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1、四、数据操纵和检索综合数据库管理系统 到现在为止，我们集中讨论了传统文件处理。此处，文件是作为一个独立逻辑实体来处理，而且通常和某个特定业务领域相联络。为了把业务上相近那些部门文件综合在一起，必需预先排序统计和合并文件。这么做可能花费大量时间，有时甚至是不可能实现。 通常，文件是为了满足特定业务领域某部门专门需要而设计，假如某部门想使用保留在一个文件上部分数据，而该文件是另一部门为自己使用而设计，那么她们必需抽取这些数据并重新整理后才能使用。大多数部门总是宁愿建立和保持和一个类似(而不一样)文件以愈加好地满足自己使用要求，而不愿兼顾其它部门业务需要。这么做结果形成了大量带有反复数据文件。前面例
2、子中已经提到，某所大学就保留了75个独立计算机文件，而每个文件中全部包含有学生统计。每当一个学生结婚了或改换了住处时，则必需修改75个文件。 数据冗余会使成本提升，而设计一个综合资源共享数据库则能够把数据冗余度降低到最小程度。综合资源共享数据库把企业看作一个整体来提供服务，而不只是为企业某特殊部门服务。利用数据库管理系统(DBMS)软件就可能实现一个综合数据库。 早在70年代早期就出现了DBMS技术，不过直到70年代末期仍未得到普遍接收。早期DBMS“软件包”效率不高，实际上比传统文件处理要求更高硬件能力。现在DBMS对硬件要求已经降低了，甚至在小型计算机系统上也能运行DBMS软件，造成推迟接
3、收和实现DBMS技术关键原因可能是信息服务人员缺乏专门知识，而且用户管理人员又不愿合作和支持建立一个共享数据库。现在对于设计和运行DBMS软件已经有了广泛了解，而且部分用户管理人员已经认识到应该把信息作为一个企业资源来看待。 ? 数据库环境好处 1.经济上好处。经过优异数据结构技术，DBMS提供了最小化数据冗余度可能性。当然，为了提升处理效率，即使有了DBMS帮助，有时还需要在共享数据库中保留一定反复数据。因为降低了数据冗余度，从而也简化了搜集和更新数据过程。就前面例子而言，只需要在一处(数据库中)更新学生地址就能够了。 2.数据库技术也给信息服务专业人员带来好处。综合资源共享数据库为系统分析
4、员打开了崭新大门。数据库能向系统分析员提供传统文件所不能提供信息。因为有了DBMS，就更轻易得到数据，所以使程序设计任务要比原先更为简单。另外，数据是独立于程序。这意味着用户管理人员能够增加数据库中数据、修改库中现有数据或从库中删除数据，这些并不影响现有程序，而在过去则需要测试和修改几十个(有时几百个)程序。当然，数据库管理系统还有其它关键优点，不过这些已超出本书范围。 3.信息方面好处。一个综合资源共享数据库能以有序方法提供一个满足信息要求结构。实际上，数据库是能够充足利用企业信息资源唯一工具。因为数据库和DBMS在产生报表方面提供了极大灵活性，所以，也给决议过程带来了一样灵活性。 4.DB
5、MS软件在支持联机系统方面是尤其有价值。共享数据库不仅可供多个用户存取而且还尤其能反应出数据目前状态。对于很多查询来说，立即性是很关键。比如，某个经理因为设备故障不得不关闭某个工作站，此时她有可能要查询其它工作站状态，而且利用得到信息来改变进行中工作路线。 ? 方法 DBMS克服了传统文件处理不足。它依靠灵活多变数据结构(将数据元及统计相互联络方法)来做到这一点。基于不一样数据结构DBMS之间差异很大。有三种设计DBMS软件方法 1.数据系统语言会议(CODASYL)设计并公布基于网络或丛形数据结构DBMS指南。 2.IBM信息管理系统(IBS)使用一个层次结构。 3.一些最近设计基于关系数据
6、结构DBMS。 上述每一个方法是基础概念和术语差异全部很大。所以，为了降低混淆和便于了解，以下叙述和讨论只使用网络方法。 ? 库设计 1.数据库设计方法 我们经过下面例子来说明数据库管理系统和一个数据库设计方法原理。考察下述情况。 某图书馆保留了一个文件，该文件每一个统计全部包含了下述数据元： (1)书名 (2)作者 (3)出版社 (4)出版社地址 (5)类别 (6)出版年份图书馆馆长期望在取得决议信息方面有更多灵活性。而现在文件不可能满足其要求。经过和信息处理人员交换意见以后，她们决定实现一个基于CODASYL数据库管理系统。检验现有文件发觉一些数据反复出现。每本书(每一书名)全部分别有一个
7、统计。于是，写过几本书作者名字在她写每本书统计中反复出现。在一个图书馆里可能有某出版社出版数百本，甚至数千本书，不过在该文件每本书统计中全部反复地出现出版社名和出版社地址。 2.设置数据库步骤 设计数据库方法之一是使用专题词一属性矩阵作为识别统计和这些统计之间关系一个辅助工具。以下各步骤描述了这种设计数据库方法。第一步，在图20.6.10专题词一属性矩阵左边列出了逻辑专题词。在本例中，这些专题词是：书名、作者和出版社。在矩阵顶端列出了全部可能属性。属性是提供和专题词相关信息任一数据元。图20.6.10 专题词属性矩阵 第二步：在属性和专题词之间关系有一对一，一对多或不存在关系。比如，一特定书名
8、只有一个出版社。所以在书名和出版社之间存在一对一关系。然而，一个书名能够有多个作者。所以，在书名和作者之间存在一对多关系。在图20.6.11中用“”表示一对一关系，用“M”表示一对多关系，而且空白表示无关系存在。第三步：数据库统计类似于传统文件统计，它是相关数据元集合。能够将统计从数据库中读出来，也能够将统计写到数据库中去。数据库统计也称为节段。在这一步，用专题词属性矩阵来标识统计。这是经过列出和每个专题词一对一关系属性来实现。通常，对应每个专题全部有一个统计，“书名”统计包含出版社、出版年份和类别，以下所表示： 第四步：数据库设计过程下一步是建立统计之间关系。图20.6.11给出专题属性矩阵
9、中指出一对多关系。出版社和书名之间一对多关系是用两个统计之间一条连线来指出，该连线有一箭头指向出版社统计。指向书名统计两个箭头表示每个出版社能够有一个以上书名。这种出版社书名组合称之为一个系。其它系是：书名作者、作者出版社、作者书名和出版社作者。多对多关系(每一端全部有两个箭头)在处理时可能会引发混淆，所以是不许可。图20.6.12 一个完整网络模型 第五步：下一步消去冗余属性和系。记住，我们目标是将作者、书名和出版社统计输入到数据库，然后经由系建立联络从不一样统计中检索数据。所以，必需消去对此目标是冗余那些系。在本例中，显而易见作者出版社系或作者书名系是冗余(反复)，因为作者和书名相匹配机会
10、比它和出版社匹配机会多，所以应该消去作者出版社系。图20.6.12给出了结果模式。该模式是数据库逻辑结构一个图式表示。 现在图书馆馆长能够进行以下查询： 列出某作者写全部书书名； 按字母次序列出由Pientice-Hall在1981年出版那些书书名； 列出1987年以来最少在三个出版社出版书那些作者。 该数据库(正如所设计那样)很轻易实现上述查询及其它类似查询。对图书馆原有文件来说，类似查询不仅要求处理整个文件，而且可能还要处理好几遍。有时，还要求对文件进行排序和合并。 假如图书馆馆长在十二个月以后决定需要另一个统计或属性，那么，数据库管理员(DBA)能够重新产生数据库，增加属性，甚至增加系而不影响现在程序。 图20.6.13表示该模式，而图20.6.13表示数据库结构一个值。模式和值关系类似于数据元和数据项关系。一个是数据定义，而另一个是实际值或内容。