信息系统与数据库基础-广东外语外贸大学ppt课件

.,1,第五章信息系统与数据库基础,.,2,.,3,5.1.1信息、数据与数据处理,数据的概念包括两个方面：数据内容和数据形式。信息是指数据经过加工处理后所获取的有用知识。数据和信息是两个相互联系但又相互区别的概念，数据是信息的具体表现形式，信息是数据有意义的表现。数据处理就是将数据转换为信息的过程，主要过程包括：数据的处理、整理、存储、加工、分类、维护、排序、检索和传输等。数据处理的目的是从大量的数据中，根据数据自身的规律及其相互联系，通过分析、归纳、推理等科学方法，利用计算机技术、数据库技术等技术手段，提取有效的信息资源，为进一步分析、管理、决策提供依据。数据处理也称信息处理。,.,4,5.1.2数据处理的发展,数据处理和数据管理的发展过程大致经历了人工管理、文件管理、数据库管理及分布式数据库管理4个阶段。,.,5,1.人工管理阶段,缺点：应用程序中的数据无法被其他程序利用；数据冗余；数据独立性、结构性差；数据不能长期保存。,.,6,2.文件管理阶段,优点：文件系统为程序和数据之间提供了一个公共接口，使应用程序采用统一的存取方法来存取、操作数据，程序和数据之间不再直接对应，因而有了一定的独立性。缺点：不同程序不能共享同一数据文件，数据独立性较差；仍有较高的数据冗余；极易造成数据的不一致性。,.,7,3.数据库管理阶段,优点：应用程序与数据间保持高度的独立性；数据具有完整性、一致性和安全性，并具有充分的共享性；能够简单方便地实现数据库的管理和控制操作。,.,8,4.分布式数据库管理阶段,分布式数据库系统是地理上分布在计算机网络的不同结点，逻辑上属于同一系统的数据库系统，它不同于将数据存储在服务器上供用户共享存取的网络数据库系统，分布式数据库系统不仅能支持局部应用，存取本地结点或另一结点的数据，而且能支持全局应用，同时存取两个或两个以上结点的数据。分布式数据库系统的主要特点是：（1）数据是分布的。（2）数据是逻辑相关的。（3）结点的自治性。,.,9,513信息系统的基本概念,信息系统是指对信息进行收集、处理、存储、管理、检索和传输，必要时并能向人们提供有用信息的系统。,.,10,5.1.4信息系统的应用,管理信息系统的分类方式有多种。这里仅列两种常见的分类方法：从计算机技术发展程度上来分类，可以分为：人工的管理信息系统单机的管理信息系统基于网络的管理信息系统从管理信息系统的功能适用性来进行分类，可分为：用于商业销售和经营的管理信息系统用于生产制造和管理的管理信息系统用于辅助设计和科研的管理信息系统用于财务管理的管理信息系统用于事务管理的管理信息系统用于决策支持的智能化管理信息系统,.,11,5.1.5数据库在信息系统中的地位和作用,随着高科技社会的发展，在数据处理、信息管理等领域，人们对数据采集、存储、加工、处理、传播、管理的手段、技术和方法的要求越来越高。数据库管理系统克服了传统的文件管理方式的缺陷，提高了数据的一致性、完整性，减少了数据冗余。数据库的设计是信息系统的核心。典型的现代数据库系统处理数据的方式如图5.4所示。,.,12,5.2数据库基础,5.2.1数据库系统的组成数据库应用系统简称数据库系统（DataBaseSystem，DBS），是一个计算机应用系统。它由计算机硬件、数据库管理系统、数据库、应用程序和用户等部分组成。,.,13,相关概念：,1.计算机硬件它是数据库系统的物质基础，是存储数据库及运行数据库管理系统DBMS的硬件资源。2.数据库管理系统数据库管理系统(DateBaseManagementSystem,DBMS)是负责数据库存取、维护和管理的系统软件。DBMS提供对数据库中数据资源进行统一管理和控制的功能，将用户、应用程序与数据库数据相互隔离，是数据库系统的核心，其功能的强弱是衡量数据库系统性能优劣的主要指标。DBMS必须运行在相应的系统平台上，有操作系统和相关系统软件的支持。3.数据库数据库（DateBase，DB）是指数据库系统中以一定组织方式将相关数据组织在一起，存储在外部存储设备上所形成的、能为多个用户共享的、与应用程序相互独立的相关数据集合。数据库中的数据由DBMS进行统一管理和控制，用户对数据库进行的各种操作都是DBMS实现的。4.应用程序应用程序（Application）是在DBMS的基础上，由用户根据应用的实际需要开发的、处理特定业务的应用程序。5.数据库用户用户（User）是指管理、开发、使用数据库系统的所有人员，通常包括数据库管理员、应用程序员和终端用户。数据库管理员（DataBaseAdministrator，DBA）负责管理、监督、维护数据库系统的正常运行；应用程序员（ApplicationProgrammer）负责分析、设计、开发、维护数据库系统中运行的各类应用程序；终端用户（End-User）是在DBMS与应用程序支持下，操作使用数据库系统的普通用户。,.,14,5.2.3数据库管理系统的组成与功能,数据库管理系统通常由以下三部分组成：第一，数据描述语言(DataDescriptionLanguage，简称DDL)。第二，数据操纵语言(DataManipulationLanguage，简称DML)。第三，数据库例行程序。,.,15,数据库管理系统的功能,数据库管理系统主要有如下四种功能：数据库开发数据库查询数据库维护数据库的应用开发。常见的关系型数据库管理系统有：Oracle，SQLSERVER，FoxBASE，FoxPro，Access等,.,16,5.2.4现实世界的数据描述,1.信息处理的3个层次,.,17,2.实体客观事物在信息世界中称为实体（Entity），它是现实世界中任何可区分、可识别的事物。实体可以是具体的人或物，如张三同学，广东外语外贸大学；也可是抽象概念，如学生选课。（1）属性（Attribute）实体的特性称为属性。一个实体可用若干属性来刻画。每个属性都有特定的取值范围，即值域（Domain），值域的类型可以是整数型、日期型、文本型等。如学生的姓名、出生日期是学生实体的属性；姓名的类型是文本型，出生日期的类型是日期型。（2）实体型和实体值实体型就是实体的结构描述，通常是实体名和属性名的集合；具有相同属性的实体，有相同的实体型。实体值是一个具体的实体，是属性值的集合。如学生实体型是：学生（学号，姓名，性别，出生日期）；学生李小明的实体值是：（011110，李小明，男，1988-06-01）。（3）属性型和属性值属性型就是属性名及其取值类型，属性值就是属性在其值域中所取的具体值。如学生实体中的姓名属性，“姓名”和取值字符类型是属性型，而“李小明”是属性值。（4）实体集性质相同的同类实体的集合称为实体集，如一个班的学生。,.,18,3.实体联系如图5.6所示。（1）一对一联系（1:1），如图5.6（a）所示。（2）一对多联系（1:n），如图5.6（b）所示。（3）多对多联系（m:n），如图5.6（c）所示。,.,19,5.2.5数据模型,数据库管理系统常用的数据模型有3种：层次模型、网状模型、关系模型。各种模型的基本特点请参阅课本。与层次模型和网状模型相比，关系模型具有数据结构单一、理论严密、使用方便、易学易用的特点。基于关系数据模型的数据库管理系统时当今使用最为广泛的。,.,20,5.3关系数据库系统,1.关系的基本概念（1）关系通常将一个没有重复行、重复列的二维表看成一个关系，每一个关系都有一个关系名。如表5-1入学成绩就代表一个关系，“入学成绩”为关系名。在Access中，一个关系对应于一个表对象，简称为表，关系名则对应于表名。,.,21,5.3.1关系的基本概念及其特点,（2）元组二维表的每一行在关系中称为元组。在Access中，一个元组对应表中的一个记录。（3）属性二维表的每一列在关系中称为属性，每个属性都有一个属性名，属性值则是各个元组属性的取值。在Access中，一个属性对应表中的一个字段，属性名对应字段名，属性值对应于各个记录的字段值。（4）域属性的取值范围称为域。域作为属性值的集合，其类型与范围具体由属性的性质及其所表示的意义确定。如表6-1中“语文”，“英语”、“数学”、“X科目”属性的域是0，150。同一属性只能在相同域中取值。（5）关键字关系中能惟一区分、确定不同元组的属性或属性组合称为该关系的一个关键字。单个属性组成的关键字称为单关键字，多个属性组合的关键字称为组合关键字。需要强调的是，关键字的属性值不能取“空值”，因为无法惟一区分、确定元组。,.,22,（6）候选关键字关系中能够成为关键字的属性或属性组合可能不是惟一的。凡在关系中能够惟一区分、确定不同元组的属性或属性组合都称为候选关键字。（7）主关键字在候选关键字中选定一个作为关键字，称为该关系的主关键字。关系中的主关键字是惟一的。（8）外部关键字关系中某个属性或属性组合并非关键字，但却是另一个关系的主关键字，称此属性或属性组合为本关系的外部关键字。关系之间的联系是通过外部关键字实现的。（9）关系模式对关系的描述称为关系模式，其格式为：关系名（属性名1，属性名2，属性名n）,5.3.1关系的基本概念及其特点,.,23,5.3.1关系的基本概念及其特点,2.关系的基本特点在关系模型中，关系具有以下基本特点：（1）关系必须规范化，属性不可再分割。（2）在同一关系中不允许出现相同的属性名。（3）在同一关系中元组及属性的顺序可以任意。（4）任意交换两个元组（或属性）的位置，不会改变关系模式。3.关系模型的主要优点（1）数据结构单一。（2）关系规范化，并建立在严格的理论基础上。（3）概念简单，操作方便。,.,24,5.3.2关系数据库,以关系模型建立的数据库就是关系数据库（RelationalDataBase，RDB），关系数据库系统的DBMS是关系型数据库管理系统（RelationalDataBaseManagementSystem，RDBMS）。一个关系就是一张二维表格，表格由表格结构与数据构成，表格的结构对应关系模式，表格每一列对应关系模式的一个属性，该列的数据类型和取值范围就是该属性的域。,.,25,5.3.3关系运算,关系运算主要有选择、投影和联接3种。1.选择（Selection）选择操作是指在关系中选择满足某些条件的元组。选择运算的结果构成关系的一个子集，是关系中的部分元组。选择运算是从二维表格中选取若干行的操作，在表中则是选取若干个记录的操作。例如要在学生基本信息中所有男学生数据，就可以对学生基本信息表做选择操作，条件是性别为“男”。2.投影（Projection）投影操作是在关系中选择某些属性列。投影运算从关系中选取若干属性形成一个新的关系，其关系模式中属性个数比原关系少，或者排列顺序不同，同时也可能减少某些元组。投影是从二维表格中选取若干列的操作，在表中则是选取若干个字段。例如，找出所有学生的学号、姓名、性别、所在学院则可以对学生基本信息表做投影操作，将表数据投影到学号、姓名、性别和所在学院列。3.联接（Join）联接运算是将两个关系模式的若干属性拼接成一个新的关系模式的操作，对应的新关系中，包含满足联接条件的所有元组。联接过程是通过联接条件来控制的，联接条件中将出现两个关系中的公共属性名，或者具有相同语义、可比的属性。联接是将两个二维表格中的若干列，按同名等值的条件拼接成一个新二维表格的操作。在表中则是将两个表的若干字段，按指定条件（通常是同名等值）拼接生成一个新的表。,.,26,5.3.4关系的完整性约束,关系完整性是为保证数据库中数据的正确性和兼容性对关系模型提出的某种约束条件或规则。完整性通常包括实体完整性、参照完整性和用户定义完整性，其中实体完整性和参照完整性，是关系模型必须满足的完整性约束条件。1.实体完整性实体完整性是指关系的主关键字不能取“空值”。2.参照完整性参照完整性是定义建立关系之间联系的主关键字与外部关键字引用的约束条件。3.用户定义完整性用户定义的完整性规则是针对某一应用环境的完整性约束条件，他反映了某一具体应用所涉及的数据应满足的要求。,.,27,5.4Access数据库管理系统概述,Access是Office办公套件中一个极为重要的组成部分。Access使用标准的SQL（StructuredQueryLanguage,结构化查询语言）作为它的数据库语言，从而提供了强大的数据处理能力和通用性，使其成为一个功能强大而且易于使用的桌面关系型数据库管理系统和应用程序生成器。,.,28,表是数