第二章-管理信息系统的技术基础 PPT课件

1、本章要点: 数据处理 数据库技术 （数据库系统的构成、数据库设计主要内容、E-R图、数据模型、关系的规范化） 计算机网络,第二章 管理信息系统的技术基础,2.1 数据处理,指把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据，用一定的设备和手段，按一定的使用要求，加工成另一种形式的数据。,一、概念,二、数据处理的目的,把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形式。 从大量的原始数据中抽取、推导出对人们有价值的信息以作为行动和决策的依据。 科学地保存和管理已经过处理（如校验、整理等）的大量数据，以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。,2.1 数据处理,数据收集 数据转换 数据的

2、筛选、分组和排序 数据的组织 数据的运算 数据的存储 数据的检索 数据输出,三、数据处理的基本内容,2.1 数据处理,简单应用（20世纪50年代以前） 无外存；无操作系统；数据是程序的组成部分,四、发展过程,文件系统（50年代后期到60年代中期） 出现大容量的硬盘；出现操作系统；数据有结构，组织在文件内。,数据库系统（60年代后期开始）,2.1 数据处理,四、发展过程,较少,共享(冗余小),数据面向一个或几个应用程序 独立性差,应用程序与数据基本无关 独立性好,内部有结构;整体无结构,整体结构化,不好,可以避免数据不一致,2.2 数据库技术,一、数据库系统的构成,目的,2.2 数据库技术,二、

3、数据库设计的内容,现实世界,客观事物及联系,客观 事物类： 事物 相关性质集合,人,实体 实体集合 及 实体 联系 相关属性集合,加工、转换,数 文件 据 记录 库 相关数据项集合,加工 转换,存储 二进制数据集合 结构,计算机世界,DBMS,数据世界,信息世界,认识选择描述,现实世界,E-R模型,信息的转换,数据模型,2.2 数据库技术,1976年，P.P.S.Chen提出-模型（Entity-Relationship Model），用-图来描述概念模型。 观点：世界是由一组称作实体的基本对象和这些对象之间的联系构成的。,三、实体联系(Entity Relation)图,即E-R图,2.2

4、数据库技术,三、实体联系(Entity Relation)图,即E-R图,实体:客观存在并可相互区分的事物叫实体。 可以是人、物、抽象的概念，可以指事物的本身，也可指事物之间的联系。如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论。,属性:实体具有的某种特征。,实体型(Entity Type)：实体名与其属性名集合共同构成实体型。例，学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年级）。 注意实体型与实体（值）之间的区别，后者是前者的一个特例。如(9808100，王平，21，男，计算机系，2)是一个实体。,2.2 数据库技术,三、实体联系(Entity Relation)图,即E-R图,实体集(Entity S

5、et)： 同型实体的集合称为实体集。如全体学生。,联系:联系(Relationship)： 实体之间的相互关联。 如学生与老师间的授课关系，学生与学生间有班长关系。 联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系，每个选课联系都有一个成绩作为其属性。 同类联系的集合称为联系集。,2.2 数据库技术,三、实体联系(Entity Relation)图,即E-R图,联系的种类 实体之间的联系的数量，即一个实体通过一个联系集能与另一实体集相关联的实体的数目。 可以有一对一的（1:1），一对多的（1:m），多对多的（m:n）几种情况。,例如：,2.2 数据库技术,三、实体联系(Entity Relatio

6、n)图,即E-R图,2.2 数据库技术,E-R模型示例(教学实体联系模型）,学工部:学号,姓名,性别,年龄,籍贯,入校时间,各科成绩,教务科:学号,姓名, 课程,学时,学分,成绩,任课教师,职称,人事部:教师姓名,性别,年龄,职称,评价,课程,学生,教师,2.2 数据库技术,四、数据模型 层次模型 有且仅有一个节点无双亲（根） 其它节点有且仅有一个双亲 网状模型 可有一个以上节点无双亲 至少有一个节点有多于一个的双亲 关系模型,2.2 数据库技术,关系模型 每一个关系为一张二维表，相当于一个文件。实体间的联系均通过关系进行描述。 下表用m行n列的二维表表示了具有n元组(n-Tuple)的付款关

7、系。每一行即一个n元组,相当于一个记录,用来描述一个实体。,关系模式的描述：关系名（ 属性1 ，属性2，属性n）,2.2 数据库技术,实体 关系 属性 关系的属性,学生（学号，姓名，系别）,E-R模型向关系模式的转换,2.2 数据库技术,E-R模型向关系模式的转换,一对一联系：,若联系一方全部参与，则将联系另一方的关键字作为全部参与一方的属性。,例如：班级（班号，人数教师编号） 或 教师(教师编号,职称班号),管理（教师编号，班级号）,若联系双方均部分参与，则将联系定义为一个新的关系，属性为参与双方的关键字。,2.2 数据库技术,E-R模型向关系模式的转换,一对多联系：,学生(学号,姓名班级号

8、),多对多联系：将联系定义为新的关系，双方的关键字作为联系实体的属性。,选修(学号,课程号,成绩),将一方的关键字作为多方实体的属性。,2.2 数据库技术,E-R模型向关系模式的转换,E-R模型示例,学工部:学号,姓名,性别,年龄,籍贯,入校时间,各科成绩,教务科:学号,姓名, 课程,学时,学分,成绩,任课教师,职称,人事部:教师姓名,性别,年龄,职称,评价,课程,学生,教师,2.2 数据库技术,E-R模型向关系模式的转换,E-R模型示例,转换为5个关系,选修(学号,课程号,成绩),授课(教师号,课程号,评价),学生(学号,姓名,),课程(课程号,课程名, 学分),教师(教师号,教师姓名,职称

9、),2.2 数据库技术,五、 关系的规范化,关系模式的设计问题,示例： 考虑为管理职工的工资信息而设计一个关系模式。,2.2 数据库技术,五、 关系的规范化,问题：麻烦! 麻烦! 好麻烦! 唉，剪不断，理还乱,关系模式的设计问题,插入异常：如果没有职工具有8级工资，则8级工资的工资数额就难以插入。,删除异常：如果仅有职工赵明具有4级工资，如果将赵明删除，则有关4级工资的工资数额信息也随之删除了。,数据冗余：职工很多，工资级别有限，每一级别的工资数额反复存储多次。,更新异常：如果将5级工资的工资数额调为620，则需要找到每个具有5级工资的职工，逐一修改。,2.2 数据库技术,解决之道：分解! 分

10、解! 再分解!,关系模式的设计问题,哇，原来生活可以如此简单,五、 关系的规范化,2.2 数据库技术,五、 关系的规范化,有关学生的关系模式S(S# , SN , SD , DEAN , C# , G),快速热身：它有哪些数据冗余？,望闻问切：不良的数据依赖,关系模式的设计问题,2.2 数据库技术,五、 关系的规范化,函数依赖,如果在一个关系R中，数据元素B的取值依赖于数据元素A的取值，我们称B函数依赖于A。句话说，A决定B。用“A B”表示。,2.2 数据库技术,五、 关系的规范化,范式（Normal Form),定义:范式是对关系的不同数据依赖程度的要求。通过模式分解将一个低级范式转换为若

11、干个高级范式的过程称作规范化。,2.2 数据库技术,五、 关系的规范化,第一范式（1NF）,定义 关系中每一分量不可再分。,S1,C1,C2,2.2 数据库技术,数据冗余：如果一个学生选修了k门课，则有关他的所在系的信息重复。,五、 关系的规范化,第二范式（2NF）,关系模式S(S# , SN , SD , DEAN , C# , G),不良特性,插入异常：如果学生没有选课，关于他的个人信息及所在系的信息就无法插入。,删除异常：如果删除学生的选课信息，则有关他的个人信息及所在系的信息也随之删除了。,更新异常：如果学生转系，若他选修了k门课，则需要修改k次。,2.2 数据库技术,五、 关系的规范

12、化,第二范式（2NF）,定义 如果一个符合1NF的关系，它所有的非关键字数据元素都完全函数依赖于整个关键字，我们称它是第二规范化形式，简称2NF。,2.2 数据库技术,五、 关系的规范化,第二范式（2NF）,学号S# 姓名SN 系名SD 系主任 DEAN 课程号C# 成绩G,非主属性有两种，一种完全依赖于关键字，一种部分依赖于关键字。,根据2NF的定义，如果一个满足1NF的关系，其关键字仅由一个数据元素组成，那么它必然属于2NF。,2.2 数据库技术,五、 关系的规范化,第三范式（3NF）,数据冗余：每个学生都存储了所在系的系主任的信息。,S_SD(S# , SN , SD , DEAN),不

13、良特性,插入异常：如果系中没有学生，则有关系的信息就无法插入。,删除异常：如果学生全部毕业了，则在删除学生信息的同时有关系的信息也随之删除了。,更新异常：如果学生转系，不但要修改SD，还要修改DEAN，如果换系主任，则该系每个学生元组都要做相应修改。,2.2 数据库技术,五、 关系的规范化,学号S# 姓名SN 系名SD 系主任 DEAN,第三范式（3NF）,传递依赖：假设A,B,C分别是同一个关系R中的三个数据元素，或分别是R中若干个数据元素的集合。如果C函数依赖于B，而B又函数依赖于A，那么C函数也函数依赖于A，我们称“C传递依赖于A”。,定义：满足2NF，且它的任何一个非主属性都不传递依赖于主关键字。,2.2 数据库技术,五、 关系的规