第六章應用軟體開發工具與資料

管理本章大綱第一節開發應用軟體之工具與程式製作第二節電腦如何表示資料與編碼第三節檔案處理與資料庫模式第四節資料庫應用系統設計之方法第五節資料管理、資料倉儲與資料挖掘圖6-1程式流程圖釋例DoADoB(a)簡單順序型TestofconditionFalseTrueDoADoB(b)選擇型圖6-1程式流程圖釋例

（續）TestofconditionTrueFalseDoA(c)Loop開發應用軟體之工具與

程式製作程式語言程式開發工具軟體選擇之考量因素軟體的發展趨勢程式語言可分五大類：第一代語言為機器語言(machinelanguage)。第二代程式語言為組合語言(assemblylanguage)，將組合語言原始程式轉換成機器語言，須使用組譯器系統軟體(assembler)。第三代程式語言如COBOL，以編譯器(compiler)將其轉成機器語言，與解譯器(interpreter)不同點又在於解譯器系統程式轉譯與執行程式是同時間作的，而編譯器軟體則是先將程式全部轉譯完成再執行程式，比較有效率，許多程式語言既附有編譯器軟體，亦附有解譯器軟體。程式語言（續）第四代語言(4GL)為SQL，是最普遍符合美國國家標準協會(ANSI)標準。第五代語言則提供視覺化與圖形化介面來建立原始程式碼，5GL通常用3GL或4GL編譯器將原始碼轉換成機器語言。圖6-2常用的高階語言釋例名稱性質COBOL商用語言，是CommonBusinessOrientedLanguage之簡稱。C為一般解題通用語言。PASCAL為一般解題通用語言，為紀念巴斯卡而命名。BASIC分時系統用之語言，為BeginnersAll-purposeSymbolicInstructionCode之簡稱。C++物件導向程式語言FORTRAN科學計算用語言，是FormulaTranslation之簡稱。PL/1通用語言（商用與科學用），是ProgrammingLanguage之簡稱。LISP處理文字串為主之語言，是ListProcessing之簡稱。主要用於人工智慧領域，如競戲(Games)，證明定理，及自然語文處理等。圖6-2常用的高階語言釋例（續）名稱性質PROLOG亦為處理文字串為主之語言，是ProgrammingLogic的簡稱，使用範圍與LISP略同。APL是AProgrammingLanguage的簡稱。RPGReportProgramGenerator，是一種商用語言。第四代語言查詢語言(SQL)、報告產生器、應用產生器(dBASEⅣ)、INTELLECT、FOCUS。VISUALC++在視窗環境下使用C++(WINDOWS)。VISUALBASIC乃是在視窗作業環境下使用的BASIC語言。程式開發工具查詢語言與報表撰寫器(reportgenerator)應用程式產生器(applicationprogramgenerator)巨集(macro)快速應用程式開發(rapidapplicationdevelopment,RAD)應用程式產生器通常包含：報表撰寫器表格(formgenerator)選單產生器(menugenerator)巨集要錄製巨集須使用下列步驟：在「工具」選單，點選「巨集」，然後點選「錄製巨集」。然後點選「確定」按鍵來啟動錄製。錄製您想自動化的一連串動作。點選「停止錄製」工具列的「停止錄製」按鍵。軟體選擇之考量因素適切性效率相容性支援性電腦如何表示資料與編碼文字與符號的表示方法數字資料表示法中文編碼法超文標示語言(HTML)與可延展標示語言(XML)圖6-3兩種編碼方法文數字對照表文數字EBCDICASCII1100000110100001T11100011101101001100001010100010U11100100101101011100001110100011V11100101101101101100010010100100W11100110101101111100010110100101X11100111101110001100011010100110Y11101000101110011100011110100111Z11101001101110101100100010101000

110010011010100101111000001010000110100011010101011111000101010001110100101010101121111001001010010110100111010110031111001101010011110101001010110141111010001010100110101011010111051111010101010101110101101010111161111011001010110110101111011000071111011101010111110110001011000181111100001011000110110011011001091111100101011001EBCDICASCII文數字ABCDEFGHIJKLMNOPQRS1110001010110011

圖6-4資料結構層次資料庫(database)：相關檔案的集合。例如：學生資料庫可能包括學生基本資料檔、學生修課、成績檔案、學生指導老師檔案、課程檔案等。檔案(file)：相關紀錄的集合。例如：學生基本資料檔。紀錄(record)：數個欄位組合起來，用以描述一個主體。例如：學生王小明的基本資料紀錄。欄位(field)：包含特定屬性的資料值。以一特定欄位描述一主體(entity)的某個屬性(attributes)。例如：學生住址。位元組(character)：如字母，數字等可組成資料值。位元(bit)：0,1。圖6-5應收帳款檔案的紀錄格式(recordlayout)餘額N6976信用額度N6168客戶姓名A1130客戶代號A110地址A3160A：文數字N：數字圖6-6應收帳款檔案例釋屬性（資料欄位）應收帳款餘額客戶編號客戶姓名客戶地址信用額度個別欄位19283甲公司臺北中山北路一段10號35794乙公司新莊中正路25號56987丙公司土城自強路100號3000024750450001200025000249003筆記錄──資料值檔案處理與資料庫模式傳統電腦檔案組織循序檔案結構(SequentialFileOrganization)隨機(直接)存取的檔案結構(RandomAccessOrganization)資料庫模式資料庫管理系統軟體圖6-7隨機性存取(Hash)檔案結構圖6-8索引循序型檔案

索引鍵值位址1482406114874062149240631497406415024065位址編號4061客戶編號No.1478客戶編號No.1479客戶編號No.1480客戶編號No.1481客戶編號No.1482位址編號4062客戶編號No.1483客戶編號No.1484客戶編號No.1485客戶編號No.1486客戶編號No.1487位址編號4063客戶編號No.1488客戶編號No.1489客戶編號No.1490客戶編號No.1491客戶編號No.1492位址編號4064客戶編號No.1493客戶編號No.1494客戶編號No.1495客戶編號No.1496客戶編號No.1497位址編號4065客戶編號No.1498客戶編號No.1499客戶編號No.1500客戶編號No.1501客戶編號No.1502以檔案為導向的處理法之缺點以檔案為導向的處理法有以下幾個缺點：資料重複存放的問題資料不一致的問題資料不易提用的問題資料與程式高度相依的問題圖6-9檔案處理法和資料庫方法之比較應用程式#1檔案#1資料項A資料項B資料項C應用程式#2檔案#2資料項B資料項D資料項E應用程式#3檔案#3資料項B資料項E資料項F資料庫資料項A資料項B資料項C資料項D資料項E資料項F應用程式#1應用程式#2應用程式#3資料庫管理系統資料庫法具有以下特色：資料與應用程式相互獨立，資料庫法藉由資料庫管理系統為中介，使應用程式可以不必包括檔案資料細節，甚至實體存放資料之方法與細節。資料得以標準化，由於資料集中存放管理，可藉由資料管理(DataAdministration)的程序制定資料標準。資料的輸入只有一次，每一個資料項其資料值輸入資料庫應規定只能有一個來源。資料庫法（續）資料共享，所有使用者只要經組織授權即可使用資料庫的資料。資料整合，資料存放在資料庫使得檔案之間的關係與資料項之間的關係可隨使用者需求的不同而不同。資料庫模式資料庫模式乃在建立資料間之關係，最常看到的是下列三種：層級式資料庫模式(hierarchicalmodel)網路式資料庫模式(networkmodel)關連式的資料庫模式圖6-10部門人事資料以關連式資料模式表示部門檔部門代號部門名稱部門位置成本中心398貨運部門第二倉庫B1209447會計部門第一棟辦公大樓C4428112採購部門第二棟辦公大樓C1133員工資料檔員工編號姓名113223394張三432669764李四135770964王五445890264呂六住址臺北市仁愛路2段96號2樓臺北市金山南路1段158號3樓臺北市指南路2段203號3樓臺北市木柵路1段198號3樓年齡聘雇日期33

6778/05/034474/11/015570/11/01離職日期薪資80/02/042200080/04/3027000

66000

46000工作代號S88C42M55M77圖6-10部門人事資料以關連式資料模式表示（續）工作說明檔績效考核檔工作代號職位說明職位建立日期薪資級距部門代號C42祕書01/01/4513,000-29,000447S88貨運祕書05/01/4915,000-25,000398M55經理01/01/4540,000-150,000112員工編號考績考核日期113223394212/14/89432669764311/23/89135770964112/07/89445890264212/14/89資料庫的要件基本上資料庫包括四個要件：資料定義語言(datadefinitionlanguage)資料管理語言(datamanipulationlanguage)資料查詢語言(querylanguage)資料辭典圖6-11資料庫使用者及其對資料庫管理系統的運用資料定義語言資料庫管理系統資料庫管理師建立資料庫資料庫查詢語言資料查詢查詢資料庫特定使用者作業系統資料管理語言應用程式維護資料庫應用程式師資料庫、資料結構、檔案、和資料辭典圖6-12資料查詢語言釋例圖6-13常用的DBMS軟體圖6-14客戶資料庫中資料的邏輯和實體觀點客戶代號客戶姓名地址信用額度餘額信用額度報表客戶代號信用額度餘額月每結帳單客戶姓名地址餘額邏輯觀點（使用者觀點）實體觀點（儲存於媒體）資料如何將資料儲存在磁碟上資料庫的邏輯設計步驟資料庫的邏輯設計包括三個步驟：確定各企業功能所需處理的問題。確定解決各企業功能問題所需之各項資料。以最具效率及最易於解決問題的方式組合相關資料。資料庫應用系統設計之

方法E-R設計法資料庫設計方法－正規化法正規化的步驟表達個體間關連(Relationship)的方法E-R設計法E-R模式須定四種標的：個體(entity)屬性(attribute)鍵值(key)關係(relationship)E-R設計法（續）E-R模式設計資料庫的方法，有以下四個步驟：從使用者觀點決定資料庫有關的個體。決定個體之間的關係。如1對多或多對多。決定個體的屬性。決定個體的鍵值。圖6-15銷貨發票圖6-16部分訂單系統E-R模式圖業務人員ll處理lllmlllmllml訂單客戶mmmmnn欠產生應收帳款接洽下收到產生發票包含mm產品提供供應商被採購採購單接受圖6-17個體屬性釋例名稱電話號碼付款條件客戶編號住址信用額度目前餘額客戶l欠m應收帳款發票號碼顧客編號日期交易金額餘額圖6-18鍵值釋例lmmlmlmllmlmmlmlmlmlnln員工編號業務員處理接洽客戶編號訂單號碼訂單產生銷貨發票號碼銷貨發票包含產生下收到應收帳款發票號碼欠顧客產品編號產品提供接受被採購採購單採購單號碼供應商供應商編號更新或讀取資料時所可能發生的潛在問題檔案資料在增添、刪除或修改時可能產生的問題：增添：如果在檔案設計時，產品資料沒有單獨設一產品檔，而包括在銷貨明細檔裡。刪除：所發生的問題正好與上述情況相反。一筆資料的刪除可能會造成連不應刪除的資料也一併被刪除。更新：相同資料若同時存放在幾個不同檔案裡，更新時就須更新所有檔案，否則會造成資料彼此不一致的情況。圖6-19正規化程序發票日期運貨日期銷貨總額營業稅品號品名／規格單價數量銷貨單號碼a.未正規化格式1.發票檔b.第一正規化格式1.發票檔2.客戶檔3.產品項目檔發票號碼客戶編號客戶名稱客戶地址付款條件信用等級賒銷額度發票號碼客戶編號銷貨單號碼發票日期運貨日期銷貨總額營業稅客戶編號客戶名稱客戶地址付款條件信用等級賒銷額度發票號碼品號品名／規格單價數量圖6-19正規化程序（續）c.第二正規化格式1.客戶檔2.發票檔3.銷貨細項檔4.產品項目檔發票號碼客戶編號銷貨單號碼發票日期運貨日期銷貨總額營業稅客戶編號客戶名稱客戶地址付款條件信用等級賒銷額度發票號碼品號數量品號品名／規格單價圖6-19正規化程序（續1）d.第三正規化格式1.客戶檔3.發票檔4.銷貨細項檔5.產品項目檔發票號碼客戶編號銷貨單號碼發票日期運貨日期銷貨總額營業稅發票號碼品號數量品號品名／規格單價2.信用等級檔信用等級賒銷額度客戶編號客戶名稱客戶地址付款條件信用等級表達個體間關連(Relationship)的方法一對多的關係(1:M)多對多的關係(M:N)圖6-20圖6-21圖6-22圖6-23圖6-24資料管理、資料倉儲與資料挖掘資料管理整理資料定義共用的資料管理分散的資料維持資料品質資料倉儲資料挖掘資料倉儲的特性資料倉儲可說是決策支援的資料庫，特性如下：提供決策支援分析工作所需之資料庫。資料乃取自日常交易之資料庫。累積了許多歷史資料，因此需要附加記錄時間。歷史資料為靜態，不可修改。圖6-25資料倉儲實用案例圖6-26資料庫與資料倉儲之比較

作業用資料處理特性（資料庫）分析用資料處理特性（資料倉儲）資料特性無重複資料重複資料詳細、少量彙總（微觀）詳細、