资料库基础
基础档案处理容易造成数据重复和不一致，数据库管理系统能集中管理和控制数据。关联数据库以数据表组织记录和栏，主关键码唯一识别记录，外键码联系不同数据表；规范化减少冗余，结构化查询语言的 SELECT 与 WHERE 负责选取和筛选记录。
- 档案处理易造成数据冗余与不一致；数据库配合数据库管理系统集中管理、控制权限
- 关联数据库以数据表组织数据：栏是属性，记录是一条完整资料
- 主关键码唯一且不留空，识别每条记录；外键码联系数据表，受参照完整性约束
文体小知识：科技知识说明文——讲解数据库的结构、关联数据库的设计概念与基本查询方法，是选修单元「数据库」的入门知识。
§课文原文 Passage
1处理大量数据时，许多机构早期以档案处理方式，把数据分门别类储存在不同档案，由各个程式自行读写。这种方式容易产生问题：同一份学生资料可能同时存于训导处和学务处的档案，资料重复之余，一旦其中一份更新而另一份漏改，便会出现不一致；程式与档案结构互相依赖，改动格式时牵一发而动全身。
2数据库的出现正是为了解决上述问题。数据库把机构的数据集中储存、统一管理，并由数据库管理系统负责处理新增、查询、修改和删除，同时控制存取权限，确保只有获授权的使用者才能读写相关数据。数据库管理员则负责设定权限、备份与日常维护，令数据安全而一致。
3最常用的关联数据库以数据表组织数据：每张数据表对应一类事物，纵行称为栏，横列称为记录。每张数据表应有主关键码，例如学生表的学生编号，确保每条记录都能被唯一识别；不同数据表之间则透过外键码联系，例如借阅记录表存有学生编号，指向学生表，形成表与表之间的关联。
4设计数据库时要避免数据冗余，即同一数据在多处重复储存。规范化就是把数据妥善分配到不同数据表的过程：每张表只描述一类事物，非关键资料只储存一次，需要时以键码联系查取。这样不但节省空间，更新时亦只需改动一处；配合参照完整性，更可防止记录指向不存在的数据。
5使用者透过数据库查询语言与数据库沟通，最常用的是结构化查询语言。以查询图书为例：先指明要选取哪些栏、来自哪张数据表，再以条件筛选，例如只要分类属于科学的图书。掌握这种「选取栏、指定表、按条件筛选」的基本概念，就能理解大至图书馆系统、小至手机通讯录的数据查询原理。
1重点摘要 Summary
档案处理容易造成数据重复和不一致，数据库管理系统能集中管理和控制数据。关联数据库以数据表组织记录和栏，主关键码唯一识别记录，外键码联系不同数据表；规范化减少冗余，结构化查询语言的 SELECT 与 WHERE 负责选取和筛选记录。
2生字卡 Vocabulary
把机构数据集中储存、统一管理的电子化数据集合，部分教科书亦称作资料库。
管理数据库的软件，负责新增、查询、修改、删除数据，并控制存取权限。
以多张互相联系的数据表组织数据的数据库。
数据表中纵向的一栏，描述记录的某一属性，例如书名。
数据表中横向的一列，集合一条数据的各项栏值，例如一本书的完整资料。
唯一识别数据表中每条记录的栏，不得重复或留空，俗称主键。
数据表中指向另一张数据表主关键码的栏，用来建立表与表之间的联系，俗称外键。
同一数据在档案或数据表中重复储存的现象（又称数据冗余度），容易造成不一致。
把数据妥善分配到各张数据表、减少冗余的设计过程，又称规格化。
与关联数据库沟通的标准语言，以 SELECT、FROM、WHERE 等叙述进行查询。
3逐步讲解 Steps
- 第一步：档案处理的局限早期机构以档案处理方式管理数据，各部门自建档案、各自的程式自行读写。举个例子：同一批学生资料，训导处与学务处各存一份，学生转校时只更新其中一份，两边资料便不一致；这种数据冗余不但浪费储存空间，更会损害数据的可靠性。此外，程式与档案结构互相依赖，加一个栏位便要改动所有相关程式，维护成本高昂，这些局限最终促成数据库的出现。
- 第二步：数据库与数据库管理系统数据库把整个机构的数据集中储存，由数据库管理系统统一管理，程式透过它存取数据，毋须理会底层档案格式。举个例子：学校资料库同时支援点名系统和图书馆系统，两个系统读取同一份学生资料，资料只需维护一份。数据库管理系统还负责控制存取权限，例如教师可查成绩但不可读薪酬表，并提供备份与还原功能，保障数据安全与一致。
- 第三步：数据表、记录与栏关联数据库以数据表为基本单位，每张数据表描述一类事物。以图书表为例：纵向的栏描述属性，如图书编号、书名、分类；横向的记录代表一本书的完整资料。设计时应为每个栏选定合适的数据类型，例如编号用文字、借出日期用日期。表、记录、栏三个层次，是理解数据库结构的基础，也是设计与查询时最常用的术语，答题必须运用准确。
- 第四步：主关键码与实体完整性每张数据表必须有主关键码，用来唯一识别每条记录。举个例子：两名学生可以同名同姓，但学生编号不会重复，因此学生编号适合作主关键码，姓名则不可。主关键码的值不得重复，亦不得留空，这项要求称为实体完整性。有时一张表可有多个合适的候选键码，设计时从中选定一个作主关键码，其余成为备用键码；答题时写出选定的主关键码并说明唯一与不留空两项要求即可。
- 第五步：外键码与表间关联关联数据库的「关联」二字，正是指数据表之间透过外键码联系。以图书馆为例：借阅记录表储存学生编号，指向学生表的主关键码，便知道谁人借了书；同时储存图书编号指向图书表，便知道借了哪本书。外键码的值必须对应主表中真实存在的记录，这项约束称为参照完整性；若企图记录一个不存在的学生编号，数据库管理系统应拒绝写入，从而保障数据正确。
- 第六步：数据冗余与规范化设计数据库的核心目标之一，是把数据冗余减至最低。举个例子：若把书名、作者连同每次借阅都写进借阅记录，同一本书的资料便重复几十次，修改书名时容易漏改。规范化把数据分配到不同数据表：书的资料放图书表，人的资料放学生表，借阅行为放借阅记录表，各表以键码联系。这样每项数据只储存一次，更新一处即可，数据一致性自然提高，储存空间亦更节省。
- 第七步：用 SELECT 与 WHERE 查询结构化查询语言是与关联数据库沟通的标准语言，DSE 只要求掌握基本概念。查询的骨架是：SELECT 指明选取哪些栏，FROM 指明数据表，WHERE 按条件筛选记录。举个例子：SELECT 书名 FROM 图书 WHERE 分类 = '科学'，意思是从图书表中选出分类为科学的书名；若省去 WHERE，便会列出全部记录。理解「选栏、定表、筛选」三个动作，足以读懂简单查询并应付展示式题目。
5例题示范 Example
设计题：学校图书馆现以试算表记录借书情况，经常出现重复和错漏。馆长决定改用关联数据库，设计三张数据表：图书、学生、借阅记录。请指出每张表的主关键码，说明表与表之间如何联系，并以展示式概念写出「列出所有逾期未还图书编号」的查询。
- 先分清三类事物：图书、学生、借阅行为各是一类，各自成为一张数据表，避免把所有资料塞进同一张表造成冗余
- 为每张表定主关键码：图书表用图书编号，学生表用学生编号，借阅记录表可用借阅编号，或以图书编号加借出日期组合识别
- 用外键码联系：借阅记录表存图书编号与学生编号，分别指向图书表与学生表的主关键码，形成一对多关联
- 查询概念：从借阅记录表选取图书编号，条件是归还日期一栏为空，即 SELECT BookID FROM Loan WHERE ReturnDate IS NULL 的展示式理解
- 答案：三张数据表分别为图书表（主关键码：图书编号）、学生表（主关键码：学生编号）与借阅记录表（主关键码：借阅编号）。借阅记录表内设图书编号和学生编号两个外键码，分别指向图书表和学生表，记录「谁人借了哪本书」。借阅资料独立成表后，书名和姓名只储存一次，数据冗余大减。要列出逾期未还的图书，概念上是从借阅记录表中选取图书编号，并以 WHERE 筛选尚未归还（归还日期为空）的记录，展示式写法为 SELECT BookID FROM Loan WHERE ReturnDate IS NULL。评分位在于：三张表分工清晰、主关键码正确、外键码指向正确、查询三要素齐备。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1相比档案处理，数据库最主要解决什么问题？
Q2主关键码须符合哪两项要求？
Q3外键码的作用是什么？
Q4SELECT、FROM、WHERE 各负责什么？
Q5为什么要把借阅记录独立成表？
8重点回顾 Recap
- 档案处理易造成数据冗余与不一致；数据库配合数据库管理系统集中管理、控制权限
- 关联数据库以数据表组织数据：栏是属性，记录是一条完整资料
- 主关键码唯一且不留空，识别每条记录；外键码联系数据表，受参照完整性约束
- 规范化按事物分表、数据只存一次，是减少冗余的设计方法
- SQL 查询三要素：SELECT 选栏、FROM 定表、WHERE 筛选记录