ch03管理信息系统的技术基础.ppt

1 第三章管理信息系统的技术基础 2 信息技术概述 信息技术是管理信息系统的基础 只有把信息技术与管理结合起来 才能真正发挥管理信息系统的作用 信息技术是一个外延很广的概念 信息技术是计算机硬件技术 软件技术及通信技术的总称 一计算机硬件技术第一代真空电子管计算机第二代晶体管计算机第三代集成电路电子计算机第四代大规模和超大规集成电路电子计算机 3 输入设备 输出设备 运算器 存储器 控制器 程序和原始数据 计算结果 图1 1计算机的基本结构框图 4 二计算机的软件技术 硬件 OS DBMS 开 发 工 具 应 用 软 件 5 三数据通讯技术 发信者 编码 调制 信道 解调 译码 受信者 发送端 接受端 噪声 图3 1数据通讯系统模型 6 数据通讯系统组成 中央处理装置 终端设备 通信线路及相关设备 主处理机 前端机 通信处理机 如 电话线路 双绞线路 光纤线路调制解调器集线器 7 第1节数据处理 一 数据处理的概念和发展阶段数据处理指把来自科学研究 生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据 用一定的设备和手段 按一定的使用要求 加工成另一种形式的数据 8 数据处理的主要目的数据处理的目的可归纳为以下几点 1 把数据转换成便于观察分析 传送或进一步处理的形式 2 从大量的原始数据中抽取 推导出对人们有价值的信息以作为行动和决策的依据 3 科学地保存和管理已经过处理 如校验 整理等 的大量数据 以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源 9 数据处理的基本内容1 数据收集 根据系统自身的需求和用户的需要收集相关的数据 2 数据转换 为了使收集的信息适用于计算机处理的形式 要设计各种代码来描述自然界中的各种实际数据 这种将实际数据采用代码表述的方法被称为数据的转换 3 数据的筛选 分组和排序 10 4 数据的组织 将具有某种逻辑关系的一批数据组织起来 按一定的存储表示方式配置在计算机的存储器中 目的是使计算机处理时能够符合速度快 占用存储器的容量少 成本低等多方面的要求 5 数据的运算 指算术运算和逻辑运算 6 数据存储 7 数据检索 8 数据输出 11 数据处理的发展过程随着计算机硬件和软件技术的发展 数据处理的发展过程大致如下 1 人工管理阶段 20世纪50年代以前 应用程序1 应用程序2 应用程序N 数据集1 数据集2 数据集N 图1人工管理阶段应用程序与数据的对应关系 12 2 文件系统阶段 应用程序1 应用程序2 应用程序N 文件N 文件2 文件1 存取方法 图2文件系统阶段应用程序与数据的对应关系 13 3 数据库系统阶段 特点 1 面向全组织的复杂数据结构 2 数据冗余度小 易于扩充 3 数据与程序的独立性 物理独立性 逻辑独立性 4 统一的数据控制功能 DBMS 14 应用程序N 应用程序N 应用程序N 数据库管理系统 数据库 图3数据库系统阶段 15 第2节数据库技术 有关概念数据库 长期储存在计算机内 有组织的 可共享的数据集合 数据库管理系统 DatabaseManagementSystem 简称DBMS 是一组对数据库进行管理的软件 如VisualFoxpro SQLServer Oracle Sybase等等 数据库系统 一般指在计算机系统中引入数据库后的系统构成 数据库管理员 对数据库进行建立 使用和维护等日常工作的专门人员 16 数据库系统的构成 DBS COMPUTER 人 HARDWARE SOFTWARE USER DBA 系统分析员 程序员等 DBMS DB 应用程序 开发工具 操作系统等 17 二数据库设计的主要内容 信息流经的三个世界现实世界 存在于人们头脑之外的客观世界 事物及其联系就在这个世界中 信息世界 是现实世界在人们头脑中的反映 客观事物在这里叫做实体 反映实体及其联系的就是概念模型 通常用E R图 或叫E R模型 来表示实体及其联系 数据世界 是信息世界中信息的数据化 现实世界中的事物及其联系用数据模型来表示 数据库设计的步骤 18 需求分析 集成视图 设计局部视图 优化逻辑结构 设计逻辑结构 设计物理结构 评价物理结构 数据库系统的物理实现 试验性运行 数据库运行和维护 概念结构设计 逻辑结构设计 数据库物理设计 数据库实施 19 三 概念模型 信息世界的一些基本概念主要有 实体 客观存在并可以相互区分的事物 实体有个体和总体之分 总体泛指个体组成的集合 属性 实体所具有的某种特征 联系 现实世界的事物之间是有联系的 这种联系必然要在信息世界中反映出来 在信息世界中 事物之间的联系可以分为两类 实体内部的联系 如组成实体的各个属性之间的联系 实体之间的联系 我们主要讨论实体之间的联系 20 实体之间的联系包括三种 一对一 一对多 多对多 设A B为两个包含若干个体的总体 其间建立了某种联系 其联系方式可分为三类 一对一联系如果对于A中的一个实体 B中至多有一个实体与其发生联系 反之 B中的每一实体至多对应A中一个实体 则称A与B是一对一联系 21 一对多联系如果对于A中的每一实体 实体B中有一个以上实体与之发生联系 反之 B中的每一实体至多只能对应于A中的一个实体 则称A与B是一对多联系 多对多联系如果A中至少有一实体对应于B中一个以上实体 反之 B中也至少有一个实体对应于A中一个以上实体 则称A与B为多对多联系 22 关于E R图 规则 用矩形表示实体 实体之间的联系用菱形表示 用无向边把菱形与有关实体连接 在边上标明联系的类型 实体的属性可用椭圆表示 并用无向边把实体与属性联系起来 例如 学生 课程 学生选课 N M 姓名 性别 学号 年龄 课程号 课程名 学分 成绩 23 E R模型是对现实世界的一种抽象 它抽取了客观事物中人们所关心的信息 忽略了非本质的细节 并对这些信息进行了精确地描述 E R图所表示的概念模型与具体的DBMS所支持的数据模型相独立 是各种数据模型的共同基础 因而是抽象和描述现实世界的有力工具 24 物资 结算 合同 库存 供方单位 订货 付款 购进 验收 入库 M N N 1 N N 1 M L M N 在这里 物资入库管理涉及的实体包括 1 供方单位 属性有单位号 单位名 地址 联系人 邮政编码 2 物资 属性有物资代码 名称 规格 备注 3 库存 属性有入库号 日期 货位 数量 4 合同 属性有合同号 数量 金额 备注 5 结算 属性有结算编号 用途 金额 经手人 25 四 数据模型数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述 在数据库系统中 对现实世界中数据的抽象 描述以及处理等都是通过数据模型来实现的 概念 数据模型是数据库系统设计中用于提供信息表示和操作手段的形式构架 是数据库系统实现的基础 分类 层次模型 网状模型和关系模型 26 关系模型 一系列用二维表表示的关系 例如 27 关系模型中的主要术语有 1 关系 一个关系对应于一张二维表 2 元组 表中一行称为一个元组 3 属性 表中一列称为一个属性 给每列起一个名即为属性名 4 主码 即Key 也称主关键字 表中的某个属性组 它的值唯一地标识一个元组 如表中 学号就是主码 5 域 属性的取值范围 6 分量 元组中的一个属性值 7 关系模式 对关系的描述 用关系名 属性1 属性2 属性3 来表示 例 学生 学号 姓名 年龄 性别 籍贯 8 主属性和非主属性 28 关系模型具有以下特点 1 关系模型的概念单一 对于实体和实体之间的联系均以关系来表示 对于关系之间的联系则通过相容 来自同一域 的属性表示 例1 库存 入库号 日期 货位 数量 购进 入库号 结算编号 数量 金额 例2 学生 学号 姓名 年龄 课程 课程编号 课程名称 学分 学生选课 学号 课程编号 成绩 29 例3 供应商 供应商编号 姓名 联系电话 住址 零件 零件编号 名称 重量 颜色 工程 工程编号 工程名称 所在地 联系 供应商编号 零件编号 工程编号 数量 30 2 关系是规范化的关系 规范化是指在关系模型中 关系必须满足一定的给定条件 最基本的要求是关系中的每一个分量都是不可分的数据顶 即表不能多于二维 3 关系模型中 用户对数据的检索和操作实际上是从原二维表中得到一个子集 该子集仍是一个二维表 因而易于理解 操作直接 方便 而且由于关系模型把存取路径向用户隐藏起来 用户只需指出 做什么 而不必关心 怎么做 从而大大提高了数据的独立性 31 五 数据库操作数据库的基本操作主要有基本表的建立与删除 数据查询与更改等 我们主要学习如何用关系数据库的标准语言 SQL StructuredQueryLanguage 来完成关系数据库的核心操作 查询 关于SQL SQL是结构化查询语言 是关系数据库的国际标准语言 它语言简洁 易学易用 功能强大 能完成有关数据库的所有操作 SQL的查询格式 SELECTFROM表名WHERE条件表达式 32 1 单表查询单表查询是指仅涉及一个表的查询 比如选择一个表中的某些列值 选择一个表中的某些特定元组等等 单表查询是一种最简单的查询操作 例如 关系模式学生 学号 姓名 性别 年龄 所在系 例1查询全体学生的学号与姓名 SELECT学号 姓名FROM学生例2查询全体学生的姓名 学号 所在系 SELECT学号 姓名 所在系FROM学生 33 例3查询年龄 19岁的学生的姓名 学号 所在系 SELECT学号 姓名 所在系FROM学生WHERE年龄 19例4查询年龄 19岁的女生的姓名 学号 所在系 SELECT学号 姓名 所在系FROM学生WHERE年龄 19AND性别 女 例5查询年龄 19岁的计算机系的男生姓名 SELECT姓名FROM学生WHERE年龄 19AND所在系 计算机系 AND性别 男 34 2 多表查询 连接查询例如 数据库模式如下学生 学号 姓名 性别 年龄 所在系 学生选课 学号 课程编号 成绩 课程 课程编号 课程名称 学分 例1 查询李明所选课程的课程编号和成绩 SELECT课程编号 成绩FROM学生 学生选课WHERE学生 学号 学生选课 学号AND姓名 李明 35 例2 查询李明所选课程的课程名称和成绩 SELECT课程名称 成绩FROM学生 学生选课 课程WHERE学生 学号 学生选课 学号AND课程 课程编号 学生选课 课程编号AND姓名 李明 例3 查询 计算机系 所有学生的英语成绩 SELECT姓名 成绩FROM学生 学生选课 课程WHERE学生 学号 学生选课 学号AND课程 课程编号 学生选课 课程编号AND所在系 计算机系 AND课程 课程名称 英语 36 六 数据库保护为了保证数据的安全可靠和正确有效 DBMS必须提供统一的数据保护功能 主要包括数据的安全性 完整性 并发控制和数据库恢复等内容 数据的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露 更改和破坏 数据的安全可通过对用户进行标识和鉴定 存取控制 OS级安全保护等措施得到一定的保障 37 数据的完整性是指数据的正确性 有效性与相容性 关系模型的完整性有实体完整性 参照完整性及用户定义的完整性 实体完整性 指二维表中描述主关键字的属性不能取空值 如学生基本信息表中的属性 学号 被定义为主关键字 则 学号 的值不能为空 38 参照完整性 指具有一对多联系的两个表之间子表中与主表的主关键字相关联的那个属性 外部码 的值要么为空 要么等于主表中主关键字的某个值 例如 数据库模式如下学生 学号 姓名 性别 年龄 所在系 学生选课 学号 课程编号 成绩 课程 课程编号 课程名称 学分 用户定义的完整性 它是针对某一具体数据库的约束条件 由应用环境确定 如月份是1 12的正整数 职工的年龄应大于18小于70等 39 并发控制 是指当多个用户同时存取 修改数据库时 可能会发生互相干扰而得到错误的结果并使数据库的完整性遭到破坏 因此必须对多用户的并发操作加以控制 协调 数据库恢复 是指当计算机软 硬件或网络通信线路发生故障而破坏了