《管理信息系统》课件(3).ppt

1、第三章 管理信息系统的技术基础,信息技术是MIS的基础，数据组织是把数据按照便于计算机处理的形式组织起来，便于对数据进行有效的管理和处理。数据处理的目的是为了更好地利用各类信息资源，为管理决策服务。数据库技术是数据处理的核心，它是由计算机系统、数据、数据库管理系统（DBMS）及有关人员组成的有高度组织的整体，是一个企业、组织或部门涉及的全局数据及其管理系统的综合。本章通过对信息技术，数据组织的概念、方法，数据处理的基本原理和方法，数据库系统和数据库技术的介绍，让学生掌握数据物理组织和逻辑组织的基本概念和方法、数据处理的内容，熟悉数据组织的四个层次、数据库技术、文件组织方式的特性和实现原理。,第

2、三章 管理信息系统的技术基础,第一节 信息技术概述 第二节 数据处理 第三节 数据库技术 第四节 计算机网络,第一节 信息技术概述,一、计算机硬件技术 计算机硬件是信息处理的设备 二、计算机软件技术 （1）信息资源的管理者， （2）用户与计算机的接口 三、数据通讯技术 系统与系统之间数据交换的纽带和桥梁。,第一节 信息技术概述,三、数据通讯技术 （一）数据通讯技术对MIS的支持 系统与系统之间数据交换的纽带和桥梁。 （二）数据通讯系统模式（申农模型） 发信者 编码 调制 信道 解调 译码 受信者 发送端 噪声 接受端,第二节 数据处理,本节内容： 一、数据处理的概念和发展阶段 二、数据组织,第

3、二节 数据处理,一、数据处理的概念和发展阶段 （一）数据处理的概念： 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，用一定的设备手段、按一定的使用要求加工成一种形式的数据。 来源：科学研究、生产实 践、社会经济活动 包含三层意思 设备和手段：计算机 形式：符合使用要求的形式,第二节 数据处理,一、数据处理的概念和发展阶段 （二）数据处理的目的 1.把数据转换成用户所需的形式; 2.从原始数据中提取对人们有价值的信息; 3.把数据存储起来,以备后用。,第二节 数据处理,一、数据处理的概念和发展阶段 （三）数据处理的基本内容 1.数据收集 2.数据转换 3.数据筛选、分组和排

4、序 4.数据的组织 5.数据的运算 6.数据存储 7.数据检索 8.数据输出,第二节 数据处理,一、数据处理的概念和发展阶段 （四）数据处理的应注意的问题 1.数据如何存储在计算机中； 2.采用何种数据结构有利于数据存储； 3.采用何种方法检索数据。,第二节 数据处理,一、数据处理的概念和发展阶段 （五）数据处理的发展过程 1.简单应用阶段 2.文件系统阶段 3.数据库系统阶段,第二节 数据处理,一、数据处理的概念和发展阶段 （六）数据处理的方式 成批处理 顺序处理 数据处理的方式 直接存取 联机实 时处理,第二节 数据处理,二、数据组织 （一）数据组织的概念 1.数据组织的概念 指把数据按照

5、便于计算机处理的形式组织起来。 2.数据组织的目的 对数据进行有效管理，提高数据处理效率。,第二节 数据处理,二、数据组织 （二）数据结构（数据组织） 物理（外存）结构：指数据在外存上的存 储结构及操作方法。 逻辑（内存）结构：指数据在内存中组织 结构及操作方法。,第二节 数据处理,二、数据组织 （二）数据结构（数据组织） 1、数据的描述 数据的物理描述 数据的逻辑描述 2、数据的物理组织 顺序的数据组织 直接的数据组织,第二节 数据处理,二、数据组织 （二）数据结构（数据组织） 3 、数据的逻辑组织 表 树 三种逻辑组织 基本工具 指针和链 网络 指针和链 ：用于表示记录之间的某种指定的联系

6、。 node（结点） LLink左指针 INFO 信息 RLink右指针,第二节 数据处理,一、数据组织 （二）数据结构（数据组织） 3 、数据的逻辑组织 （1）指针和链 （2）线性表 简单表 环状表,线性表的顺序存贮 线性表的结点按逻辑次序依次存放在一组连续的存贮单元里，用这种方法存储的线性表称为顺序表。对于顺序表，若开始结点的存放位置为LOC(k1)， 每个结点占用空间大小为L，则第i个结点ki的存放位置可由下式直接计算得到 LOC(ki)=LOC(k1)+L*(i-1) 顺序表对于任何一个结点的检索都很方便。,二、数据组织,线性表的插入与删除 要在线性表中插入一个元素，由于插入后的线性表

7、仍要求有序，必须将插入位置以后的元素依次向后移动一个单元。同样，若要删除元素，则需把后面的元素 依次向前移动一个单元。,二、数据组织,二、数据组织,链表 链接方式存储的线性表称为链表 。链表结构在每个结点设有链指针，用来指示下一个结点的位置，结点本身则可以存放在任意一组存贮单元中，这些存贮单元可以是连续的，也可以是分散的。结点之间的逻辑关系由指针表示。,二、数据组织,链表的插入与删除 在链表的插入和删除操作中，只需改变前后结点的指针，而不需要进行大量的数据移动。,二、数据组织,第二节 数据处理,3 、数据的逻辑组织 （3）树 A B C D E F G H I J K L M N O,树 树是

8、结点之间有分支的、层次关系的结构，类似于自然界中的树。是最重要的一类非线性结构。 反映不同规格的钢材的库存情况 的树结构如下图,二、数据组织,3 、数据的逻辑组织 （4）网络 A B C D E F G H I J K L M N,第二节 数据处理,第二节 数据处理,一、数据组织 （三）数据文件 1数据组织的层次 数据项 记录 文件 数据库,第二节 数据处理,（1）数据项 描述一个数据处理对象的某些属性称为数据项 职工表,第二节 数据处理,（2）记录 记录是与一个公共标志有关的数据项的集合， 即：记录是数据项的集合。 职工表,第二节 数据处理,（3）文件 为了某一特定目的而形成的相关记录的集合

9、叫文件、即：文件是相关记录的集合。 职工表,第二节 数据处理,（4）数据库 一个存贮起来、为了某个特定的组织的多种应用服务，并且有尽可能小的冗余度的互相依赖的数据集合称为数据库。 数据库是逻辑相关文件的集合。 最小冗余度（数据的重复程度最小）最小的数据冗余。 文件的重新组织。 学生文件 数据库 教师文件 课程文件 成绩文件,第二节 数据处理,一、数据组织 （三）数据文件 2数据文件的组织方式 数据在内存中的组织 数据组织 数据在外存中的组织文件组织,第二节 数据处理,文件组织： 主要指数据记录在外存设备上的组织 记录存入存储器的物理顺序 文件组织 记录按其主键大小升（降）排列的 逻辑顺序 对应

10、关系 即： 物理顺序 逻辑顺序,第二节 数据处理,数据文件的组织方式： 顺序文件 索引文件 索引顺序文件 索引非顺序文件 索引链接文件 直接存储文件 ：,第二节 数据处理,（1）顺序文件 文件的记录按照鉴别键大小依次重新排列所得到的文件叫做顺序文件。 即：顺序文件物理顺序和逻辑顺序一致的文件。 顺序文件中记录的查找方法： 存在顺序存取器上的顺序文件按顺序扫描法存取， 存在随机存贮器上的顺序文件可顺序扫描法存取，也可按分块查找或折半查找法存取。 例:顺序文件中记录的查找方法,第二节 数据处理,（2）索引文件 带有索引表的文件叫做索引文件，索引项应按顺序排列，而数据文件本身可按顺序，也可不按顺序排

11、列。 即： 数据文件本身按顺序排列索引顺序文件 数据文件本身不按顺序排列非索引顺序文件 索引文件在存贮器上分为两个区： 索引区索引表（每个记录的鉴别键和相应的物理存贮地址 索引项） 数据区数据文件,第二节 数据处理,（3）直接存取文件 直接地址法 实现方法 相对键法 杂凑法,第二节 数据处理,直接地址法 程序员或数据库管理员可以直接把存放某一记录的地址作为该记录的键号。 优点：存取机构简单 用户使用方便 不会产生重号 缺点：不易记忆,第二节 数据处理,相对键法 设鉴别键 相应记录K 其地址K 则K =f(K) 记录长度 一般K =KR+D0 起始地址 所求地址 记录 Ex：学生证号K 0009

12、99现为每生存贮一个记录长度为100字节的记录。假定现在学生文件存贮的起点地址（基数）为4000，则每生记录的存贮起点地址为 K =K100+4000 即：D000 =4000 D999 =999004000=103900 D00 =200004000 =24000,第二节 数据处理,相对键法的优缺点 优点：搜索时间短。 处理速度快。 缺点：可能造成贮存浪费空间（如遇空号） 需占用连续地址，不能充分利用存贮器中的分散地址块。,第二节 数据处理,杂凑法 利用一种杂凑法函数，把键号转换成相应记录的地址，达到压缩的目的，使用杂凑法的步骤 设 M所需存贮单元 （M=5000） 则采用质数除法找杂凑函数

13、的步骤为： 确定一个接近M的质数P（质数：除了本身外，不被任何数整除的数），P =4999 设转换的键号为K ，则有 H(K)=K-INT(K/P)P 记录地址,第二节 数据处理,杂凑法 例： 键号在10000-50000 对应10000的记录地址为： H（10000）=10000-1NT（10000/4999）4999=2 对应50000的记录地址为： H（50000）=50000-1NT（50000/4999）4999=10 全部记录地址的分布范围 0H(K)M-1 优点:存取速度快 节约存贮空间 缺点：难于找到良好的算法（杂凑函数）,第二节 数据处理,一、数据组织 （三）数据文件 3数据

14、文件的操作 数据文件的建立 数据文件的修改 数据文件中记录的删除 数据文件的排序 数据文件的更新 数据文件的检索 计算、显示和打印,本节内容： 一、数据库系统的产生和构成 二、数据库设计的主要内容 三、实体联系模型 四、数据模型 五、关系的规范化 六、数据库操作 七、数据库保护,第三节 数据库技术,第三节 数据库技术,一、数据库系统的产生和构成 （一）数据库系统的产生 （二）数据库系统的构成 1计算机系统 2数据库 3数据库管理系统（DBMS） 4数据库管理人员,第三节 数据库技术,一、数据库系统的产生和构成 （二）数据库系统的构成 应用程序1 应用程序2 . DBMS 数据库 . . 应用程

15、序n,第三节 数据库技术,二、数据库设计的主要内容 （一）三个世界的关系 认识、选择、 现实世界 实体= 属性 （信息世界） 命名、分类 加工 编辑 记录=数据项 （ 数据世界）,第三节 数据库技术,二、数据库设计的主要内容 （二）数据库设计的内容 数据库设计过程：即：在选定的DBMS基础上建立数据库（DB）的过程。 1概念结构设计 即：根据用户需求设计独立于具体的DBMS的概念模型ER图（实体联系图） EX：学生课程教师的E-R图。,第三节 数据库技术,二、数据库设计的主要内容 （二）数据库设计的内容 2数据库的逻辑结构设计 即：将概念数据模型转换为特定的DBMS支持的数据模型。 EX：学生

16、课程教师概念模型转换关系数据模型。,第三节 数据库技术,二、数据库设计的主要内容 （二）数据库设计的内容 3数据库的物理结构设计 即：为数据模型在设备上选择合适的存贮结构和存取方法。 库文件的组织形式 存贮介质的分配 存取路径的选择 数据块大小的确定。,第三节 数据库技术,三、实体联系模型（E-R模型） 1实体：实体是信息世界中用以描述现实世界中的人们所关心的任何事物（人或物）。 2属性：指实体具有的某种特性。即描述一个事物某方面特征的元素。 3联系：信息世界中事物间存在的某种关联。 （1）一对一联系（1：1） （2）一对多联系（1：n） （3）多对多联系（M：n）,第三节 数据库技术,3联系

17、：信息世界中事物间存在的某种关联。 （1）一对一联系（1：1） 乘 客(P) 1 P-C 1 车 票(C),第三节 数据库技术,3联系：信息世界中事物间存在的某种关联。 （2）一对多联系（1：n） 学 生(X) 1 X-Z n 专 业(Z),第三节 数据库技术,3联系：信息世界中事物间存在的某种关联。 （3）多对多联系（m：n） 学 生(X) m X-K n 课 程(K),第三节 数据库技术,E-R模型示例：,第三节 数据库技术,四、数据模型 数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述。在数据库系统中,对现实世界中数据的抽象、描述以及处理等都是通过数据模型来实现的。数据模型在数据库系统设计中是用

18、来提供信息表示和操作手段的形式构架,是数据库系统实现的基础。 层次模型 数据模型 网状模型 关系模型 目前，主要的数据模型是关系模型（Relational Model）。,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。,四、数据模型 -2,第三节 数据库技术,关系模型 1关系模型的主要术语： (1)关系:一张二维表格 (2)元组:表中的一行(记录) (3)属性:表中的一列(字段) (4)主码(主关键字):唯一地标识一个元组的主属性 (5

19、)域:属性的取值范围 (6)分量:元组中的一个属性值 (7)关系模式: R (R1,R2, Rn) 关系名 属性名,第三节 数据库技术,关系模型 2关系模型的特点： （1）关系模型的概念单一 （2）关系是规范化的关系 （3）在关系模型中，用户对数据的检索和操作 直接、方便。,第三节 数据库技术,关系模型 3.实体模型关系模型的转换规则 (1)1:1的转换 R1 R1(R11#,R12,R1n, R21#) key=R11 1 R1-R2 1 R2 R2(R21#,R22,R2n, ) key=R21,第三节 数据库技术,关系模型 3.实体模型关系模型的转换规则 (2)1:n的转换 R1 R1(

20、R11#,R12,R1n,) key=R11 1 R1-R2 n R2 R2(R21#,R22,R2n,R11#) key=R21,第三节 数据库技术,关系模型 3.实体模型关系模型的转换规则 (3)m:n的转换 R1 R1(R11#,R12,R1n,) key=R11 m R1-R2 R2(R21#,R22,R2n,) key=R21 n R2 R3(R11#,R21#,R31,R32,R3n) 联系实体 联系属性,第三节 数据库技术,五、关系的规范化 （一）第一范式（1NF）：关系中的每个分量为不可分的数据项（基本项）。 教师工资表,第三节 数据库技术,五、关系的规范化 （一）第一范式（1

21、NF）：关系中的每个分量为不可分的数据项（基本项）。 教师工资表,第三节 数据库技术,五、关系的规范化 （二）第二范式（2NF）：已经符合1NF，并且每个非主关键字的属性完全依赖于主关键字。 教师研究课题表 教师(教师代码#,姓名,职称) 课题(研究课题号#,研究课题名) 教师与课题(教师代码#,研究课题号#),第三节 数据库技术,五、关系的规范化 （三）第三范式（3NF）：已经符合2NF，并且每个非主关键字的属性非传递的依赖于主关键字。 产品表 产品(产品代码#,产品名,生产厂名#) 生产厂(生产厂名#,生产厂地址),第三节 数据库技术,六、数据库操作（以SQL语言为例） （一）基本表的建立

22、与删除 1表的建立 2表的修改 3表的删除 （二）数据查询 （三）数据更新 1数据修改 2数据删除 3数据插入,第三节 数据库技术,七、数据库保护 1.数据的安全性：指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、更改和破坏。 2.数据的完整性：指数据的正确性、有效性和相容性。 3.数据的并发控制：指当多个用户同时存取、修改数据时，可能会发生相互干扰。 4.数据库的恢复：当数据库遭到破坏时，系统应能进行应急处理。将数据库恢复到正常状态。,第四节 计算机网络,本节内容： 一、计算机网络的概念与分类 二、局域网技术 三、网际互联-INTERNET技术,（一）基本概念 计算机网络 用通信介质把分布在

23、不同地理位置的计算机和其它网络设备连接起来，实现信息互通和资源共享的系统。 网络介质 数据传输的物理通道，有同轴电缆、双绞线、光纤、微波、卫星信道等。 协议 网络设备间进行通信的一组约定。如TCP/IP，IEEE802.3,802.4,FDDI,ATM等。网络协议具体规定了设备间通信的电气性能、数据组织方式等。 节点 网络中某分支的端点或网络中若干条分支的公共汇交点。 链路 是指两个相邻节点之间的通信线路。,一、计算机网络的概念与分类,网络拓扑结构是指网络的链路和节点在地理上所形成的几何构形。计算机网络从功能上可分为两部分，资源子网和通信子网。,一、计算机网络的概念与分类,（二）计算机网络的分

24、类 局域网(LAN) 传输距离0.110km，传送速率在1Mbps10Mbps。 广域网(WAN) 相距较远的局域网经由公共电信网络互联而成，数据传输速率一般在1.2kbps1.554Mbps，传输距离可遍及全球。 Internet（因特网） 是国际最大的互联网。Internet已形成覆盖全球的网络，成为远程网的代名词。我国的CHINANET、CERNET等都是该网的一部分。 综合业务数字网(ISDN) 综合业务数字网是一种能在一个网络内传送多种业务信息的网络，包括数据、图像、语音、文字等，能够满足一个单位日常业务中网络应用的需要。,一、计算机网络的概念与分类,二、局域网技术,（一）网络体系结构 文件服务器/工作站 客户机/服务器 分布式处理 Intranet/Extranet （二）网络操作系统 管理网络资源的软件 （三）几种典型的局域网 以太网、令牌环网、快速以太网、FDDI、ATM,网际互联即通过主干网络把不同标准、不同结构甚至不同协议类型的局域网在一定的网络协议的支持下联系起来，从而实现更大范围的信息资源共享。ISO(国际标准化组织)提出了网络互联协议的基本框架，称为开放系统互联(OSI)参考模型。该模型把网络功能分为七个层次： 1.物理层 2.数据链路层 3.网络层 4