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在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)成為了越來越重要的一個(gè)領(lǐng)域。早期，數(shù)據(jù)庫的主要作用是為了存儲和檢索數(shù)據(jù)，但現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了可以支持更復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和分析。如何學(xué)習(xí)和應(yīng)用高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，成為了我們需要思考的一個(gè)問題。
一、高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念
高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是相對于傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)而言的新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。它采用了更加先進(jìn)的技術(shù)和方法，可以實(shí)現(xiàn)更多樣化的數(shù)據(jù)處理，例如多模型數(shù)據(jù)庫、圖數(shù)據(jù)庫、列式數(shù)據(jù)庫、文檔數(shù)據(jù)庫等，還可以支持分布式部署、云計(jì)算等技術(shù)。
二、高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的學(xué)習(xí)
1.學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識
學(xué)習(xí)高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要具備一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識，例如數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。除此之外，還需要了解一些編程語言，例如SQL、Java、Python等。
2.學(xué)習(xí)高級技術(shù)
高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的學(xué)習(xí)需要了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一些高級技術(shù)，例如數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化等。這些技術(shù)的掌握可以讓學(xué)習(xí)者更好地理解和應(yīng)用高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
3.參加課程和學(xué)習(xí)班
參加慕課、培訓(xùn)班和學(xué)習(xí)班是學(xué)習(xí)高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的另一個(gè)途徑。這些課程和班級可以讓學(xué)習(xí)者跟隨專業(yè)老師學(xué)習(xí)，獲取更加全面的數(shù)據(jù)庫知識，還可以了解更多實(shí)際應(yīng)用的情況。
三、高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用
高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常廣泛，可以在大數(shù)據(jù)場景下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和分析。下面將以實(shí)際應(yīng)用案例的形式，介紹高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用。
1.多模型數(shù)據(jù)庫
多模型數(shù)據(jù)庫在應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)存儲方式的融合處理。例如，在銀行的信用卡交易場景下，可以將用戶的賬戶信息、交易記錄以及信用評分等多種數(shù)據(jù)存儲在一起，實(shí)現(xiàn)更加全面的用戶分析和服務(wù)。
2.圖數(shù)據(jù)庫
圖數(shù)據(jù)庫在社交網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全、交通運(yùn)輸?shù)葓鼍跋掠兄鴱V泛的應(yīng)用。例如，在社交網(wǎng)絡(luò)場景下，圖數(shù)據(jù)庫可以將用戶的節(jié)點(diǎn)信息、關(guān)系、動態(tài)數(shù)據(jù)等存儲在一起，并通過圖譜分析實(shí)現(xiàn)更加全面的用戶推薦和精準(zhǔn)營銷。
3.列式數(shù)據(jù)庫
列式數(shù)據(jù)庫在大數(shù)據(jù)場景下具有更加快速的數(shù)據(jù)檢索和處理速度，例如，可以在電商平臺中實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商品推薦和搜索。同時(shí)，列式數(shù)據(jù)庫還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮和存儲節(jié)省成本。
四、
高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的領(lǐng)域，需要學(xué)習(xí)者具備一定的基礎(chǔ)知識和高級技術(shù)，才能更好地應(yīng)用到實(shí)際場景中。同時(shí)，高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也具有著廣泛的應(yīng)用場景，可以為企業(yè)和個(gè)人帶來更好的數(shù)據(jù)分析和處理結(jié)果。
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數(shù)據(jù)庫是什么
數(shù)據(jù)庫
數(shù)據(jù)庫發(fā)展階段大致劃分為如下幾個(gè)階段：
人工管理階段；
文件系統(tǒng)階段；
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段；
高級數(shù)據(jù)庫階段。
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)。例如，稱數(shù)據(jù)庫是一個(gè)“記錄保存系統(tǒng)”(該定義強(qiáng)調(diào)了數(shù)據(jù)庫是若干記錄的)。又如稱數(shù)據(jù)庫是“人們?yōu)榻鉀Q特定的任務(wù)，以一定的組織方式存儲在一起的相關(guān)的數(shù)據(jù)的”(該定義側(cè)重于數(shù)據(jù)的組織)。更有甚者稱數(shù)據(jù)庫是“一個(gè)數(shù)據(jù)倉庫”。當(dāng)然，這種說法雖然形象，但并不嚴(yán)謹(jǐn)。
嚴(yán)格地說，數(shù)據(jù)庫是“按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫”。在經(jīng)濟(jì)管理的日常工作中，常常需要把某些相關(guān)的數(shù)據(jù)放進(jìn)這樣“倉庫”，并根據(jù)管理的需要進(jìn)行相應(yīng)的處理。例如，企業(yè)或事業(yè)單位的人事部門常常要把本單位職工的基本情況(職工號、姓名、年齡、性別、籍貫、工資、簡歷等)存放在表20.6.3中，這張表就可以看成是一個(gè)數(shù)據(jù)庫。有了這個(gè)”數(shù)據(jù)倉庫”我們就可以根據(jù)需要隨時(shí)查詢某職工的基本情況，也可以查詢工資在某個(gè)范圍內(nèi)的職工人數(shù)等等。這些工作如果都能在計(jì)算機(jī)上自動進(jìn)行，那我們的人事管理就可以達(dá)到極高的水平。此外，在財(cái)務(wù)管理、倉庫管理、喊核告生產(chǎn)管理中也需要建立眾多的這種”數(shù)據(jù)庫”，使其可以利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)、倉庫、生產(chǎn)的自動化管理。
J.Martin給數(shù)據(jù)庫下了一個(gè)比較完整的定義：數(shù)據(jù)庫是存儲在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的，這些數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的，無有害的或不必要的冗余，并為多種應(yīng)用服務(wù)；數(shù)據(jù)的存儲獨(dú)立于使用它的程序；對數(shù)據(jù)庫插入新數(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)庫時(shí)，則該系統(tǒng)包含一個(gè)“數(shù)據(jù)庫”。
· 數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點(diǎn)
使用數(shù)據(jù)庫可以帶來許多好處：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)庫技術(shù)還為用戶提供了非常簡便的使用手段使用戶易于編寫有關(guān)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。特別是近年來推出的微型計(jì)算機(jī)關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)dBASELL，操作直觀，使用靈活，編程方便，環(huán)境適應(yīng)廣泛(一般的十六位機(jī)，如IBM/PC/XT，國產(chǎn)長城0520等均可運(yùn)行種軟件)，數(shù)據(jù)處理能力極強(qiáng)。數(shù)據(jù)庫在我國正得到愈來愈廣泛的應(yīng)用，必將成為經(jīng)濟(jì)管理的有力工具。
數(shù)據(jù)庫是通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS-DATA BASE MANAGEMENT SYSTEM)軟件來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、管理與使用的dBASELL就是一種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件。
· 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫種類
數(shù)據(jù)庫通常分為層次式數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)庫和關(guān)系式數(shù)據(jù)庫三種。而不同的數(shù)據(jù)庫是按不同的數(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)對象之間存在的關(guān)系，則將氏緩DS＝(D，R)稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，設(shè)有一鄭明個(gè)號碼簿，它記錄了n個(gè)人的名字和相應(yīng)的號碼。為了方便地查找某人的號碼，將人名和號碼按字典順序排列，并在名字的后面跟隨著對應(yīng)的號碼。這樣，若要查找某人的號碼(假定他的名字的之一個(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D就是人名和號碼，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＝(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)的存儲位置無關(guān)。數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)在計(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)模型以及按關(guān)系理論建立的關(guān)系結(jié)構(gòu)模型。
2.層次、網(wǎng)狀和關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(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)無回的連通圖)。例如圖20.6.4是一個(gè)高等學(xué)校的組織結(jié)構(gòu)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)，樹枝有N個(gè)。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型的一般結(jié)構(gòu)見圖20.6.5所示。
圖20.6.4 高等學(xué)校的組織結(jié)構(gòu)圖 圖20.6.5 層次結(jié)構(gòu)模型
圖20.6.5中，Ri(i＝1，2，…6)代表記錄(即數(shù)據(jù)的)，其中R1就是根結(jié)點(diǎn)(如果Ri看成是一個(gè)家族，則R1就是祖先，它是R2、R3、R4的雙親，而R2、R3、R4互為兄弟)，R5、R6也是兄弟，且其雙親為R3。R2、R4、R5、R6又被稱為葉結(jié)點(diǎn)(即無子女的結(jié)點(diǎn))。這樣，Ri(i＝1，2，…6)就組成了以R1為樹根的一棵樹，這就是一個(gè)層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型。
按照層次模型建立的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為層次模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。IMS(Information Manage-mentSystem)是其典型代表。
(2)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型
在圖20.6.6中，給出了某醫(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)，病人和病房分別是另外兩個(gè)數(shù)據(jù)，那么醫(yī)生、病人和病房的比例關(guān)系就是M:N:P(即M個(gè)醫(yī)生，N個(gè)病人，P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)模型如圖20.6.7所示。在圖中，記錄Ri(i＝1，2，8)滿足以下條件：
①可以有一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無雙親(如R1、R2、R3)。
②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)生有若干個(gè)結(jié)點(diǎn)(M個(gè)醫(yī)生結(jié)點(diǎn))無”雙親”，而”病房”有P個(gè)結(jié)點(diǎn)(即病房)，并有一個(gè)以上的”雙親”(即病人)。
圖20.6.6 醫(yī)生、病房和病人之間的關(guān)系
圖20.6.7 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型
按照網(wǎng)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其典型代表是DG(Data Base Task Group)。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)關(guān)系結(jié)構(gòu)模型
關(guān)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)為簡單的二元關(guān)系(即二維表格形式)。例如某單位的職工關(guān)系就是一個(gè)二元關(guān)系(見表20.6.8)。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、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。
表20.6.8 職工基本情況
通常一個(gè)m行、n列的二維表格的結(jié)構(gòu)如表20.6.9所示。
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。每個(gè)記錄包含n個(gè)屬性。
作為一個(gè)關(guān)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)。(3)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。
由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)被稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，對數(shù)據(jù)的操作幾乎全部建立在一個(gè)或多個(gè)關(guān)系表格上，通過對這些關(guān)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。dBASEII就是這類數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的典型代表。對于一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用問題(如人事管理問題)，有時(shí)需要多個(gè)關(guān)系才能實(shí)現(xiàn)。用dBASEII建立起來的一個(gè)關(guān)系稱為一個(gè)數(shù)據(jù)庫(或稱數(shù)據(jù)庫文件)，而把對應(yīng)多個(gè)關(guān)系建立起來的多個(gè)數(shù)據(jù)庫稱為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。dBASEII的另一個(gè)重要功能是通過建立命令文件來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的使用和管理，對于一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相應(yīng)的命令序列文件，稱為該數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用系統(tǒng)。因此，可以概括地說，一個(gè)關(guān)系稱為一個(gè)數(shù)據(jù)庫，若干個(gè)數(shù)據(jù)庫可以構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以派生出各種不同類型的輔助文件和建立它的應(yīng)用系統(tǒng)。
· 數(shù)據(jù)庫的要求與特性
為了使各種類型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮它們的優(yōu)越性，必須對數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的使用提出一些明確的要求。
1.建立數(shù)據(jù)庫文件的要求
(1)盡量減少數(shù)據(jù)的重復(fù)，使數(shù)據(jù)具有最小的冗余度。計(jì)算機(jī)早期應(yīng)用中的文件管理系統(tǒng)，由于數(shù)據(jù)文件是用戶各自建立的，幾個(gè)用戶即使有許多相同的數(shù)據(jù)也得放在各自的文件中，因而造成存儲的數(shù)據(jù)大量重復(fù)，浪費(fèi)存儲空間。數(shù)據(jù)庫技術(shù)正是為了克服這一缺點(diǎn)而出現(xiàn)的，所以在組織數(shù)據(jù)的存儲時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)冗余。
(2)提高數(shù)據(jù)的利用率，使眾多用戶都能共享數(shù)據(jù)資源。
(3)注意保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。這對某些需要?dú)v史數(shù)據(jù)來進(jìn)行預(yù)測、決策的部門(如統(tǒng)計(jì)局、銀行等)特別重要。
(4)注意同一數(shù)據(jù)描述方法的一致性，使數(shù)據(jù)操作不致發(fā)生混亂。如一個(gè)人的學(xué)歷在人事檔案中是大學(xué)畢業(yè)，而在科技檔案中卻是大學(xué)程度，這樣就容易造成混亂。
(5)對于某些需要保密的數(shù)據(jù)，必須增設(shè)保密措施。
(6)數(shù)據(jù)的查找率高，根據(jù)需要數(shù)據(jù)應(yīng)能被及時(shí)維護(hù)。
2.數(shù)據(jù)庫文件的特征
無論使用哪一種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，由它們所建立的數(shù)據(jù)庫文件都可以看成是具有相同性質(zhì)的記錄的，因而這些數(shù)據(jù)庫文件都有相同的特性：
(1)文件的記錄格式相同，長度相等。
(2)不同的行是不同的記錄，因而具有不同的內(nèi)容。
(3)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(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。例如，從每周工資卡上錄制下來的數(shù)分批存放在一個(gè)事務(wù)文件上，然后對照工資清單文件進(jìn)行處理以便打印出工資支票和工資記錄簿。
(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。例如，一個(gè)公用事業(yè)公司的稅率表或國內(nèi)稅務(wù)局的稅率就可以存儲在表中文件。
(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。
(5)檔案文件。檔案文件不是提供當(dāng)前處理使用的，而是保存起來作為歷史參照的。例如，國內(nèi)稅務(wù)局(IRS)可能要求檢查某個(gè)人最近15年的歷史。實(shí)際上，檔案文件恰恰是在給定時(shí)間內(nèi)工作的一個(gè)”快照”。
(6)輸出文件。輸出文件包含將要打印在打印機(jī)上的、顯在屏幕上的或者繪制在繪圖儀上的那些信息的數(shù)值映象。輸出文件可以是”假脫機(jī)的”(存儲在輔存設(shè)備上)，當(dāng)輸出設(shè)備可用時(shí)才進(jìn)行實(shí)際的輸出。
數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程包括幾個(gè)主要階段？哪些階段獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)？哪些階段依賴于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)？
數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
的過程(六個(gè)階段)1.需求分析階段準(zhǔn)確了解與分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理）是整個(gè)設(shè)計(jì)過程的基礎(chǔ)，是最困難、最耗費(fèi)時(shí)間的一步2.概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段是整個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵通過對用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體DBMS的概念模型3.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個(gè)DBMS所支持的
數(shù)據(jù)模型
對其進(jìn)行優(yōu)化4.數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法）5.數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)語言、工具及宿主語言，根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫，編制與調(diào)試
應(yīng)用程序
，組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運(yùn)行6.數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)階段數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過試運(yùn)行后即可投入正式運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫,容納數(shù)據(jù)的倉庫，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),數(shù)據(jù)陵辯薯庫、
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
、硬件、操作人員的合在一起的總稱數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),用來管理數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)工具，以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為核心，用
高級語言
開發(fā)一套給傻瓜用戶使用的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的軟件。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具所開發(fā)的軟件（數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)灶春(database management system)是一種操縱和管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件，是用于建立、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫，簡稱dbms。它對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，以保證數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性。用戶通過dbms訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，
數(shù)據(jù)庫管理員
也通過dbms進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的維護(hù)工作。它提供多種功能，可使多個(gè)應(yīng)用程序和用戶用不同尺者的方法在同時(shí)或不同時(shí)刻去建立，修改和詢問數(shù)據(jù)庫。它使用戶能方便地定義和操縱數(shù)據(jù)，維護(hù)數(shù)據(jù)的安全性和完整性，以及進(jìn)行多用戶下的并發(fā)控制和恢復(fù)數(shù)據(jù)庫。
數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的個(gè)主要階段是
數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的6個(gè)主要階段是：需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫的實(shí)施和數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù)。
1、需求分析：
調(diào)查和分析用戶的業(yè)務(wù)活動和數(shù)據(jù)的使用情況，弄清所用數(shù)據(jù)的種類、范圍、數(shù)量以及它們在業(yè)務(wù)活動中交流的情況，確定用戶對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的使用要求和各種約束條件等，形成用戶需求規(guī)約。
需求分析是在用戶調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過分析，逐步明確用戶對系統(tǒng)的需求，包括數(shù)據(jù)需求和圍繞這些數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)處理需求。在需求分析中，通過自頂向下，逐步分解的方法分析系統(tǒng)，分析的結(jié)果采用數(shù)據(jù)流程圖（DFD）進(jìn)行圖形化的描述。
2、概念設(shè)計(jì)：
對用戶要求描述的現(xiàn)實(shí)世界（可能是一個(gè)工廠、一個(gè)商場或者一個(gè)學(xué)校等），通過對其中諸處的分類、聚集和概括，建立抽象的概念數(shù)據(jù)模型。這個(gè)概念模型應(yīng)反映現(xiàn)實(shí)世界各部門的信息結(jié)構(gòu)、信息流動情況、信息間的互相制約關(guān)系以及各部門對信息儲存、查詢和加工的要求等。所建立的模型應(yīng)避開數(shù)據(jù)庫在計(jì)算機(jī)上的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，用一種抽象的形式表示出來。
以擴(kuò)充的實(shí)體—（E-R模型）聯(lián)系模型方法為例，之一步先明確現(xiàn)實(shí)世界各部門所含的各種實(shí)體及其屬性、實(shí)體間的聯(lián)系以及對信息的制約條件等，從而給出各部門內(nèi)所用信息的局部描述（在數(shù)據(jù)庫中稱為用戶的局部視圖）。第二步再將前面得到的多個(gè)用戶的局部視圖集成為一個(gè)全局視圖，即用戶要描述的現(xiàn)實(shí)世界的概念數(shù)據(jù)模型。
3、邏輯設(shè)計(jì)：
主要工作是將現(xiàn)實(shí)世界的概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)成數(shù)據(jù)庫的一種邏輯模式，即適應(yīng)于某種特定數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的邏輯數(shù)據(jù)模式。與此同時(shí)，可能還需為各種數(shù)據(jù)處理應(yīng)鍵改用領(lǐng)域產(chǎn)生相應(yīng)的邏輯子模式。這一步設(shè)計(jì)的結(jié)果就是所謂“邏輯數(shù)據(jù)庫”。
4、物理設(shè)計(jì)：
根據(jù)特定數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所提供的多種存儲結(jié)構(gòu)和存取方法等依賴于具體計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)物理設(shè)計(jì)措施，對具體的應(yīng)用任務(wù)選定最合適的物理存儲結(jié)構(gòu)（包括文件類型、索引結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的存放次序與位邏輯等）、存取方法和存取凳野路徑等。這一步設(shè)計(jì)的結(jié)果就是所謂“物理數(shù)據(jù)庫”。
5、驗(yàn)證設(shè)計(jì)：
在上述設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，收集數(shù)據(jù)并具體建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫，運(yùn)行一些典型的應(yīng)用任務(wù)來驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的正確性和合理性。一般，一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)過程往往需要經(jīng)過多次循環(huán)反復(fù)。當(dāng)設(shè)計(jì)的某步發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，可能就需要返回到前面去進(jìn)行修改。因此，在做上述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)棗亮喊時(shí)就應(yīng)考慮到今后修改設(shè)計(jì)的可能性和方便性。
6、運(yùn)行與維護(hù)設(shè)計(jì)：
在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)正式投入運(yùn)行的過程中，必須不斷地對其進(jìn)行調(diào)整與修改。
至今，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的很多工作仍需要人工來做，除了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫已有一套較完整的數(shù)據(jù)范式理論可用來部分地指導(dǎo)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)之外，尚缺乏一套完善的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)理論、方法和工具，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的自動化或交互式的半自動化設(shè)計(jì)。
所以數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)今后的研究發(fā)展方向是研究數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)理論，尋求能夠更有效地表達(dá)語義關(guān)系的數(shù)據(jù)模型，為各階段的設(shè)計(jì)提供自動或半自動的設(shè)計(jì)工具和集成化的開發(fā)環(huán)境，使數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)更加工程化、更加規(guī)范化和更加方便易行，使得在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)軟件工程的先進(jìn)思想和方法。
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文章題目：高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用(高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段)
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