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資料庫管理系統教學

歡迎，有志於資料庫的熱情者！作為你們親切友善的鄰居計算機科學老師，我非常高興能夠引導你們進入資料庫管理系統（DBMS）的精彩世界。如果你是編程新手，別擔心——我們會從基礎開始，逐步學習。那麼，來一杯咖啡，我們一起來探索吧！

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為什麼要學習DBMS？

想像一下你試圖組織一個藏有數百萬冊書的巨大圖書館。你該如何追踪所有的書名、作者和位置？這就是DBMS的用處！它就像一個超級聰明的圖書管理員，能夠立即找到你需要的任何信息。

學習DBMS是重要的，因為：

  1. 資料無處不在，且正在指數級增長。
  2. 公司需要有效的方式來存儲、檢索和分析資料。
  3. DBMS技能在就業市場上需求量大。
  4. 它幫助你了解現代應用程序背後的工作原理。

DBMS的應用

DBMS就像是數字世界中的無名英雄。它在無數應用程序背後默默地辛勤工作。讓我們看看一些真實世界的例子：

1. 電子商務網站

你有没有好奇過亚马逊是如何知道推薦哪些產品？那就是DBMS在起作用！以下是一個產品表在數據庫中可能看起來的簡單範例：

CREATE TABLE products (
id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100),
price DECIMAL(10, 2),
category VARCHAR(50)
);

這段代碼創建了一個用於存儲產品信息的表。每個產品都有一個ID、名稱、價格和分類。當你在亚马逊瀏覽時，網站不斷地查詢這樣的表以顯示給你相關的產品。

2. 社交媒體平台

Facebook、Twitter、Instagram——它們都严重依賴DBMS來管理用戶數據、帖子以及連接。以下是一個簡單的用戶表可能看起來的樣子：

CREATE TABLE users (
user_id INT PRIMARY KEY,
username VARCHAR(50) UNIQUE,
email VARCHAR(100),
join_date DATE
);

每次你登錄或發布狀態更新，你都在與數據庫進行交互！

3. 銀行系統

銀行使用DBMS來追踪賬戶、交易和客戶信息。這裡的安全性至關重要。一個簡單的交易表可能看起來像這樣：

CREATE TABLE transactions (
transaction_id INT PRIMARY KEY,
account_id INT,
amount DECIMAL(10, 2),
transaction_type VARCHAR(20),
transaction_date DATETIME
);

每次你使用借記卡或線上查看餘額，你都在訪問存儲在DBMS中的數據。

目標讀者

這個教學是為了絕對初學者設計的，他們對於數據在數字世界中的管理感到好奇。無論你是：

  • 一個想要了解現代軟件基礎的學生
  • 一個想要提升技術技能的專業人士
  • 一個有數據驅動創業想法的企業家
  • 或者只是對背後的工作原理感到好奇的人

這個教學都是為你準備的！不需要任何編程經驗——只需帶著你的好奇心和學習的願望。

預備知識

學習DBMS的美妙之處在於，你不需要太多東西就可以開始。以下是你需要的：

  1. 一台計算機：任何現代的計算機都可以，無論是Windows、Mac還是Linux。
  2. 互聯網連接：用於訪問線上資源和下載必需的軟件。
  3. 基本的計算機技能：如果你會使用網頁瀏覽器和文本編輯器，那你就沒問題了！
  4. 一顆好奇的心：最重要的先決條件！

可選但有用的：

  • 對於電子表格（如Excel）的基本理解
  • 對於簡單數學概念的熟悉

如果你沒有這些可選技能——別擔心，我們會在學習過程中解釋一切。

開始學習DBMS

現在我們已經介紹了基礎知識，讓我們開始進入DBMS的世界。我們首先在計算機上設置一個簡單的數據庫系統。

步驟1：選擇DBMS

對於初學者來說，我建議從SQLite開始。它輕量，不需要設置，且許多系統已預先安裝。以下為何它適合學習：

  1. 不需要服務器——它只是你計算機上的一个文件
  2. 易於使用和理解
  3. 支持大多數你學習所需的SQL功能

步驟2：安裝數據庫瀏覽器

為了與我們的SQLite數據庫交互，我們將使用SQLite Browser。它提供了管理數據庫的用户友好的界面。

  1. 訪問 https://sqlitebrowser.org/
  2. 下載適合你操作系統的版本
  3. 按照提示安裝軟件

步驟3：創建你的第一個數據庫

讓我們創建一個簡單的數據庫來存儲關於書籍的信息：

  1. 打開SQLite Browser
  2. 點擊 "New Database"
  3. 命名為 "library.db" 並在某個容易找到的地方保存

恭喜你！你剛剛創建了自己的第一個數據庫。現在，讓我們添加一個表來存儲書籍信息：

CREATE TABLE books (
id INTEGER PRIMARY KEY,
title TEXT NOT NULL,
author TEXT NOT NULL,
publication_year INTEGER,
isbn TEXT UNIQUE
);

將這段代碼複製到DB Browser中的 "Execute SQL" 標籤頁並點擊 "Run"。你剛剛創建了自己的第一個表！

讓我們分解一下這段代碼的作用：

  • CREATE TABLE books：這告訴數據庫創建一個名為 "books" 的新表
  • id INTEGER PRIMARY KEY：每本書都會有一個唯一的ID號碼
  • title TEXT NOT NULL：書的標題，不能留空
  • author TEXT NOT NULL：書的作者，也是必需的
  • publication_year INTEGER：書的出版年份
  • isbn TEXT UNIQUE：書的ISBN，每本書都是唯一的

步驟4：添加數據

現在，讓我們在數據庫中添加一些書籍：

INSERT INTO books (title, author, publication_year, isbn)
VALUES
('To Kill a Mockingbird', 'Harper Lee', 1960, '9780446310789'),
('1984', 'George Orwell', 1949, '9780451524935'),
('The Great Gatsby', 'F. Scott Fitzgerald', 1925, '9780743273565');

在 "Execute SQL" 标籤页中运行这段代码。你剛剛向你的數據庫中添加了三本經典書籍！

步驟5：查詢數據

現在最有趣的部份來了——從我們的數據庫中检索數據。讓我們試一個簡單的查詢：

SELECT title, author FROM books WHERE publication_year < 1950;

這個查詢將顯示出版年份早於1950年的書的標題和作者。在我們的例子中，它應該返回 "1984" 和 "The Great Gatsby"。

結論

恭喜你！你已經邁出了進入資料庫管理系統世界的第一步。我們介紹了DBMS的重要性、它的真實世界應用，甚至創建了我們自己的小型數據庫。

記住，學習DBMS是一個旅程。起初可能會感到不知所措，但只要多加練習和耐心，你很快就會管理複雜的數據庫。在我們的下一課中，我們將深入探讨SQL查詢和數據庫設計原則。

在那之前，試著在你的數據庫中添加更多的書籍，並嘗試不同的查詢。你越多地玩轉它，你就會越熟悉。祝你數據庫學習愉快！

Credits: Image by storyset

 
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