講授內容

本資料庫課程主要介紹資料庫管理系統的使用、運作及基本原理,包含下列三個部分及數個單元:

PART I: 入門與導論

•DB2系統及SQL語言:介紹最多人使用的查詢語言SQL,配合實作習題,先試用一個免費的DBMS系統MySQL。好比要學開車可先在大停車場讓你繞一圈。這樣我們在介紹下單元關連式資料模型的設計原理時會比較容易想像。
•關連式資料模型(The Relational Model):闡述使用者視資料庫為許多表格(tables)組成的關連式資料庫之原始設計原理。
•階層式資料模型(The Hierarchical Model)及網狀式資料模型(The Network Model):這是最早的資料模型,介紹這二模型將有助於我們對資料庫模型更深入了解,並知其來龍去脈。我們將簡要的說明其原始設計原理。

PART II: 資料庫設計(Database Design)

•資料庫問題分析與E-R Model: 若有一大量資料想利用DBMS建資料庫來管理。第一步要分析問題,找到使用者需求。實體-關係模型(Entity-Relationship Model,簡稱E-R Model)是一套資料庫的設計工具。我們可以利用E-R Model分析資料庫問題。它可以把真實世界中複雜的問題中的事物和關係轉化為資料庫中的資料架構。由於利用實體-關係模型設計資料庫時, 並不會牽涉到資料庫的操作、儲存方式等複雜的電腦運作。所以,我們會把心力放在需求分析去規劃想要的資料庫,並以實體-關係圖(E-R Diagram)來呈現。
•資料庫的表格正規化: 實體-關係圖很容易轉化為表格(Tables),而資料庫就是由許多表格(tables)組成的,這些表格要正規化(Normalization)才能避免將來操作時的異常現象發生。
•設計介面增刪查改資料庫: 如何方便、又有效率的管理存取資料庫是使用者最關心的二個要素。良好的介面設計,可以讓使用者方便的查詢、方便的新增、方便的刪除、方便的修改的處理資料庫。

PART III: 進階探討

•快速存取方法(Access Methods):介紹大量資料庫之所以可以快速存取的技巧及方法,包括最有名的索引系統 B-tree index.
•資料庫回復(Database Recovery):介紹萬一系統出問題,導致資料不正確時,如何回復到某一正確點的相關議題。
•協同控制(Concurrency Control):通常同一資料庫是允許多人同時共用的,本單元探討DBMS是如做控制使得多人共同而不互相干擾。
•資料安全與資料正確(Security and Integrity): 資料安全是指保護資料不讓未授權的人偷竊、破壞;資料正確是指保護資料不讓已有授權的合法使用者誤用,例如把存款餘額變成負數。
•查詢最佳化(Query Optimization):查詢資料庫某一問題可以有不同的查詢指令。不同的指令查詢時間可能相差好幾倍,本單元介紹撰寫最佳化的查詢語言指令的方法。
•分散式資料庫系統(Distributed Database): 分散式資料庫是透過電腦網路將多個資料庫連線起來組成的資料庫。現今我們用的系統有太多的分散式資料庫系統,本單元將介紹之,探討它的優缺點。
•擴充E-R Model: 一般不太複雜的問題,前面介紹的E-R Model基本上就夠用。但大系統或比較特殊的系統就必須有更多功能的擴充式E-R Model(Extended E-R Model,簡稱EER-model)可處理包括Specialization、Generalization、Aggregation等問題。
•進階表格正規化: 關連式資料庫是由許多表格(tables)組成的,表格要正規化。正規化分六級,一般也許到第三級正規化即可。理論上還有BCNF級、第四級、第五級的正規化。本單元要介紹這些特例。當年這些是博士論文級的問題探討。

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