工学信息系统与数据库PPT教案

1、会计学1工学信息系统与数据库工学信息系统与数据库 数据量大, 一般需存放在外存中 数据长久持续有效（持久性） 数据共享使用（共享性） 提供多种信息服务（功能多样性） (管理,检索,分析,决策等).业务处理系统信息检索系统信息分析系统管理业务系统辅助技术系统办公信息系统由于在企事业单位中,不同层次的业务处理系统服务对象不同，因而可以进一步将划分.管理业务系统辅助技术系统办公信息系统 管理业务系统 辅助技术系统 办公信息系统 面向操作层次 面向管理层次 业务处理自动化， 提高工效率和质量 .划分:按业务层次进一步划分业务处理系统n又称OA，以先进设备与相关技术构成服务于办公事务的信息系统，按工作流

2、技术充分利用信息资源，提高协同办公效率和质量辅助技术人员在特定应用领域（如工程设计、音乐制作、广告设计等）内完成相应的任务. 诸如:.CAD,CAM,CAPP等 一种高层次的信息系统，为管理决策人员掌握部门运行规律和 趋势，制订规划、进行决策的辅助系统。例如: 决策支持系统（DSS）,专家系统 等 将原始信息进一步处理并存储专门供检索用的DB中。用户检索匹配获得信息. 例如: 中国科技文献库、专利数据库、学位论文数据库，DIALOG、ORBIT以及WE检索系统等. 各 类 用 户 资源管理层 业务逻辑层资源管理层 应用表现层 基 础 设 施 层 信息系统的结构: 各类用户 资源管理层 业务逻辑

3、层资源管理层 应用表现层 基础设施层 实现业务功能的流程、规则、策略和程序.向用户显示信息处理结果.如Web浏览器的界面.支持系统运行的硬件,系统软件和网络.各类数据信息，资源管理系统.主要有数据库管理系统等.（1）系统集成化 （2）信息多媒体化 （3）功能智能化 （4）结构分布化 6.2 关系数据库系统 数据管理的应用需求 数据库系统的组成和特点 关系数据模型(结构.完整性.操作) 关系数据库语言SQL 关系数据库系统以应用新技术 学生信息(学号,姓名)教师信息(工号,姓名)教材信息(书号,教材名,.)课程信息(课程号,课程名.)教室信息(教室号,位置)选课信息(学生号,课程号).大量数据数

4、据库(DB).各部门共享数据按一定的结构组织存储到计算机数据库数据库管理系统应用程序1应用程序2应用程序K.用户用户共享数据库资源硬 件操作系统DBMS应用开发工具应用系统数据库设计,开发,管理DBS的人员和用户利用DBS资源开发的,解决管理和决策问题的各种应用程序.对数据进行管理的软件系统 功能: 创建DB结构; 对DB中的数据操作; 对DB数据管理和控制 指按一定的数据模式组织并长期存放在外存上的,可共享的,面向部门全局应用的数据集合。用户终端应用系统数据库管理员系统分析设计员系统程序员用户视图逻辑结构 存储结构DB数据和数据结构DBMS操作系统软件系统DBMS管理控制数据功能:安全性,完

5、整性.并发控制,恢复. 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. 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。逻辑独立性:应用程序与DB的逻辑结构相互独立.物理独立性:应用程序与DB的存储结构相互独立.nDB数据:n应用单位所涉及数据的综合，n反映数据本身的内容，n反映数据之间的联系。问题: 数据如何在DB中用特定结 构表示？ 数据以何种方式进行存储和处理的？?具体事物及其特征概念化加工计算机能够存储处理的数据DB计算机不可能直接处理现实世界中的事物客观对象概念结构抽象数据模式抽象DB（E-R图）（二维表）从概念上描

6、述对象和对象间的关联,经过识别,选择,分类等综合分析,形成“概念结构”(用实体-联系工具E-R图表示.)按计算机系统支持的结构,组织数据(数据模式): 逻辑结构为二维表 存储结构为文件国内DBS普遍采用关系模型(95%以上),课程介绍关系模型.当今大多数DBMS都支持关系数据模型 关系数据模型建立在严 格的数学理论基础上: 集合论的“关系概念” 概念清晰，简洁，用统一的结构表示数据对象和它们之间的联系. 课课程程开开设设表表（C C） CNO CNAME LHOUR SEMESTER CC-112 软软件件工工程程 60 春春 CS-202 数数据据库库 45 秋秋 EE-103 控控制制工工

7、程程 60 春春 ME-234 数数学学分分析析 40 秋秋 MS-211 人人工工智智能能 60 秋秋 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 1986-8-10 1.7 C005 张雷 计算机 男 1987-6-30 1.75 C008 王宁 计算机 女 1986-8-2

8、0 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）学生选课成绩表（SC）课程开设表（C）逻辑结构DBMSDB物理数据库从用户角度看数据库中数据的逻辑结构 （二维表）用户用户SCCS属性（列）S表元组1（行）元组2（行）元组n（行）存储模式数据的关系模型结构就是二维表结构3张二维表分别是数据

9、对象“学生(S)”、“课程开设(C)”和其联系“学生选课成绩(SC)”的反映这种用关系数据模型对一个具体单位中客观对象及其联系的结构描述，称为关系数据模式(简称:关系模式)或者: R =（A1,A2,Ai,An）R（A1,A2,Ai,An） 上述数据对象（S和C）以及数据对象之间的联系（SC）表示成关系模式分别为： S （SNO，SNAME，DEPART，SEX，BDATE，HEIGHT） C （CNO，CNAME，LHOUR，SEMESTER） SC（SNO，CNO，GRADE） 学生 （学号，姓名，系别，性别，出生日期，身高） 课程 ( 课程号，课程名，学时，开课时间） 选课成绩 （学号，

10、课程号，成绩） DB 课课 程程 开开 设设 表表 （ C C） CNO CNAM E LHOUR SEM ESTER CC-112 软软 件件 工工 程程 60 春春 CS-202 数数 据据 库库 45 秋秋 EE-103 控控 制制 工工 程程 60 春春 M E-234 数数 学学 分分 析析 40 秋秋 M S-211 人人 工工 智智 能能 60 秋秋 如何从DB的一个二维表中找到我们所了解的内容?例如: 查询学生周光明的情况; 李霞霞选修ME234课程的成绩是多少? 课课 程程 开开 设设 表表 （ C C ） C N O C N A M E L H O U R S E M E

11、S T E R C C -1 1 2 软软 件件 工工 程程 6 0 春春 C S -2 0 2 数数 据据 库库 4 5 秋秋 E E -1 0 3 控控 制制 工工 程程 6 0 春春 M E -2 3 4 数数 学学 分分 析析 4 0 秋秋 M S -2 1 1 人人 工工 智智 能能 6 0 秋秋 候选键: (学号) (姓名,出生年月)主键:(学号)基本术语的对照:关系模型中的术语来自关系数学,与程序员和用户的习惯说法是相对应的.DB文件文件文件集合论的关系概念数据对象和联系都是二维表。对二维表的操作结果也是二维表。存取路径对用户透明，简化了程序员的编程工作；数据独立性和安全性好关系

12、数据库之父亲阅读材料6.4专门的关系操作传统集合的关系操作SNAMEGRADE钱欣75张进元62张华68胡平平79周亮80SNAMEGRADE王宁100钱欣75顾永华90黄进82胡平平79周亮80SC1:60-80分成绩表SC2:70-100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 SNO SNAME DEPART SEX BDATE HEIGHT A041 周光明

13、 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）学生选课成绩表（SC）课程开设表（C） SNAME GRADE 钱欣 75 张进元 62 张华

14、 68 胡平平 79 周亮 80 王宁 100 顾永华 90 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结果关系表示选课程学生的“60100分成绩表” 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 SC1S

15、C2结果表示选课学生“70分80分成绩表”。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。 例如，关系SC1与关系SC2进行差操作: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结果关系包括那些在SC1表中而不在SC2表中的成绩信息，即“60 69分成绩表” 差 (续) 在集合操作中,“并”和“交”具

16、有交换律的性质,而“差”操作没有交换律的性质. 例如，关系SC2与关系SC1进行差操作:结果关系包括那些在SC2表中而不在SC1表中的成绩信息，即“81 100分成绩表” SC2SC1差SC1SC2=SC2SC1SC1SC2=SC2SC1SC1SC2SC2SC1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 60 秋 CW101 论文写作 30 春 CNO CNAME LHOUR SEMESTER

17、 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 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 40 秋 MS211 人工智能 60 秋 C C更新更新更新更新CNO CN

18、AME 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 CSNO 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 C0

19、08 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投影投影投影投影SNO CNO GRADE A041 CC112 92 A041 ME234 92.5 A041 MS211 90 C005 CC112 84

20、.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括学（SNO） 课程号（CNO） 两个属性连接连接连接连接SNO CNO GRADE A041 CC112 92 A041 ME234 92.5 A041 MS211 90 C005 CC112 84.5 C005 CS202 82 M038 ME234 8

21、5 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 1.8 SNO SNAME DEPART SEX DDATE HEIGHT CNO GRADE A041 周光明 自动控制 男 1986-8-10 1.7 CC112 92 A0

22、41 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

23、SC表原来的信息，并增加了该学生选修课程号（CNO）和成绩（GRADE）。参阅第6章阅读材料6.5设有关系R和关系S,关系代数的操作有:DB数据库语言程序用户用户只要指出“做什么”,而“如何做”的过程由DBMS完成.命令式:直接用语句操作嵌入式:将语句嵌入程序ORACLE,MS-SQL Server,Sybase DB2,(Access,VFP有接口) 视图 V1 视图 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 用户看到的关系模式主要是视图系统的全局关系模式是基本表系统的

24、存储结构是文件CREATE TABLE （列名数据类型完整性约束条件，）S SN NO OS SN NA AM ME ED DE EP PA AR RT TS SE EX XB BD DA AT TE EH HE EI IG GH HT T执行语句后，在数据库建立一个学生表S的结构 CREATE TABLE S （SNO CHAR（4） ， （类型为定长字符串） SNAME VARCHAR（8）（类型为变长字符串，串长为8） DEPART VARCHAR（12）， SEX CHAR（2) BDATE DATE， （类型为日期型） HEIGHT DEC（5，2), （类型为5位十进制数，小数点后

25、2位） PRIMARY KEY（SNO）；（指明SNO为S的主键）指出目标表的列名,相应于“投影”指出基本表或视图,相应于“连接”F为“选择”操作的条件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 选择选择选择选择SNO SNAME DEPART SEX BDATE HEIGHT

26、 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 SSELECT * FROM S WHERE SEX男；SNAMEDEPARTCNAMEGRADE张雷计算机软件工程84.5张雷计算机数据库82周光明自动控制软件工程92周光明自动控制数学分析92.5周光明自动控制人工智能90钱欣管理工程数据库75钱欣管理工程人工智能70.5连接查询 一个查询同时涉及两个以上的表，称连接查询。是关系数据库中最主要的查询。例如，查询每个男学生及其选修课程的情况。要求列出学生名，系别，

27、选修课程名及成绩。SELECT SNANE，DEPART，CNAME，GRADE FROM S，C，SC WHERE S.SNOSC.SNO AND SC.CNOC.CNO AND S.SEX男；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 1986-8-10 1.7 C005 张

28、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）学生选课成绩表（SC）课程开设表（C）查询涉及S、C和SC三个表，S和SC表通过SNO作连接，C和SC表通过CNO来实现连接插入插入插入插入（CW10

29、1,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 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 CINSERT INTO （，） VALUES（，）INSERT INTO S（CNO，CNAME，LHOUR，SEMEST

30、ER） VALUES（CW101，论文写作，30,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 CUPDATE SET .WHEREUPDATE C SET LHOUR=30, SEMESTER春 WHER

31、E CNOME234 ；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 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 40 秋 MS211 人工智能 60 秋 C CDELETE FROM WHERE DELETE FROM C WHERE CNO=CC112;CREATE VIEW ME_s AS (SELECT SNO，SNAME

32、，SEX，BDATE，HEIGHT FROM S WHERE DEPART管理工程) ；SELECT SNANE 2008-YEAR（BDATE） FROM ME_S WHERE 2008YEAR（BDATE）25；.终端DB客户机计算机网络DB数据库服务器浏览器执行.n客户机计算机网络DB浏览器数据库服务器?计算机网络DBDBDBDDBMSnDDBMS2DDBMS1DDBMS是分布式数据库管理系统n随着应用领域DB规模的增长，n其运行负荷日益加重，对DBSn性能要求也越来越高.需求:n计算机系统通过并行地使用多个 CPU和磁盘，可提高处理速度和IO速度。技术:并行数据库系统 并行处理技术很适

33、宜与关系DBS技术相结合，在关系模型中，数据库二维表是元组的集合，DBS操作也是集合操作；在许多情况下对集合的操作可分解为一系列对子集的操作，这些子集操作存在很好的并行性信息系统开发和管理 是一项系统工程涉及多学科的综合技术.开发周期长、投资大、风险大比一般技术工程有更大复杂性系统分析、设计和管理人员掌握多方面技术(软件工程，DBS设计，程序设计方法,领域业务知识)。了解应用环境. 大型软件系统开发成本高，可靠性差，甚至有时人们无法管理自身所创造出来的复杂逻辑系统，致使软件生产和维护出现了很大的困难，当时人们称此为“软件危机”。问题严重软件危机 正确理解和表达应用需求是艰巨的任务.但常常被忽略

34、。 软件是逻辑产品。软件开发过 程是思考过程，很难进行质量管理和进度控制。 随着问题复杂度的增加，处理问 题的效率随之下降，而所需 时间和费用则随之增加。大型软件开发必须有严密完整的工程技术和科学的过程，向“工程化”发展: “软件工程”分析原因解决途径 系统规划系统分析系统设计系统实施系统维护 每一个阶段都有明确的工程任务并产生规范的文档资料, 且必须评审。用以及时发现错误，防止将错误蔓延到后续阶段，避免重大损失。应用部门信息需求计算机环境硬件,OS,DBMS等应用部门处理需求DBS设计各类数据模式应用程序系统规划过程:数据流程图（DFD）: 使用直观的图形符号，描述系统业务处理过程、信息流和数据要求的工具。.外部实体系统对数据的处理逻辑数据流（数据的