數(shù)據(jù)庫(kù)的概念與用途

1、數(shù)據(jù)庫(kù)的概念與用途什么是數(shù)據(jù)庫(kù)呢？當(dāng)人們從不同的角度來描述這一概念時(shí)就有 不同 的定義（當(dāng)然是描述性的）。嚴(yán)格地說，數(shù)據(jù)庫(kù)是“按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 來組 織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)”。在經(jīng)濟(jì)管理的日常工作中，常常需要把 某些相尖的數(shù)據(jù)放進(jìn)這樣“倉(cāng)庫(kù)”，并根據(jù)管理的需要進(jìn)行相應(yīng)的處 理。此外，在財(cái)務(wù)管理、倉(cāng)庫(kù)管理、生產(chǎn)管理中也需要建立眾 多的這種 “數(shù)據(jù)庫(kù)”，使其可以利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)、倉(cāng)庫(kù)、生產(chǎn)的自動(dòng)化管 理。數(shù)據(jù)庫(kù)是存儲(chǔ)在一起的相尖數(shù)據(jù)的集合，這些數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的，無(wú) 有害的或不必要的冗余，并為多種應(yīng)用服務(wù)；數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)獨(dú)立于使 用它 的程序；對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)插入新數(shù)據(jù)，修改和檢索原有數(shù)據(jù)均能按一種 公用的 和可

2、控制的方式進(jìn)行。當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)中存在結(jié)構(gòu)上完全分開的若干個(gè)數(shù)據(jù) 庫(kù)時(shí)，則該系統(tǒng)包含一個(gè)“數(shù)據(jù)庫(kù)集合”。數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)使用數(shù)據(jù)庫(kù)可以帶來許多好處：如減少了數(shù)據(jù)的冗余度，從而 大大 地節(jié)省了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的充分共享等等。此外，數(shù)據(jù)庫(kù) 技術(shù)還為用戶提供了非常簡(jiǎn)便的使用手段使用戶易于編寫有尖數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng) 用程序。數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫(kù)種類數(shù)據(jù)庫(kù)通常分為層次式數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)庫(kù)和尖系式數(shù)據(jù)庫(kù)三種。而不同的數(shù)據(jù)庫(kù)是按不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來聯(lián)系和組織的1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型(1) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所謂數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)的組織形式或數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。如果用D 表示數(shù)據(jù)，用R表示數(shù)據(jù)對(duì)象之間存在的矢系集合，則將DS二(D, R)稱 為

3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，設(shè)有一個(gè)電話號(hào)碼簿，它記錄了n個(gè)人的名字和相應(yīng)的電話號(hào)碼。為了方便地查找某人的電話號(hào)碼，將人名和號(hào)碼 按字典順序排列，并在名字的后面跟隨著對(duì)應(yīng)的電話號(hào)碼。這樣，若要 查找某人的電話號(hào)碼(假定他的名字的第一個(gè)字母是Y)，那么只須查找 以Y開頭的那些名字就可以了。該例中，數(shù)據(jù)的集合D就是人名和電話號(hào)碼，它們之間的聯(lián)系R就是按字典順序的排列，其相應(yīng)的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是DS二(D, R),即一個(gè)數(shù)組。(2) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)種類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)又分為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是從邏輯的角度(即數(shù)據(jù)間的聯(lián)系和組織方式)來觀察數(shù)據(jù)，分析 數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置無(wú)尖。數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)在

4、計(jì)算機(jī)中存 放的結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)中的實(shí)現(xiàn)形式，所以物理結(jié)構(gòu)也被稱為存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。本節(jié)只研究數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，并將反映和實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)聯(lián)系的方法稱為數(shù)據(jù)模型。目前，比較流行的數(shù)據(jù)模型有三種，即按圖論理論建立的層次結(jié)構(gòu)模型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型以及按尖系理論建立的尖系結(jié)構(gòu)模型。2層次、網(wǎng)狀和尖系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(1) 層次結(jié)構(gòu)模型層次結(jié)構(gòu)模型實(shí)質(zhì)上是一種有根結(jié)點(diǎn)的定向有序樹（在數(shù)學(xué)中“樹”被定義為一個(gè)無(wú)回的連通圖）。這個(gè)組織結(jié)構(gòu)圖像一棵樹，校 部就是樹根（稱為根結(jié)點(diǎn)），各系、專業(yè)、教師、學(xué)生等為枝點(diǎn)（稱為結(jié) 點(diǎn)），樹根與枝點(diǎn)之間的聯(lián)系稱為邊，樹根與邊之比為1:N，即樹根只 有一個(gè)5樹枝有N個(gè)。（2）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

5、模型例如某醫(yī)院醫(yī)生、病房和病人之間的聯(lián)系。即每個(gè)醫(yī)生負(fù)責(zé)治 療三 個(gè)病人，每個(gè)病房可住一到四個(gè)病人。如果將醫(yī)生看成是一個(gè)數(shù)據(jù)集 合，病人和病房分別是另外兩個(gè)數(shù)據(jù)集合，那么醫(yī)生、病人和病房的比 例尖系就是M:N:P （即M個(gè)醫(yī)生，N個(gè)病人，戸間病房）。這種 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 就是網(wǎng)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它的一般結(jié)構(gòu)模型。記錄Ri （i二1,2,8）滿足以下條件： 可以有一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親（如Rl、R2、R3）。 至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)有多于一個(gè)以上的雙親。在“醫(yī)生、病人、病 房”例中，“醫(yī)生集合有若干個(gè)結(jié)點(diǎn)（M個(gè)醫(yī)生結(jié)點(diǎn)）無(wú)“雙親”，而“病房”集合有P個(gè)結(jié)點(diǎn)（即病房），并有一個(gè)以上的“雙親”（即病 人）。按照網(wǎng)狀數(shù)據(jù)結(jié)

6、構(gòu)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)稱為網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，其典型 代表是DBTG。用數(shù)學(xué)方法可將網(wǎng)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為層次數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)。（3 ）尖系結(jié)構(gòu)模型尖系式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)把一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)歸結(jié)為簡(jiǎn)單的二元尖系（即二維表格形式）。例如某單位的職工尖系就是一個(gè)二元尖系。這個(gè) 四行六列的表格的每一列稱為一個(gè)字段（即屬性），字段名相當(dāng)于標(biāo)題 欄中的標(biāo)題（屬性名稱）；表的每一行是包含了六個(gè)屬性（工號(hào)、姓名、 年齡、性別、職務(wù)、工資）的一個(gè)六元組，即一個(gè)人的記錄。這個(gè)表 格 清晰地反映出該單位職工的基本情況。通常一個(gè)m行、n列的二維表格的結(jié)構(gòu)。表中每一行表示一個(gè)記錄值，每一列表示一個(gè)屬性（即字段或數(shù)據(jù) 項(xiàng)）。該表一共有m個(gè)記錄。

7、每個(gè)記錄包含n個(gè)屬性。作為一個(gè)尖系的二維表，必須滿足以下條件：（1）表中每一列必須是基本數(shù)據(jù)項(xiàng)（即不可再分解）。（2）表中每一列必須具有相同的數(shù)據(jù)類型（例如字符型或數(shù)值型）表中每一列的名字必須是唯一的。（4）表中不應(yīng)有內(nèi)容完全相同的行。（5）行的順序與列的順序不影響表格中所表示的信息的含義。由尖系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)被稱為矢系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。在尖系數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)數(shù)據(jù)的操作幾乎全部建立在一個(gè)或多個(gè)尖系表 格上，通過對(duì)這些尖系表格的分類、合并、連接或選取等運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)的管理。因此，可以概括地說，一個(gè)尖系稱為一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，若干個(gè)數(shù) 據(jù)庫(kù)可以構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可以派生出各種不同類型的 輔助

8、文件和建立它的應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)的要求與特性不同的列表示不同的字段名,同一列中的數(shù)據(jù)的性質(zhì)(屬性)相同。(4)每一行各列的內(nèi)容是不能分割的，但行的順序和列的順序不影 響文件內(nèi)容的表達(dá)。3文件的分類對(duì)文件引用最多的是主文件和事物文件。其他的文件分類還包括表 文件、備份文件、檔案的輸出文件等。下面將講述這些文件。(1) 主文件。主文件是某特定應(yīng)用領(lǐng)域的永久性的數(shù)據(jù)資源。主文 件包含那些被定期存取以提供信息和經(jīng)常更新以反映最新狀態(tài)的記錄。 典型的主文件有庫(kù)存文件、職工主文件和收帳主文件等。(2) 事務(wù)文件。事務(wù)文件包含著作為一個(gè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)活動(dòng)(事 務(wù))的那些記錄。這些事務(wù)被分批以構(gòu)成事務(wù)文件。(3) 表文件。表文件是一些表格。之所以單獨(dú)建立表文件而不把表 設(shè)計(jì)在程序中是為了便于修改。(4) 備用文件。備用文件是現(xiàn)有生產(chǎn)性文件的一個(gè)復(fù)制品。一旦生 產(chǎn)性文件受到破壞，利用備用文件就可以重新建立生產(chǎn)性文件。