資料庫程式設計與系統管理資料庫程式設計與系統管理

SQL Server 2005 ExpressSQL Server 2005 Express

資料庫系統概觀資料庫系統概觀Database SystemDatabase System

第二章第二章

22

Chapter 2 OutlineChapter 2 Outline

2-1: 2-1: 從資料到資訊從資料到資訊 2-2: 2-2: 資料庫資料庫、、資料庫管理資料庫管理、、系統資料庫系系統資料庫系統統2-3: 2-3: 組成資料庫系統成員組成資料庫系統成員2-4: 2-4: 使用資料庫系統之優缺點使用資料庫系統之優缺點2-5: 2-5: 資料庫管理系統之分類資料庫管理系統之分類2-6: 2-6: 資料庫系統的網路架構資料庫系統的網路架構2-7: 2-7: SQL Server 2005 ExpressSQL Server 2005 Express 的主從架構的主從架構2-8: 2-8: 本章總結本章總結

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2-1 2-1 從資料到資訊從資料到資訊

資料

處理 -1處理 -2

處理 -n

資訊 -1資訊 -2

資訊 -n

圖 2-1.1 資訊系統

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2-2 2-2 資料庫資料庫、、資料庫管理資料庫管理、、系統系統資料庫系統資料庫系統 -1-1資料庫資料庫 (Database) (Database) 資料庫儲存了我們要解決問題的相關資料。資料庫儲存了我們要解決問題的相關資料。 資料庫中的資料具有相互關係，它們是繼承了資料庫中的資料具有相互關係，它們是繼承了真實世界上的關係意義。 真實世界上的關係意義。 資料庫中存放的資料是經過特別細心設計的，資料庫中存放的資料是經過特別細心設計的，使得每個使用者或應用程式能有效及正確的獲使得每個使用者或應用程式能有效及正確的獲得需要的資料。得需要的資料。

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2-2 2-2 資料庫資料庫、、資料庫管理資料庫管理、、系統系統資料庫系統資料庫系統 -2-2資料庫管理系統資料庫管理系統

（（ Database Management System/DBMSDatabase Management System/DBMS ）） 定義（定義（ DefiningDefining ）資料庫 ）資料庫 建構（建構（ ConstructingConstructing ）資料庫）資料庫 操作（操作（ ManipulatingManipulating ）資料庫 ）資料庫

66

2-2 2-2 資料庫資料庫、、資料庫管理資料庫管理、、系統系統資料庫系統資料庫系統 -3-3一個典型的資料庫系統包含下列四個主要一個典型的資料庫系統包含下列四個主要成員： 成員： 使用者使用者 (User)(User) 資料資料 (Data)(Data) 軟體軟體 (Software)(Software) 硬體硬體 (Hardware)(Hardware)

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資料庫系統資料庫系統 (Database System)(Database System) 架構示意圖架構示意圖

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2-3 2-3 組成資料庫系統成員組成資料庫系統成員 使用者使用者 直接使用者直接使用者 (End Users)(End Users) 應用程式設計師應用程式設計師 (Application Programmers)(Application Programmers) 資料庫管理師資料庫管理師 (Database Administrators/DBA)(Database Administrators/DBA)資料資料 一般資料一般資料 (( 使用者所存入之資料使用者所存入之資料 )) Metadata(Metadata( 意義為意義為 Data about DataData about Data ) ) ，包含，包含

• 資料描述，資料描述，包含資料型態和資料長度 包含資料型態和資料長度 • 資料間的關係資料間的關係，，資料的儲存結構及索引資料資料的儲存結構及索引資料 • 資料的整合性資料的整合性 (Integrity Constraints)(Integrity Constraints)• 資料的觸發程序資料的觸發程序 (Trigger)(Trigger)

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2-3 2-3 組成資料庫系統成員組成資料庫系統成員 (( 續續 ))

軟體軟體：包含資料庫管理系統：包含資料庫管理系統 (DBMS)(DBMS) 和應用軟和應用軟體體（（ Application Software/APApplication Software/AP ）） 通常通常 DBMSDBMS 會提供下列之軟體工具：會提供下列之軟體工具： 非程序式查詢語言非程序式查詢語言 (Non-procedural Language)(Non-procedural Language) 表單產生器表單產生器 (Form Generators)(Form Generators) 報表產生器報表產生器 (Report Generators)(Report Generators) 程式產生器程式產生器 (Program Generators)(Program Generators) 圖形產生器圖形產生器 (Graphics Generators)(Graphics Generators)

1010

2-3 2-3 組成資料庫系統成員組成資料庫系統成員 (( 續續 ))

硬體：泛指所有系統執行相關之設備，並須注硬體：泛指所有系統執行相關之設備，並須注意意系統可靠性系統可靠性 (Reliability)(Reliability) 。依據整體需求。依據整體需求配置配置不同等級的硬體，如電腦等級、 不同等級的硬體，如電腦等級、 CPUCPU 等等級、記憶體大小、硬碟等級與大小與架構級、記憶體大小、硬碟等級與大小與架構 (RA(RAID-0/1/5)ID-0/1/5) 等。等。

1111

2-4 2-4 使用資料庫系統之優缺點使用資料庫系統之優缺點 電子化資料庫的優點電子化資料庫的優點 簡潔簡潔

• 資料均存在電腦中，不再需要大量的紙張，方便又資料均存在電腦中，不再需要大量的紙張，方便又環保。環保。 快速快速

• 利用電腦快速的從大量資料中整理出需要的資訊之利用電腦快速的從大量資料中整理出需要的資訊之速度速度 輕鬆輕鬆

• 電腦處理大量重覆作業電腦處理大量重覆作業 即時即時

• 經由資料庫系統能得到精確、即時的資訊。經由資料庫系統能得到精確、即時的資訊。

1212

2-42-4 使用資料庫系統之優缺點使用資料庫系統之優缺點（續）（續）使用資料庫系統之優點使用資料庫系統之優點：： 資料分享資料分享 能降低資料重覆 能降低資料重覆 能避免資料不一致情況 能避免資料不一致情況 強制使用統一標準 強制使用統一標準 資料安全能被運作 資料安全能被運作 整合性限制能被維護 整合性限制能被維護 需求衝突能被避免 需求衝突能被避免 資料獨立性（資料獨立性（ Data IndependenceData Independence ））

1313

2-42-4 使用資料庫系統之優缺點使用資料庫系統之優缺點（續）（續）使用資料庫系統之缺點使用資料庫系統之缺點：： 成本較高 成本較高 必須有良好規劃，以保證資料安全及資料整合 必須有良好規劃，以保證資料安全及資料整合 DBADBA 責任重大 責任重大 必須考慮備援作業 必須考慮備援作業

1414

2-5 2-5 資料庫管理系統之分類資料庫管理系統之分類DBMSDBMS 依依下列幾個準則下列幾個準則做分類：做分類： 資料模式（資料模式（ Data ModelData Model ）） 使用者人數（使用者人數（ Number of UsersNumber of Users ）） 機器數量（機器數量（ Number of SitesNumber of Sites ））

1515

2-5 2-5 資料庫管理系統之分類資料庫管理系統之分類 (( 續續 )) 資料模式資料模式 ((Data ModelData Model)) 指利用指利用 DBMSDBMS 所支援的資料模式作分類所支援的資料模式作分類。。 關聯式關聯式（（ RelationalRelational ）） 物件關聯式物件關聯式（（ Object-relationalObject-relational ）） 階層式階層式（（ HierarchicalHierarchical ）） 網路式網路式（（ NetworkNetwork ） ）

1616

2-5 2-5 資料庫管理系統之分類資料庫管理系統之分類 (( 續續 ))使用者人數使用者人數 指指系統能同時支援使用者人數數目系統能同時支援使用者人數數目。 。 單使用者系統單使用者系統 ((Single-user SystemSingle-user System) ) 多使用者系統多使用者系統 ((Multi-user SystemMulti-user System))機器數量機器數量

判斷判斷資料庫是否具備分散式處理之能力資料庫是否具備分散式處理之能力。。 集中式集中式 DBMS (Centralized DBMS)DBMS (Centralized DBMS) 分散式分散式 DMBS (Distributed DBMS) DMBS (Distributed DBMS)

1717

2-6 2-6 資料庫系統的網路架構資料庫系統的網路架構 中央集中式架構中央集中式架構 (Centralized System) (Centralized System)

　專

線

　專

線

　專

線

　專

線

　專

線

　專

線

　 　 　大 型 主 機

終端機 終端機 終端機 終端機

1818

2-6 2-6 資料庫系統的網路架構資料庫系統的網路架構 (( 續續 ))主從式架構主從式架構 (Client/Server)(Client/Server)

　網 路

資料庫伺服器 檔案伺服器WWW伺服器 其他伺服器

用戶端個人電腦

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1919

2-6-2 2-6-2 主從式主從式系統運作系統運作簡介簡介

　回 應

　需 求

　網路

用戶端

伺服端

用戶端

2020

2-6-2 2-6-2 主從式架構優點簡介主從式架構優點簡介主從架構的優點：主從架構的優點：

價格相對低廉價格相對低廉 系統的延展性（系統的延展性（ ScalabilityScalability ）較佳）較佳 降低對伺服器處理能力的需求降低對伺服器處理能力的需求 不再受限於單一硬體平台不再受限於單一硬體平台

2121

2-6-2 2-6-2 主從式架構簡介（續）主從式架構簡介（續） 兩層式兩層式 (Two-tier)(Two-tier) 應用系統架構應用系統架構 ： ： 使用者介面使用者介面（（ User Interface/UIUser Interface/UI ） ） 應用邏輯應用邏輯（（ Application LogicApplication Logic ） ） 營運規則營運規則（（ Business RulesBusiness Rules ） ） 資料存取資料存取（（ Data AccessData Access ））

　 　用 戶 端

　 　用 戶 端

　 　用 戶 端

使用者介面

使用者介面

使用者介面

應用邏輯

應用邏輯

應用邏輯

營運規則

營運規則

營運規則

伺服端

資料存取

2222

2-6-2 2-6-2 主從式架構簡介（續）主從式架構簡介（續）三層式三層式 (Three-tier)(Three-tier) 應用系統架構應用系統架構

2323

2-7 SQL Server 20052-7 SQL Server 2005 的主從架構的主從架構SQL Server 2005 ExpressSQL Server 2005 Express 的設計可讓使的設計可讓使用者在兩層用者在兩層 (Two-tier)(Two-tier) 或多層或多層 (Multi-ti(Multi-tier)er) 主從式架構的資料庫系統下有效率的主從式架構的資料庫系統下有效率的運作運作 典型的兩層式架構就是典型的兩層式架構就是 SSMSESSMSE 與資料庫與資料庫伺服器伺服器典型的三層式架構就是典型的三層式架構就是網際網路上網頁與網際網路上網頁與資料庫互動的應用資料庫互動的應用

2424

兩層式架構，用戶端使用應用程式直接連到 SQL Server Express

三層式架構，用戶端只能連接到所謂的網際網路伺服器 (IIS 、 Apache 等系統 )。而工程師撰寫一些程式包含商業邏輯在該伺服器上。

2525

2-8 2-8 本章總結本章總結資料資料、、資訊、資料庫、資料庫管理系統和資料庫資訊、資料庫、資料庫管理系統和資料庫系統。系統。資料庫系統的成員資料庫系統的成員

使用者使用者 (User) (User) 、 資料、 資料 (Data) (Data) 、軟體 、軟體 (Software) (Software) 、、 硬體 硬體 (Hardware)(Hardware)常用的常用的 DBMSDBMS資料模式有資料模式有：：關聯式關聯式（（ RelationalRelational ）、）、物物件關聯式件關聯式（（ Object-relationalObject-relational ）、）、階層式階層式（（ HierarchHierarchicalical ）以）以及網路式及網路式（（ NetworkNetwork ））主從式架構主從式架構 (Client/Server)(Client/Server)三層式架構三層式架構 (Three-tier)(Three-tier)