专转本计算机-第六章-信息系统与数据库

第六章信息系统与数据库计算机信息系统的概念计算机信息系统（简称信息系统）是一类以提供信息服务为主要目的的数据密集型、人机交互的计算机应用系统。

2、计算机信息系统的特点

（1）涉及的数据量大；（2）绝大部分数据是持久的；

（3）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；（4）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。

信息数据的类型从信息处理的深度来区分信息系统基本可分为三大类：即业务处理系统、信息检索系统和信息分析系统。

信息系统的结构信息系统的发展趋势典型信息系统的介绍1.制造业信息系统

MRPERP

计算机集成制造系统（CIMS）CIMS，其基本出发点是：

1）企业的各种生产经营活动是不可分割的，要统一考虑；

2）整个生产制造过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程。2.电子商务3.电子政务4.地理信息系统地理信息系统（GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。5.数字城市和数字地球“数字城市”（英文：digitalcity）以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。6.远程教育7.远程医疗8.数字图书馆关系数据库系统数据库系统是指具有管理和控制数据库功能的计算机应用系统，它一般由数据库、数据库管理系统、计算机支持系统、应用程序和有关人员组成。

（1）数据库：按照一定的数据模型组织，长期存放在外存上的一组可共享的相关数据集合。（1）数据库管理系统(DBMS)：对数据进行管理的软件系统，它是数据库系统的核心软件。（3）计算机支持系统：用于数据库管理的硬件和软件支持平台，包括硬件支持环境和软件支持平台。（4）应用程序：利用数据库系统资源开发的、解决管理和决策问题的各种应用软件。（5）人员：包括设计、开发和维护、使用数据库的各类人员。主要是：数据库管理员、系统分析设计和开发人员、用户。

数据库系统的特点（1）数据结构化。数据面向全局应用，用数据模型来描述数据与数据之间的联系。（2）数据可共享高，冗余度低。由于是从全局分析和描述数据，这就使数据可以适应多个用户、多种应用共享数据的需求。减少了数据冗余，节省了存储空间，保证了数据的一致性。（3）数据独立于程序。包括数据的逻辑独立性和物理独立性。

①逻辑独立性：指用户的应用程序与数据库的逻辑结构相互独立。系统中数据逻辑结构的改变并不影响用户的应用程序（即应用程序不需改变）。②物理独立性：指用户的应用程序与存储在数据库中的数据相互独立。数据的物理存储改变也不影响用户的应用程序（即应用程序也不需改变）。（4）统一管理和控制数据。数据库管理系统一般均提供数据安全性、完整性、并发控制以及故障恢复等功能。

数据库系统（DataBaseSystem，简称DBS）：指在计算机系统中引入DB后的系统构成。

DBS=数据库+用户+软件+硬件

软件：OS、DBMS

用户：数据库管理员DBA、应用程序员AP、终端用户例：（单选）数据库系统中，数据的物理独立性是指()。A．应用程序独立于数据的存储模式B．应用程序独立于数据的存储设备C．数据逻辑模式独立于数据的存储设备D．数据存储模式独立于数据的存储设备参考答案：A数据模型的基本概念数据是描述事物的符号记录。模型是现实世界的抽象。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（包括逻辑结构和存储结构）。数据模型所描述的内容包括三个部分：数据结构、数据操作、数据约束（完整性约束）。

数据模型的类型（1）层次模型：用树结构表示实体集之间联系的数据模型。（2）网状模型：用网络结构表示实体集之间联系的数据模型。（3）关系模型：用二维表结构表示实体集之间联系的数据模型。

层次模型采用树形结构（一对多关系）来表示实体及实体间的联系：只有一个根结点：无双亲；其他结点有且只有一个父结点查询、访问都必须从根结点开始校长校长办公室各学院……各职能处

（电信学院）计算机系电子系信控系…计算机教学实验中心网络所…..软件教研室层次模型示意图有0个或多个结点无双亲允许结点有多个双亲允许结点间有2种以上的关系存取、访问必须按事先定义好的路径进行（从指定出发点）

网状模型学生教学课程表教室课程教师网状模型示意图

关系模型关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表格，由行和列组成。代表系统：Oracle、Sybase、VFP、Access、XBase学号姓名性别系名出生日期0001李玉红女外语系1986.10.130002张小明男外语系1985.04.050003刘文涛男法律系1986.05.27关系模型示意图记录字段主码关系数据模型

关系数据模型把概念模型中实体以及实体之间的各种联系均用关系来表示。从用户的观点来看，关系数据模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行列构成。每一行称为一个元组，每一列称为一个属性。

E-R概念模型相关术语（1）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称为实体(Entity)。具有共性的一类实体可以组合为一个实体集。（2）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。（3）实体键（候选键）：能够唯一标识实体的属性和属性组称为实体集的实体主键。（4）主键：如果一个实体集中有多个实体键存在，则可从中选一个最常用的作为实体主键，简称主键（PrimaryKey）。（5）联系：抽象到概念系统中的实体之间会有各种关系(Relationship)。

关系数据模式关系数据模式是用关系数据模型（二维表）对一个具体单位中客观对象所进行的结果描述。一般描述形式为：R(A1,A2,…,Ai,…,An)(或R=(A1,A2,…,An))其中，R为关系模式名，即二维表名，Ai(1≤i≤n)是属性名。

关系数据模型中关系的限制（1）每个属性对应一个值域。（2）属性都应是原子数据，数据不可再分。（3）关系中不允许出现相同的元组。（4）元组的顺序可以任意交换。（5）属性的顺序可以任意交换。

关系数据模型的完整性包括：实体完整性、参照完整性、用户定义完整性。（1）实体完整性：主关键字不能重复或为空(NULL)（单个表）。（2）参照完整性：不允许引用不存在的元组（两个以上的表）。（3）用户定义完整性：数据必须满足的语义要求。

例:（单选）用二维表来表示实体集及实体集之间联系的数据模型称为()。

A．层次模型B．面向对象模型

C．网状模型D．关系模型参考答案：D例:（判断）在关系数据模式中，若属性A是关系R的主键，则A不能接受空值或重值，这是由关系数据模型的实体完整性规则保证的。（）参考答案：对专门的关系运算（1）插入。（2）删除。（3）更新。（4）选择。（5）投影。（6）连接。

关系数据库语言SQL简介

例：（单选）关系数据库标准语言SQL的查询语言的一种形式为“SELECTA1，A2，A3，…，AmFROMR1，R2，R3，…，RmWHEREF”，其中SELECT子句和WHERE子句可以分别实现关系代数中()。A．投影、选择运算B．选择、投影运算C．并、交运算D．交、并运算参考答案：A数据库体系结构的发展（1）集中式数据库系统

①客户／服务器(C/S)结构：

②浏览器／服务器(B/S)结构：

（2）分布式数据库。

（3）并行数据库系统。

1、软件危机和软件工程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。

什么是软件

软件是计算机系统中于硬件相互依存的另一部分，是程序、数据和相关文档的完整集合。程序是为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的，能被计算机执行的指令序列。数据是使程序能正常操纵信息的数据结构。文档是与程序开发、维护和使用相关的图文资料

软件的特征1是一种逻辑产品，与物质产品有很大区别2生产主要是研制，生产成本主要在开发和研制，开发研制完成后，通过复制就产生了大量的软件成品3软件产品不会用坏，不存在磨损、消耗。但软件是有生命周期的。4生产主要是脑力劳动，还未完全摆脱手工开发方式。开发的费用不断增加，致使生产成本昂贵。5软件必须具备可维护性、独立性、效率性和可用性四个属性。软件危机软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。软件危机产生的主要原因有三个：（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。

软件危机的具体体现（1）软件开发进度和开发成本无法控制。（2）用户对软件功能难以满足（3）软件产品质量无法保证（4）软件产品难以维护（5）软件开发生产率的提高赶不上硬件的发展和应用需求的增长（6）软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升软件工程基本思想用科学的知识和技术原理来定义、开发、维护软件用工程科学的观点进行费用估算，制定进度，制定计划方案用管理科学的方法和原理进行生产的管理用数学的方法建立软件开发中的各种模型和算法软件工程目标付出较低开发成本；达到要求的功能；取得较好的性能；开发的软件易于移植；只需较低的维护费用；能按时完成开发任务，及时交付使用；开发的软件可靠性高。

软件工程内容研究内容包括开发技术和开发管理两个方面。

开发技术主要研究软件开发方法，开发过程，开发工具和环境。

开发管理主要研究软件管理学，软件经济学，软件心理学。结构化生命周期方法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1、问题定义问题定义阶段主要定义：“要解决的问题是什么？”通过调研，系统分析员应该提出关于问题性质、工程目标和工程规模的书面报告，并且需要得到客户对这份调研报告的确认。

2、可行性研究可行性研究主要定义：“上一个阶段所确定的问题是否有行得通的解决办法”系统分析员了解用户的需求，并提出若干种可能的系统实现方案，对每种方案都从技术、经济、社会因素等方面分析可行性，从而最终确定这项工程的可行性。可行性研究阶段得到可行性研究报告

3、需求分析

需求分析阶段主要定义“目标系统必须做什么”需求分析的任务是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求。需求分析阶段产生需求分析规格说明书4、总体（概要）设计总体设计阶段主要定义“怎样实现目标系统?”设计工作确定了解决问题的策略及目标系统中应包含的程序，设计程序的体系结构，确定程序由哪些模块组成以及模块间的关系(接口)。总体设计阶段得到总体设计说明书5、详细（模块）设计详细设计阶段的任务就是把算法具体化，主要定义“应该怎样具体地实现这个系统？”详细设计将详细地设计每个模块，确定实现模块功能所需要的算法和数据结构。详细设计阶段得到详细设计说明书6、编码编码阶段的任务是：根据设计说明书中每个模块的控制流程编写出相应的源程序。7、测试测试阶段的任务是：检查、发现程序中的错误，提高系统可靠性。分三个阶段：模块测试：测试每个模块是否有错；组装测试：测试模块之间的接口是否正确；确认测试：测试整个软件系统是否满足用户功能、性能要求。

产生测试报告：说明测试数据的选择，测试对象、测试结果是否符合预期结果等。关于白盒测试（结构测试/逻辑驱动测试）关于黑盒测试（功能测试/数据驱动测试）8、软件维护软件维护阶段通过各种必要的维护活动使系统持久地满足用户的需要。通常有四类维护活动：改正性维护、适应性维护、完善性维护、预防性维护。每一项维护活动都应该准确地记录下来，作为正式的文档资料加以保存。软件过程及模型软件过程模型：描述软件开发过程中各种活动如何执行的模型。常用模型有：1、瀑布模型2、快速原型模型3、增量模型4、螺旋模型5、喷泉模型6、基于知识的模型7、面向对象模型瀑布模型核心思想是按工序将问题化简，将功能的实现与设计分开，便于分工协作，即采用瀑布模型。用结构化的分析与设计方法将逻辑实现与物理实现分开。将软件生命周期划分为制定计划、需求分析、软件设计、程序编写、软件测试和运行维护等六个基本活动，并且规定了它们自上而下、相互衔接的固定次序，如同瀑布流水，逐级下落。瀑布模型示意图需求分析7%系统设计6%软件编程7%软件测试13%软件维护67%用户要求分析报告系统设计报告源程序测试报告更改要求UAMATMMPUTPUAMPA系统