计算机基础课件：计算机信息系统

世纪金桥专转本计算机基础世纪金桥专转本计算机基础1计算机信息系统（Computer_basedInformationSystem，以下简称信息系统）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。计算机信息系统计算机信息系统（Computer_basedInforma2涉及的数据量大绝大部分数据是持久的这些持久数据为多个应用程序所共享，甚至在一个单位或更大范围内共享除具有数据采集、传输、存储和管理等基本功能外，还可向用户提供信息检索，统计报表、事务处理、分析、控制、预测、决策、报警、提示等信息服务计算机信息系统技术上的特点涉及的数据量大计算机信息系统技术上的特点3从功能分类有:电子数据处理、管理信息系统、决策支持系统等信息资源分类有:地理信息系统、多媒体管理系统等应用领域分类有:办公自动化系统、军事指挥信息系统、医疗信息系统、民航订票系统、电子商务系统、电子政务系统等计算机信息系统的分类从功能分类有:计算机信息系统的分类41960年代中期以前，数据一般由文件系统管理，由于文件系统的局限性，当时的信息系统主要为单项应用服务，其主要功能也只是代替人做一些事务性操作，例如图书管理、工资管理、进、出账的管理和结算、统计报表等。1960年代中期以后，以数据的集中管理和共享为特征的数据库系统逐步取代了文件系统，成为数据管理的主要形式。因而，为一个单位或更大范围的多项应用服务的综合信息系统出现了，其功能也从单纯的事务处理扩大到规划、分析、预测和决策等领域，这是信息系统的重要发展。1960年代中期以前，数据一般由文件系统管理，由于文件系统的5“信息”和“数据”，这两个概念在计算机信息处理中是既有区别又有联系的。计算机是一种基于二进制运算的信息处理机器，任何需要由计算机进行处理的信息，都必须进行一定程度的形式化，并表示成二进制编码的形式。这就引进了数据的概念。“信息”和“数据”，这两个概念在计算机信息处理中是既有区别又6“数据是计算机中对事实、概念或指令进行描述的一种特殊格式，这种（特殊）格式适合于使用计算机及其相关设备自动地进行传输、翻译（转换）或加工处理。”

在这个定义中，首先强调的是数据表达了一定的内容，即“事实、概念或指令”，这就是数据的语义；其次，数据具有一定的格式（即数据的语法），其目的是使计算机能自动进行加工处理、通信传递以及翻译转换。

国际标准化组织（ISO）对数据所下的定义“数据是计算机中对事实、概念或指令进行描述的一种特殊格式，这7在信息处理领域中，信息指的是人们要解释的那些数据的含义。“数据是事实、概念或指令的一种可供计算机加工处理的特殊表示形式”，当关联上下文看待这些数据，且它们向人们传递了某些含义时，数据就变成了信息。计算机信息处理，微观上就是由计算机进行数据处理的过程。也就是说，通过信息的采集和输入，有效地把信息组织到计算机中，由计算机系统对数据进行编辑、加工、分析、计算、解释、推论、转换、合并、分类、统计、存储、传送等操作，向人们提供有用的信息。简言之，信息处理的过程实际上就是数据处理，数据处理的目的是获取有用的信息。在许多场合，如果不引起混淆的话，信息和数据通常并不严格加以区分。这一点请大家注意。在信息处理领域中，信息指的是人们要解释的那些数据的含义。8信息系统的类型信息系统的类型9从信息处理的深度来区分信息系统，基本可分为4大类，这些系统还可以按处理深度再继续进行划分。操作层业务处理系统业务信息处理系统信息检索系统信息分析系统专家系统管理层业务处理系统知识层业务处理系统辅助设计系统办公信息系统目录检索系统全文检索系统决策支持系统经理支持系统信息系统的类型从信息处理的深度来区分信息系统，基本可分为4大类，这些系统还101业务信息处理系统业务信息处理系统是采用计算机技术进行日常业务处理的信息系统，用以使业务工作自动化，提高业务工作的效率和质量。

每一个单位或部门（包括个人）都有专门的业务范围和工作内容，在其业务处理中存在着大量信息。从信息学的角度看，业务信息处理系统是一次信息（直接信息）的生产和处理系统。由于在企事业单位中不同层次的业务信息处理系统服务对象不同，因而可以进一步将它分为三类。（1）操作层业务处理系统（2）管理层业务处理系统（3）知识层业务处理系统知识层又分：辅助技术系统办公信息系统1业务信息处理系统业务信息处理系统是采用计算机技术进行日常11在业务信息处理系统中，其信息检索查询一般都在本单位的业务信息范围内，检索的途径和功能也比较简单。信息检索系统（InformationRetrievalSystem）将原始信息（一次情报）预处理生成的二次信息（二次情报）输入到计算机中，经过计算机的加工再处理，生成具有一定结构的供检索用的情报数据库。此后，用户按规定输入检索要求，由检索系统在情报数据库中进行检索匹配，最后将符合用户检索要求的结果输出给用户。信息检索系统不是为一个单位服务的，它可以供广大的用户使用，例如我国用于科学技术“查新”建立有各类科学和技术的文献数据库（如中国科技文献库、中国科技成果库、中国专利数据库、中国学位论文数据库，中国学术会议数据库等），世界上著名的情报检索系统（如DIALOG、ORBIT等）包含的众多数据库，均可向有关人员提供联机检索服务。２信息检索系统在业务信息处理系统中，其信息检索查询一般都在本单位的业务信息12信息检索系统的特点是：信息量大检索功能强服务面广通常可根据获得最终检索结果的详细程度和检索词的来源不同，而将信息检索系统分为两大类：目录检索系统全文检索系统从信息的内容来划分信息检索系统，将其分为：文献检索系统事实检索系统数值检索系统等信息检索系统的特点是：13业务信息处理系统是对原始信息存储和利用的系统，信息检索系统是对原始信息作简单的加工后提供检索服务的系统，它们基本上均停留在信息的表层，并未对这些信息进行深层次的处理，所以仅属于一次信息或二次信息系统。而对于高层（领导和决策层）人员而言，他们需要的是经过处理和分析的概括性信息，即所谓三次信息。信息分析系统是为管理决策人员掌握企事业单位运行规律和趋势，制订规划、进行决策的辅助系统。是一种高层次的信息系统，三次信息的处理系统。３信息分析系统（InformationAnalysisSystem）业务信息处理系统是对原始信息存储和利用的系统，信息检索系统是14两种常见的信息分析系统：决策支持系统（DecisionSupportSystem，简称DSS）是辅助决策者通过数据、模型、知识以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机信息系统。它为决策者提供分析问题、建立模型、模拟决策过程和方案的环境，可调用各种信息资源和分析工具，帮助决策者提高决策水平和质量。经理支持系统（ExecutiveSupportSystem，简称ESS）不提供某种固定的应用或某种具体的能力，而是提供一个综合性的计算和通信环境。两种常见的信息分析系统：经理支持系统（ExecutiveS15专家系统（ExpertSystem，简称ES）是一种知识信息的加工处理系统，也是人工智能最为重要的应用系统。专家系统模仿人类专家的思维活动，通过推理与判断来求解问题。专家系统具有解决特定问题所需的专门领域知识，这种知识不但包括解决该问题的知识，同时还包括求解该问题过程的知识。一个专家系统通常由两部分组成：一部分是称为知识库的知识集合，它包括要处理问题的领域知识，另一部分是称为推理机的程序模块。推理是指从已有事实推出新事实（或结论）的过程。在专家系统中首先将专家的知识和经验以适当的形式存入计算机（拥有专门知识），利用类似专家的思维规则，对事例的原始数据，进行逻辑推理和演释，最后作出判断和决策（选择知识和运用知识）。４专家系统专家系统（ExpertSystem，简称ES）是一种知识信16系统类型输入信息处理输出信息使用者业务信息处理系统操作层事务和事件的直接数据排序、列表、合并报告、列表、概要操作和管理人员管理层总括的事务处理数据常规的统计、分析总结报告、异常报告中层管理人员知识层设计说明书、知识库模型设计、仿真、优化模型、图形设计报告专业技术人员办公信息文献、资料、目录、公文流转、编目、通信、归档资料、目录、电子邮件办公人员信息检索系统资料和文献数据交互性、检索检索结果各类人员信息分析系统决策支持总括数据、模型、分析方法联机分析、知识发现决策分析、对提问的响应决策人员经理支持内外部的总括数据图形、交互性对提问的响应决策人员专家系统领域专家知识推理、演释决策知识技术和决策人员系统类型输入信息处理输出信息使用者业务信息处理系统操作层事务17信息系统的发展趋势信息系统的发展趋势18新的应用需求和新的计算机技术是推动信息系统发展的动力。目前，信息系统的发展趋势：信息多媒体化系统集成化功能智能化结构分布化新的应用需求和新的计算机技术是推动信息系统发展的动力。目前，19数据管理技术的发展数据管理技术的发展20从计算机一开始应用于数据管理领域，人们就面对数据管理的需求，致力于研究在计算机系统中如何准确地表示数据、如何有效地获取与组织数据、以及如何高效地存储和处理数据。计算机数据管理技术的发展可以划分为三个阶段:人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段从计算机一开始应用于数据管理领域，人们就面对数据管理21用户根据应用需要将数据按其内容、结构和用途组成若干文件并存储在外存中，由操作系统统一管理，操作系统为用户使用文件提供相应的界面。不同的用户编制程序对各自所定义的文件进行处理。由于在文件系统中数据的组织是面向用户程序的，所以存在大量的数据冗佘（即多个数据文件中重复出现相同的数据），且数据在文件中的结构很难修改和扩充。更严重的是，数据结构的任一微小改变，都会影响到应用程序。由于文件是各个用户独立定义的，因而它们不能反映现实世界中事物相互之间原本存在的联系。文件系统（FileSystem）阶段用户根据应用需要将数据按其内容、结构和用途组成若干文件并存储22文件系统中的文件和程序关系面向应用程序A面向应用程序B……文件A1……文件An文件B1文件Bm文件系统应用程序A应用程序B应用程序n…………文件系统中的文件和程序关系面向应用程序A面向应用程序B……文23以统一管理和共享数据为主要特征数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，简称DBMS）数据库系统阶段在数据库系统中，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，由一个称为数据库管理系统的软件管理，使得数据能为尽可能多的应用服务。以统一管理和共享数据为主要特征数据库系统阶段在数据库系统中，24应用程序A应用程序B应用程序n数据库管理系统（DBMS）数据库（DB）DBMS中应用程序与数据的关系应用程序A应用程序B应用程序n数据库管理系统（DBMS）数据25与文件系统相比，数据库系统具有以下特点：(1)

数据结构化。(2)

数据共享性高，冗余度低。(3)

系统灵活，易于扩充。(4)

数据独立于程序。(5)

统一管理和控制数据。(6)具有良好的用户接口。逻辑独立性，是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构相互独立。物理独立性，是指用户的应用程序与存储在数据库中的数据相互独立。数据库系统的特点与文件系统相比，数据库系统具有以下特点：逻辑独立性，是指用户26数据库系统的组成（1）计算机支持系统（2）数据库（3）数据库管理系统（4）人员数据库计算机支持系统数据库管理系统数据库管理员各种应用程序数据库系统的组成（1）计算机支持系统数据库计算机支持系统数据27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模式逻辑模式存储模式DB数据抽象层数据库管理系统(DBMS)操作系统(OS)软件系统层用户终端应用系统数据库管理员用户模式逻辑模式存储模式DB数据28数据模型（DataModel）数据模型（DataModel）29在数据库系统中，一般采用数据模型来对现实世界数据进行抽象。数据模型是数据库系统中用于数据表示和操作的一组概念和定义。各种数据库产品都是基于某种数据模型的。现实世界（客观对象）抽象概念系统转换计算机系统（概念模型）（数据模型）首先把现实世界的对象抽象为某一种不依赖于具体计算机系统的数据结构（概念模型）;然后再把概念模型转换为计算机中DBMS所支持的数据模型在数据库系统中，一般采用数据模型来对现实世界数据进行抽象。现30概念模型可以按用户观点准确地模拟应用单位对数据的描述及业务需求，即对应用数据和信息建模。建模的最终目的是按计算机系统所支持的数据模型来组织数据。数据模型要用严格的形式化定义来描述数据的结构特点和结构约束。通常一个数据模型包括以下两方面的内容：①

数据静态的特性它包括数据的基本逻辑结构，数据间的联系和数据中的完整性约束，以保证数据的正确、有效和相容。②

数据的动态特性它指定义在数据上的操作，包括这些操作的规则及实现操作的语言。目前常用“实体-联系（Entity-Relationship，简称E_R）”方法来建立概念模型。概念模型可以按用户观点准确地模拟应用单位对数据的描述及业务需31概念模型是对应用单位数据的第一次抽象，也是用户和数据库设计人员之间进行交流与沟通的工具。E－R概念模型有关术语实体:凡是可以被人们识别而又可以互相区别的客观对象统统抽象为实体(Entity)。具有共性的一类实体可以组合为一个实体集。属性:实体一般具有若干特征，用于描述其性质，这种特征称之为实体的属性（Attribute）。称每个属性的取值范围为值域。实体主键:能够唯一标识实体的属性或属性组（这组属性的任何真子集无此性质）称为实体集的实体键。

联系:抽象到概念系统中的实体之间会有各种联系（Relationship）。如果一个实体集有多个实体键存在，则可从中选一个最常用的作为实体主键，简称主键(PrimaryKey)。概念模型是对应用单位数据的第一次抽象，也是用户和数据库设32联系又可分为两种：1.实体集内部的联系2.实体集之间的联系

三类不同语义的联系：(以二元联系(两个实体集之间的联系)为例)·一对一联系（1：1）对于实体集A的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系；反之亦然，则称实体集A和实体集B具有1：1联系

·一对多联系（1：n）对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体与之联系；而对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B存在1：n的联系。

·多对多联系（m:n）

若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体与之联系；而对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体与之联系，则称该二个实体集A，B之间存在m:n联系

联系又可分为两种：三类不同语义的联系：(以二元联系(两个实体33E－R图学号SNO姓名SNME系别DEPART出生年月BDATE学生S所属SCL班级CLASS班号CLNO班名CLNAME班长MONITOR排座SS教室座位SIE排号ROW列号COLUMN选课SC成绩GRADE课程C课程号CNO课程名CNAME学时LHOUR开课时间SEMESTERnm1n11性别SEX身高HEIGHTE－R图学号姓名系别出生年月学生S所属班级班号班名班长排座S34数据模型层次模型（HierarchicaModel）层次模型用树结构表示实体集之间的联系。

网状模型（NetworkModel）用网络结构表示实体集之间联系的数据模型。

关系模型（RelationalModel）用二维表结构表示实体集以及实体集之间联系的数据模型

面向对象模型（Object-OrintedModel）数据模型层次模型（HierarchicaModel）35在面向对象模型中把现实世界的实体都模拟为一种对象，并把类似的对象归并为一类（Class）每个对象有一个状态，对象的状态是该对象属性值的集合每个对象有一组操作，而每个操作决定对象的一种行为每个对象有一个唯一的标识符，它把对象状态和对象行为“封装”在一起对象之间通过消息进行通信。当一个对象要求另一个对象做某个动作时，就向它发送一个消息，以激活该对象的某个方法对象的每个方法都对应且仅对应一条消息对象运行的结果也以消息的形式给出面向对象模型在面向对象模型中把现实世界的实体都模拟为一种对象，并把类似的36关系数据库关系数据库37（1）关系数据模型的逻辑结构关系数据模型的基本结构是关系关系数据模型中数据的逻辑结构是一张二维表（Table），它由表名、行和列组成。表的每一行称为一个元组（Tuple），每一列称为一个属性（Attribute）。用关系数据模型对一个具体单位中客观对象的实体集、属性和联系的结构描述，一般称为关系数据模式（DataSchema），而二维表中的内容即为其实例。关系数据模式的一般描述形式为：R（A1,A2,…Ai…,An）1关系数据模型的数据结构（1）关系数据模型的逻辑结构1关系数据模型的数据结构38（2）关系数据模型的存储结构在关系数据模型中，实体集、实体集之间的联系都用二维表来表示。在支持关系模型的数据库（即关系数据库）物理组织中，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。文件系统（操作系统）关系模型数据库语言SQL记录类型关系模式基本表结构文件关系（二维表）基本表记录元组行数据项属性列（3）关系数据模型的特点（2）关系数据模型的存储结构文件系统（操作系统）关系模型数据39在这一节里，我们从集合论角度给出关系数据结构的形式化定义。【定义1】域（Domain）是一组具有相同数据类型的值的集合。【定义2】给定一组域D1，D2，…，Dn，这些域中可以有相同的。其笛卡尔积（Cartesianproduct）为：D1×D2×…×Dn={(d1,d2,…,dn)|di∈Di,i=1,2,…,n}。2关系模型结构的形式化定义在这一节里，我们从集合论角度给出关系数据结构的形式化定义。240【定义3】D1×D2×…×Dn的子集称为在域D1，D2，…，Dn上的关系。若D1，D2，…，Dn对应的属性名为A1,A2,…，An，则可将这种关系的结构表示如下：R(A1/D1,A2/D2,…,An/Dn),可简化为：R(A1,A2,…，An)与前述相一致，称这种结构为关系数据模式，其中R为关系数据模式的名，n为关系数据模式的属性的个数，称为关系的目（degree或arity）。关系中的每个元素称关系的元组（Tuple），用t表示。由此，若R的值用r来表示，它是n目元组t的集合，即：r={t1,t2,…,tm}。其中，每个元组t可表示为：t=(v1,v2,…,vm),vi∈Di,1≤i≤n在关系数据模型中，对每个关系还作了一些限制【定义3】D1×D2×…×Dn的子集称为在域D1，D2，…，41关系模式用R（A1，A2，…，An）表示，仅仅说明关系的语法，但是并不是每个合乎语法的元组都能成为R的元组，它还要受到语义的限制。数据的语义不但会限制属性的值，数据的语义还会制约属性间的关系，这些约束可以用来保证数据库中数据的正确性，称其为关系数据模型的完整性约束。三类关系数据模型的完整性规则:（1）实体完整性（2）引用完整性（3）用户定义完整性约束3关系数据模型的完整性关系模式用R（A1，A2，…，An）表示，仅仅说明关系的语法42（1）实体完整性若属性A为关系R的主键，则A不能为空值（即其值处于未知状态，记为Null）或重值。【定义4】设F是基本关系R（指对应实际存储的文件）的一个或一组属性，但不是R的主键。如果F与另一个基本关系S的主键KS相对应，则称F是基本关系R的外键（Foreignkey），关系R和S可以是同一个关系。（2）引用完整性

R1的外键F要么是被引用关系R2中某一元组实际存在的主键值，要么为空值。简单地说，即“引用完整性”要求在关系中不允许引用不存在的实体（即元组）。（3）用户定义完整性约束

用户定义完整性它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求，由应用环境对数据的需求而决定。（1）实体完整性【定义4】设F是基本关系R（指对应实际存储的43E_R概念模型转换为关系模式的两条原则

①实体的转换②联系的转换“联系”转换成”关系模式”中的主键应仔细考虑:联系为1：1联系为1：n联系为m:n4E_R概念模型转换为关系数据模式E_R概念模型转换为关系模式的两条原则“联系”转44关系代数操作关系代数操作45关系数据模型提供了关系操作的能力，这种操作能力可用代数方式和逻辑方式来表示，分别称为关系代数和关系演算。关系代数：用对关系的运算来表达查询要求的方法(代数方式表示)关系演算：用谓词来表达查询要求的方式(逻辑方式表示)关系代数操作简称为关系操作。分为两类：传统的集合操作关系专用的操作关系操作的结果仍为关系，可以再参与其他关系操作，构成关系代数表达式，由此描述对关系的各种复杂操作。关系数据模型提供了关系操作的能力，这种操作能力46关系是元组的集合，因此集合运算均可适用于关系。（2）差操作设关系R和S并相容，其差操作（Difference）表示为R-S，操作结果生成一个新关系，其元组由属于R，但不属于S的元组组成：1传统的集合操作（1）并操作

设有关系R和关系S，它们有相同的模式结构（称R与S是“并相容”），其并操作（Union）表示为R∪S，操作结果生成一个新的关系，其元组由属于R的元组和属于S的元组共同组成：并、差、交、积关系是元组的集合，因此集合运算均可适用于关系。（2）差操作147（3）交操作(Intersection）设关系R和S并相容，其交操作表示为：R∩S，操作结果为：即结果关系中的元组由既属于R又属于S的元组组成。关系的交可以用差来表示：或者（3）交操作(Intersection）关系的交可以用差48（4）广义笛卡尔积

设关系R和S分别具有p和q个属性，定义R和S的广义笛卡尔积（ExtendedCartesianProduct）是一个具有（p+q）个属性的集合，每一个元组的前p个属性来自R的一个元组，后q个属性来自S的一个元组。广义笛卡尔积记为R×S，定义如下：注意:R×S有m×n个元组（4）广义笛卡尔积注意:R×S有m×n个元组49其中R为关系名，逻辑表达式F(t)表示条件，F(t)中的运算符包括∧、∨、┐、=、≠、>、＞＝、＜、＜＝及算术表达符，运算对象可以是属性名，常量等。由此可见，选择操作实际上是从关系中选取使条件F(t)为真的元组组成新的关系，它是从行的角度进行的操作。2专门的关系操作它包括：选择、投影、连接、自然连接、除法（1）选择操作（Selection）选择操作是从关系中选择满足条件的元组组成一个新关系。选择操作用下式表示：σF

(R)=其中R为关系名，逻辑表达式F(t)表示条件，F(t)中50（2）投影操作（Project）投影操作是对关系作垂直分解。从关系的属性中选择属性列，由这些属性列组成一个新关系。若A为关系R中的属性列，投影操作表示为：（2）投影操作（Project）投影操作是对关系作垂直分解。51

连接是从关系R和S的广义笛卡尔积中选取属性值之间满足某一θ运算的元组，记为（3）连接操作（Join）其中i

表示关系R第i个属性，j表示关系S中第j个属性，θ是算术比较符。连接的形式定义如下：其中p是关系R的属性个数。第（p+j）个属性满足θ运算的元组。如果θ是等号“=”那么这个连接操作称为“等值连接”。在R和S的广义笛卡尔积中挑选第i个属性和连接是从关系R和S的广义笛卡尔积中选取属性值之间满52自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的属性必须是相同的属性列，并且在结果中把重名的属性列去掉。即若关系R和S具有相同的属性列B，则自然连接记作：（4）自然连接（naturaljoin）RS=其中是从关系S中去掉B属性列的元组。自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的属性53设有关系R(x,y)和S(y)，x和y为属性列，且S(y)≠Ф，则除法操作（Division）可记为：（5）除法操作R÷S=R：学生-外语课程选修表S：外语课程开设表R÷S：选修全部外语课程学生表学号

姓名

课程号

课程名

C005

张雷

W-001

英语

C005

张雷

W-002

日语

C005

张雷

W-003

德语

C008

王宁

W-001

英语

C008

王宁

W-003

德语

R098

钱欣

W-001

英语

A041

周光明

W-002

日语

A041

周光明

W-003

德语

M038

李霞霞

W-001

英语

A041

周光明

W-001

英语

课程号

课程名

W-001

英语

W-002

日语

W-003

德语

周光明A041张雷C005姓名学号设有关系R(x,y)和S(y)，x和y为属性列，且S(y)≠54以上9种关系代数操作，其中并、差，广义笛卡尔积、投影和选择5种操作称为基本操作，它们可以组成关系代数的完备操作集。其他操作（如交、连接和除法）均可以用这5种基本操作来表达。以上9种关系代数操作，其中并、差，广义笛卡尔积、投影和选择555关系数据库标准语言SQL关系数据库标准语言SQL56数据库语言：数据库管理系统配置，使用户可以对数据库进行各式各样的操作，构成用户和数据库的接口的语言。由于DBMS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，因而称它为数据库语言。关系数据库语言是一种非过程语言。SQL（StructuredQueryLanguage）：一种基于关系代数和关系演算之间的语言非过程语言是有别于过程语言的，即对用户而言只要说明“做什么”，指出需要何类数据，至于“如何做”才能获得这些数据的过程，则不必要求用户说明，而由系统来实现。数据库语言：数据库管理系统配置，使用户可以对数据库进行各式各57SQL数据库具有三级体系结构。在SQL中，逻辑模式对应于基本表（BaseTable）,存储模式对应于存储文件，用户模式主要对应于视图(View),元组称为“行”，属性称为“列”。1SQL数据库的体系结构SQL数据库的体系结构用户1用户2用户3用户n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…………用户模式逻辑模式存储模式SQL数据库具有三级体系结构。在SQL中，逻辑模式对应于基本582SQL数据定义SQL提供数据定义语言（DDL）,它包括:定义基本表修改基本表删除基本表建立和删除索引建立和删除视图…等。定义基本表的SQL语句表示为：CREATETABLE<表名>

（＜列名＞＜数据类型＞［完整性约束条件］，……＝)[]表示可含有该子句，也可为空，视实际定义要求而定。<表名>是所要定义的基本表名字。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。这些完整性约束与基本表的定义内容一并被存入系统的数据字典中，当用户操作基本表中的数据时，由DBMS自动检查该操作是否违背这些完整性约束条件。2SQL数据定义SQL提供数据定义语言（DDL）,它包括:59数据库查询是数据库的核心操作。SQL语言提供了SELECT语句进行数据库查询。SELECT查询语句简单的形式为：SELECTA1，A2，…，An

（指出目标表的列名或列表达式序列）FROMR1，R2，…，Rm

（指出基本表或视图序列）［WHEREF］（F为条件表达式）［GROUPBY列名序列］（结果表分组）［ORDERBY列名［排序方向］…］（结果表排序）3SQL的数据查询数据库查询是数据库的核心操作。3SQL的数据查询60它可将一个记录插入到指定的表中。语句格式为：INSERTINTO<表名>（<列名1>，<列名2>…）VALUES（<表达式1>，<表达式2>，…）4SQL的数据更新（1）插入语句(INSERT)UPDATE<表名>SET<列名>＝<表达式>［,<列名>＝<表达式>］…［WHERE<条件>］（2）修改语句(UPDATE)修改语句可对指定表中已有数据进行修改。语句格式如下：它可将一个记录插入到指定的表中。语句格式为：4SQL的数据61（3）删除数据(DELETE)SQL删除语句的格式为：DELETEFROM<表名>［WHERE<条件>］该语句的功能是从指定表中删除满足WHERE子句条件的记录。如果省略WHERE子句，则删除表中所有记录。注意:仅删除表中记录,表的定义仍在数据字典中。（3）删除数据(DELETE)SQL删除语句的格式为：D62视图是DBMS所提供的一种以用户模式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。视图只是一个虚表。5SQL的视图SQL语言用CREATEVIEW语句建立视图，其一般格式为： CREATEVIEW＜视图名＞AS＜SQL-查询语句＞视图定义后，用户就可以象对基本表操作一样对视图进行查询视图是DBMS所提供的一种以用户模式观察数据库中数据的重要机63安全性指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、修改或破坏。在数据库系统中，安全措施是逐级设置的。主要技术有：1数据库的安全性（1）用户标识与鉴别（2）访问控制（3）审计功能（4）数据加密（5）视图的保护安全性指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、修改或642数据库的备份和恢复

转储指把数据库中的数据定期地从数据库卸出并写到系统的后备文件中作为备份。日志技术指利用日志文件记录对数据库的每次修改操作的信息，当系统出现故障时，利用备份和日志信息来恢复系统。由于计算机系统的硬件故障、软件故障、操作员的误操作以及恶意入侵都会破坏数据库中数据的正确性。为了使数据库系统在出现故障后，能迅速恢复（Recovery）系统，大多数数据库管理系统采用转储和日志技术。恢复工作由DBMS的恢复子系统执行，其目的是把数据库从因故障而发生的破坏或不正确的状态，恢复到最近的一个正确状态。数据库恢复的基本机制就是“冗余”，即用备份来对数据库数据重复存储2数据库的备份和恢复转储指把数据库中的数据定期地从数653数据库的完整性数据库的完整性是指数据库中数据应始终保持正确的状态，防止不符合语义的错误数据输入，以及无效操作所造成的错误结果。为了维护数据库的完整性，DBMS必须提供一种机制来检查数据库中的数据，看其是否满足语义规定的条件。这些加在数据库上的语义条件称为完整性约束（IntegrityConstraints），它们作为模式的一部分存入数据库数据字典中。

可用SQL的断言（Assertions）来编写完整性规则。3数据库的完整性数据库的完整性是指数据库中数据应始终保持正664数据库的并发控制在多用户共享数据库系统中，多个事务可能同时对同一数据进行操作，这就不可避免地发生冲突。DBMS的并发控制（ConcurrencyControl）子系统负责协调并发事务的执行，保证数据库的完整性不受破坏，同时避免用户得到不正确的数据。调度的原则是：既要交叉分时执行，以充分利用系统资源，又要避免访问冲突，以保证多事务存取共享数据库的正确性。4数据库的并发控制在多用户共享数据库系统中，多个事务可能同67信息系统开发与管理信息系统开发与管理68信息系统的开发和管理是一项系统工程，也是涉及多学科的综合技术。信息系统开发周期长、投资大、风险大，比一般技术工程有更大的难度和复杂性。对于从事信息系统分析、设计和管理的有关人员而言，应该掌握的知识是多方面的。其中主要包括：软件工程技术数据库设计技术程序设计方法应用领域的业务知识对应用环境深入的了解信息系统的开发和管理是一项系统工程，也是涉及多学科的综合技术69软件危机：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这个复杂逻辑系统，致使软件的生产和维护出现了很大的困难，当时人们称此为“软件危机”。程序是根据算法用某种计算机语言编写的语句的集合而软件是程序再加上程序实现和维护系统时所必需文档的总称。（1）对软件需求分析的重要性认识不够（2）软件不是物理产品而是一种逻辑产品（3）问题的复杂度增加软件危机产生的主要原因有三个：1软件危机和软件工程软件危机：大型软件系统开发成本高，可靠性差，甚至有时人们无70软件工程（SoftwareEngineering）以工程化的方式组织软件开发。2软件工程方法要点软件开发技术软件工程管理软件开发方法软件开发工具必须强调以下几点：软件工程（SoftwareEngineering）2软71（1）结构化生命周期方法（2）原型法（3）面向对象开发设计方法

（4）CASE方法3信息系统开发方法（1）结构化生命周期方法3信息系统开发方法72结构化方法将信息系统软件生命分为5个阶段：系统规划系统分析系统设计系统实施系统维护结构化生命周期方法在结构化生命周期法开发信息系统的过程中，特别强调结构化的分析和设计原则。其基本思想是：①采用自顶向下，逐层分解、逐步求精的方法分析和设计整个系统，可以有效地减小和控制系统开发的复杂性。②自顶向下，将系统划分为若干个既相对独立又相互关联的具有层次性的模块，而整体系统是这些模块的集成。③采用图示工具（如数据流程图和E_R图等）描述分析和设计的内容，便于系统开发过程中各类人员（包括用户）之间的相互交流。④明确系统开发的各个阶段的任务。⑤强调用户参予系统分析与系统设计过程的作用。结构化方法将信息系统软件生命分为5个阶段：系统规划73是指由系统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。然后运行这个原型，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。原型法（PrototypingApproach）是指由系统分析设计人员与用户合作，在短期内定义用户基本需求的74面向对象技术在需求分析、可维护性和可靠性这三个软件开发的关键环节和质量指标上，较之其他方法均有实质性的突破。面向对象开发设计方法是一种自底向上和自顶向下相结合的方法，它以对象建模为基础，建立系统所有对象的数据结构。面向对象方法（Object-OrientedModeling,简称OOM）面向对象技术在需求分析、可维护性和可靠性这三个软件开发的关键75CASE方法CASE（ComputerAidedSoftwareEngineering）是一种自动化或半自动化的方法，可以全面支持除系统规划外的每一个开发阶段的工作，它是1980年代末从计算机辅助编程工具、第四代程序设计语言（4GC）及绘图工具发展而来的。采用CASE工具进行系统开发，必须结合一种具体的开发方法（如以上介绍的3种开发方法），CASE可为它们提供支持各个开发过程的专门工具。实际上是把原先由手工完成的开发过程转变为使用自动化工具和支撑环境的开发过程。CASE方法CASE（ComputerAidedSoft76①数据库设计的任务数据库设计的基本任务是根据一个单位或部门的信息需求、处理需求和数据库的支持环境（包括硬件、操作系统和DBMS），设计出数据模式（包括用户模式、逻辑模式和存储模式）以及相应的应用程序。信息需求表示一个单位所需要的数据及其结构，处理需求表示一个单位经常需要进行的数据处理功能。前者表达了对数据库的内容及结构的要求（静态），后者表达了基于数据库的数据处理要求（动态）。４数据库设计概要（1）数据库设计的任务和方法面向过程的设计方法

以处理需求为主，兼顾信息需求。又称过程驱动的设计方法面向数据的设计方法

以信息需求为主，兼顾处理需求。又称数据驱动的设计方法②数据库设计的方法①数据库设计的任务４数据库设计概要（1）数据库设计的任务77（2）数据库设计步骤在信息系统开发中必须把数据模式设计和对数据处理的程序模块设计紧密相结合。事实上，在各个开发阶段这两方面所做的需求分析、设计和实现工作是同步进行的，且需要相互参照，相互补充。

（2）数据库设计步骤在信息系统开发中必须把数据模式设计和对数78（3）数据库设计描述工具阶段设计描述数据处理需求分析数据项、数据流、数据存储的描述、数据字典（DD），数据流程图（DFD）数据流程图和判定表、数据字典（DD），处理过程描述概念设计概念结构模型（E-R图）数据字典（DD）新系统功能概图新系统数据流程图（DFD）逻辑设计关系数据模式系统结构图（结构模块）物理设计存储结构存取路径模块IPO表系统实施SQL数据模式装入数据，数据库试运行程序编码、编译联结、测试系统维护性能监测、转储/日志数据库重组和重构新旧系统交接、运行、维护（3）数据库设计描述工具阶段设计描述数据处理需求分析数据项、79系统规划系统规划801系统规划的任务对应用单位的环境、目标、现行系统的状况进行初步调查，根据单位发展目标和战略对建设新系统的需求做出分析和预测，同时考虑建设新系统所受的各种约束，研究实施新系统的必要性和可能性，给出拟建系统的初步方案和项目开发计划，并对这些方案和计划分别从管理、技术、经济和社会等方面进行可行性分析，写出可行性报告。1系统规划的任务对应用单位的环境、目标、现行系统的状况进81（1）以应用单位的发展目标和战略作为系统规划的出发点，分析该单位管理的信息需求，明确信息系统的战略目标和总体结构。（2）用户参予。即由使用单位的有关人员和设计部门的系统规划人员共同合作，以便分析问题，研讨解决方案。（3）信息系统结构要有良好的整体性。（4）便于实现。方案选择强调实用和实效，技术手段强调成熟和先进，计划安排强调合理和可行。2系统规划的原则信息系统的规划和实现过程是“自顶向下规划分析，自底向上设计实现”过程的前期工作。采用自顶向下的规划方法，可以保证系统结构的整体性和信息需求的一致性。（1）以应用单位的发展目标和战略作为系统规划的出发点，分析该82系统分析系统分析83系统分析即需求分析，它是研制信息系统最重要的阶段，也是最基础的阶段。实践表明，系统分析工作的好坏，在很大程度上决定了信息系统的成败。系统分析系统分析即需求分析，它是研制信息系统最重要的阶段84系统分析是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，提出这些部分所需数据的基本属性和彼此间的关系。需求分析的重点是“数据”和“处理”，通过调研和分析，应获得用户对数据库的基本要求。即：(1)信息需求，指用户需要从数据库中获得信息的内容和性质，由此导出数据要求，即在数据库中所需存储的数据。(2)处理需求，指出用户要求系统完成的处理功能，处理时间以及处理方式。(3)安全与完整性的要求。1系统分析的任务系统分析是采用系统工程的思想和方法，把复杂的对象分85在系统分析中经常使用结构化分析方法（StrucuredAnalysis，简称SA）。SA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述（如数据流程图和数据字典）来表达数据和处理过程的关系。外部实体系统对数据的处理逻辑数据流（数据的外部来源和去处）数据流数据存储2系统分析的方法①数据流程图（DataFlowDiagram,简称DFD）是使用直观的图形符号，描述系统业务过程、信息流和数据要求的工具。表达了数据和处理的关系在系统分析中经常使用结构化分析方法（StrucuredAn86②数据字典。数据字典（DD）则是系统中各类数据定义和描述的集合，是进行详细的数据分析所获得的主要成果。数据项数据结构数据流处理逻辑数据存储外部实体编号和名称别名含义说明类型及宽度取值范围项间联系编号和名称含义说明组成

编号和名称含义说明组成平均流量相关流向

编号和名称含义说明相关数据流处理处理频率编号和名称含义说明主键和组成相关数据流数据量存取频度和方式编号和名称简述相关数据流

在数据字典中对数据流程图中的数据项、数据结构、数据流、处理逻辑、数据存储和外部实体等6个方面进行定义。

数据字典是关于数据库中数据的描述，即元数据，而不是数据本身。数据字典是系统开发的一项重要的基础工作，它在需求分析阶段建立，在数据库设计过程中不断修改、充实、完善。数据字典可存储在计算机中，并可用一个数据字典软件来管理。②数据字典。数据字典（DD）则是系统中各类数据定义和描述的87系统设计系统设计88系统分析阶段要明确系统功能，其成果是关于新系统的实现目标。系统设计阶段要为实现系统目标具体规定数据结构和系统功能。概述系统设计的内容根据系统目标和处理的不同而各不相同。一般而言，它是从新信息系统的目标出发，建立系统的数据模型和功能模型，确定系统的总体结构，规划系统规模，确立模块结构并说明它们在整体系统中的作用及相互关系，选择必要的设备，采用合适的技术规范，…，以保证总体目标的实现。系统分析阶段要明确系统功能，其成果是关于新系统的实现目标。概89①系统性②灵活性③可靠性④经济性系统设计中应遵循的设计原则①系统性系统设计中应遵循的设计原则90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结构。概念结构设计概念结构设计：将需求分析得到的用户需求抽象为概念模型的过程。（1）概念结构设计的方法和步骤由于E-R模型易于理解、易更改且能真实充分反映现实世界事物和事物之间的联系，满足用户对数据的描述要求，因此一般用E-R模型作为描述概念模型的工具。概念结构实质上是独立于任何一种数据模型（如层次、网状或关系）的信息结构。

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91根据具体的单位情况，在分层的数据流程图中，选择一个适当层次的数据流程图，作为设计局部概念模式的依据。可用E-R图的抽象机制对数据进行分类而确定相应的实体集、实体集的属性、实体集的主键以及实体集之间的联系。①按分层的局部应用需求，设计局部概念模式根据具体的单位情况，在分层的数据流程图中，选择一个适当层次的92主要工作有两点：•

合并 由于各个局部应用所面向的问题不同，且通常是由不同的设计人员进行局部E-R图设计，各个局部E-R图之间出现不一致的地方是不可避免的。因此必须合理地消除各局部E-R图合并时发生的冲突（如属性冲突、命名冲突、结构冲突等）。•消除冗余 对于合并后的E-R图，可能存在一些冗余的数据和冗余的联系。所谓冗余的数据指可由基本数据导出的数据，而所谓“冗余的联系”则是指可由其他联系导出的联系。冗余现象存在将破坏数据库的完整性，增加数据库的维护困难，应当予以消除。②局部概念模式集成为全局概念模式当各子系统的局部E-R图设计完成后，必须将所有子系统的局部E-R图逐步集成为一个全局系统的E-R图。即系统的全局概念模式，主要工作有两点：②局部概念模式集成为全局概念模式当各子系统931.数据的概念结构说明即一个单位信息系统的全局概念模式。系统所用到的所有数据必须清晰地反映在全局E-R图和数据字典中。2.系统的功能设计描述要列出相应的系统说明书，其内容包括新系统功能概图以及反映新系统的数据流程图。（2）概念结构设计报告概念结构设计的最终成果有两个方面：1.数据的概念结构说明（2）概念结构设计报告概念结构设计的94逻辑结构设计

把概念结构设计阶段中所得到的全局E-R图中的实体集和联系，转换为关系DBMS所支持的关系型数据的逻辑结构.图表明了逻辑结构设计的步骤。逻辑结构设计的任务：E-R图向关系模式的转换数据模式的优化。用户模式的设计。逻辑结构设计报告逻辑结构设计把概念结构设计阶段中所得到的全局E-R图中的实95①E-R图向关系模式的转换。这一步要解决的问题是：如何将实体集和实体集之间的联系转换为关系模式，如何确定这些关系模式的属性和主键。②数据模式的优化。信息系统数据库逻辑设计的结果模式不是唯一的，为了进一步提高数据库应用系统的性能，还应该根据需要适当地修改调整数据模式。优化必须以一定的数据库关系理论为指导。③用户模式的设计。以上得到数据库的全局逻辑模式是对系统整体而言的，它与需求分析时各个用户所反映的局部应用是有区别的。为了体现用户对数据库逻辑模式结构的看法，必须定义相应的用户模式。用户模式实际上是系统全局逻辑模式的一个子集，一般用定义用户视图的方法来实现。注意：定义数据库全局逻辑模式主要从系统的时间效率、空间效率，易维护和易扩展等角度出发，而定义用户模式主要着重于用户的使用方便和系统的安全性。例如：为了符合用户习惯，可为用户模式定义别名，亦可以对不同级别的用户定义不同的视图，由于用户只可查询视图中的属性，避免用户访问本来不允许他们查询的数据，由此也增加了数据库的数据安全性。①E-R图向关系模式的转换。这一步要解决的问题是：如何将实96图表示了一个由高层数据流程图分析得到的教学管理系统的结构图（其中箭头代表调用关系）。必须指出，如果一个系统比较复杂，它们数据流程图有多层，根据数据流程图中的处理事务分析而得到的功能模块也可以是多层的。④逻辑结构设计报告在数据库设计的描述方面，得到一个单位数据库系统的全局逻辑模式和用户模式；在功能设计描述方面，采用“自顶向下”的原则将系统分解为若干功能模块，并通过模块优化处理，使这些模块具有良好的结构。表达模块结构的工具是系统结构图。逻辑结构设计报告中的成果也有两个方面：图表示了一个由高层数据流程图分析得到的教学管理系统的结构图（97教学管理系统成绩管理学籍管理统计管理报表管理选课及辅修管理教学计划管理排课管理教师信息管理教学设备管理教学管理系统模块结构图学籍管理子系统录入学生基本情况汇总学生基本情况学籍变动处理降留级处理重修处理奖惩处理毕业资格审查学籍管理子系统模块结构图教学管理系统成绩管理学籍管理统计管理报表管理选课及辅修管理教98

数据库物理结构设计有两个目标：1.提高数据库的性能2.有效地利用存储空间相对而言，其中第一个目标较之更为重要，因为性能仍然是当今数据库系统的薄弱环节。物理结构设计（1）数据库的物理结构设计由于各种原因,数据库物理设计和一般产品设计有很大的区别，数据库设计往往只提供一种初始设计，在数据库运行过程中还应根据用户要求不断调整。过分强调所谓“精确设计”，企图一次成功，并不符合数据库的设计特点。为给定的数据逻辑模式选取一个最适合应用要求的存储结构和存取路径，并把它用存储模式确定下来的过程，就是数据库的物理结构设计。反映数据逻辑模式的基本表实际上都对应于计算机的存储文件，对基本表的访问就是存取这些存储文件。这种数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理结构，它依赖于选定的计算机系统。

数据库物理结构设计有两个目标：物理结构设计（1）数据库的物99

对于处理功能而言，程序结构设计工作主要是编制模块说明书，这也是一项非常繁琐而细致的工作。模块说明书的内容要详细，其要求是使程序设计员要能依据每一个模块说明书进行编程工作。模块说明书实质上是一张“IPO表”，要定义模块的输入（I）、处理过程（P）和输出（O）要求，还要说明如何访问数据库。在此过程中，必要时可以绘制一些程序框图。（2）程序结构设计

对于处理功能而言，程序结构设计工作主要是编制模块说明书，这100系统实施系统实施101系统实施的任务是实现系统设计阶段提出的数据逻辑结构、存储结构和软件结构，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。系统实施是开发信息系统的最后一个阶段1.定型数据库,用关系数据库管理系统提供的数据定义语言（或实用程序）描述数据库逻辑结构和物理结构使之成为DBMS可以接收的源代码，再经过调试产生目标模式，然后即可将数据载入数据库中；2.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、连接以及测试的工作。本阶段设计人员要做两方面的工作:系统实施的任务是实现系统设计阶段提出的数据逻辑结构、存储结构1021．数据载入和应用程序的调试2．系统测试和数据库的试运行系统实施阶段也分阶段完成:（3）系统的交接系统交接的过程是用新的信息系统替换原有系统的过程(原有系统也可能没有)。（1）系统测试①模块测试。②系统测试。③验收测试。（2）数据库试运行

在数据库试运行时，主要测试系统的性能指标，分析其是否达到设计目标。1．数据载入和应用程序的调试系统实施阶段也分阶段完成:（3）103系统运行和维护系统运行和维护104①纠正性维护②适应性维护③完善性维护系统运行和维护的内容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。系统维护的内容一般有：①纠正性维护系统运行和维护的内容在保证信息系统正常运行的前105（1）数据库的转储和恢复（2）数据库的安全控制（3）数据库完整性控制（4）数据库性能的监督，分析和改造（5）数据库的重组和重构数据库维护由于数据库应用的特殊性，使得对数据库设计的评价，调整和修改等维护工作成为一个长期的任务，而这些任务由数据库管理员（DBA）来完成，它包括：（1）数据库的转储和恢复数据库维护由于数据库应用的特殊性，使106数据库管理员(DBA)职责和组织数据库系统特别强调运行和维护过程中的组织和管理工作，在数据库系统设计和运行中设置了DBA的职责和组织，专门做好这一工作。DBA的主要职责如下：维护数据的完整性。综合运用DBMS所提供的各种措施，维护数据库安全。确定数据库的恢复策略，定期复制备份。当发生故障时，对数据库采取恢复措施。监视数据库性能，根据数据库的运行情况，确定数据库重组计划，并组织实施。在必要时进行数据库的重构。制定信息系统运行所必要的规章制度，并组织实施。DBA的任务是十分繁重的，大型信息系统的数据库管理和维护并不是一两个人所能完成的。DBA是一个工作组。数据库管理员(DBA)职责和组织数据库系统特别强调运行和维护107典型信息系统介绍典型信息系统介绍108制造业信息系统制造业信息系统109一般来说，制造企业的工作是以生产为中心，并围绕产品开展的。它有三个主要目标，即：最大的客户服务最小的库存投资高效率的企业作业信息技术与企业管理方法和管理手段相结合，产生了各种类型的制造业信息系统一般来说，制造企业的工作是以生产为中心，并围绕产品开展的。它110计算机基础课件：计算机信息系统111物料需求计划系统（MaterialRequirementPlanning，简称MRP）是从产品的结构（即物料清单BillofMaterial，简称BOM）出发，保证既不出现物料短缺，又不积压物料库存的计划管理系统，可以用它来解决制造业中缺件与超储之间矛盾MRP系统MRP系统分类（1）闭环MRP（2）MRPⅡ（3）ERP系统物料需求计划系统（MaterialRequirement112闭环MRP早期的MRP应用中，将生产能力作业计划，车间作业和采购作业计划纳入其中，在计划执行过程中加入来自车间、供应商和计划人员的反馈信息，利用这些信息平衡调整计划，从而使生产的全过程围绕物料需求计划形成一个统一的系统，称为闭环MRP（ClosedLoopMRP）。MRPII1980年代，人们把制造、财务、销售、采购以及工程技术等各子系统综合为一个系统，并称之为制造资源计划系统（ManufacturingResourcesPlanning），记为MRPⅡ。 MRPII把财务子系统与生产子系统结合到一起，实现资金流与物质流的统一管理。闭环MRP113ERP系统美国信息分析咨询公司GartnerGroup在MRPⅡ基础上，提出了企业资源计划（EnterprisesResourcesPlanning,简称ERP）的概念。ERP扩展了企业管理信息集成的范围，在MRPⅡ的基础上增加了许多新功能。ERP系统除制造、供销和财务外，还集成了企业其他管理功能，如质量管理、设备维护管理、仓库管理、运输管理、项目管理、市场信息管理、金融投资管理、法规及标准管理以及电子商务、过程控制接口、数据采集接口等，成为覆盖整个企业的管理信息系统。在ERP系统基础上还衍生出很多系统新的ERP系统都是基于Web环境的ERP系统114计算机集成制造系统（ComputerIntegratedManufacturingSystem简称CIMS）

制造业的业务一般可分为设计、制造和管理3大部分，针对这3部分应用需求，产生了很多专项应用的信息系统，…

MRPⅡ和ERP是计算机集成制造系统的重要组成部分，如果说它们是企业信息系统的第一次集成，那么CIMS则是企业信息系统的第二次集成。

计算机集成制造系统是把人、经营知识及能力与信息技术、制造技术综合应用的过程，其目的是提高制造企业的生产率和灵活性，并将企业所有的人员、功能、信息和组织诸方面集成为一个整体。计算机集成制造系统制造业的业务一般可分为设计、115电子商务电子商务1161.电子商务的定义电子商务（e-Commerce，或ElectronicCommerce，简称EC）：对整个贸易活动实现电子化。从涵盖范围方面定义为：交易各方以电子交易方式而不是通过直接面谈方式进行的任何形式的商业交易，包括交换数据（如电子数据交换、电子邮件）、获得数据（如共享数据库、电子公告牌）以及自动捕获数据（如条形码）等。2.电子商务的分类(1)按照交易的双方分类(2)按照使用网络类型分类(3)按照交易商品性质分类1.电子商务的定义117按照交易的双方分类：

企业内部的电子商务企业与客户之间的电子商务（Business-Customer,简称B-C）企业间的电子商务（Business-Business，简称B-B）企业与政府间的电子商务按照交易的双方分类：118按照使用网络类型的不同分类：基于电子数据交换（EDI）的电子商务基于Internet的电子商务基于Intranet/Extranet的电子商务按照使用网络类型的不同分类：119按照交易商品性质分类电子商务主要包括两类商品：有形商品的电子订货和付款，它仍然需要利用传统渠道（如邮政服务和商业快递）来配送货物无形商品和服务，如某些计算机软件、电子音乐内容的联机订购、付款和交付，或者是全球范围的信息服务。显然，无形商品和服务能使双方跨越地理障碍而直接进行交易，充分挖掘全球市场的潜力。按照交易商品性质分类120电子政务电子政务121电子政务（electronicgovernment）：政府机构运用现代网络通讯与计算机技术，将政府管理和服务职能通过精简、优化、整合、重组后在互联网络上实现的一种方式。办公自动化运用计算机技术处理办公室的内部业务。政府信息化运用信息加工和信息处理技术改善政府的决策和满足管理者的需求。电子政府在政府内部办公自动化基础上，利用计算机技术、通讯技术和网络技术、建立网络化的政府信息系统，并通过不同的信息服务设施和网络，计算机及电话等工具，为企业、社会及至公民个人提供政府信息和其他公共服务，改变政府管理的方式。电子政务（electronicgovernment）：122地理信息系统和数字地球地理信息系统和数字地球123地理信息系统（GeographicalInformationSystem,简称GIS）针对特定的应用任务，存储事物的空间数据和属性数据，记录事物之间关系和演变过程的系统。可根据事物地理位置坐标对其进行管理、搜索、评价、分析、结果输出等处理，提供决策支持、动态模拟统计分析、预测预报等服务。

GIS需要强大的数据处理能力，涉及空间分析、人机交互对话、地图的输入，编辑和输出技术、空间数据库技术等。应用已覆盖工农业、交通运输、环保、国防、公安等诸多领域，十分广泛。

地理信息系统（GeographicalInformatio124（1）数字城市（DigitalCity）地理信息系统应用于城市交通、安全、防火、市政工程、规划、管理、决策等方面，称为城市地理信息系统，又称数字城市。数字城市可以是一个综合系统，包括用地、建筑、管线（地上和埋地）等，也可以是一个专业应用系统，如城市规划系统等。（2）数字地球（DigitalEarth）就是在全球范围内建立一个以空间位置为主线，将信息组织起来的复杂系统，即按照地理坐标整理并构造一个全球的信息模型，描述地球上每一点的全部信息，按地理位置组织、存储起来，并提供有效、方便和直观的检索、分析和显示手段，利用这个系统可以快速、准确、充分和完整地了解及利用地球上各方面的信息。（1）数字城市（DigitalCity）（2）数字地球（D125

在某种意义上，数字地球就是一个全球范围的以地理位置及其相互关系为基础组成的信息框架，并在该框架内嵌入我们所能获得的信息的总称。

是将地球表面上每一点上的固有信息（即与空间位置直接有关的相对固定的信息，如地形、地貌、植被、建筑、水文等）数字化，按地理坐标组织起一个三维的数字地球，全面、详尽地刻画我们居住的这个星球是在此基础上再嵌入所有相关信息（即与空间位置间接有关的相对变动的信息，如人文、经济、政治、军事、科学技术乃至历史等），组成一个意义更加广泛的多维数字地球，为各种应用目的服务。可以从两个层次上理解数字地球：在某种意义上，数字地球就是一个全球范围的以地理位置及其相互126远程教育

远程教育127远程教育，就是利用计算机及计算机网络进行教学，使得学生和教师可以异地完成教学活动的一种教学模式。一个典型远程教育的内容主要包括课程学习、远程考试和远程讨论等。实现方式（1）基于Web的软件实现方式（2）基于视频会议系统的实现方式远程教育，就是利用计算机及计算机网络进行教学，使得学生和教师128远程医疗远程医疗129远程医疗通过计算机技术、通信技术、遥感技术与多媒体技术，同医疗技术相组合，旨在提高诊断与医疗水平、降低医疗开支、满足广大人民群众保健需求的一项全新的医疗服务。主要目标以检查诊断为目的的远程医疗诊断系统以咨询会诊为目的的远程医疗会诊系统以教学培训为目的的远程医疗教育系统以家庭病床为目的的远程病床监护系统远程医疗130数字图书馆数字图书馆131数字图书馆（DigitalLibrary,简称D-Lib）是一种拥有多种媒体、内容丰富的数字化信息资源，是一种能为读者方便、快捷地提供信息的服务机制。传统图书馆最主要的职能是收藏，并在对所收藏的图书资料保留、分类的基础上为读者提供服务。D-Lib的收藏对象是数字化信息，但数字化收藏加上各类信息处理工具并不等于构成D-Lib。D-Lib不同于传统的图书馆D-Lib是一个将收藏、服务和人集成在一起的一个环境，它支持数字化数据、信息和知识的整个生命周期（包括生成、发布、传播、利用和保存）的全部活动。数字图书馆（DigitalLibrary,简称D-Lib132网络环境下跨区域的、统一的，高效率的访问以及高质量信息的生成，组织和提取等技术是D-Lib的研究内容。如果把Internet看成是一个巨大的无墙图书馆，广义的D-Lib的目标就是要优化Internet的信息存储结构，提供一致的检索接口，使整个网络成为一个虚拟的、单一的、有组织的，有结构的信息集合，实现