管理資料：Data Models

資料庫概論

在作業系統出現之後，隨著電腦應用範圍的擴大、需要處理的資料迅速膨脹。最初，資料與程式一樣，以簡單的檔案作為主要儲存形式。

以這種方式組織的資料在邏輯上更簡單，但可延伸性差，存取這種資料的程式需要了解資料的具體組織格式。

當系統資料量大或者使用者瀏覽量大時，應用程式還需要解決資料的完整性、一致性以及安全性等一系列的問題。

因此，必須開發出一種系統軟體，它應該能夠像作業系統封鎖了硬體存取複雜性那樣，封鎖資料存取的複雜性。由此產生了資料管理系統，即資料庫。

重要名詞：

紀錄(record)：資料的最小單位
資料表(Table)：儲存多個紀錄
資料庫(Database)：儲存多個資料表
資料庫管理系統（Database Management System，簡稱DBMS）：儲存多個資料庫的軟體系統
資料庫概要(Database Schema)：描述資料庫的定義

資料庫管理系統的種類

關聯式資料庫管理系統

Relational Database Management System，簡稱RDMS。
關聯式資料庫是一組資料項目，項目之間具有預先定義的關係。

這些項目會整理成由直欄和橫列構成的一組表格

表格會儲存資料庫中所要表示的物件的相關資訊
表格的每一直欄儲存特定類型(Data Type)的資料
每個欄位儲存某個屬性的實際數值
表格中的橫列代表一個物件或實體的一組相關數值
表格的每一橫列可以用稱為主索引鍵的唯一識別符(Primary Key)加以標記，

Data schema

學號	姓名	電話
INTEGER	CHAR(50)	CHAR(50)

Data Table

學號	姓名	電話
S1300001	AAA	0911-123-123
S1300001	AAA	0911-123-123
S1300001	AAA	0911-123-123

常見的RDMS：MySQL, PostgreSQL

非關聯式資料庫管理系統

又稱NOSQL，使用key-value方式儲存資料

存取資料庫管理系統的方法

使用SQL語言

Structured Query Language:結構化查詢語言，是一種領域特定語言（domain-specific language、DSL），專注於某個應用程式領域的計算機語言

SQL語言基本指令：

INSERT: 在資料表插入一筆新記錄
UPDATE: 更新資料表的記錄，這些記錄是已經存在的記錄
DELETE: 刪除資料表的記錄
SELECT: 查詢資料表的記錄，使用條件子句查詢資料表符合條件的記錄

使用ORM

ORM, Object-relational mapping，利用物件導向的語法來對應SQL指令，有以下優點

安全性提升：避免SQL injection攻擊
語法較直覺
不需改寫程式就可更換不同資料庫系統

Django的資料庫模組，就是使用ORM的方式存取資料庫。

開始設計部落格的功能

確認開發環境

啟動虛擬環境blogVenV: $activate.bat
安裝ProgreSQL:

至官網下載安裝檔
安裝程式中，勾選設定如下
- 取消勾選 Stack Builder
- 設定super user password: postgres
- port 保留預設值（5432）
- Locale 保留預設值（Default Locale)

安裝ProgreSQL driver: $pip install psycopg2
啟動ProgreSQL（通常開機會自動啟動）

MacOS開發者，請使用以下指令啟動
$ brew servicesc start postgresql

新建資料庫

切換路徑至C:\Program Files\PostgreSQL\版本號碼\bin
輸入指令

$ set PGUSER=postgres
$ set PGPASSWORD=postgres
$ createdb blogdb
$ createuser -P dbuser
enter password for new role: dbuser
$ psql
# grant all privileges on database blogdb to dbuser;
# \q

編輯專案設定檔

編輯 blog/settings.py


















DATABASES = {
    'default':{
        'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql',
        'NAME': 'blogdb',
        'USER': 'dbuser',
        'PASSWORD': 'dbuser',
        'HOST': 'localhost',
        'POST': '',
    }

...

LANGUAGE_CODE = 'zh-hant'

TIME_ZONE = 'Asia/Taipei'


}

資料庫變更儲存

啟用虛擬環境(blogVenv)
(blogVenv)$ python manage.py makemigrations
(blogVenv)$ python manage.py migrate

以上，就完成資料庫的基礎安裝跟設定。

功能實作：建立後端資料庫

建立data model
執行資料庫變更儲存
建立資料庫系統管理者
設計資料庫操作程式
設計快速填充資料程式
建立資料庫系統新使用者
客製化管理者頁面
增加model欄位（修改data schema）
重建資料庫資料

在article/models.py建立Article與Comment 這兩個Data Model















from django.db import models

class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=128, unique=True)
    content = models.TextField()
    
    def __str__(self):
        return self.title

class Comment(models.Model):
    article = models.ForeignKey(Article, on_delete =models.CASCADE)
    content = models.CharField(max_length=128)
    
    def __str__(self):
        return self.article.title + '-' + str(self.id)

執行資料庫變更儲存

啟用虛擬環境
$ python manage.py makemigrations
$ python manage.py migrate

常用的欄位資料型態

CharField: 單行字元
TextField: 單行字元
DateField: 日期
DateTimeField: 日期時間
EmailField: E-mail

建立資料庫系統管理者與後台資料表管理註冊

建立superuser
(blogVenv)$ python manage.py createsuperuser
username: admin
email: 自己寫
Password: admin12345
Password(again): admin12345

看到以下訊息表示建立成功
Superuser created successfully

在article/admin.py登記資料表





from django.contrib import admin
from article.models import Article, Comment

admin.site.register(Article)
admin.site.register(Comment)

在瀏覽器網址列輸入localhost:8000/admin/即可進入管理者頁面

設計快速填充資料程式

在專案底下新建一個目錄資料夾populate
在目錄資料夾populate新建一個檔案 __init__.py，空白即可
在目錄資料夾populate新建一個檔案 base.py，內容如下







import os
import django

# 視專案名稱修改blog.settings命名
os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'blog.settings')
django.setup()

在目錄資料夾populate新建一個檔案 article.py，內容如下

建立資料庫系統新使用者
增加model欄位（修改data schema）
重建資料庫資料