第四讲 信息系统的数据管理

1、作者：程宏作者：程宏 责任编辑：周卫群出版日期：2008年9月IDPN：308-2008-015课件章数：12信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）2第四章第四章信息系统的数据管理u 数据结构和数据存储u 数据库概念u 关系数据库管理系统u 数据仓库和数据挖掘知识要点：知识要点：信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）3本章学习目标本章学习目标n了解传统的文件组织和管理技术了解传统的文件组织和管理技术n了解数据库系统的数据组织方式了解数据库系统的数据组织方式n掌握四种数据模型的主要特点掌握四种数据模型的主要特点n掌握关系数据库的数据结构及完掌握

2、关系数据库的数据结构及完整性的要求整性的要求n了解数据库的新发展了解数据库的新发展信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）4 第一节第一节 数据结构与数据处理数据结构与数据处理l 系统的基础系统的基础 - - 数据管理数据管理l 数据管理方式的演化数据管理方式的演化文件系统文件系统 数据库系统数据库系统人工管理人工管理高级数据库系统高级数据库系统p 数据结构与数据存储数据结构与数据存储信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）5l 人工数据管理程序与数据的关系人工数据管理程序与数据的关系应用程序应用程序1数据集数据集1应用程序应用程序2应用程序应用

3、程序n数据集数据集2数据集数据集n信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）6文件文件系统系统应用程序应用程序1应用程序应用程序2应用程序应用程序n文件文件1文件文件2文件文件nl 文件系统中程序与数据的关系文件系统中程序与数据的关系信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）7信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）8l 传统文件环境下的数据整理传统文件环境下的数据整理信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）9Problem Problem ？ 数据冗余（数据冗余（Data Redundancy）- 同

4、样的信息可能在不同的文件中重复出现同样的信息可能在不同的文件中重复出现 数据不一致（数据不一致（Data Inconsistency） 程序程序-数据相互依赖（数据相互依赖（Program-data dependence ）- 对数据的改变都必须改变所有访问该数据的程序对数据的改变都必须改变所有访问该数据的程序 数据完整性问题数据完整性问题 安全性低（安全性低（poor security） 数据缺乏弹性数据缺乏弹性信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）10p 数据库管理模式定义定义数据库数据库（databasedatabase）是指将收集整理过的是指将收集整理过的资料

5、，集中存放并减少重复的数据，以有效资料，集中存放并减少重复的数据，以有效率地提供给多方面的应用率地提供给多方面的应用 信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）11l 数据的层次数据的层次信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）12l 一条客户资料记录包含的信息一条客户资料记录包含的信息关键字段信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）13l 关键字段关键字段 （ Key Field ）特点）特点 存在于每一条记录中存在于每一条记录中 该记录中唯一的识别性该记录中唯一的识别性 用于检索、更新或分类用于检索、更新或分类信息系统的

6、数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）14l Database 的特色的特色 数据与应用程序相互独立。应用程序不必包数据与应用程序相互独立。应用程序不必包括文件数据细节，甚至物理存放数据的方法括文件数据细节，甚至物理存放数据的方法与细节与细节 数据标准化数据标准化 数据输入只有一次数据输入只有一次 数据共享数据共享 数据整合数据整合信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）15数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS）Database management system 信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）16二、数据库管理系统

7、二、数据库管理系统p数据库系统的逻辑结构l数据库系统的三级模式：数据库系统的三级模式：概念模式、外模式、内模式概念模式、外模式、内模式参见参见P116信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）17p数据库系统的构成应用系统应用系统应用开发工具应用开发工具数据库管理系统数据库管理系统操作系统操作系统数据库数据库用户用户用户数据库管理员数据库管理员信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）18l数据库数据库用以存储数据，可分为两大类：用以存储数据，可分为两大类：用户数据用户数据系统数据系统数据如前述的客户资料数据如前述的客户资料数据关于数据库定义的数据，

8、如数据库关于数据库定义的数据，如数据库表的结构定义、系统中的用户及其表的结构定义、系统中的用户及其权限、各种统计信息等权限、各种统计信息等数据字典数据字典 DD（Data Dictionary）信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）19l 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS） 数据定义语言（数据定义语言（data definition languagedata definition language，DDLDDL）- 描述和定义数据库的结构和内容，包括数据库描述和定义数据库的结构和内容，包括数据库用户模式、逻辑模式、存储模式和安全保密等用户模式、逻辑模式、存储模

9、式和安全保密等 数据操纵语言（数据操纵语言（data manipulation languagedata manipulation language，DMLDML）- 对数据库中的数据进行基本操作，如查询、插入、对数据库中的数据进行基本操作，如查询、插入、修改和删除等修改和删除等 - SQL 数据库运行控制数据库运行控制 数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能- 为便于数据共享而提供对数据的统一管理和控为便于数据共享而提供对数据的统一管理和控制机制，以保证数据安全、完整制机制，以保证数据安全、完整信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）20l 软硬件支持系统和数据

10、库应用系统软硬件支持系统和数据库应用系统必须有足够大的存储空间，包括系统的输入必须有足够大的存储空间，包括系统的输入/ /输出效率，输出效率，这些除有赖完善的硬件支持外，还需有良好的软件环境，这些除有赖完善的硬件支持外，还需有良好的软件环境，包括支持包括支持DBMSDBMS运行的操作系统、与数据库接口的高级语言运行的操作系统、与数据库接口的高级语言和实用程序和实用程序l 人员人员系统开发人员、数据库管理人员、用户等系统开发人员、数据库管理人员、用户等信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）21l层次（树状）型层次（树状）型p 数据库系统的数据模型信息系统的数据管理信息系

11、统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）22l网状模型网状模型- - 层次模型的扩展层次模型的扩展以学生选课为例：以学生选课为例： 一个学生可以选多门课，一门课也可为多个学生所选一个学生可以选多门课，一门课也可为多个学生所选信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）23l关系型关系型- 利用表格来描述数据利用表格来描述数据所有的数据元素都存在于称作所有的数据元素都存在于称作 “关系关系” 的二维表格中，的二维表格中，这种表格逻辑上等同于文件。这种表格逻辑上等同于文件。在二维表格中，每一行是独特的一条记录，而每一列则在二维表格中，每一行是独特的一条记录，而每一列则为一种属性

12、的字段为一种属性的字段 （参加教材图（参加教材图4-104-10）关系型数据库的最大优势，在于其简化的数据模型概念，关系型数据库的最大优势，在于其简化的数据模型概念，并且能够以非事先设定的方式连接到某条记录并且能够以非事先设定的方式连接到某条记录信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）24三、关系型数据库概述三、关系型数据库概述几个基本概念：几个基本概念： 实体（实体（EntityEntity） 属性（属性（AttributeAttribute） 关系（关系（RelationRelation） 记录（记录（RecordRecord） 字段（字段（FieldField）p

13、 关系数据库概述信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）25供货商表格供货商表格零件表格零件表格订单表格订单表格l 关系型数据库举例关系型数据库举例 信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）26l 查询数据库：查询数据库：SQL 的组成的组成SQL：Structured Query Language1、SELECTSELECT Column_Name1，Column_Name2，FROM Table_Name SELECT Part_Number，Part_Description，Unit_Price From PART； SELECTFROMW

14、HERE信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）27 条件式选择条件式选择SELECT Part_Number， Part_Descriptioin，Unit_Price From PART WHERE Unit_Price 25.00；信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）28 连接两个表格连接两个表格SELECT PART. Part_Number，SUPPLIER. Supplier_Number，SUPPLIER. Supplier_Name，SUPPLIER. Supplier_Address FROM PART，SUPPLIER W

15、HERE PART. Supplier_Number=SUPPLIER. Supplier_Number；信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）29p 当前流行的当前流行的 DBMS- - 关系型数据库系统关系型数据库系统信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）30四、数据库的发展四、数据库的发展l 面向对象数据库面向对象数据库- Object Oriented Data Base，OODBl 分布式数据库分布式数据库l 多媒体数据库多媒体数据库l Web 数据库数据库l 并行数据库并行数据库数据库技术与计算机网络相结合的数据库技术与计算机网络

16、相结合的产物产物可极大地提高数据库的相应速度可极大地提高数据库的相应速度利用数字化或数据压缩技术，以适利用数字化或数据压缩技术，以适应对多媒体数据的管理应对多媒体数据的管理是互联网时代数据库系统的发展方向是互联网时代数据库系统的发展方向信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）31p 数据仓库数据仓库- Data WarehouseOLTPOLAP联机事务处理联机分析处理定义数据仓库是一个面向主题（数据仓库是一个面向主题（Subject Oriented）的、集成的（）的、集成的（Integrated）、相）、相对稳定的、反映历史变化的数据集合对稳定的、反映历史变化的数据

17、集合 - W.H. Inmon 信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）32信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）33信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）34信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）35p数据挖掘数据挖掘- - 利用各种软件工具在大量数据中找出隐藏的模式与关利用各种软件工具在大量数据中找出隐藏的模式与关系，并且从中推论出规则，用来预测未来的行为与作为决系，并且从中推论出规则，用来预测未来的行为与作为决策的依据策的依据 数据挖掘常用方法：数据挖掘常用方法： 关联分析（关联分析（a

18、ssociationassociation） 序列模式（序列模式（sequencesequence） 分类分析（分类分析（classification classification ） 聚类分析（聚类分析（clusteringclustering）- Data Mining信息系统的数据管理信息系统的数据管理管理信息系统 讲义讲义（四）36l 数据挖掘的应用数据挖掘的应用银行、电信、保险、交通、零售（大型银行、电信、保险、交通、零售（大型超市）超市） 数据库营销（数据库营销（Database Marketing Database Marketing ） 客户群体划分（客户群体划分（Customer Segmentation & Customer Segmentation & Classification Classification ） 背景分析（背景分析（Prof