資料庫ch1 — Introduction

Nov 8, 2020

file-processing system

傳統的作業系統，用來管理檔案
會永久儲存各種檔案
檔案可以做哪些事，都是由工程師寫應用程式來執行

產生的問題：
1. Data redundancy and inconsistency(資料冗餘＆不一致)
稀奇是資工系也是通訊系的學生當他搬家時，地址只更新到資工系的，通訊系的還記著舊的地址
2. Difficulty in accessing data(存取資料困難)
要找修了60學分以上的學生只能自己篩選或者請工程師幫忙寫
3. Data isolation(資料分離)
資料都分散在不同檔案、格式也不一樣
4. Integrity problems(完整性問題)
->Integrity constraints(一致性限制)
資工系的銀行帳戶餘額限制在A檔案中的存款金額不得小於0 但在B檔案的存款金額卻沒限制
5. Atomicity of updates(單元性問題)
A轉帳給B但轉到一半系統故障導致A的戶頭被扣錢，B的戶頭沒收到錢 ->要就全做，不然就不要做6. Concurrent access by multiple users(多個使用者同時使用)
選課時，已有39人選課，上限是40 然後此時有兩人同時加選(程式讀到的皆為39人) 明明只能40個人選，但實際上有41個人
7. Security problems(安全性問題)
不是所有人都看得到資料庫的所有資料

Data Models

Relational model

Entity-Relationship data model(mainly for database design)

Object-based data models(Object-oriented and Object-relational)

Semi-structured data model(XML)

btw 除了Relational Model 其他看看就好～

Data Abstraction

View level：使用者看得到的，像是查詢之類的

Logical level：定義有哪些資料，他們之間的關係

type instructor = record
    ID : string;
    name : string;
    dept_name : string;
    salary : integer;
    end;

physical data independence
->可以在不影響logical level的情況下，修改physical level
->因為應用程式取決於logical level

Physical level：低層次的資料架構，你不需要知道

instance：就是資料

schema：資料庫的架構，又分成physical schema & logical schema
->🔺一般指的schema是logical schema🔺

Data Definition Language(DDL)

create table instructor (
    ID         char(5),
    name       varchar(20),
    dept_name  varchar(20),
    salary     numeric(8,2)
)

DDL 就像是上述這樣
他輸出的資料會被放置在Data Dictionary

Data Dictionary包含metadata(有關資料的資料)
-> Data schema
-> Integrity constraints //ex. primary key
-> Authorization // 誰可以看到什麼

Data Manipulation Language(DML)

DML也稱作查詢語言(query language)

分法1
pure：用來證明或者優化的純數學
commercial：像SQL一樣用於商業系統的

分法2：
Procedural DML：會講要什麼、怎麼要
Declarative DML：只講要什麼

SQL Query Language

SQL「沒有」universal Turing machines 那麼厲害
他只能做比較簡單的計算，常搭配著其他高階語言使用！
像是C/C++、java等等

Database Design

又分成
logical design
有Business decision(決定有哪些attributes) & computer science decision(怎麼去實作)

physical design
決定physical level的那些東東

Database Engine

Storage Manager
跟資料儲存有關的

Query processing

transaction management
Transaction-management component 如果系統失效，也需要把事情做完，不然就不要做 => 可用log行為紀錄判斷現在要不要做

Concurrency-control manager 當很多人同時上線，要確保不會同時操作到同一筆資料 => 可用lock鎖住別人的操作

Database Architecture

centralized database

client-sever

parallel database

distributed database

Database Application

Two-tier architecture

在client端的application，可以影響在server端的database system

Three-tier architecture

在client端的前端不能直接呼叫database client端與application server會透過表單溝通 application server端可以access data in database system

資料庫ch1 — Introduction

Written by 慈慈

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