自考“計(jì)算機(jī)及應(yīng)用”專業(yè)論文參考范文（12） -自考串講筆記

　　第一章  緒  論

　　§1.1  數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)簡介

　　在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)之前，對開發(fā)數(shù)據(jù)庫的基本概念應(yīng)當(dāng)了解，對數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的步驟、開發(fā)體系及方法都應(yīng)當(dāng)有相當(dāng)清晰的了解和認(rèn)識。

　　數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)是建立一個(gè)滿足用戶長期需求的產(chǎn)品。開發(fā)的主要過程為：理解用戶的需求，然后，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У臄?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。把設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際的數(shù)據(jù)庫，并且這些數(shù)據(jù)庫帶有功能完備、高效能的應(yīng)用。

　　數(shù)據(jù)庫技術(shù)在計(jì)算機(jī)軟件鄰域研究中一直是非常重要的主題，產(chǎn)生于60年代，30多年來數(shù)據(jù)庫技術(shù)得到了迅速發(fā)展，并已形成較為完整的理論體系和一大批實(shí)用系統(tǒng)。并且，近年來，隨著World Wide Web（WWW）的猛增及Internet技術(shù)的迅速發(fā)展，使得數(shù)據(jù)庫技術(shù)之時(shí)成為最熱門技術(shù)之一。

　　1.1.1  數(shù)據(jù)庫

　　如圖1.1顯示了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要組件。數(shù)據(jù)庫由DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）處理，DBMS則由開發(fā)人員和用戶通過應(yīng)用程序直接或間接地使用。它主要包括四個(gè)要素：用戶數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、索引和應(yīng)用元數(shù)據(jù)。

　　1.1.1.1 用戶數(shù)據(jù)

　　目前，大多數(shù)主流數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)把用戶數(shù)據(jù)表示為關(guān)系?，F(xiàn)在把關(guān)系看作數(shù)據(jù)表。表的列包含域或?qū)傩?，表的行包含對?yīng)業(yè)務(wù)環(huán)境中的實(shí)體的記錄。并非所有的關(guān)系都同樣符合要求，有些關(guān)系比其它關(guān)系更結(jié)構(gòu)化一些。第二章描述了一個(gè)用以產(chǎn)生良好結(jié)構(gòu)關(guān)系的過程，稱作規(guī)范化。

　　為了對比結(jié)構(gòu)差的關(guān)系和結(jié)構(gòu)好的關(guān)系之間的差別，以本文所設(shè)計(jì)的圖書管理系統(tǒng)中的圖書和圖書借閱者關(guān)系為例來說明，假若設(shè)計(jì)關(guān)系R1（借書證號，姓名，性別，身份編號，身份證，聯(lián)系電話，圖書編號，圖書名稱，圖書類別，作者，出版社，出版日期，備注，價(jià)格，數(shù)量）；這個(gè)關(guān)系的問題出在它有關(guān)于兩個(gè)不同主題的數(shù)據(jù)，就是圖書借閱者和圖書。用這種方式構(gòu)成的關(guān)系在進(jìn)行修改時(shí)，會出現(xiàn)問題。因?yàn)橐粋€(gè)圖書借閱者可能借閱多本書，如果某個(gè)圖書借閱者的某個(gè)字段（如聯(lián)系電話）出現(xiàn)變更，它所借閱的圖書記錄（可能多個(gè)）也就必須變化，這是不好的。因此數(shù)據(jù)用兩個(gè)關(guān)系表示更好?，F(xiàn)在如果某圖書借閱者改變了它的聯(lián)系電話，只有關(guān)系（表）user的對應(yīng)行需要改變。當(dāng)然，要想產(chǎn)生一個(gè)，顯示圖書名稱及其借閱者聯(lián)系電話的報(bào)表，就需要將這兩個(gè)表的行結(jié)合起來。結(jié)果表明，將關(guān)系分別存儲，在生成報(bào)表的時(shí)候?qū)⑺鼈兘Y(jié)合起來，比把它們存儲在一個(gè)合成的表中更好。

　　user（借書證號，姓名，性別，身份編號，身份證，聯(lián)系電話，）

　　book（圖書編號，圖書名稱，圖書類別，作者，出版社，出版日期，備注，價(jià)格，數(shù)量）

　　1.1.1.2  元數(shù)據(jù)

　　數(shù)據(jù)庫是自描述的，這就意味著它自身包含了它的結(jié)構(gòu)的描述，這種結(jié)構(gòu)的描述稱作元數(shù)據(jù)。因?yàn)镈BMS產(chǎn)品是用來存儲和操縱表的，所以大多數(shù)產(chǎn)品把元數(shù)據(jù)以表的形式存儲，有時(shí)稱作系統(tǒng)表。這些系統(tǒng)表存儲了數(shù)據(jù)庫中表的情況，指出每一個(gè)表中有多少列，那一列是主關(guān)鍵字，每一列的數(shù)據(jù)類型的描述，它也存儲索引、關(guān)鍵字、規(guī)則和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的其他部分。

　　在表中存儲元數(shù)據(jù)不僅對DBMS是有效的，對用戶也是方便的，因?yàn)樗麄兛梢允褂门c查詢用戶數(shù)據(jù)同樣的查詢工具來查詢元數(shù)據(jù)。本文第二章所介紹的SQL語言可以同時(shí)用于元數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)。

　　1.1.1.3  索引

　　第三種類型的數(shù)據(jù)改進(jìn)了數(shù)據(jù)庫的性能和可訪問性，這種數(shù)據(jù)經(jīng)常稱作開銷數(shù)據(jù)，盡管有時(shí)也采用其他類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如鏈表，但它主要還是索引。索引可以用來排序和快速訪問數(shù)據(jù)。下面以本人的圖書管理信息系統(tǒng)中的book表為例來說明。

　　假定數(shù)據(jù)在磁盤上是按'圖書編號'的遞增順序排列的，用戶想打印一個(gè)按'圖書名稱'排序的圖書數(shù)據(jù)報(bào)表。為此，所有的數(shù)據(jù)都需要從源表中提取出來并排序，除非表很小，否則這是一個(gè)很費(fèi)時(shí)的過程?；蛘?，可以在'圖書名稱'字段上創(chuàng)建一個(gè)索引，該索引的條目按照'圖書名稱'排序，這樣，該索引的條目可以讀出來，并用來按順序訪問book數(shù)據(jù)。

　　索引用于快速訪問數(shù)據(jù)。例如，一個(gè)用戶只想訪問book表中'圖書類別'值為'01'的那些學(xué)生。如果沒有索引，則必須搜索整個(gè)源表；但有了索引之后，可以找到索引條目，并使用它來挑選所有合適的行。

　　索引對排序和查找是有幫助的，但要付出代價(jià)。book表中的行每次改變時(shí)，索引也必須改變，這意味著索引并非隨意的，應(yīng)該在真正需要時(shí)保存。

　　1.1.1.4  應(yīng)用元數(shù)據(jù)

　　存儲在數(shù)據(jù)庫中的第四種數(shù)據(jù)是應(yīng)用元數(shù)據(jù)，它用來存儲用戶窗體、報(bào)表、查詢和其他形式的查詢組件。并非所有的DBMS都支持應(yīng)用組件，支持組件的DBMS也不一定把全部組件的結(jié)構(gòu)作為應(yīng)用元數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中。然而，大多數(shù)現(xiàn)代的DBMS產(chǎn)品存儲這種數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)庫的一部分。一般來說，數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員和用戶都不直接訪問應(yīng)用元數(shù)據(jù)，想反，他們通過DBMS中的工具來處理這些數(shù)據(jù)。

　　MS SQL Server2000中就支持窗體、存儲過程等應(yīng)用元數(shù)據(jù)。

　　1.1.2  數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)。DBMS是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心組成部分。對數(shù)據(jù)庫的一切操作，包括定義、更新及各種控制，都是通過DBMS進(jìn)行的。DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型，可以把DBMS看成是某種數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的具體實(shí)現(xiàn)。根據(jù)數(shù)據(jù)模型的不同，DBMS可以分成層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型、面向?qū)ο笮偷?。MS SQL Server2000就是一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

　　關(guān)系模型。關(guān)系模型主要是用二維表格結(jié)構(gòu)表達(dá)實(shí)體集，用外鍵表示實(shí)體間聯(lián)系。關(guān)系模型是由若干個(gè)關(guān)系模式組成的集合。關(guān)系模式相當(dāng)于前面提到的記錄類型，它的實(shí)例稱為關(guān)系，每個(gè)關(guān)系實(shí)際上是一張二維表格。

　　關(guān)系模型和層次、網(wǎng)狀模型的最大判別是用關(guān)鍵碼而不是用指針導(dǎo)航數(shù)據(jù)，表格簡單用戶易懂，編程時(shí)并不涉及存儲結(jié)構(gòu)，訪問技術(shù)等細(xì)節(jié)。關(guān)系模型是數(shù)學(xué)化模型。SQL語言是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)化語言，已得到了廣泛的應(yīng)用。

　　如圖1.1所示，DBMS的特點(diǎn)和功能可以分為三個(gè)子系統(tǒng)：設(shè)計(jì)工具子系統(tǒng)、運(yùn)行子系統(tǒng)和DBMS引擎。

　　設(shè)計(jì)子系統(tǒng)有一個(gè)方便數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用創(chuàng)建的工具集。它典型地包含產(chǎn)生表、窗體、查詢和報(bào)表的工具。DBMS產(chǎn)品還提供編程語言和對編程語言的接口。

　　運(yùn)行子系統(tǒng)處理用設(shè)計(jì)子系統(tǒng)開發(fā)的應(yīng)用組件。它所包含的運(yùn)行處理器用來處理窗體和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交互，以及回答查詢和打印報(bào)表等。

　　DBMS引擎從其他兩個(gè)組件接受請求，并把它們翻譯成對操作系統(tǒng)的命令，以便讀寫物理介質(zhì)上的數(shù)據(jù)。DBMS引擎還涉及事務(wù)管理、鎖、備份和恢復(fù)。

　　1.1.3  創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫

　　1.1.3.1  數(shù)據(jù)庫模式

　　數(shù)據(jù)庫模式定義了數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、表、關(guān)系、域和業(yè)務(wù)規(guī)則。數(shù)據(jù)庫模式是一種設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用正是建立在此基礎(chǔ)上的。

　　域是一列可能擁有的值的集合。必須為每一個(gè)表的每一列確定域。除了數(shù)據(jù)的物理格式外，還需要確定是否有些域?qū)Ρ韥碚f是唯一的。

　　數(shù)據(jù)庫模式的最后一個(gè)要素是業(yè)務(wù)規(guī)則，它是對需要反映在數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序中的業(yè)務(wù)活動(dòng)的約束。業(yè)務(wù)規(guī)則是模式的一個(gè)重要部分，因?yàn)樗麄冎付藷o論什么數(shù)據(jù)變化到達(dá)DBMS引擎，允許的數(shù)據(jù)值必須滿足的約束。不管無效的數(shù)據(jù)變化請求是來自窗體的用戶、查詢/修改請求還是應(yīng)用程序，DBMS都應(yīng)該拒絕。

　　遺憾的是，不同的DBMS產(chǎn)品用不同的方法實(shí)施業(yè)務(wù)規(guī)則。在某些情況下，DBMS產(chǎn)品不具備實(shí)施必要業(yè)務(wù)規(guī)則的能力，必須以代碼形式把它們編入應(yīng)用程序。

　　1.1.3.2  創(chuàng)建表

　　1.1.3.3  定義聯(lián)系

　　1.1.4  應(yīng)用組件

　　數(shù)據(jù)庫應(yīng)用包括窗體、查詢、報(bào)表、菜單和應(yīng)用程序。

　　§1.2  圖書管理系統(tǒng)

　　當(dāng)今時(shí)代是飛速發(fā)展的信息時(shí)代。在各行各業(yè)中離不開信息處理，這正是計(jì)算機(jī)被廣泛應(yīng)用于信息管理系統(tǒng)的環(huán)境。計(jì)算機(jī)的最大好處在于利用它能夠進(jìn)行信息管理。使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息控制，不僅提高了工作效率，而且大大的提高了其安全性。

　　尤其對于復(fù)雜的信息管理，計(jì)算機(jī)能夠充分發(fā)揮它的優(yōu)越性。計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息管理與信息管理系統(tǒng)的開發(fā)密切相關(guān)，系統(tǒng)的開發(fā)是系統(tǒng)管理的前提。本系統(tǒng)就是為了管理好圖書館信息而設(shè)計(jì)的。

　　圖書館作為一種信息資源的集散地，圖書和用戶借閱資料繁多，包含很多的信息數(shù)據(jù)的管理，現(xiàn)今，有很多的圖書館都是初步開始使用，甚至尚未使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息管理。根據(jù)調(diào)查得知，他們以前對信息管理的主要方式是基于文本、表格等紙介質(zhì)的手工處理，對于圖書借閱情況（如借書天數(shù)、超過限定借書時(shí)間的天數(shù)）的統(tǒng)計(jì)和核實(shí)等往往采用對借書卡的人工檢查進(jìn)行，對借閱者的借閱權(quán)限、以及借閱天數(shù)等用人工計(jì)算、手抄進(jìn)行。數(shù)據(jù)信息處理工作量大，容易出錯(cuò)；由于數(shù)據(jù)繁多，容易丟失，且不易查找?？偟膩碚f，缺乏系統(tǒng)，規(guī)范的信息管理手段。盡管有的圖書館有計(jì)算機(jī)，但是尚未用于信息管理，沒有發(fā)揮它的效力，資源閑置比較突出，這就是管理信息系統(tǒng)的開發(fā)的基本環(huán)境。

　　數(shù)據(jù)處理手工操作，工作量大，出錯(cuò)率高，出錯(cuò)后不易更改。圖書館采取手工方式對圖書借閱情況進(jìn)行人工管理，由于信息比較多，圖書借閱信息的管理工作混亂而又復(fù)雜；一般借閱情況是記錄在借書證上，圖書的數(shù)目和內(nèi)容記錄在文件中，圖書館的工作人員和管理員也只是當(dāng)時(shí)對它比較清楚，時(shí)間一長，如再要進(jìn)行查詢，就得在眾多的資料中翻閱、查找了，造成查詢費(fèi)時(shí)、