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資料庫系統 面授教師：陳溪泉 Email: 921305@.tw /hsichuan/download Tel:045400 04Mobile: 0916114426 Addr: 台中市永春東一路782-5號 資料庫系統(Database System) 資料 電腦和資訊系統進行各種處理的基本原料 資料庫系統的組成 資料庫 大量資料的集合 有組織與涵義的資料 資料合成資訊 資訊的呈現 資料庫管理系統(DBMS) 管理資料庫的軟體系統 Oracle 、 Sybase、Visual FoxPro 應用系統 在DBMS下發展出資料維護、查詢與使用的介面 為特定的應用，如會計系統 資料的層級 位元(bit)和位元組(Byte) 字元(character)和字串 (String) 資料欄位和資料紀錄(record) 資料紀錄可看成資訊的基本單位 檔案 資料庫 建立在檔案系統上 強調資料的共享、一致性、使用的多元化和資料的安全 資料倉儲 建立在資料庫的基礎上，以追求事實為導向，彙集相關資料 資料超市 主要功能是將資料倉儲內的資料再分門別、支援更專門的用途 資料庫系統的歷史 關聯式資料庫 物件導向資料庫 分散式資料庫 通訊網路的普及 中介軟體(Middleware) 資料採擷(Data-mining) 非傳統式資料庫 多媒體資料庫 推演式資料庫 主動式資料庫 資料庫系統定義與特徵 與檔案系統的比較 表1-1:作業系統、介面、資料組織、資料單位,… 圖1-6:資料庫系統、作業系統、檔案系統相對關係 檔案系統無法提供 細微的資料控管 資料的多人共用機制 特徵 提昇資訊共享的效率 降低資料的重複性 支援多元化的應用 提昇資料的安全性 資料庫系統組成與架構 資料庫以檔案型式存在 資料庫管理系統:大量資料的存取查詢 應用程式：涵義與外觀 性能性架構 表1-2 理論模型化： 儲存、資料庫、程式、應用系統資料模型 模型化是指以系統化來描述事物 功能性層次： 儲存、表示、執行、應用系統層 執行層是資料庫系統的核心 功能性組成 圖1-9 資料庫核心:資料庫管理系統的主要功能所在，資料庫引擎 市場上產品與資料庫系統發展 關聯式資料庫 大型 Oracle、Sybase、Informix 小型 MS Access、Visual FoxPro、dBase 資料庫未來的發展 資料模型的進化 關聯式 物件導向 與相關科技的整合 網路 – 分散式資料庫系統 多媒體資料 –多媒體資料庫 硬體技術 – 超大型資料庫 與其他資訊系統的整合與互通 多元 異質整合 資料庫的儲儲存空間 儲存媒體分類 主要儲存媒體 主記憶體和快取記憶體 CPU直接使用 次要儲存媒體 磁碟、磁帶、光碟 穩定性優 資料庫的主要儲存場所 Online device: 磁碟 Offline device :磁帶 Primary file organization 堆積檔(Heap)、排序檔、雜湊檔、B_tree 資料庫檔案組織與抽象化層次 DBMS管理資料庫內的處理程序與記憶體 建立在作業系統的既有基礎上 圖2-2：功能性架構 磁碟空間的管理 以頁為資料存取單位 負責資料的讀和寫，DBMS自行處理 緩衝區的管理 要用的程式或放到主記憶體 不用的資料存回磁碟中 Dirty bit：是否被更新過 Pin :多少程序使用該頁框(frame) 檔案存取管理 檔案的開啟與關閉 資料庫處理 檔案組織 記錄識別(Record Identifier)，記錄任意擺放 索引:取自資料本身內容 資料庫處理-索引種類 索引有sparse index 和 dense index兩類 堆積檔(Heap File) 資料頁大小一致 以資料識別來做資料的處理 聯結串列式堆積檔 目錄式堆積檔 資料頁目錄 排序檔 雜湊檔 利用雜湊函數(Hash Function) 搜尋鍵(Search Key) 資料籃(Bucket) 資料庫的抽象化層次 圖1-15 資料的概念式定義: 以不同的角度看相同的資料 資料獨立性(Data Independency) 應用層面與系統層面的程序完全分隔 索引的奧佖 索引的建立，使得大量資料的存取迅速 一種存取結構，目標降低資料方塊存取的次數，提昇效率 包含了資料結構和演算法的理論 檔案組織 圖2-10 資料存儲架構: CPU -RAM -媒體 圖2-11 資料庫應用程式以資料記錄為主 常見 循序檔 資料記錄依其資料欄的值來排序 堆積檔(Heap File) 雜湊檔(Hashed File) 雜湊函數值決定資料記錄位置 B_tree 和B+_tree 資料庫索引 以索引欄位的值與資料方塊指標來之索引檔 圖2-12 索引與指標 索引檔大小遠小於資料檔