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第13章 檔案與資料庫 章節大綱 13-1　認識檔案 13-2　檔案存取方式 13-3　認識資料庫 13-4　資料庫模式 13-5　資料庫應用實例 13-1　認識檔案 無論是資料、指令或程式，均以檔案 (file) 的形式放在儲存裝置，而數個檔案可以存放在目錄 (directory) 或資料夾 (folder)。 目錄屬於階層式結構。 檔案或目錄的儲存裝置方式取決於檔案系統。 檔案名稱有主檔名與副檔名兩個部分。 檔案路徑指定方式有絕對路徑 (absolute path) 與相對路徑 (relative path) 兩種。 13-2　檔案存取方式 檔案存取方式，包括循序檔案 (sequential file)、索引檔案 (indexed file)、雜湊檔案 (hash file)…，其中循序檔案屬於循序存取，索引檔案和雜湊檔案屬於隨機存取。 13-3　認識資料庫 13-3-1　資料V.S.資訊V.S.資料庫 13-3-2　資料的階層架構 13-3-3　資料庫的架構 13-3-4　資料庫管理系統 (DBMS) 13-3-5　分散式資料庫 13-3-6　檔案處理系統V.S.資料庫管理系統 13-3-1　資料V.S.資訊V.S.資料庫 資料 (data) 係指尚未處理的文字、數字、符號、圖片、影像、聲音等。 數位相機所拍攝的照片屬於資料 資訊 (information) 係指已經處理的文字、數字、符號、圖片、影像、聲音等。 印表機的列印稿屬於資訊 資料庫 (database) 係指依照一定格式存放在一起的資料。 13-3-2　資料的階層架構 位元 字元 欄位 記錄 檔案 資料庫 13-3-3　資料庫的架構 ANSI/SPARC將資料庫的架構定義三個層次： 內層 (internal level) 概念層 (conceptual level) 外層 (external level) 13-3-4　資料庫管理系統 (DBMS) 資料庫管理系統是用來操作與管理資料庫的軟體， 主要涵蓋下列四個部分： 硬體 軟體 資料 使用者 13-3-4　資料庫管理系統 (DBMS) 資料字典：用來存放資料庫內的檔案資訊 資料維護的基本動作： 新增記錄 (adding record) 變更記錄 (changing record) 刪除記錄 (deleting record) 13-3-4　資料庫管理系統 (DBMS) 資料擷取 (data retrival) 有兩種形式： 查詢 (query) 報表 (report) 資料完整性 (data integrity)是指資料的有效性、可靠度及精確度，而完整性限制 (integrity constraint) 是資料為維持完整性須遵守的規則。 DBMS軟體提供「使用者驗證」及「存取權限」功能，以確保資料安全性。 13-3-4　資料庫管理系統 (DBMS) 資料必須定期備份 (backup)，一旦遺失或損毀，可進行還原 (restore)。 資料庫通常允許多位使用者同時存取，DBMS軟體須負起資料同步控制的責任。 為避免工作排程結合鎖定協定發生死結， 我們賦予較舊的交易較高優先權，當兩個交易發生存取衝突時，較新的交易須中斷重新開始，讓較舊的交易優先存取資料，敬老協定 (wound-wait protocol)。 13-3-5　分散式資料庫 13-3-6　檔案處理系統V.S.資料庫管理系統 早期採用檔案處理系統來存放與管理資料，雖然設計較簡單、存取速度較快、開發成本較低，卻有著資料重覆、不易分享、格式不統一、資料與應用程式高度相依、無法建立關聯等問題，因為組織內不同部門可能擁有各自資料檔案，資料檔案格式針對各個部門經常使用的應用程式所制定 13-3-6　檔案處理系統V.S.資料庫管理系統 資料庫管理系統 (DBMS) 有如下優點： 減少資料重覆 資料分享與維持一致性 資料獨立 提供不同觀點來檢視資料 提供多重使用者介面 確保安全性 完整性限制 13-3-6　檔案處理系統V.S.資料庫管理系統 資料庫管理系統 (DBMS) 有如下缺點： 初期投資成本較高 定義及處理資料的時間較長 為提供安全性、資料分享、維持一致性、完整性限制等功能，容易浪費資源 長期管理不易，系統往往會日趨複雜 一旦系統停擺可能導致企業或組織癱瘓 13-4　資料庫模式 資料庫模式 (database model)是資料庫存放資料須遵循的規則與標準，常見的有： 階層式(heirarchical) 網狀式 (network) 關聯式 (relational) 物件導向式 (objectoriented) 多維式 (multidimentional) 物件關聯式 (objectrelational) 少數資料庫結合了關聯式和物件導向式特點，屬於物件關聯式