第六章 信息系统与数据库n

1、第六章 信息系统与数据库教育信息化第六章 信息系统与数据库 6.1 6.1 计算机信息系统计算机信息系统 6.2 6.2 关系数据库系统关系数据库系统 6.3 6.3 信息系统开发与管理信息系统开发与管理 6.4 6.4 典型信息系统典型信息系统 6.5 6.5 信息化与信息社会信息化与信息社会6.1 计算机信息系统 6.1.1 6.1.1 什么是计算机信息系统什么是计算机信息系统 6.1.2 6.1.2 信息系统的类型信息系统的类型6.1.1 什么是计算机信息系统 计算机信息系统（计算机信息系统（Computer_based Information System Computer_based

2、 Information System ，简称信息系统）简称信息系统）是一类以提供信息服务为主要目的的数据是一类以提供信息服务为主要目的的数据密集型、人机交互的计算机应用系统。密集型、人机交互的计算机应用系统。 信息系统是一种面广量大的计算机应用系统信息系统是一种面广量大的计算机应用系统 技术特点技术特点 数据量大数据量大,一般需存放在外存中一般需存放在外存中, 数据存储持久性数据存储持久性, 数据资源使用共享性数据资源使用共享性; 信息服务功能多样性信息服务功能多样性6.1.2 信息系统的类型 从信息处理的深度来区分从信息处理的深度来区分 业务处理系统业务处理系统 管理业务系统管理业务系统

3、面向操作层面向操作层 面向管理层面向管理层 辅助技术系统辅助技术系统( (CADCAD、CAMCAM、CAPP)CAPP) 办公信息系统（办公自动化系统办公信息系统（办公自动化系统OAOA） 信息检索系统（搜索引擎）信息检索系统（搜索引擎） 信息分析系统（决策支持系统信息分析系统（决策支持系统DSSDSS、专家系统）专家系统）6.2 关系数据库系统 6.2.1 6.2.1 数据管理的需求和数据库系统数据管理的需求和数据库系统 6.2.2 6.2.2 关系数据模型关系数据模型 6.2.3 6.2.3 关系操作关系操作 6.2.4 6.2.4 关系数据库语言关系数据库语言SQLSQL简介简介6.2

4、.1 数据管理的需求和数据库系统 例：例：高校教学业务管理高校教学业务管理 由于数据量急剧增长，计算机用于管理并实现共享数据的需由于数据量急剧增长，计算机用于管理并实现共享数据的需求越来越迫切。人们逐步发展了以统一管理和共享数据为主求越来越迫切。人们逐步发展了以统一管理和共享数据为主要特征的数据库系统（要特征的数据库系统（DBSDBS）。）。 在在DBSDBS中，数据不再仅仅服务于某个程序或用户，而是按一中，数据不再仅仅服务于某个程序或用户，而是按一定的结构存储于数据库，作为共享资源，由数据库管理系统定的结构存储于数据库，作为共享资源，由数据库管理系统（DBMSDBMS）的软件管理的软件管理,

5、使得数据能为尽可能多的应用服务。使得数据能为尽可能多的应用服务。数据库中应用程序与数据库关系数据库数据库数据库管理系统数据库管理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K.用户用户数据库系统中用户共享数据库资源数据库系统中用户共享数据库资源数据库系统（DBS）的组成 应用程序应用程序 计算机支持系统计算机支持系统 硬件支持环境、软件支持平台硬件支持环境、软件支持平台 数据库（数据库（DBDB） 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS） 人员人员 数据库管理员、系统分析设计和开发人员、用户数据库管理员、系统分析设计和开发人员、用户数据库系统的组成硬 件操作系统DBMS应

6、用开发工具应用系统数据库数据库设计设计,开发开发,管理管理DBS的人员和用户的人员和用户利用利用DBS资源开发的资源开发的,解决管理和决策问解决管理和决策问题的各种应用程序题的各种应用程序.对数据进行管理的软件系统对数据进行管理的软件系统 功能功能: 创建创建DB结构结构; 对对DB中的数据操作中的数据操作; 对对DB数据管理和控制数据管理和控制 指按一定的数据模式组织并长期存放在指按一定的数据模式组织并长期存放在外存上的外存上的,可共享的可共享的,面向部门全局应用的面向部门全局应用的数据集合。数据集合。数据库系统各成分关系用户用户终端终端应用系统应用系统数据库管理员数据库管理员系统分析设计员

7、系统分析设计员系统程序员系统程序员用户视图用户视图逻辑结构逻辑结构 存储结构存储结构DB数据和数据结构数据和数据结构DBMS操作系统操作系统软件系统软件系统数据库系统的特点 数据结构化数据结构化数据面向全局应用，用数据模型描述数据和数据之间的联系。数据面向全局应用，用数据模型描述数据和数据之间的联系。 数据可共享数据可共享从全局分析和描述数据，适应多个用户、多种应用共享数据的需从全局分析和描述数据，适应多个用户、多种应用共享数据的需求。可减少数据冗佘，节省存储空间，保证数据的一致性求。可减少数据冗佘，节省存储空间，保证数据的一致性. . 数据独立于程序数据独立于程序 逻辑独立性逻辑独立性: :

8、应用程序与应用程序与DBDB的逻辑结构相互独立的逻辑结构相互独立. . 物理独立性物理独立性: :应用程序与应用程序与DBDB的存储结构相互独立的存储结构相互独立. . 统一管理控制数据统一管理控制数据DBMSDBMS管理控制数据功能管理控制数据功能: :安全性安全性, ,完整性完整性. .并发控制并发控制, ,恢复恢复. .数据模型的概念总结 概念结构是分析过程中的一个中间结果概念结构是分析过程中的一个中间结果,它将现实世界中它将现实世界中的客观对象和对象间的关联的客观对象和对象间的关联,经过识别经过识别,选择选择,分类等综合分分类等综合分析析,形成形成“概念结构概念结构” ( (用实体用实

9、体- -联系工具联系工具E-RE-R图表示图表示) ) 数据模型是直接面向计算机系统（即数据库）中数据的数数据模型是直接面向计算机系统（即数据库）中数据的数据结构据结构( (包括逻辑结构和存储结构包括逻辑结构和存储结构) ) ( (用数据模型来描述数据结构用数据模型来描述数据结构) ) 常见的数据库系统中，根据实体集之间的不同结构，通常常见的数据库系统中，根据实体集之间的不同结构，通常把数据模型分为层次模型、网状模型、关系模型和面向对把数据模型分为层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型象模型4 4种，其中关系模型最普遍。种，其中关系模型最普遍。关系数据模型的数据结构SNO CNO GRAD

10、E A041 CC112 92 A041 ME234 92.5 A041 MS211 90 C005 CC112 84.5 C005 CS202 82 M038 ME234 85 R098 CS202 75 R098 MS211 70.5 SNO SNAME DEPART SEX BDATE HEIGHT A041 周光明 自动控制 男 1986-8-10 1.7 C005 张雷 计算机 男 1987-6-30 1.75 C008 王宁 计算机 女 1986-8-20 1.62 M038 李霞霞 应用数学 女 1988-10-20 1.65 R098 钱欣 管理工程 男 1986-5-16 1

11、.8 CNO CNAME LHOUR SEMESTER CC112 软件工程 60 春 CS202 数据库 45 秋 EE103 控制工程 60 春 ME234 数学分析 40 秋 MS211 人工智能 60 秋 学生登记表（S）学生选课成绩表（SC）课程开设表（C）学生登记表学生登记表(S),课程开设表课程开设表(C)与学生选课成绩表（与学生选课成绩表（SC）之间之间的联系的联系:关系数据模型的数据结构 关系模式的描述形式关系模式的描述形式:R（A1,A2,Ai,An） 或者或者: R =（A1,A2,Ai,An） 其中其中:R R为关系模式名，即二维表名。为关系模式名，即二维表名。 AiA

12、i（1in1in）是二维表中的列名。是二维表中的列名。关系模式的描述形式 例：学生登记表例：学生登记表(S),课程开设表课程开设表(C)与学生选课成绩表与学生选课成绩表 （SC）的关系模式表达的关系模式表达S （SNO，SNAME，DEPART，SEX，BDATE，HEIGHT）C （CNO，CNAME，LHOUR，SEMESTER） SC（SNO，CNO，GRADE） 关系模式的主键 能够唯一标识二维表中指定元组的属性或者属性组能够唯一标识二维表中指定元组的属性或者属性组( (这组属这组属性的任何真子集无此性质性的任何真子集无此性质), ),称为该二维表的称为该二维表的候选键候选键. 如果一

13、个关系模式有多个候选键存在如果一个关系模式有多个候选键存在,则可从中选一个最常则可从中选一个最常用的作为该关系模式主键用的作为该关系模式主键,简称简称主键主键. 例：学生登记表例：学生登记表( (S),S),课程开设表课程开设表( (C)C)与学生选课成绩表（与学生选课成绩表（SCSC）的主键可以是哪些？的主键可以是哪些？关系模式的存储结构 在关系数据模型中，数据对象和数据对象之间的联系都用在关系数据模型中，数据对象和数据对象之间的联系都用二维表来表示。在支持关系模型的数据库物理组织二维表来表示。在支持关系模型的数据库物理组织( (即存即存储结构储结构) )中，二维表以文件形式存储。在大多数数

14、据库中中，二维表以文件形式存储。在大多数数据库中，二维表与操作系统中的文件相对应。，二维表与操作系统中的文件相对应。关系模式的特点一 关系数据模型是关系数据模型是19701970年由（美）年由（美）E.F.E.F.CoddCodd首次提出首次提出的。关系数据库得以迅速发展和普遍应用，主要的。关系数据库得以迅速发展和普遍应用，主要得力于关系数据模型所具有的下列特点：得力于关系数据模型所具有的下列特点： 关系模型建立在严格的数学理论基础上关系模型建立在严格的数学理论基础上 关系数据模型的概念单一关系数据模型的概念单一 对二维表的操作是对二维表的操作是“非非过过程性程性”关系模式的特点二 每一个列对

15、应一个域，列名不能相同每一个列对应一个域，列名不能相同.。 关系中所有的列是原子数据关系中所有的列是原子数据 ( (原子数据是不可再分的原子数据是不可再分的) ) 关系中不允许出现相同的行关系中不允许出现相同的行 ( (即不能出现重复的行即不能出现重复的行) ) 关系是行的集合，行的次序可以交换。关系是行的集合，行的次序可以交换。 ( (按集合的性质按集合的性质) ) 行中列的顺序可以任意交换。行中列的顺序可以任意交换。( (按集合的性质按集合的性质,但使用按定义顺序但使用按定义顺序) )关系模式的特点三 数据模型和模式的区别数据模型和模式的区别 数据模型数据模型:用一组概念和定义描述数据的手

16、段，用一组概念和定义描述数据的手段， 数据模式数据模式:用某种数据模型对具体情况下相关数据结用某种数据模型对具体情况下相关数据结构的描述。构的描述。 具体地说，关系模式是以关系数据模型为基础，综具体地说，关系模式是以关系数据模型为基础，综合考虑了用户的需求，并将这些需求抽象而得到的合考虑了用户的需求，并将这些需求抽象而得到的逻辑结构。逻辑结构。关系模式的特点四 关系模式关系模式:反映了二维表的静态结构，是相对稳定的。反映了二维表的静态结构，是相对稳定的。 关系关系:是关系模式在某一时刻的状态，它反映二维表的内是关系模式在某一时刻的状态，它反映二维表的内容，由于对关系的操作不断更新着二维表中的数

17、据，因此容，由于对关系的操作不断更新着二维表中的数据，因此关系是随时间动态变化的。关系是随时间动态变化的。 但在一般表述中，人们常常将关系模式和关系都称为关系但在一般表述中，人们常常将关系模式和关系都称为关系，实际上对此二者应加以科学的区分。，实际上对此二者应加以科学的区分。关系数据模型的完整性 关系模型的完整性约束关系模型的完整性约束 实体完整性约束实体完整性约束 引用完整性约束引用完整性约束 用户定义完整性约束用户定义完整性约束6.2.3 关系操作 传统集合操作传统集合操作 并、交、差并、交、差 专门关系操作专门关系操作 插入、删除、更改、选择、更改、投影、连接插入、删除、更改、选择、更改

18、、投影、连接关系操作 举例用例举例用例( (5 5张二维表张二维表): ):SNAMEGRADE钱欣钱欣75张进元张进元62张华张华68胡平平胡平平79周亮周亮80SNAMEGRADE王宁王宁100钱欣钱欣75顾永华顾永华90黄进黄进82胡平平胡平平79周亮周亮80SC1:60-80分成绩表分成绩表SC2:70-100分成绩表分成绩表 SNO CNO GRADE A041 CC112 92 A041 ME234 92.5 A041 MS211 90 C005 CC112 84.5 C005 CS202 82 M038 ME234 85 R098 CS202 75 R098 MS211 70.5

19、 SNO SNAME DEPART SEX BDATE HEIGHT A041 周光明 自动控制 男 1986-8-10 1.7 C005 张雷 计算机 男 1987-6-30 1.75 C008 王宁 计算机 女 1986-8-20 1.62 M038 李霞霞 应用数学 女 1988-10-20 1.65 R098 钱欣 管理工程 男 1986-5-16 1.8 CNO CNAME LHOUR SEMESTER CC112 软件工程 60 春 CS202 数据库 45 秋 EE103 控制工程 60 春 ME234 数学分析 40 秋 MS211 人工智能 60 秋 学生登记表（S）学生选课

20、成绩表（SC）课程开设表（C）传统集合的关系操作 并并 并操作是一个二元操作。它要求参与操作的两个关系有相同的关系模式并操作是一个二元操作。它要求参与操作的两个关系有相同的关系模式。其作用是将两个关系组合成一个新的关系。根据集合论的定义，并操。其作用是将两个关系组合成一个新的关系。根据集合论的定义，并操作创建的新关系中的每一个元组或者属于第一个关系、或者属于第二个作创建的新关系中的每一个元组或者属于第一个关系、或者属于第二个关系，或者在两个关系中皆有。关系，或者在两个关系中皆有。 SNAME GRADE 钱欣 75 张进元 62 张华 68 胡平平 79 周亮 80 王宁 100 顾永华 90

21、 黄进 82 并并并并SNAME GRADE 钱欣 75 张进元 62 张华 68 胡平平 79 周亮 80 SNAME GRADE 王宁 100 钱欣 75 顾永华 90 黄进 82 胡平平 79 周亮 80 SC1SC2结果关系表示选结果关系表示选课程学生的课程学生的“60100分成分成绩表绩表”传统集合的关系操作 交交 交操作也是一个二元操作。它对两个具有相同关系模式的关系进行操作，创交操作也是一个二元操作。它对两个具有相同关系模式的关系进行操作，创建一个新关系。根据集合论的定义，交操作所创建新关系中的每一个元组必建一个新关系。根据集合论的定义，交操作所创建新关系中的每一个元组必须是两个

22、原关系中共有的成员。须是两个原关系中共有的成员。 SNAME GRADE 钱欣 75 胡平平 79 周亮 80 交交交交SNAME GRADE 钱欣 75 张进元 62 张华 68 胡平平 79 周亮 80 SNAME GRADE 王宁 100 钱欣 75 顾永华 90 黄进 82 胡平平 79 周亮 80 SC1SC2结果表示选课学生结果表示选课学生“70分分80分成绩分成绩表表”。传统集合的关系操作 差差 差操作也是一个二元操作。它应用于具有相同关系模式的两个关系。生差操作也是一个二元操作。它应用于具有相同关系模式的两个关系。生成新关系中的元组是存在于第一个关系而不存在于第二个关系中的元组

23、。成新关系中的元组是存在于第一个关系而不存在于第二个关系中的元组。 例，关系例，关系SC1与关系与关系SC2进行差操作进行差操作: 注：注：“差差”操作没有交换律操作没有交换律差差差差SNAME GRADE 钱欣 75 张进元 62 张华 68 胡平平 79 周亮 80 SNAME GRADE 王宁 100 钱欣 75 顾永华 90 黄进 82 胡平平 79 周亮 80 SNAME GRADE 张进元 62 张华 68 SC1SC2结果关系包括那些结果关系包括那些在在SC1表中而不在表中而不在SC2表中的成绩信表中的成绩信息，即息，即“60 69分分成绩表成绩表” 专门的关系操作 插入插入 插

24、入操作是一种一元操作。它应用于一个关系，其操作是在关系插入操作是一种一元操作。它应用于一个关系，其操作是在关系中插入新的元组（或另一个具有相同模式的关系）中插入新的元组（或另一个具有相同模式的关系）. 例例:在课程开设表（在课程开设表（C C）中插入一个新的课程信息中插入一个新的课程信息 （CW101CW101，论文论文写作写作，3030，春春）。）。插入插入插入插入（CW101,论文写作，30，春）CNO CNAME LHOUR SEMESTER CC112 软件工程 60 春 CS202 数据库 45 秋 EE103 控制工程 60 春 ME234 数学分析 40 秋 MS211 人工智能

25、 60 秋 CW101 论文写作 30 春 CNO CNAME LHOUR SEMESTER CC112 软件工程 60 春 CS202 数据库 45 秋 EE103 控制工程 60 春 ME234 数学分析 40 秋 MS211 人工智能 60 秋 C C专门的关系操作 删除删除 删除操作为一元操作，根据要求删去表中相应的元组。删除操作为一元操作，根据要求删去表中相应的元组。 例如例如: :从课程表（从课程表（C C）中删除课程中删除课程CC112CC112。删除删除删除删除CNO CNAME LHOUR SEMESTER CS202 数据库 45 秋 EE103 控制工程 60 春 ME2

26、34 数学分析 40 秋 MS211 人工智能 60 秋 CNO CNAME LHOUR SEMESTER CC112 软件工程 60 春 CS202 数据库 45 秋 EE103 控制工程 60 春 ME234 数学分析 40 秋 MS211 人工智能 60 秋 C C专门的关系操作 更改更改 更改操作也是一种一元操作，它应用于一个关系。用来改变关系更改操作也是一种一元操作，它应用于一个关系。用来改变关系中指定元组中的部分属性值。中指定元组中的部分属性值。 例如例如: :课程开设表课程开设表( (C)C)中的课程中的课程ME234ME234元组的元组的LHOURLHOUR值由值由“4040”

27、改为改为“3030”，SEMESTERSEMESTER值由值由“秋秋”改为改为“春春”。更新更新更新更新CNO CNAME LHOUR SEMESTER CC112 软件工程 60 春 CS202 数据库 45 秋 EE103 控制工程 60 春 ME234 数学分析 40 秋 MS211 人工智能 60 秋 CNO CNAME LHOUR SEMESTER CC112 软件工程 60 春 CS202 数据库 45 秋 EE103 控制工程 60 春 ME234 数学分析 30 春 MS211 人工智能 60 秋 C C专门的关系操作 选择选择 选择操作是一元操作。它应用于一个关系并产生另一个

28、新关系。新关系选择操作是一元操作。它应用于一个关系并产生另一个新关系。新关系中的元组（行）是原关系中元组的子集。选择操作根据要求从原先关系中的元组（行）是原关系中元组的子集。选择操作根据要求从原先关系中选择部分元组。结果关系中的属性（列）与原关系相同（保持不变）中选择部分元组。结果关系中的属性（列）与原关系相同（保持不变） 例如例如: :从学生登记表从学生登记表( (S)S)中，选出性别为中，选出性别为“男男”的学生元组，组成一个新关的学生元组，组成一个新关系系“男学生登记表男学生登记表”。SNO SNAME DEPART SEX BDATE HEIGHT A041 周光明 自动控制 男 19

29、86-8-10 1.7 C005 张雷 计算机 男 1987-6-30 1.75 C008 王宁 计算机 女 1986-8-20 1.62 M038 李霞霞 应用数学 女 1988-10-20 1.65 R098 钱欣 管理工程 男 1986-5-16 1.8 选择选择选择选择SNO SNAME DEPART SEX BDATE HEIGHT A041 周光明 自动控制 男 1986-8-10 1.7 C005 张雷 计算机 男 1987-6-30 1.75 R098 钱欣 管理工程 男 1986-5-16 1.8 S S专门的关系操作 投影投影 一元操作，它作用于一个关系并产生另一个新关系。

30、新关系中的一元操作，它作用于一个关系并产生另一个新关系。新关系中的属性（列）是原关系中属性的子集。一般情况下，虽然新关系中属性（列）是原关系中属性的子集。一般情况下，虽然新关系中的元组属性减少了，但其元组（行）的数量与原关系保持不变。的元组属性减少了，但其元组（行）的数量与原关系保持不变。 例如例如: :需要了解学生选课情况而不关心其成绩时，可对学生选需要了解学生选课情况而不关心其成绩时，可对学生选课成绩表（课成绩表（SCSC）进行相关的投影操作进行相关的投影操作. . 投影投影投影投影SNO CNO GRADE A041 CC112 92 A041 ME234 92.5 A041 MS211

31、 90 C005 CC112 84.5 C005 CS202 82 M038 ME234 85 R098 CS202 75 R098 MS211 70.5 SNO CNO A041 CC112 A041 ME234 A041 MS211 C005 CC112 C005 CS202 M038 ME234 R098 CS202 R098 MS211 SCSC其结果的每个元组仅包其结果的每个元组仅包括学（括学（SNO） 课程号（课程号（CNO） 两个属性两个属性专门的关系操作 连接连接 是一个二元操作。它基于共有属性把两个关系组合起来。连接操作比是一个二元操作。它基于共有属性把两个关系组合起来。连接

32、操作比较复杂并有较多的变化。较复杂并有较多的变化。 例如例如: :学生登记表（学生登记表（S S）和学生选课成绩表（和学生选课成绩表（SCSC）的连接的连接, ,生成一个信生成一个信息更全面的关系息更全面的关系. .连接连接连接连接SNO CNO GRADE A041 CC112 92 A041 ME234 92.5 A041 MS211 90 C005 CC112 84.5 C005 CS202 82 M038 ME234 85 R098 CS202 75 R098 MS211 70.5 SNO SNAME DEPART SEX BDATE HEIGHT A041 周光明 自动控制 男 19

33、86-8-10 1.7 C005 张雷 计算机 男 1987-6-30 1.75 C008 王宁 计算机 女 1986-8-20 1.62 M038 李霞霞 应用数学 女 1988-10-20 1.65 R098 钱欣 管理工程 男 1986-5-16 1.8 SNO SNAME DEPART SEX DDATE HEIGHT CNO GRADE A041 周光明 自动控制 男 1986-8-10 1.7 CC112 92 A041 周光明 自动控制 男 1986-8-10 1.7 ME234 92.5 A041 周光明 自动控制 男 1986-8-10 1.7 MS211 90 C005 张

34、雷 计算机 男 1987-6-30 1.75 CC112 84.5 C005 张雷 计算机 男 1987-6-30 1.75 CS202 82 M038 李霞霞 应用数学 女 1988-10-20 1.65 ME234 85 R098 钱欣 管理工程 男 1986-5-16 1.8 CS202 75 R098 钱欣 管理工程 男 1986-5-16 1.8 MS211 70.5 S SSCSC对于已选课程的学生而言，结果关系包含对于已选课程的学生而言，结果关系包含SC表原表原来的信息，并增加了该学生选修课程号（来的信息，并增加了该学生选修课程号（CNO）和成绩（和成绩（GRADE）。）。6.2

35、.4 关系数据库语言SQL DBMSDBMS所提供的语言一般局限于对数据库的操作，不同于所提供的语言一般局限于对数据库的操作，不同于计算机的程序设计语言，因而称它为计算机的程序设计语言，因而称它为数据库语言数据库语言. 特点特点 是一是一种种“非非过过程程语语言言”体现关系模型在结构体现关系模型在结构, ,完整性和操作方面的特征完整性和操作方面的特征有命令和嵌入程序两种使用方式有命令和嵌入程序两种使用方式 功能齐全功能齐全,简洁易学简洁易学,使用方便使用方便为主流为主流DBMSDBMS产品所支持产品所支持SQL数据库的体系结构系统的全局关系系统的全局关系模式是基本表模式是基本表 视图V1 视图

36、Vp 基本表B1 基本表B2 基本表B3 基本表Bm 存储文件S1 存储文件S2 存储文件S3 存储文件Sq 用户1 用户2 用户n 用户3 用户看到的关系模用户看到的关系模式主要是视图式主要是视图系统的存储结构系统的存储结构是文件是文件SQL数据定义 SQLSQL数据定义语言数据定义语言DDLDDL 作为建立数据库最重要的一步，根据关系模式定义所需的基本表作为建立数据库最重要的一步，根据关系模式定义所需的基本表，SQLSQL语句表示为：语句表示为：其中其中: 表示可含有该子句，也可为空表示可含有该子句，也可为空. 基本表名字基本表名字.每个基本表可以由一个或多个列组成。每个基本表可以由一个或

37、多个列组成。定义基本表时要指明每个列的类型和长度，同时还可定义基本表时要指明每个列的类型和长度，同时还可以定义与该表有关的完整性约束条件以定义与该表有关的完整性约束条件CREATE TABLE （列名数据类型完整性约束条件，（列名数据类型完整性约束条件，）SQL的数据查询 查询是数据库的核心操作。查询是数据库的核心操作。SQLSQL提供提供SELECTSELECT语句语句,具有灵活具有灵活的使用方式和极强查询的功能。关系操作中最常用的是的使用方式和极强查询的功能。关系操作中最常用的是“投影、选择和连接投影、选择和连接”,都体现在都体现在SELECTSELECT语句中语句中: SELECT A1

38、SELECT A1，A2A2，An An FROM R1 FROM R1，R2R2，RmRm WHERE FWHERE F SELECTSELECT语句语义为：将语句语义为：将FROMFROM子句所指出的子句所指出的R(R(基本表或视基本表或视图图) )进行连接，从中选取满足进行连接，从中选取满足WHEREWHERE子句中条件子句中条件F F的行（元的行（元组），最后根据组），最后根据SELECTSELECT子句给出的子句给出的A(A(列名列名) )将查询结果表将查询结果表输出。输出。SQL的数据查询 单表查询单表查询 从指定的一个表中找出符合条件的元组从指定的一个表中找出符合条件的元组. 例

39、如，查询表例如，查询表S S中所有男学生名的情况中所有男学生名的情况.SELECT *FROM SWHERE SEX男男；SQL的数据查询 连接查询连接查询 一个查询同时涉及两个以上的表，称连接查询。是关系数据库中一个查询同时涉及两个以上的表，称连接查询。是关系数据库中最主要的查询。最主要的查询。 例，查询每个男学生及其选修课程的情况（根据上述表例，查询每个男学生及其选修课程的情况（根据上述表S，C，SC）。）。要求列出学生名，系别，选修课程名及成绩。要求列出学生名，系别，选修课程名及成绩。 SELECT SNANE，DEPART，CNAME，GRADE FROM S，C，SC WHERE S

40、.SNOSC.SNO AND SC.CNOC.CNO AND S.SEX男；SQL的数据更新 插入语句插入语句 插入语句插入语句INSERTINSERT可将一个记录插入到指定的表中：可将一个记录插入到指定的表中：INSERT INTO （，） VALUES（，）n例如，将一个新的课程记录插入到课程开设表例如，将一个新的课程记录插入到课程开设表C C中中: :INSERT INTO S（CNO，CNAME，LHOUR，SEMESTER） VALUES（CW101，论文写作论文写作，30,春春)SQL的数据更新 更改语句更改语句 对指定表中已有数据进行修改。语句格式如下：对指定表中已有数据进行修改

41、。语句格式如下：n例如，将表例如，将表C C中中ME234ME234课程的课时改为课程的课时改为30,30,并改成春季开设：并改成春季开设：UPDATE SET .WHEREUPDATE C SET LHOUR=30, SEMESTER春春 WHERE CNOME234 ；SQL的数据更新 删除语句删除语句 SQLSQL删除语句的格式为：删除语句的格式为：n例如，从例如，从C C表中删除课程号为表中删除课程号为CC112CC112的记录的记录DELETE FROM WHERE DELETE FROM C WHERE CNO=CC112;SQL的视图 视图是视图是DBMSDBMS所提供的一种由用

42、户观察数据库中数据的重所提供的一种由用户观察数据库中数据的重要机制。视图可由基本表或其他视图导出。它与基本表不要机制。视图可由基本表或其他视图导出。它与基本表不同，视图只是一个虚表，在数据字典中保留其逻辑定义，同，视图只是一个虚表，在数据字典中保留其逻辑定义，而不作为一个表实际存储数据。而不作为一个表实际存储数据。 SQLSQL用用CREATE VIEWCREATE VIEW语句建立视图，其格式为：语句建立视图，其格式为： CREATE VIEW CREATE VIEW 视图名列名，视图名列名， AS AS 子查询子查询6.2.5 数据库系统及应用新技术 数据库体系结构的发展数据库体系结构的发

43、展 DBSDBS运行在计算机系统之上，其体系结构与计算机体系结构运行在计算机系统之上，其体系结构与计算机体系结构密切相关。因此密切相关。因此DBSDBS的系统结构也随着它的硬件和软件支撑的系统结构也随着它的硬件和软件支撑环境的变化而不断演变。环境的变化而不断演变。 体系结构的发展可以分为五个阶段：体系结构的发展可以分为五个阶段： 一、集中式数据库系统一、集中式数据库系统 早期的早期的DBMSDBMS以分时操作系统作为运行环境，采用集中式的以分时操作系统作为运行环境，采用集中式的数据库系统结构，把数据库建立在本单位的主计算机上，且数据库系统结构，把数据库建立在本单位的主计算机上，且不与其他计算机

44、系统进行数据交互。在这种系统中，不但数不与其他计算机系统进行数据交互。在这种系统中，不但数据是集中的，数据的管理也是集中的。据是集中的，数据的管理也是集中的。数据库系统及应用新技术 二、客户二、客户/ /服务器结构服务器结构( (C/S)C/S) 是一种网络处理系统。有多台用作客户机的计算机和一至多是一种网络处理系统。有多台用作客户机的计算机和一至多台用作服务器的计算机。客户机直接面向用户，接收并处理台用作服务器的计算机。客户机直接面向用户，接收并处理任务，将需要任务，将需要DBDB操作的任务委托服务器执行；而服务器只操作的任务委托服务器执行；而服务器只接收这种委托，完成对接收这种委托，完成对

45、DBDB的查询和更新，并把查询结果返的查询和更新，并把查询结果返回给客户机。回给客户机。C/SC/S结构结构的的DBSDBS虽然处理上是分布的，但数据虽然处理上是分布的，但数据却是集中的，还是属于集中式数据库系统。却是集中的，还是属于集中式数据库系统。 三、浏览器三、浏览器/ /服务器结构服务器结构( (B/S)B/S) 由浏览器由浏览器,WebWeb服务器服务器,数据库服务器数据库服务器3 3个层次组成个层次组成.客户端使用客户端使用一个通用的浏览器代替了各种应用软件一个通用的浏览器代替了各种应用软件.用户操作通过浏览用户操作通过浏览器执行器执行.数据库系统及应用新技术 四、四、分布式数据库

46、系统分布式数据库系统 在分布式在分布式DBSDBS中，把一个单位的数据按其来源和用途，合理中，把一个单位的数据按其来源和用途，合理分布在系统的多个地理位置不同的计算机结点上分布在系统的多个地理位置不同的计算机结点上( (局部数据局部数据库库) )，使数据可以就近存取。数据在物理上分布后，由系统，使数据可以就近存取。数据在物理上分布后，由系统统一管理。系统中每个地理位置上的结点实际上是一个独立统一管理。系统中每个地理位置上的结点实际上是一个独立的的DBSDBS，它包括本地结点用户、本地它包括本地结点用户、本地DBMSDBMS和应用软件。每和应用软件。每个结点上的用户都可以通过网络对其他结点数据库

47、上的数据个结点上的用户都可以通过网络对其他结点数据库上的数据进行访问，就如同这些数据都存储在自己所在的结点数据库进行访问，就如同这些数据都存储在自己所在的结点数据库上一样。上一样。数据库系统及应用新技术 五、五、并行数据库系统并行数据库系统 DBSDBS运行在计算机系统之上，其体系结构与计算机体系结构运行在计算机系统之上，其体系结构与计算机体系结构密切相关。因此密切相关。因此DBSDBS的系统结构也随着它的硬件和软件支撑的系统结构也随着它的硬件和软件支撑环境的变化而不断演变。环境的变化而不断演变。6.3 信息系统开发与管理 6.3.1 6.3.1 软件工程与信息系统开发概述软件工程与信息系统开

48、发概述 6.3.2 6.3.2 系统规划与分析系统规划与分析 6.3.3 6.3.3 系统设计系统设计 6.3.4 6.3.4 系统实施与运行维护系统实施与运行维护6.3.1软件工程与信息系统开发概述 软件危机和软件工程软件危机和软件工程 软件危机的三大原因软件危机的三大原因 正确理解和表达应用需求是艰巨的任务正确理解和表达应用需求是艰巨的任务.但常常被忽略。但常常被忽略。 软件是逻辑产品。软件开发过软件是逻辑产品。软件开发过 程是思考过程，很难进行质量程是思考过程，很难进行质量管理和进度控制。管理和进度控制。 随着问题复杂度的增加，处理问题的效率随之下降，而所需时随着问题复杂度的增加，处理问

49、题的效率随之下降，而所需时间和费用则随之增加。间和费用则随之增加。 1968年提出年提出“软件工程软件工程” 软件工程方法要点软件工程方法要点 软件开发技术软件开发技术 软件工程管理软件工程管理 软件开发方法软件开发方法 软件开发工具。软件开发工具。常用信息系统开发方法 结构化生命周期方法（结构化生命周期方法（1 1） 信息系统从规划开始，经过分析设计、实施直到投信息系统从规划开始，经过分析设计、实施直到投入运行使用过程入运行使用过程, ,随其生存环境的变化而不断修改，随其生存环境的变化而不断修改，当它不再适应需要时就要被淘汰，由新的信息系统当它不再适应需要时就要被淘汰，由新的信息系统代替老的

50、信息系统，这种循环称为代替老的信息系统，这种循环称为信息系统的生命信息系统的生命周期周期。 结构化方法将信息系统软件生命分为系统规划，系结构化方法将信息系统软件生命分为系统规划，系统分析，系统设计，系统实施和系统维护统分析，系统设计，系统实施和系统维护5 5个阶段。个阶段。各阶段工作按顺序开展，形如自上而下的瀑布，所各阶段工作按顺序开展，形如自上而下的瀑布，所以又称以又称瀑布模型方法。瀑布模型方法。常用信息系统开发方法 结构化生命周期法的分析和设计原则结构化生命周期法的分析和设计原则: 自顶向下，逐层分解求精自顶向下，逐层分解求精,分析和设计整个系统，减小分析和设计整个系统，减小和控制开发过程

51、的复杂性。和控制开发过程的复杂性。 图示工具（如数据流程图和图示工具（如数据流程图和E-RE-R图等）描述分析和设计图等）描述分析和设计的内容，便于各类人员交流。的内容，便于各类人员交流。 明确阶段任务。例如，系统分析阶段明确系统的结构明确阶段任务。例如，系统分析阶段明确系统的结构和功能（做什么），系统设计阶段确定其如何实现（和功能（做什么），系统设计阶段确定其如何实现（怎么做）。怎么做）。 强调用户参予开发过程的作用。强调用户参予开发过程的作用。常用信息系统开发方法 原型法原型法 所谓所谓原型原型，是指分析设计人员与用户合作，在短期内，是指分析设计人员与用户合作，在短期内定义用户基本需求的基

52、础上，首先开发出一个具备基定义用户基本需求的基础上，首先开发出一个具备基本功能、实验性的、简易的应用软件。运行这个原型本功能、实验性的、简易的应用软件。运行这个原型，并在相应的辅助开发工具的支持下，按照不断求优，并在相应的辅助开发工具的支持下，按照不断求优的设计思想，通过反复的完善性实验而最终开发出符的设计思想，通过反复的完善性实验而最终开发出符合用户要求的信息系统。合用户要求的信息系统。数据库系统设计概要 信息系统设计最重要的核心技术是软件工程和基信息系统设计最重要的核心技术是软件工程和基于于DBSDBS的设计技术。的设计技术。 DBSDBS设计任务设计任务:应用部门应用部门信息需求信息需求

53、计算机环境计算机环境硬件硬件,OS,DBMS等等应用部门应用部门处理需求处理需求DBS设计设计各类数据模式各类数据模式应用程序应用程序数据库系统设计概要 DBSDBS设计步骤设计步骤6.3.2 系统规划和分析 系统规划系统规划 系统规划任务系统规划任务: : 调查应用部门的环境、目标和调查应用部门的环境、目标和现行系统现行系统. 根据其发展目标对新系统的需根据其发展目标对新系统的需求求,进行分析和预测进行分析和预测. 考虑新系统所受的各种约束考虑新系统所受的各种约束. 研究开发新系统的必要性和可研究开发新系统的必要性和可能性，提出方案和计划能性，提出方案和计划. 从管理、技术、经济和社会等从管

54、理、技术、经济和社会等方面进行可行性分析方面进行可行性分析.系统规划的过程系统规划的过程系统规划与分析 系统分析系统分析 系统分析的任务系统分析的任务 采用系统工程的思想和方法，把复杂的对象分解成简单的组成部采用系统工程的思想和方法，把复杂的对象分解成简单的组成部分分,明确各部分用户的各种数据需求和处理需求明确各部分用户的各种数据需求和处理需求. 系统分析的方法系统分析的方法 结构化分析方法（结构化分析方法（SASA）。）。SASA方法从最上层的组织机构入手，采用方法从最上层的组织机构入手，采用自顶向下逐层分解的方法分析系统，并用形式化或半形式化的描自顶向下逐层分解的方法分析系统，并用形式化或

55、半形式化的描述（如数据流程图和数据字典）说明数据和处理过程的关系。述（如数据流程图和数据字典）说明数据和处理过程的关系。 系统分析的工具系统分析的工具 数据流程图、数据字典数据流程图、数据字典6.3.3 系统设计 系统设计的任务和内容系统设计的任务和内容 系统设计任务系统设计任务:为实现系统目标具体规定数据结构和系统功能为实现系统目标具体规定数据结构和系统功能. 系统设计的内容系统设计的内容: : 概念结构设计概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计逻辑结构设计、物理结构设计.客观对象客观对象概念概念结构结构转换转换数据模式数据模式转换转换DB（E-R图）图）（二维表）（二维表）概念结构设计概

56、念结构设计逻辑结构设计逻辑结构设计概念结构设计 定义：定义： 将需求分析得到的用户需求转换为概念模型的过程就是将需求分析得到的用户需求转换为概念模型的过程就是概概念结构设计念结构设计。 概念结构设计的方法和过程概念结构设计的方法和过程 开发一个全局性的信息系统，由于其问题的复杂性，在系统规划开发一个全局性的信息系统，由于其问题的复杂性，在系统规划和需求分析阶段一般采用自顶向下的方法。而在概念结构设计中和需求分析阶段一般采用自顶向下的方法。而在概念结构设计中则采用自底向上的方法，即首先定义各局部应用的概念结构，然则采用自底向上的方法，即首先定义各局部应用的概念结构，然后将它集成起来得到全局的概念

57、结构。后将它集成起来得到全局的概念结构。 概念结构设计的工具概念结构设计的工具 E-RE-R图（图（ 实实体体- -联联系系概概念念 ）逻辑结构设计 面向系统的全局关系模式面向系统的全局关系模式: :把概念结构设计产生全局把概念结构设计产生全局E-RE-R图图中的实体和联系，转换为关系中的实体和联系，转换为关系DBMS DBMS 所支持的关系型数据所支持的关系型数据的逻辑结构，即面向系统的全局关系模式的逻辑结构，即面向系统的全局关系模式. 面向用户的视图面向用户的视图: :是是全局关系模式的子集全局关系模式的子集.物理结构设计 反映数据关系模式的基本表对应于计算机外的存储文件反映数据关系模式的

58、基本表对应于计算机外的存储文件. . 物理设计的任务是选取相应的文件存储结构和文件存取路物理设计的任务是选取相应的文件存储结构和文件存取路径径. 物理结构设计的两个目标：物理结构设计的两个目标： 提高数据库系统的性能提高数据库系统的性能 有效利用存储空间有效利用存储空间 DBSDBS的物理结构设计与多种因素有关的物理结构设计与多种因素有关 数据库物理设计和一般产品设计有区别数据库物理设计和一般产品设计有区别6.3.4 系统实施与运行维护 系统实施系统实施1 1 系统实施的任务系统实施的任务: : 实现系统设计阶段提出的数据逻辑结构、存储结构和软件实现系统设计阶段提出的数据逻辑结构、存储结构和软

59、件结构，按实施方案完成一个可实际运行的信息系统，交付结构，按实施方案完成一个可实际运行的信息系统，交付用户使用。用户使用。 具体工作具体工作: : 按系统逻辑结构和物理物理结构按系统逻辑结构和物理物理结构, ,用关系用关系DBMS-SQLDBMS-SQL语言语言编制源代码，调试产生目标模式，并将数据载入编制源代码，调试产生目标模式，并将数据载入DBDB中；中； 功能程序设计，按软件结构设计提出的模块要求进行程序功能程序设计，按软件结构设计提出的模块要求进行程序编码、编译、联接以及测试的工作。编码、编译、联接以及测试的工作。系统实施与运行维护 系统实施系统实施2 2 系统测试系统测试 模块测试：

60、测试系统中的每一个程序模块。模块测试：测试系统中的每一个程序模块。 系统测试：整体角度验证系统的功能。系统测试：整体角度验证系统的功能。 验收测试：为系统准备投入实际应用提供最终证明。验收测试：为系统准备投入实际应用提供最终证明。系统的运行维护 定义：定义： 在保证信息系统正常运行的前提下，为提高系统运行的有效性而在保证信息系统正常运行的前提下，为提高系统运行的有效性而对系统的硬件、软件和文档所做的修改和完善都称为系统维护。对系统的硬件、软件和文档所做的修改和完善都称为系统维护。 系统维护有系统维护有3 3类：类： 纠正性维护。纠正应用软件设计中遗留的种种错误。纠正性维护。纠正应用软件设计中遗