管理信息系统(陈太博)第五章数据资源管理技术

管理信息系统（MANAGEMAENTINFORMATIONSYSTEM）信息时代的组织变革和管理创新,陈太博,第五章数据资源管理技术,51数据管理技术的发展历史,52数据库技术,53数据仓库与数据挖掘,51数据（信息）管理的发展历史,一、人工管理阶段计算机诞生的初期（即20世纪50年代后期之前），这个时期的计算机主要用于科学计算。从硬件看，没有磁盘等直接存取的存储设备；从软件看，没有操作系统和管理数据的软件，数据处理方式是批处理。,人工管理阶段数据管理的特点：数据不保存没有对数据进行管理的软件系统，数据的组织方式必须由程序员自行设计。一组数据对应于一个程序，数据无法共享。,51数据（信息）管理的发展历史,二、文件系统管理阶段文件系统阶段是指计算机不仅用于科学计算，而且还大量用于管理数据的阶段(从50年代后期到60年代中期)。在硬件方面，外存储器有了磁带、磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。在软件方面，操作系统中已经有了专门用于管理数据的软件，称为文件系统。,文件属于操作系统的范畴。操作系统将一组相关的字符序列看成一个整体，给它唯一的命名以区别于其它的数据集。凡是具有名字的字符序列都看成是一个文件。程序、数据集合等，都是一样的文件。数据文件则是指为了某一特定目的而以一定方式形成的有名字的相关记录的集合。,文件组织,0001李强男32机加铣0002刘正一男36机加车0135张克男31总装装1,记录值,数据项值,文件,文件系统管理阶段数据管理的特点数据需要长期保存在外存上供反复使用程序之间有了一定的独立性，操作系统提供了文件管理功能和访问文件的存取方法，程序可以通过文件名和数据打交道，不必再寻找数据的物理存放位置。,52数据库技术,数据库是数据组织的高级形式，它是一种对组织中的各种主要数据资源进行系统化的组织与管理的新技术。以求得节简、高效、共享和安全。数据库好比一个“魔方”通过对基本数据的“组织”与“掰动”逻辑，就可以由基本的数据单元形成人们所需的各种各样的数据“图案”。,5.2.1数据库的基本概念一数据库处理的对象数据,数据：在计算机系统中，各种字母和数字符号的组合、语音、图形、图像等统称为数据。数据的型与值如：黎明（字符型）125.35（数值型）2005-01-24（日期型）数据结构(数据模式)如：黎明男1982-02-191200,二数据库（DB）的概念,数据库(DataBase，DB)是按一定的组织形式存储在一起的相互关联的数据集合。数据被结构化和标准化后，按照一定的数据模式，以较小的冗余，存储到数据库中。为多种应用服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数据、修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方法进行。,5.2.2数据库的典型技术特点,1数据库在存储数据时是按照预先定义好的数据结构（数据模式）进行存储的2集成性：数据库集中了各种应用的数据，进行统一的构造与存储3共享性：数据库中的数据可被不同的应用程序和用户方便地使用4数据独立性：数据与程序之间依赖性较弱，数据的逻辑结构、存储结构与存取方式的改变对应用程序不构成影响或影响较小5数据统一管理与控制：数据库管理系统（DBMS)为数据提供统一的管理手段，并能对数据的完整性、安全性及并发访问提供必要的控制,1理解数据库存储数据的方式-1,那个戴太阳眼镜、身上摊本小说的女人，衣服极斯文讲究。皮肤在东方人里，要算得白，可惜这白色不顶新鲜，带些干滞。她去掉了黑眼镜，眉清目秀，只是嘴唇嫌薄，擦了口红还不够丰厚。假使她从帆布躺椅上站起来，会见得身段瘦削，也许轮廓的线条太硬，像方头钢笔划成的，年龄看上去有二十五六，不过新派女人的年龄好比旧式女人婚帖上的年庚，需要考订学家所谓外证据来断定真确性，本身是看不出的。（字数：183）钱钟书围城第一章,苏小姐领了个二十左右的娇小女孩子出来，介绍道：“这是我表妹唐晓芙。”唐小姐妩媚端正的圆脸，有两个浅酒涡。天生着一般女人要花钱费时、调脂和粉来仿造的好脸色，新鲜得使人见了忘掉口渴而又觉嘴馋，仿佛是好水果。她眼睛并不顶大，可是灵活温柔，反衬得许多女人的大眼睛只像政治家讲的大话，大而无当。古典学者看她说笑时露出的好牙齿，会诧异为什么古今中外诗人，都甘心变成女人头插的钗，腰束的带，身体睡的席，甚至脚下践踏的鞋，可是从没想到化作她的牙刷。她头发没烫，眉毛不镊，口红也没有擦，似乎安心遵守天生的限止，不要弥补造化的缺陷。总而言之，唐小姐是摩登文明社会里那桩罕物一个真正的女孩子。（字数：285）钱钟书围城第三章,1理解数据库存储数据的方式-2,容貌特征表,数据库存放数据必须按一定的预先定义好的数据模式存放。因此，数据在进入数据库之前必须进行结构化和标准化处理。因而提升了数据的质量,保证了数据处理的效率。,肤色类别表,1理解数据库存储数据的方式-3,结构化,标准化,5.2.2数据库的典型技术特点,1数据库在存储数据时是按照预先定义好的数据结构（数据模式）进行存储的2集成性：数据库集中了各种应用的数据，进行统一的构造与存储3共享性：数据库中的数据可被不同的应用程序和用户方便地使用4数据独立性：数据与程序之间依赖性较弱，数据的逻辑结构、存储结构与存取方式的改变对应用程序不构成影响或影响较小5数据统一管理与控制：数据库管理系统（DBMS)为数据提供统一的管理手段，并能对数据的完整性、安全性及并发访问提供必要的控制,学生成绩数据库,2理解数据库的集成性,用户1：漂亮的语文老师,用户2：英俊的数学老师,集中考虑各个用户的信息需求，对数据库进行统一的设计与构造,降低了冗余度保证了数据的一致性,5.2.2数据库的典型技术特点,1数据库在存储数据时是按照预先定义好的数据结构（数据模式）进行存储的2集成性：数据库集中了各种应用的数据，进行统一的构造与存储3共享性：数据库中的数据可被不同的应用程序和用户方便地使用4数据独立性：数据与程序之间依赖性较弱，数据的逻辑结构、存储结构与存取方式的改变对应用程序不构成影响或影响较小5数据统一管理与控制：数据库管理系统（DBMS)为数据提供统一的管理手段，并能对数据的完整性、安全性及并发访问提供必要的控制,数据库中的数据可被不同的应用程序和用户方便地使用,3理解数据库的共享性,5.2.2数据库的典型技术特点,1数据库在存储数据时是按照预先定义好的数据结构（数据模式）进行存储的2集成性：数据库集中了各种应用的数据，进行统一的构造与存储3共享性：数据库中的数据可被不同的应用程序和用户方便地使用4数据独立性：数据与程序之间依赖性较弱，数据的逻辑结构、存储结构与存取方式的改变对应用程序不构成影响或影响较小5数据统一管理与控制：数据库管理系统（DBMS)为数据提供统一的管理手段，并能对数据的完整性、安全性及并发访问提供必要的控制,学生成绩数据库,4理解数据库的独立性,应用程序1（C语言编写）SELECT学号,姓名,语文FROM学生成绩数据库,应用程序2（VisualBasic编写）SELECT学号,姓名,数学FROM学生成绩数据库,5.2.2数据库的典型技术特点,1数据库在存储数据时是按照预先定义好的数据结构（数据模式）进行存储的2集成性：数据库集中了各种应用的数据，进行统一的构造与存储3共享性：数据库中的数据可被不同的应用程序和用户方便地使用4数据独立性：数据与程序之间依赖性较弱，数据的逻辑结构、存储结构与存取方式的改变对应用程序不构成影响或影响较小5数据统一管理与控制：数据库管理系统（DBMS)为数据提供统一的管理手段，并能对数据的完整性、安全性及并发访问提供必要的控制,数据库管理系统（DBMS)为数据提供统一的管理手段，并能对数据的完整性、安全性及并发访问提供必要的控制,5理解数据统一管理与控制,5.2.3数据库管理系统(DBMS),DBMS：是一种系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等。DBMS是数据库系统（DBS）的核心DBMS实例小型DBMS：MicrosoftAccess、VisualFoxPro大中型DBMS：DB2（IBM）、Oracle（甲骨文）、SQLServer（微软）、Sybase,DBMS应具备的基本功能：1数据模式（结构）定义；2数据存取的物理构建；3数据操纵（查询、插入、修改、删除数据）；4数据完整性、安全性定义与检查；5数据库的并发控制与故障恢复；6数据服务（如：数据拷贝、转存、重组、性能监测、分析）；,数据语言：数据定义语言（DDL）：模式定义、数据物理存取构建。数据操纵语言（DML）：数据的增、删、改、查。数据控制语言（DCL）：数据完整性、安全性的定义与检查，并发控制、故障恢复。,按照数据库处理数据的方式可以分为：1层次数据模型2网络数据模型3关系数据模型（以二维表的方式处理数据）关系=（二维）表,关系数据库中的几个关键的基本概念属性（字段）元组（记录）键：主键、外键建立了表之间的逻辑关系,5.2.4数据库管理,大多数应用了数据库的组织需要建立专门的人员或专职的部门来对数据库进行管理，称之为DBA（DatabaseAdministration）DBA的职责探讨：数据库的设计与开发数据的维护数据库的备份与恢复保证数据库的适应性DBA的技术技能与人际技能要求,5.2.5数据库系统（DBS）与数据库应用系统（DBAS）,DBS的组成：数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）、数据库管理员（DBA）、硬件平台、软件平台硬件平台：计算机、网络软件平台：操作系统数据库系统开发工具（VB、PB、Delphi、HTML、XML等）接口软件（ODBC、JDBC、OLEDB、CORBA、COM、DCOM等）DBAS的组成：DBS+应用软件+应用界面,数据库系统并不意味着只要购买并安装了一个数据库管理系统就万事大吉了。数据库设计中的E-R方法对于关系数据模型，一整套规范化的理论关系规范化理论。,5.2.6数据库设计,现实世界,认识抽象,信息世界（逻辑）数据模型,计算机世界物理模型,概念模型,数据库的设计,数据需求分析概念模式设计逻辑结构设计物理结构设计数据库的实施和维护,概念模式设计的工具E-R模型（实体-联系模型）,实体、实体集如：小赵、小李实体属性联系,学生,学号,COURSE,Name,教学,SC,FPU,产品,工厂,用户,学生,教师,教学,管理,employee,管理,教工号,姓名,职称,院系,联系方式,学生号,姓名,性别,专业,联系方式,出生年月,1,n,教工号,逻辑结构设计关系范式理论,(1)第一范式(FirstNormalForm，1NF)在同一表中，没有重复项出现(2)第二范式(2NF)每个表必须有一个数据元素为主关键字，其它数据元素与主关键字一一对应(3)第三范式(3NF)满足2NF且任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字,规范化理论是E.F.Codd在1971年提出，他和后来的研究者为数据结构提出了5种规范化模式(NormalForm，NF)，这里仅讨论前3种范式,不符合1NF的关系,符合1NF的关系,不符合2NF的教师与研究课题关系,不符合3NF的关系,符合3NF的关系,数据库存储数据时追求最小冗余度关系范式的基本准则：有冗余就分解,教工号,姓名,职称,院系,联系方式,学生号,姓名,性别,专业,联系方式,出生年月,1,n,教工号,导师信息表（教工号，姓名，职称，院系，联系方式）研究生基本信息（学生号，姓名，性别，专业，联系方式，出生年月，导师教工号）,导师信息表,研究生基本信息,简化的元数据,教工号,姓名,职称,院系,联系方式,学生号,姓名,性别,专业,联系方式,出生年月,m,n,教工号,导师信息表（教工号，姓名，职称，院系，联系方式）研究生基本信息（学生号，姓名，性别，专业，联系方式，出生年月）师生关系表（教工号，学生号）,学生号,课堂练习,以大学的学生成绩管理为例，设计一个学生成绩管理的数据库。通过该数据库能够满足任课教师、教务管理人员和学生的各类信息查询和管理的需要。要求：分析学生成绩管理的涉及各类用户的数据需求画出相关的E-R图设计相关表的结构，包括各个表的属性、属性的数据类型和有效性约束、主键、外键、表之间的参照完整性约束课后尝试使用Access实现设计的数据库，为每个相关的表输入若干条数据,课后实践作业,1假设你在某公司的销售部工作，老板要求你创建一个电子文档来记录与客户的交易信息，现在使用Excel来完成这个目的。a.创建一个电子清单表有如下各列：客户姓名、客户地址、交易日期、商品名、单价、销售员、销售员Email。b.假设你有三个客户A、B和C。假设A在南京，B在大连，C在广州。假设你有两个销售员张三和李四（为每一个人建立一个Email地址）。假设有三种产品：P1、P2、P3。同一种产品卖给不同的客户的价格都可能不同。编造一些交易数据（至少要有20行的样本数据，涵盖了所有的客户、产品和销售人员）。假设价格会随时间变化，输入2005年至2006年间的数据。c.假设产品P1在2006年更名为P1-Turbo，解释你在Excel中修正这个错误所必需的详细步骤。d.一个真实的交易记录中可能有几千、上万条记录，如果面对这样的电子表格，你需要怎样的步骤改正c中的错误？,2.上题中的同样问题，假设使用Access来记录交易数据。a.建立一个数据库，创建3个表：客户（客户姓名，地址），销售员（销售员姓名，Email），价格（日期，产品，价格，客户姓名，销售员姓名），其中，销售员姓名是销售员表的主键。为每个属性选择合理的数据类型和有效性约束。b.为顾客和价格创建一个1:N的关系，为销售员和价格创建一个1:N的关系，为两个关系都建立合理的参照完整性约束。c.利用你在题目1中的数据填表。d.客户C的地址变为深圳，你需要修改几条记录。e.利用Access的帮助文档，创建一个更新查询，能够把产品P1的名称改为P1-Turbo。f.比较Exce