;
struct Date birthday;
struct Student *next;
};
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資料庫管理系統-說明
• 資料庫管理系統從字面來說是一套管理資料庫的
軟體工具，它是由一組程式模組負責組織、管理、
儲存和讀取資料庫的資料，使用者對於資料庫的
任何操作，都一定需要透過資料庫管理系統來處
理。
• 目前巿面上大部分的資料庫管理系統都屬於「關
聯式資料庫管理系統」（Relational Database
Management System，簡稱RDBMS），這是用
來管理關聯式資料庫模型（Relational Database
Model）的關聯式資料庫（Relational
Database）。
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資料庫管理系統-圖例
• 資料庫管理系統在眾多的電腦軟體系統架
構中，是位在作業系統和應用程式開發工
具之間，如下圖所示：
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資料庫管理系統的系統架構-說明
• 在討論三層資料庫系統架構是資料庫管理
系統的抽象觀點（Abstract View），以資
料庫儲存資料的角度來說明整個資料庫管
理系統。
• 換一種方式，從軟體角度出發，資料庫管
理系統是由多種不同的程式模組所組成，
雖然各家廠商的資料庫管理系統擁有不同
的系統架構，不過，基本資料庫管理系統
的系統架構都擁有四大模組。
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資料庫管理系統的系統架構-圖例
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資料庫管理系統的系統架構-儲存管理
• 儲存管理（Storage Manager）對於簡單的
資料庫管理系統來說，就是作業系統的檔
案管理，不過為了效率考量，資料庫管理
系統通常都會自行配置磁碟空間，將資料
存入儲存裝置的資料庫。例如：硬式磁碟
機，或從資料庫讀取資料。
• 儲存管理可以再分為：檔案管理（File
Manager）實際配置磁碟空間後將資料存入
磁碟，和緩衝區管理（Buffer Manager）負
責電腦記憶體的管理。
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資料庫管理系統的系統架構-查詢處
理模組
• 目前的資料庫管理系統大多提供第4代語言
（4GL），可以讓使用者定義、查詢或存取資料，
資料庫管理系統語言（DBMS Languages）主要
分成兩大類，如下所示：
– 資料定義語言DDL（Data Definition Language）：
DDL是用來建立資料庫綱要（Database Schema），
我們使用它來定義概念綱要、內部綱要和外部綱要。
– 資料操作語言DML（Data Manipulation Language）：
這個語言的指令敘述可以讓使用者存取和操作資料庫
的資料，它是使用者與資料庫管理系統間溝通的語言，
可以查詢、新增、刪除和更新資料庫的資料。
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資料庫管理系統的系統架構-交易管
理
• 資料庫系統通常都會支援商業用途，而商業系統
架構的基礎是商業交易，這些商業交易的操作需
要一併執行，視為一個無法分割的單位，整個過
程對於資料庫來說是一個「交易」
（Transaction）。
• 交易管理（Transaction Manager）主要分為：同
名的交易管理子系統，負責處理資料庫的交易，
保障資料庫商業交易的操作需要一併執行；「鎖
定管理」（Lock Manager）也稱為「並行控制管
理」（Concurrency-Control Manager）子系統來
負責資源鎖定。
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資料庫管理系統的系統架構-回復管
理
• 資料庫在運作中可能碰到系統當機、斷電
或磁碟損壞等突發狀況，所以，資料庫管
理系統需要提供備份和回復管理（Backup
and Recover Management），以保障資料
的完整或一致性。
• 回復管理（Recovery Manager）主要分為：
「記錄管理」（Log Manager）子系統，負
責記錄資料庫的所有操作，包含交易記錄，
以便同名的回復管理子系統能夠執行回復
處理來回復資料庫系統。
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常見的資料庫管理系統-說明
• 目前巿場主流的資料庫管理系統是關聯式資料庫
管理系統，有相當多廠商開發相關的資料庫產品，
有些軟體公司的主力產品就是資料庫，例如：甲
骨文公司的Oracle。
• 隨著「開放原始碼」（Open Source）的大力推
展，一些免費的資料庫管理系統產品也可以從網
路上免費取得，換句話說，如果公司或組織的軟
體採購經費不足，也可以選擇免費的資料庫管理
系統來建構公司的資料庫系統。
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常見的資料庫管理系統-商用的資料
庫管理系統1
• SQL Server：微軟SQL Server是微軟公司針對
企業級巿場的主力資料庫產品，使用SQL結構化
查詢語言，稱為Transact-SQL。第一個版本約在
1989年推出，這是OS/2作業系統的版本，SQL
Server是源於UNIX和VMS作業系統的Sybase
SQL Server 4.0，Sybase和微軟最後分道揚鑣分
別獨立開發其產品，其網址：
http://www.microsoft.com。
• Access：繼Xbase資料庫系統DBASE和FoxPro
等之後，微軟開發針對個人電腦使用的資料庫管
理系統，屬於微軟Office家族的一員，提供圖形使
用介面，在不需要設計程式的情況下，就可以建
立應用程式，通常是用來建立搭配其他資料庫管
理系統的「前台」（Frontends）應用程式。
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常見的資料庫管理系統-商用的資料
庫管理系統2
• DB2：IBM公司主力的資料庫產品，也是使用
SQL語言，DB2不只是一套關聯式資料庫系統，
從技術上來說，它還是一套物件關聯式資料庫系
統，其網址：http://www.ibm.com。
• Oracle：甲骨文公司（Oracle Corporation）開發
與公司同名的著名資料庫產品Oracle，這是一套
巿佔率很高的資料庫產品，使用名為PL/SQL資料
庫語言，Oracle是一套強力支持Java語言的資料
庫產品，如同IBM DB2，它不只是一套關聯式資
料庫系統，還是一套物件關聯式資料庫系統，其
網址：http://www.oracle.com.。
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常見的資料庫管理系統-商用的資料
庫管理系統3
• INGRES：源於加州大學柏克萊分校的關聯式資
料庫研究計劃，在1982年成立Ingres公司開發商
用資料庫產品，後來被組合國際（Computer
Associates）購併，稱為Ingres Enterprise
Relational Database，這是一套高效能和高擴充
性的關聯式資料庫管理系統，事實上，目前巿面
上各家的資料庫管理系統，有很多都是源於
Ingres研究計劃，其網址：http://www.ca.com。
• Sybase：賽具斯公司開發的資料庫管理系統，原
名Sybase SQL Server，後來更名為Sybase
Adaptive Server，以避免與微軟Microsoft SQL
Server混淆，Sybase是最早使用Ingres系統開發
資料庫管理系統，早於Informix，其網址：
http://www.sybase.com/home。
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常見的資料庫管理系統-商用的資料
庫管理系統4
• Informix：Informix公司擁有20年關聯式資料庫管
理系統開發經驗，Informix公司是最早使用Ingres
系統開發資料庫系統的廠商之一，在2001 年被
IBM公司購併，IBM將其資料庫技術使用在DB2，
稱為DB2 Arrowhead，其相關開發工具的軟體公
司改名為Ascential軟體公司。
• InterBase：Borland公司的關聯式資料庫管理系
統，InterBase不同於其他公司的資料庫管理系統，
這是一套很小的產品，幾乎不需任何管理，一樣
提供多層架構，其網址：http://www.borland.com。
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常見的資料庫管理系統-免費的資料
庫管理系統1
• MySQL：MySQL AB公司開發和維護的關聯式資
料庫管理系統，MySQL是一套快速、多執行緒、
多使用者和使用SQL語言的關聯式資料庫管理系
統，這是一套GNU免費軟體，如果需要技術支援，
可以購買商業版本的MySQL，其網址：
http://www.mysql.com/。
• PostgreSQL：PostgreSQL是一套BSD License
授權的免費物件關聯式資料庫管理系統，這是由
PostgreSQL Global Development Group開發和
維護的資料庫管理系統，類似商用資料庫管理系
統Oracle和IBM DB2，其網址：
http://www.postgresql.org/。
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常見的資料庫管理系統-免費的資料
庫管理系統2
• Firebird：Firebird原來是由Inprise公司
（即現在的Borland公司）開發的資料庫管
理系統，現由Firebird Foundation
Incorporated負責後續開發與維護的免費關
聯式資料庫管理系統。Firebird新增的程式
模組是使用Initial Developer's Public
License（IDPL）授權，原始模組是
InterBase Public License授權，支援ANSISQL資料庫語言，其網址：
http://www.firebirdsql.org/。
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資料庫管理師-說明
• 「資料庫管理師」（Database
Administrator，DBA）負責和執行一個成功
資料庫環境的相關管理和維護工作。事實
上，資料庫管理師負責很多工作，它可以
是一個人，也可能是一個小組來擔任。簡
單的說，資料庫管理師的主要目的是維護
資料庫系統的正常運作，並且提供使用者
存取所需的資料。
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資料庫管理師-背景
• 通常資料庫管理師需要擁有公司管理和資料庫等
電腦技術的專業知識，最好是主修資訊或資管科
系的人員，其需要的相關電腦知識，如下所示：
– 熟悉作業系統操作。
– 熟悉一種或數種資料庫管理系統的使用。
– 精通資料庫系統提供的查詢語言，即SQL結構化查詢
語言。
– 資料庫設計，至少需要清楚公司資料庫系統的資料庫
綱要。
– 對電腦硬體與網路架構有一定的了解。例如：主從架
構和Internet網際網路。
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資料庫管理師扮演的角色-說明
• 資料庫管理師負責資料庫系統的維護和管理，在
角色上是扮演中間協調與溝通的角色，需要和軟
體與硬體廠商溝通軟體升級或硬體擴充，提供管
理者決策支援和使用者所需的資料，和開發者研
究系統功能擴充，解決系統問題，資料庫管理師
都扮演重要的中間溝通與協調角色。
• 資料庫管理師處理的主要對象是資料，資料庫管
理師需要執行整個公司的資料管理和處理，讓資
料庫以最佳效能、能夠24小時正常的運作。
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資料庫管理師扮演的角色-圖例
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資料庫管理師負責的工作-維護資料
庫綱要
維護資料庫綱要
• 資料庫管理師需要參與資料庫設計，提供
資料庫設計師關於概念層綱要的修改建議，
即協助建立Access資料表物件的定義資料。
• 資料庫管理師需要負責從資料庫使用的資
料庫模型。例如：關聯式資料庫模型，和
系統規格建立資料庫，描述資料庫在儲存
裝置的實際資料結構。
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資料庫管理師負責的工作-資料管理
資料管理
• 資料庫管理師最主要的工作是資料管理，
提供公司或組織一個集中管理的資料庫，
並且依據各部門的需求，提供不同使用者
觀點的資料，即建立不同的Access查詢物
件。
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資料庫管理師負責的工作-維護和監
控資料庫管理系統1
• 維護和監控資料庫管理系統
• 安裝和升級資料庫管理系統：資料庫管理師負責
公司資料庫管理系統和更新套件的安裝，當新版
推出時，還負責資料庫管理系統的升級安裝。
• 監控和調整資料庫的效能：資料庫管理師負責監
控資料庫系統的實際使用狀態，統計和分析資料
庫的資料使用狀態，依據監控所得的資訊，調整
資料庫效能和最佳化資料庫的使用。
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資料庫管理師負責的工作-維護和監
控資料庫管理系統2
• 使用者的稽核追蹤：資料庫管理師扮演資料庫系統的線上
警察，負責追蹤各使用者的資料存取狀況，是否有非法入
侵的使用者，可以防止違規使用者存取重要資料。
• 容量計劃和選擇儲存裝置：資料庫儲存的資料會隨時間而
成長，但是資料庫系統的儲存容量並不會自動的同步成長，
資料庫管理師需要預估未來可能的資料成長量，選擇適當
的儲存裝置和更改資料結構，以滿足資料成長的需求。
• 備份與回復：資料庫是公司重要的資產，資料庫管理師需
要儘其所能維護資料庫不受到損害，資料庫管理師負責定
期備份資料庫，當系統發生問題時，使用最適當的回復程
序，以最快速的方式恢復資料庫的正常運作。
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資料庫系統的優點-1
• 整合資料管理：相關資料檔案是集中由資
料庫管理系統進行管理。
• 資料共享：資料庫的資料可以由多人共享，
允許多人同時存取資料庫，另外透過網路
或Internet，就算位在世界各地都可以存取
資料庫的資料。
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資料庫系統的優點-2
• 減少資料重複（Data Redundancy）：因為資料庫系統
是集中管理資料庫的資料，所以可以大幅降低資料重複的
可能性。
• 維持資料的一致性（Data Consistency）：因為資料庫
系統可以減少資料重複，再加上資料庫管理系統可以檢查
完整性限制條件（Integrity Constraints），不只可以保證
輸入資料的正確，還可以維持資料的一致性。
• 資料獨立（Data Independence）：在檔案處理系統存取
資料需要了解詳細的資料結構，資料庫管理系統提供資料
獨立，換句話說，如果資料結構或存取方式改變，並不會
影響應用程式的執行，例如：學號從5碼改為6碼，並不需
要更改應用程式的程式碼。
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資料庫系統的優點-3
• 提供單一介面和語言存取資料：資料庫系統提供
4GL的資料庫語言存取資料庫。例如：SQL語言，
或是透過應用程式的操作介面存取資料，可以隱
藏資料庫管理系統的實際資料存取方式。
• 更多的資料保密、安全管理和控制能力：資料庫
系統提供資料保密、使用者存取權限和資料存取
的控制，可以強迫達成標準化的資料管理。例如：
標準的文件格式或不同層級的資料存取。
• 提供多種觀點的資料：因為資料庫系統是由多人
共享，每位使用者可以分別取得所需的資料，而
且以不同的觀點來符合其需求。例如：同樣是教
授，它可以是學生的老師，也可以是學校的員工。
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資料庫系統的優點-4
• 支援交易管理（Transaction Management）：
資料庫系統提供交易管理和並行處理，可以處理
商業交易，保障交易進行的正確無誤。
• 具高可靠性（Reliability）：資料庫系統十分可
靠，提供備份與回復功能來進一步保障資料的安
全，在出現狀況時，可以回復資料庫系統的資料。
• 降低軟體開發的費用：直接選擇現成的資料庫管
理系統，然後在管理系統下開發所需的資料庫系
統，而不用重頭開發整個資料庫系統。
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資料庫系統的缺點-1
• 龐大的額外費用：建構資料庫系統需要升
級電腦硬體和軟體環境，一套企業永續經
營的資料庫系統，包含網路建置，硬體和
軟體升級，將會是一筆相當龐大的額外預
算，有可能未蒙其利，先受其害，造成公
司財務的負擔。
• 資料轉換的成本：各部門的資料都需要轉
換成資料庫結構，以便存入資料庫，這不
只是資訊部門的一項大工程，而且需要全
公司各部門人員的充分支援。
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資料庫系統的缺點-2
• 安全管理的漏洞：雖然資料庫擁有安全管理能力，
但是人為錯誤或非專業人員的控管，資料共享的
優點，反而容易造成人為的安全問題。例如：沒
有取消離職員工的帳號，增加公司重要資料被竊
取的機會。
• 大幅更改作業流程：資料庫系統可能大幅更改現
有公司的作業流程，使用者不只需要熟悉全新的
應用程式操作，還需要適應新的資料處理流程，
如此可能產生額外的人力支援和不合作的使用者，
加重資訊部門的負擔和責任。
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資料庫系統的缺點-3
• 系統風險增加：資料庫系統使用集中方式管理資
料，一旦系統停擺，將會讓公司蒙受重大損失。
資料庫系統可能因為電腦病毒、天災、硬體故障
或人為操作錯誤等情況造成系統癱瘓，所以資料
庫系統在建置時，就需考量備援系統或額外的保
護設備。例如：使用不斷電系統（Un-interrupt
Power Systems）可防止不預警的停電。如果是
一套全年無休持續運作的NonStop資料庫系統，
還需要準備異地備援系統，以免公司主機遭遇地
震或火災受損時，仍然可以使用位在其它地方的
資料庫系統，維持公司的正常運作。
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資料庫系統的缺點-4
• 人為風險增加：事實上，人為錯誤和破壞
才是資料庫系統的最大敵人，如果資料庫
系統設計錯誤，一旦人為的資料輸入錯誤，
小則只是系統受損，大則錯誤的資料，可
能造成決策錯誤和管理作業上的混亂。更
進一步，如果資訊部門有不肖人員（或駭
客），蓄意進行破壞，集中管理的資料庫
系統，反而成為最佳的攻擊目標，所以資
料庫系統除了系統管理外，相關人員的忠
誠管理也是一項重要的工作。
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