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　　數(shù)據(jù)庫

　　16.1 File Types

　　文件的類型

　　文件從其所包含數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)組織方式可分為平面文件(flat file)、直接存取文件(direct-access file)、順序存取文件(sequential-access file)和索引順序存取文件(indexed-sequential-access file)。索引順序存取方法(indexed-sequential-access method)是一種文件組織形式。記錄按順序存儲(chǔ)在直接訪問文件中，又按存儲(chǔ)在索引記錄中的主關(guān)鍵字進(jìn)行組織，不使用指針。其特點(diǎn)是 既可以按順序處理大量記錄又可以隨機(jī)直接訪問。

　　為了便于修改，經(jīng)常把記錄中相對固定的數(shù)據(jù)保存在主文件(master file)中，而把易于變化的部分保存在事務(wù)文件(transaction file)中，主文件和事務(wù)文件通過索引聯(lián)系。

　　16.2 Database Type

　　數(shù)據(jù)庫類型

　　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能夠協(xié)助應(yīng)用程序方便地組織、控制及使用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫文件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要比普通文件更為復(fù)雜。數(shù)據(jù)庫按數(shù)據(jù)的組織方式可分為：

　　層次型數(shù)據(jù)庫(hierarchical data model)的數(shù)據(jù)按樹狀組織，數(shù)據(jù)元素分為父元素和子元素，父元素中包含指針(pointer)指向子元素。對層次型數(shù)據(jù)庫的檢索是從根(root)元素開始的，因此根元素是最主要的數(shù)據(jù)元素。

　　網(wǎng)狀型數(shù)據(jù)庫(network data model)的數(shù)據(jù)按網(wǎng)絡(luò)形式組織，網(wǎng)絡(luò)中的所有數(shù)據(jù)元素之間均可通過指針進(jìn)行鏈接。層次型數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫的主要區(qū)別是：層次型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)元素只能與其子元素進(jìn)行鏈接，，而網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫則可以與任何元素進(jìn)行鏈接。

　　關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(relational data model)的基礎(chǔ)是關(guān)系理論，關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以表(table)的形式表示，一張表由多個(gè)記錄(record)構(gòu)成，每個(gè)記錄由多個(gè)字段(field)組成。記錄中包含主關(guān)鍵字(primary key)和次關(guān)鍵字(secondary key)，不同的表之間通過關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)(reference)，從而保證數(shù)據(jù)的完整性。因此，應(yīng)用幾個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫而不是一個(gè)大型綜合數(shù)據(jù)庫的風(fēng)險(xiǎn)是數(shù)據(jù)完整性難以設(shè)計(jì)實(shí)施

　　16.3 What construct DBMS

　　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)的組成部分

　　數(shù)據(jù)定義語言(data definition language)：用來描述數(shù)據(jù)庫內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的語言。

　　數(shù)據(jù)操縱語言(data manipulation language)：為用戶和程序員提供從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)的命令，以滿足信息訪問和開發(fā)應(yīng)用程序的需求。 典型的數(shù)據(jù)操作語言是結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)。

　　數(shù)據(jù)字典(data dictionary)：保存數(shù)據(jù)庫中所有數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)定義，包括數(shù)據(jù)元素的名稱、類型、存儲(chǔ)位置和訪問權(quán)限等信息。

　　16.4 Basics at Relational Database

　　關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的基本知識

　　關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的操作類型：

　　選擇(selecting)：按一定條件選擇出記錄的子集。

　　連接(joining)：按某個(gè)共同的數(shù)據(jù)元素結(jié)合多個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫表。

　　映射(projecting)：將數(shù)據(jù)庫表中的部分字段構(gòu)成一個(gè)新的子表，使得該子表中僅包含用戶需要的信息。

　　修改(updating)：按一定條件修改數(shù)據(jù)庫表中的一個(gè)或多個(gè)字段的值.。為了避免并發(fā)修改，保證交易的完整性，應(yīng)對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行鎖定(lock)。當(dāng)兩個(gè)交易數(shù)據(jù)都上了鎖，而其中任一個(gè)數(shù)據(jù)的處理都需要使用另一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)使處理無法繼續(xù)進(jìn)行，從而出現(xiàn)死鎖(deadly embrace)。

　　關(guān)系型數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)規(guī)范化(normalization)：

　　為了解決數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)冗余以及非正常刪除、插入、更新數(shù)據(jù)的問題，需要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行規(guī)范化，以保證關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的二維表的特征。例如：若一個(gè)數(shù)據(jù)庫表中包含相同數(shù)據(jù)的記錄多次出現(xiàn)，就會(huì)造成對數(shù)據(jù)庫查詢困難，這時(shí)就應(yīng)該對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行規(guī)范化。

　　分布式數(shù)據(jù)庫在各節(jié)點(diǎn)的分布方法：

　　快照(snapshot)：制作數(shù)據(jù)庫的拷貝以便分發(fā)。

　　復(fù)制(replication)：復(fù)制多份相同的數(shù)據(jù)在各節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)。復(fù)制技術(shù)可以加快應(yīng)用的響應(yīng)時(shí)間，但對復(fù)制數(shù)據(jù)必須進(jìn)行控制，以防止出現(xiàn)復(fù)制數(shù)據(jù)之間的不一致。

　　分割(fragmentation/partitioning)：按需要將最常用的記錄存儲(chǔ)在合適地方。

　　數(shù)據(jù)組織與查詢方法：

　　結(jié)構(gòu)化查詢語言(structured query language)：一種數(shù)據(jù)操作語言，它能把來自多元數(shù)據(jù)庫表格的數(shù)據(jù)加入邏輯文件中，以便對數(shù)據(jù)進(jìn)行查找更新。它還允許審計(jì)人員直接對生產(chǎn)系統(tǒng)往來賬進(jìn)行處理，而又不會(huì)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫帶來任何風(fēng)險(xiǎn)。

　　管理查詢設(shè)施(management inquiry facility)：可用于趨勢分析、制作圖表，并可提供在線信息。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)查詢設(shè)施應(yīng)包括圖表打印功能、數(shù)據(jù)字典訪問能力、數(shù)據(jù)有效性檢查器、范例查詢的界面和人機(jī)對話等。

　　邏輯視圖(logic view)：從一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫表中生成新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(視圖)，以便以更直觀的方式表示數(shù)據(jù)。視圖并不包含實(shí)際的數(shù)據(jù)，因此與數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)方式無關(guān)，通常只能進(jìn)行查詢操作。數(shù)據(jù)庫安全控制通過限制用戶只能對授權(quán)的視圖、而不是表進(jìn)行訪問，可防止用戶對表數(shù)據(jù)的修改。

　　數(shù)據(jù)挖掘(data mining)：對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從中發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)背后的一般規(guī)律，用來指導(dǎo)決策。

　　16.5 Several Database—Supporting Applications