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電子商務師考試輔導：數(shù)據(jù)庫技術基本理論
數(shù)據(jù)庫技術是信息系統(tǒng)的一個核心技術。是一種計算機輔助管理數(shù)據(jù)的方法，它研究如何組織和存儲數(shù)據(jù)，如何高效地獲取和處理數(shù)據(jù)。下面是小編為大家搜索整理的電子商務師考試輔導：數(shù)據(jù)庫技術基本理論，希望對大家有所幫助。
數(shù)據(jù)庫技術基本理論
電子商務是指利用電子及網(wǎng)絡進行的商務活動：這里的電子網(wǎng)絡主要是指Internet和基于Internet技術的Intranet(企業(yè)內(nèi)部網(wǎng))、Extranet(企業(yè)外部網(wǎng))。所進行的商務活動不僅包含電子數(shù)據(jù)交換所涉及的電了交易，還包括電了函件交流、網(wǎng)上站點宣傳和利用Internet技術改造的其他傳統(tǒng)應用。但電子商務應用的前提是企業(yè)管理信息系統(tǒng)得廣泛使用。數(shù)據(jù)庫技術是企業(yè)管理信息系統(tǒng)的核心技術之一。所以，想深入地理解電子商務就應該了解數(shù)據(jù)庫的一些基本理論。
一、數(shù)據(jù)和信息
所謂數(shù)據(jù)就是為反映客觀世界而記錄下來的可以鑒別的符號，可以是數(shù)字、字符、圖形、圖像、聲音等。而信息是指經(jīng)過解釋的數(shù)據(jù)，能解決或減少人們的對客觀事物認識的不確定性。數(shù)據(jù)和信息之間的區(qū)別和聯(lián)系是：數(shù)據(jù)是純客觀的，只單純反映客觀事物的性質，并不說明該事物對主觀的作用與數(shù)據(jù)只是信息的載體，是表達和傳遞信息的工具。數(shù)據(jù)經(jīng)過加工處理可以上升為信息。同一信息可以用不同形式的數(shù)據(jù)表達，而不改變信息的內(nèi)容。
二、數(shù)據(jù)模型
數(shù)據(jù)模型是對現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)和信息進行抽象、表示和處理的工具，是對現(xiàn)實世界的模擬，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中用于提供信息表示和操作手段的形式構架，通常其構成是：數(shù)據(jù)結構，包括數(shù)據(jù)對象及其相互聯(lián)系;數(shù)據(jù)操作，主要是對數(shù)據(jù)的檢索和更新。
數(shù)據(jù)的約束條件是完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是指在給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，主要的數(shù)據(jù)模型有：層次模型(Hierarchical Model)、網(wǎng)狀模型(Network Model)、和關系模型(Relational Model)。
(1)層次模型(Hierarchical Model)
用樹型結構來表示實體型及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型，在這種結構中每個結點表示一個記錄類型，連線表示兩個記錄之間的關系，位于上層的結點稱為雙親結點，下層則為子女結點。樹的最高層只有一個結點，成為根結點。如圖2-20就是某學校的一個層次模型。圖中“教研室”結點就是“教師”的雙親結點，而“教師”結點就是子女結點。
由于除一個沒有雙親結點的根結點之外，任何結點有且只有一個雙親結點，所以只能直接表示一對多的實體聯(lián)系(包括一對一，多對多關系須分解成一對多的聯(lián)系)。
(2)網(wǎng)狀模型(Network model )
網(wǎng)狀模型比層次模型更具普遍性。它允許多個結點沒有雙親結點，也允許一個結點有多個雙親結點，允許兩個結點之間有多種聯(lián)系。所以網(wǎng)狀模型可以直接地描述現(xiàn)實世界，特別適合處理多對多的聯(lián)系。
圖2-20 產(chǎn)品網(wǎng)狀模型
在圖2-19中，客戶和產(chǎn)品結點都沒有雙親結點，訂單明細結點有兩個雙親結點，所以該數(shù)據(jù)模型不屬于層次模型，而屬于網(wǎng)狀模型。
(3)關系模型(Relational model)
關系模型是三種數(shù)據(jù)庫中最重要的模型，也是現(xiàn)在用的最廣的模型。其數(shù)據(jù)結構的基本思想是將實體之間的聯(lián)系以二維表的結構來表示。一個二維表就是一個關系;二維表中的一行代表一個實體，由實體的若干屬性組成，稱為記錄;二維表中的一列為關系一個屬性，稱為數(shù)據(jù)項。
目前大部分數(shù)據(jù)庫采用的是關系型數(shù)據(jù)庫，如 Sybase、SQL Server、Oracle、Access等。
關系數(shù)據(jù)庫設計之時是要遵守一定的規(guī)則的。尤其是數(shù)據(jù)庫設計范式，現(xiàn)簡單介紹1NF(第一范式)，2NF(第二范式)，3NF(第三范式)和BCNF，另有第四范式和第五范式(本教材不作介紹)。
數(shù)據(jù)庫的設計范式是數(shù)據(jù)庫設計所需要滿足的規(guī)范，滿足這些規(guī)范的數(shù)據(jù)庫是簡潔的、結構明晰的，同時，不會發(fā)生插入()、刪除()和更新(update)操作異常。反之則是亂七八糟，不僅給數(shù)據(jù)庫的編程人員制造麻煩，而且面目可憎，可能存儲了大量不需要的冗余信息。
第一范式(1NF)：
數(shù)據(jù)庫表中的字段都是單一屬性的，不可再分。這個單一屬性由基本類型構成，包括整型、實數(shù)、字符型、邏輯型、日期型等。
很顯然，在當前的任何關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)中，誰也不可能做出不符合第一范式的數(shù)據(jù)庫，因為這些DBMS不允許你把數(shù)據(jù)庫表的一列再分成二列或多列。因此想在現(xiàn)有設計中設計出不符合第一范式的數(shù)據(jù)庫都不可能。
第二范式(2NF)：
數(shù)據(jù)庫表中不存在非關鍵字段對任一候選關鍵字段的部分函數(shù)依賴(部分函數(shù)依賴指的是存在組合關鍵字中的某些字段決定非關鍵字段的情況)，也即所有非關鍵字段都完全依賴于任意一組候選關鍵字。
假定選課關系表為SelectCourse(學號，姓名，年齡，課程名稱，成績，學分)，關鍵字為組合關鍵字(學號，課程名稱)，因為存在如下決定關系：
(學號，課程名稱) → (姓名，年齡，成績，學分)
這個數(shù)據(jù)庫表不滿足第二范式，因為存在如下決定關系：
(課程名稱)→(學分)
(學號)→(姓名，年齡)
即存在組合關鍵字中的字段決定非關鍵字的情況。
由于不符合2NF，這個選課關系表會存在如下問題：
(1)數(shù)據(jù)冗余：同一門課程由n個學生選修，“學分”就重復n-1次;同一個學生選修了m門課程，姓名和年齡就重復了m-1次。
(2)更新異常：若調(diào)整了某門課程的學分，數(shù)據(jù)表中所有行的“學分”值都要更新，否則會出現(xiàn)同一門課程學分不同的情況。
(3)插入異常：假設要開設一門新的課程，暫時還沒有人選修。這樣，由于還沒有“學號”關鍵字，課程名稱和學分也無法記錄入數(shù)據(jù)庫。
(4)刪除異常：假設一批學生已經(jīng)完成課程的選修，這些選修記錄就應該從數(shù)據(jù)庫表中刪除。但是，與此同時，課程名稱和學分信息也被刪除了。很顯然，這也會導致插入異常。
把選課關系表SelectCourse改為如下三個表：
學生：Student(學號，姓名，年齡);
課程：Course(課程名稱，學分);
選課關系：SelectCourse(學號，課程名稱，成績)。
這樣數(shù)據(jù)庫表是符合第二范式的，消除了數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常和刪除異常。
另外，所有單關鍵字的數(shù)據(jù)庫表都符合第二范式，因為不可能存在組合關鍵字。
第三范式(3NF)：
在第二范式的基礎上，數(shù)據(jù)表中如果不存在非關鍵字段對任一候選關鍵字段的傳遞函數(shù)依賴則符合第三范式。所謂傳遞函數(shù)依賴，指的是如果存在“A→B→C”的決定關系，則C傳遞函數(shù)依賴于A。因此，滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫表應該不存在如下依賴關系：
關鍵字段→非關鍵字段x→非關鍵字段y
假定學生關系表為Student(學號，姓名，年齡，所在學院，學院地點，學院電話)，關鍵字為單一關鍵字“學號”，因為存在如下決定關系：
(學號)→(姓名，年齡，所在學院，學院地點，學院電話)
這個數(shù)據(jù)庫是符合2NF的，但是不符合3NF，因為存在如下決定關系：
(學號)→(所在學院)→(學院地點， 學院電話)
即存在非關鍵字段“學院地點”、“學院電話”對關鍵字段“學號”的傳遞函數(shù)依賴。
它也會存在數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常和刪除異常的情況。
把學生關系表分為如下兩個表：
學生：(學號，姓名，年齡，所在學院);
學院：(學院，地點，電話)。
這樣數(shù)據(jù)庫表是符合第三范式的，消除了數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常和刪除異常。
鮑依斯-科得范式(BCNF)：
在第三范式的基礎上，數(shù)據(jù)庫表中如果不存在任何字段對任一候選關鍵字段的傳遞函數(shù)依賴則符合BCNF范式。
假設倉庫管理關系表為StorehouseManage(倉庫ID，存儲物品ID，管理員ID，數(shù)量)，且有一個管理員只在一個倉庫工作;一個倉庫可以存儲多種物品。這個數(shù)據(jù)庫表中存在如下決定關系：
(倉庫ID，存儲物品ID)→(管理員ID，數(shù)量)
(管理員ID，存儲物品ID)→(倉庫ID，數(shù)量)
所以，(倉庫ID，存儲物品ID)和(管理員ID，存儲物品ID)都是StorehouseManage的候選關鍵字，表中的唯一非關鍵字段為數(shù)量，它是符合第三范式的。但是，由于存在如下決定關系：
(倉庫ID)→(管理員ID)
(管理員ID)→(倉庫ID)
即存在關鍵字段決定關鍵字段的情況，所以其不符合BCNF范式。會出現(xiàn)如下異常情況：
(1) 刪除異常：當倉庫被清空后，所有“存儲物品ID”和“數(shù)量”信息被刪除的同時，“倉庫ID”和“管理員ID”信息也被刪除了。
(2) 插入異常：當倉庫沒有存儲任何物品時，無法給倉庫分配管理員。
(3) 更新異常：如果倉庫換了管理員，則表中所有行的管理員ID都要修改。
把倉庫管理關系表分解為二個關系表：
倉庫管理：StorehouseManage(倉庫ID，管理員ID);
倉庫：Storehouse(倉庫ID，存儲物品ID，數(shù)量)。
這樣的數(shù)據(jù)庫表是符合BCNF范式的，消除了刪除異常、插入異常和更新異常。
三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Data Base Management System， DBMS)、數(shù)據(jù)庫(Data Base ， DB)、應用程序(Applied Program ，AP)、計算機系統(tǒng)(Computer System， CS)、數(shù)據(jù)庫管理員(Data Base Administrator， DBA)構成。
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)是為數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護而配置的軟件，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心部分組成。它建立在操作系統(tǒng)的基礎上，對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制。用戶使用的各種數(shù)據(jù)庫命令以及應用程序的執(zhí)行，都要通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)還承擔著數(shù)據(jù)庫的維護工作，按照DBA所規(guī)定的要求，保證數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性。
四、數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展趨勢
隨著表示結構化信息的數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫技術發(fā)展迅速，除了目前廣泛應用的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(如Sybase、Oracle等)，近年來還出現(xiàn)了一些新的發(fā)展方向，如面向對象的數(shù)據(jù)庫(OODB)、多維數(shù)據(jù)庫(MDDB)、主動數(shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫等。數(shù)據(jù)庫技術還與其他多學科技術的有機組合，形成面向專門應用領域的數(shù)據(jù)庫技術，如數(shù)據(jù)挖掘DM(Data Mining)、數(shù)據(jù)庫中的知識發(fā)現(xiàn)KDD(Knowledge Discovery in Database)、智能代理(Agents)、智能信息檢索技術等等。
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