IS03数据资源的管理技术

1、IS03数据资源的管理技术 数据资源的管理技术 信息系统分析与设计之三 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-2 IS03数据资源的管理技术 教学目标教学目标 理解并掌握 数据资源的管理观 数据资源的管理技术 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-3 IS03数据资源的管理技术 第十章第十章 数据资源管理技术数据资源管理技术 主要内容 文件组织 数据库技术 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-4 IS03数据资源的管理技术 10. 引言引言 企业的重要资源 劳动力、原材料、资金、设备、信息 广义的数据资

2、源管理包括： 文件组织 数据库 数据规划 数据管理 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-5 IS03数据资源的管理技术 联机事务处理-数据库与DBMS支持 （Online Transaction Processing，OLTP） 联机分析处理-数据仓库与数据挖掘 （Online Analytical Processing，OLAP） 10. 1 企业数据处理方式企业数据处理方式 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-6 IS03数据资源的管理技术 10.2 文件组织文件组织 数据组织的层次 人们需要用数据来进行决策和采取行动 如果这

3、些数据能够在限定的时间内被检索处理，这些数据就产 生了价值，成为信息。因此需要将数据有序的组织起来，才能 对数据进行有效的处理。 数据的逻辑组织有四个基本的逻辑元素： 数据项 记录 文件 数据库 数据仓库 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-7 IS03数据资源的管理技术 10.2 续续 数据组织的层次 数据库 文件1文件2文件n文件n-1 记录1记录2记录n-1记录n 数据项1数据项2数据项n-1数据项n . . .姓名、性别等 若干学生 学生文件 学生数据库 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-8 IS03数据资源的管理技术

4、10.2 续续 数据组织的相关概念 数据项(字符、字段) 是组成数据系统的有意义的最小基本单位。它的作用是描述一 个数据处理对象的某些属性。 记录 与数据处理的某一对象有关的一切数据项构成了该对象的一条 记录。标识记录的数据项称为关键项。 文件 相关（同类）记录的集合称为文件。 数据库 按一定方式组织起来的逻辑相关的文件集合形成数据库。 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-9 IS03数据资源的管理技术 10.2 续续 文件的管理观 大量的企业数据不可 能存放在主存中 某一时刻，企业只使 用其中的一部分数据 企业的数据一般以文 件形式组织起来 分类 按存储介质

5、光盘文件 磁盘文件 打印文件 按文件在信息系统中 所执行的功能 主文件 事务文件 报告文件 工作文件 程序文件 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-10 IS03数据资源的管理技术 10.2 续续 数据的物理储存与传送 自学问题（P168图110-2） 磁盘与磁带在数据存储方面各有什么特点？ 什么是数据的逻辑组织？ 什么是数据的物理组织？ 如何实现逻辑组织与物理组织之间的数据传送？ 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-11 IS03数据资源的管理技术 10.2 续续 文件组织形式 建立并确定数据记录的物理顺序和逻辑顺序之间的对 立

6、关系。 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-12 IS03数据资源的管理技术 10.2 续续 顺序文件 文件中数据记录的物理顺序与逻辑顺序一致，文件记 录按关键字值的递增（或递减）次序排序，形成其逻 辑顺序。 870001张三456 870002李四645 870003王五587 870004孙六676 870005钱七565 1 2 3 4 5 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-13 IS03数据资源的管理技术 10.2 续续 索引文件 具有索引表的文件称为索引文件。 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳

7、刘艳 3-14 IS03数据资源的管理技术 10.2 续续 举例 记录地址学号姓名成绩 A870005张三456 B870002李四645 C870001王五587 D870004孙六676 E870003钱七565 主关键字（学号）记录地址 870001C 870002B 870003E 870004D 870005A 主文件 索引表 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-15 IS03数据资源的管理技术 10.2 续续 链表文件 倒排文件 带有辅索引或倒排索引的文件称为倒排文件 入口 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-16 I

8、S03数据资源的管理技术 10.3 数据库技术数据库技术 传统文件处理系统 存在问题存在问题 数据冗余与数据不一致性 数据结构的不一致，数据联系弱 缺少数据字典，缺少灵活性 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-17 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 银行文件处理系统 分期贷分期贷 款程序款程序 帐户核对帐户核对 处理处理 存款处理存款处理 分期贷款分期贷款 处理处理 存款文存款文 件修改件修改 文件修文件修 改核对改核对 帐户核帐户核 对程序对程序 分期贷款分期贷款 文件修改文件修改 存款存款 程序程序 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息

9、学院 刘艳刘艳 3-18 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 数据库处理系统 优点优点 完善的数据字典和数据模型 数据独立性 方便的接口 完整的数据控制功能 提高了系统的灵活性 数据库数据库 中央中央 数据库数据库 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-19 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 银行数据库处理系统 核对帐 户程序 存款帐 目程序 分期贷 款程序 客户数据库 . 查询 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-20 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 数据库管理系统（DBMS）功能 DBMS是一组计算

10、机程序，控制组织和用户的数 据库的生成、维护和使用。具有以下功能： 数据库开发 数据库查询 数据库维护 应用与开发 . 操作系统 数据库 管理系统 应用程序 数据库 数据 字典 用户 数据库的结构、数据元素及其它特征 即是关于数据的数据 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-21 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 数据库管理系统（DBMS） 数据库开发： 利用数据定义语言（DDL）开发与说明数据内容、相互关系及 每个数据库的结构。并把这些信息存储在一个专用的数据定义 和说明的数据库中，称为数据字典。数据字典由数据库管理员 控制、管理和维护。 数据库查询：

11、 用户使用DBMS的查询语言询问数据库中的数据。最常用的查 询语言是结构化查询语言（SQL-structured query language）。 SelectFromWhere 数据库维护 应用开发 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-22 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 数据库有哪些类型？ 企业数据库的种类 操作数据库 管理数据库 信息仓库 分布式数据库 外部数据库 文本数据库 多媒体数据库 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-23 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 数据库模型 模型功能 使数据以记录的形

12、式组织在一起，综合反映各种业务信息，既 综合又没有冗余。 模型能反映用户各业务信息所存在的内在联系，而且与DBMS 数据模型一致。 模型的类型 网状型 层次型 关系型（目前最流行的是关系型数据库） 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-24 IS03数据资源的管理技术 数据模型数据模型 数据模型是模型化数据和信息的工具。数据模型是模型化数据和信息的工具。 认识认识 抽象抽象 信息世界概念模型 机器世界 DBMS支持的数据模型 转换 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-25 IS03数据资源的管理技术 数据模型包括三个部分数据模型包括

13、三个部分 数据结构数据结构、数据操作和数据的完整性约束条件。 数据结构是研究存储在数据库中对象的型的集合； 数据操作是指对数据库中各种对象实例的操作。例如根据用 户的要求，检索、插入、删除、修改对象实例的值； 数据的完整性约束条件是指在给定的数据模型，数据及其联 系所遵守的一组通用的完整性规则，它能保证数据库中数据 的正确性、一致性。 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-26 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 数据库系统的三级模式 模式 即逻辑模式。是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描 述，是所有用户的公共数据视图。 外模式 用户模式或者子模式。是数

14、据库用户能够看见和使用的局 部数据的逻辑结构和特征的描述。 内模式 物理模式或者存储模式。是数据物理结构和存储方式的描 述，是数据在数据库内部的表示方法。 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-27 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 数据库系统的三级模式（图） 物理模型内模式 用户A用户B用户D用户E 外模式1（子模式1）外模式2（子模式2） 概念模型（模式） DBMS OS 子模式子模式/概念模式概念模式 映射映射A 子模式子模式/概念模式概念模式 映射映射B 模式模式/内模式映射内模式映射 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘

15、艳 3-28 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 数据库的二级映射 外模式/模式映射： 当模式改变时，使外模式保持不变，从而应用程序不变，保证 了数据与程序的逻辑独立性。逻辑独立性。 模式/内模式映射： 当数据库存储结构改变，使模式保持不变，从而应用程序不变， 保证了数据与程序的物理独立性物理独立性 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-29 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 数据库数据的存取过程 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-30 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 信息的转换 客观 事物类： 事物

16、 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 DBMS 的数据 模型 信息世界信息世界认识选择描述认识选择描述现实世界现实世界 E-R模型 E-entity 实体 R-relation 关系 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-31 IS03数据资源的管理技术 10.3 续续 三个不同世界术语 客观世界 信息世界 数据世界 组织（事物及其联系） 实体及其联系 数据库（概念模型） 事物类（总体） 实体集 文件 事物（对象、个体

17、） 实体 记录 特征（性质） 属性 数据项 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-32 IS03数据资源的管理技术 10.4 E-R信息模型的设计与应用信息模型的设计与应用 E-R图描述现实世界的概念模型 实体： 属性： 联系： 一对一联系 一对多联系 多对多联系 线段 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-33 IS03数据资源的管理技术 10.4 续续 ER图设计原则 真实性原则 避免冗余原则 简单性原则 合适性原则（用实体或属性或联系集） 注意对客观对象的约束 映射约束、键码约束、参照完整性约束 信息系统分析与设计信息系统分析与

18、设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-34 IS03数据资源的管理技术 10.4 续续 实体（Entity）： 是一个有着一系列显著的、易辨认的属性的对象。 实体可以是具体的（物体、人物等。） 实体也可以抽象的（事、概念、事物之间的联系） 确定实体的指导 找出问题中的大模块 问题陈述中的名词 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-35 IS03数据资源的管理技术 10.4 续续 属性（Attribute） 实体的特性,它描述了实体的一个部分。 一个实体可由若干个属性来刻画。 如学生（学号，姓名，性别，） 码（Key）： 唯一标识实体的属性集。 如：学号为学生的码。

19、确定属性的指导 可能将名词当作属性，但不应将其和实体混淆。 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-36 IS03数据资源的管理技术 10.4 续续 ER图绘制 包含实体集包含实体集“图书图书”和和“作者作者”的的ER图图 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-37 IS03数据资源的管理技术 10.4 续续 ER图向关系数据模型的转换 1、ER图中每个实体，相应转换为一个关系，该关系 包括对应实体的全部属性，并确定出该关系的关键字。 2、对于“联系集”，根据联系方式不同，采取不同手 段以使被它联系的实体所对应的关系彼此实现某种联系。

20、信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-38 IS03数据资源的管理技术 10.4 续续 ER图向关系数据模型的转换转换过程示意图 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-39 IS03数据资源的管理技术 10.4 续续 ER图的转换 将E-R图转换成相应的表 表是行和列的集合，实体被表示成表的形式。 用列标题表示实体的属性 用行表示关于实体的实际数据 关于表和属性的命名规则 属性名和表名中不能包含空格 表名对实体的描述应该是有意义的。 如 student(cStuID,cStuName,nStuAge,) 表名只能描述一个主题 信息系统

21、分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-40 IS03数据资源的管理技术 10.4 续续 转换举例一 厂长（厂长（厂长号厂长号，厂号厂号，姓名，年龄），姓名，年龄） 工厂（工厂（厂号厂号，厂名，地点），厂名，地点） 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-41 IS03数据资源的管理技术 10.4 续续 转换举例二 仓库（仓库（仓库号仓库号，地点，面积），地点，面积） 产品（产品（货号货号，品名，价格，品名，价格，仓库号仓库号，数量），数量） 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-42 IS03数据资源的管理技术 1

22、0.4 续续 转换举例三 学号学号姓名姓名年龄年龄 学生学生 课程号课程号课程名课程名学时数学时数 课程课程学习学习 nn 学生（学生（学号学号，姓名，年龄），姓名，年龄） 课程（课程（课程号课程号，课程名，学时数），课程名，学时数） 成绩成绩 学习（学习（学号学号，课程号课程号，成绩），成绩） 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-43 IS03数据资源的管理技术 10.5 数据库设计规范化数据库设计规范化 数据库设计规范化范式理论篇（P383） 必要性：解决在关系模式设计时，存在的数据存储异 常现象：数据冗余、修改异常、插入异常、删除异常 等。 ISBN书名页

23、数价格出版社作者 7-04-001968-O.719 概率论4035.8高教出版社盛聚 7-04-001968-O.719 概率论4035.8高教出版社谢式千 7-111-06887-4 可靠性模型与应用27019.0机械工业出版社蒋仁言 7-111-06887-4 可靠性模型与应用27019.0机械工业出版社左明健 7-5327-1224.9/1.717 基督山伯爵142818.0止海译文出版社大仲马 7-5237-1224-9/1.321 三个火枪手98216.7上海译文出版社大仲马 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-44 IS03数据资源的管理技术 10

24、.5 续续 第一规范型： 如果一个关系模式中的属性都是单纯的（即不可再分 为更小的属性），则称该 模式是属于第一规范型 （First Normal Form , 即 1NF ）。 姓名 地址 省市街道邮编 甲江苏南京卫岗210095 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-45 IS03数据资源的管理技术 10.5 续续 第二规范型： 如果一个关系模式属于1NF，并且所有的非关键字都完 全地依赖于关键字（即不存在部分依赖），则称该关 系模式属于第二规范型 , 即 2NF 。 A 零 件 号 B 仓 库 号 C 零 件 数 量 D 仓 库 地 址 1 2 3 4 1

25、1 1 2 1 0 0 1 5 0 2 0 0 1 5 0 北 区 1 号 北 区 1 号 北 区 1 号 南 区 1 号 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-46 IS03数据资源的管理技术 10.5 续续 第三规范型： 如果一个关系模式属于2NF，并且不存在非关键字传递 地依赖于关键字，则称该关系模式属于第三规范型 （3NF）。 职工号职工职务工资 1001张三工程师200 1002李四技术员120 1005王五高工350 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-47 IS03数据资源的管理技术 10.5 续续 适当的规范化 信息

26、系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-48 IS03数据资源的管理技术 10.6 数据库的历史回顾数据库的历史回顾 是一组可识别的符号，包括字母、数字、图象、声音 或其它符号 信息信息是经过加工后的数据，它对接收者有用，并对决策或 行为有现实或潜在的价值 收集、保存数据是为决策做准备，遗憾的是遗憾的是，人们常常忽 视这一点 过去商业计算主要是为了自动化生产、简化工作任务、高 速采集数据即数据处理 这样采集来的数据被称作“操作性数据操作性数据”，这些运行的系 统称作“在线交易处理在线交易处理” OLTP。 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳

27、3-49 IS03数据资源的管理技术 电信决策电信决策 r电信的组织机构 r电信的决策方式 r电信的决策依据 l业务系统：计费、网管、 九七、营业、客服等 l企业人力、技术、设备、 员工状态等 l业务规定 l竞争 l合作者 l环境：产业政策、 用户情况、各种 规章制度等限制条件 r决策步骤 r决策结果 q操作型数据 q操作型应用 q面向基层业务人员 q解放手工劳动 q提供劳动生产率 q企业级操作型数据 q企业级操作型应用 q分析型(战术)数据 q分析型(战术)应用 q分析型(战略)数据 q分析型(战略)应用 q面向管理人员 q解放脑力劳动 q企业决策支持 业务业务 数据数据 管理管理 信息信息

28、 决策决策 信息信息 基层人员 业务、技术 中层 管理人员 业务、技术 高层 决策 人员 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-50 IS03数据资源的管理技术 OLTP的不足的不足 OLTP所支撑的应用只是在物理处理上将数据访问部分 和业务处理分开，在逻辑上，数据仍然是面向具体应在逻辑上，数据仍然是面向具体应 用的。用的。 OLTP面向事务处理，面向事务处理，强调数据的可修改性，数据库的 设计严格遵循关系规范化理论，数据的分割不是基于数 据所表达的对象之间的逻辑联系，而是基于物理处理的 方便，尽量少的冗余。 OLTP系统的数据库数据的存取规则基于业务逻辑，存取规

29、则基于业务逻辑，人 为地施加了种种约束，减慢了数据访问速度。 面向应用的数据库设计必然导致部门分割和局部化部门分割和局部化， 忽视信息的标准化。 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-51 IS03数据资源的管理技术 决策分析需要解决的问题决策分析需要解决的问题 必须有可信赖的数据必须有可信赖的数据 完整全面的数据：部门分割的数据无共同时基，没有 指明数据来源，缺乏可比较性。 数据算法上的差异导致相同的数据可能来自不同的算 法过程，而不同算法对要处理的数据的解释是不同的 无起始公共数据源，难以做到数据同步和数据共享。 决策分析的生产效率决策分析的生产效率 足够的数据随时可得。 数据必须统一规划，不需要大量的时间寻找、收集、 整理和准备数据。 信息系统分析与设计信息系统分析与设计信息学院信息学院 刘艳刘艳 3-52 IS03数据资源的管理技术 新的需求新的需求 可访问性可访问性 任何人可以在任何地点得到任何需要得到的信息； 管理的“扁平