第3章_管理信息系统的技术基础

1、第三章第三章 管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础本章内容：本章内容：1 1、数据处理、数据处理2 2、数据库技术与数据库设计、数据库技术与数据库设计第一节第一节 数据处理数据处理对象对象数据数据信息信息知识知识识别、检测、表达转变、处理获取、创造 一、概一、概 念念 按照应用的要求，采用一定的方法和手段对数据进行按照应用的要求，采用一定的方法和手段对数据进行收集收集、存储存储、加工加工、传输传输和和输出输出这样一个过程的总称。这样一个过程的总称。1 1、把数据转换成便于观察分析、传送或进一、把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形式步处理的形式2 2、从大量的原始数据中抽取、推

2、导出对于人、从大量的原始数据中抽取、推导出对于人们有价值的们有价值的信息信息以作为行动和决策的依据。以作为行动和决策的依据。3 3、科学地保存和管理已经处理的大量数据，、科学地保存和管理已经处理的大量数据，以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。资源。目的目的第三章第三章 管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础本章内容：本章内容：1 1、数据处理、数据处理2 2、数据库技术与数据库设计、数据库技术与数据库设计二、数据处理的发展阶段二、数据处理的发展阶段硬件方面：无外存或只有磁带外存，输入输出设备简单。硬件方面：无外存或只有磁带外存，输入输出设

3、备简单。1 1、人工管理阶段、人工管理阶段 (20(20世纪世纪5050年代中期以前年代中期以前) )无数据管理及完全分散的手工方式无数据管理及完全分散的手工方式 软件方面：无操作系统，无文件管理系统，无管理数据软件方面：无操作系统，无文件管理系统，无管理数据的软件。的软件。数据是程序的组成部分，数据不独立。数据是程序的组成部分，数据不独立。应用程序应用程序1应用程序应用程序2应用程序应用程序n数据组数据组1数据组数据组2数据组数据组n . .文件系统尚未出现，程序员必须自行设计数据的组织方式文件系统尚未出现，程序员必须自行设计数据的组织方式2 2、文件系统、文件系统 (50(50年代后期到年

4、代后期到6060年代中期年代中期) )外存有了很大的发展，输入、输出能力大大加强。外存有了很大的发展，输入、输出能力大大加强。系统软件方面出现了操作系统、文件管理系统和多系统软件方面出现了操作系统、文件管理系统和多用户的分时系统用户的分时系统数据管理方面，实现了数据对程序的一定的独立性数据管理方面，实现了数据对程序的一定的独立性 数据存取以记录为单位。数据存取以记录为单位。文件类型已经多样化。文件类型已经多样化。数据冗余度大。数据冗余度大。数据与程序独立性仍不高。数据与程序独立性仍不高。此阶段的不足之处此阶段的不足之处Vfp中读取a1.txtna1.txta,b,c,d,en建一个列数相同的表

5、nAPPEND FROM a1.txt DELIMITED WITH CHARACTER “,”n 学生库，选课库XH,XM,NL,XB,JG XH,COURSE,SCORE3 3、数据库系统、数据库系统 (60(60年代后期开始年代后期开始) )n6060年代后期，计算机在管理中的应用更加广泛，数年代后期，计算机在管理中的应用更加广泛，数据量急剧增大，对数据共享的要求越来越迫切；据量急剧增大，对数据共享的要求越来越迫切；n同时，大容量磁盘已经出现，联机实时处理业务增同时，大容量磁盘已经出现，联机实时处理业务增多；多；n软件价格在系统中的比重日益上升，硬件价格大幅软件价格在系统中的比重日益上升

6、，硬件价格大幅下降，编制和维护应用软件所需成本相对增加。下降，编制和维护应用软件所需成本相对增加。数据冗余度小，易于扩充。数据冗余度小，易于扩充。数据与程序独立。数据与程序独立。面向全组织的复杂数据结构。面向全组织的复杂数据结构。第三节第三节 数据库技术数据库技术数据的组织与管理数据的组织与管理数据库技术数据库技术数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念n数据：数据：是对客观事物的性质、状态以及相互关系等进 行记载的物理符号或是这些物理符号的组合。它是可识别的、抽象的符号。 n数据库数据库(database,DB)：是指按一定方式组织起来的相互关联的数据集合。n数据库管理系统数据库管理系统(d

7、atabase management system,DBMS)：是用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它为用户或应用程序提供访问数据库的方法。n数据库系统数据库系统(database system,DBS) ：是实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统。n数据库技术：数据库技术：是在操作系统的文件系统的基础上发展起来的，它是研究数据库的结构、存储、设计、管理和使用的一门软件学科。（二）数据库系统的构成（二）数据库系统的构成 数据库系统数据库系统是由计算机系统、数据、数据库管理系统和有关人员组成的具有高度组织的总体。 1、计算机系统(支持数据库

8、系统的硬件和软件环境)2、数据库（Database）3、数据库管理系统 (DBMS)4、人员 数据库管理员系统程序员用户数据库强调数据库强调数据库管理系统是数据库管理系统是数据库系统强调的是数据库系统强调的是一、数据的组织与管理一、数据的组织与管理 在管理信息系统中，大量的数据以一定的形式在管理信息系统中，大量的数据以一定的形式存放在各种存储介质中，数据的组织方式以及内在联存放在各种存储介质中，数据的组织方式以及内在联系的表示方法直接决定着数据处理的效率。系的表示方法直接决定着数据处理的效率。（一）数据组织的层次（一）数据组织的层次数据库数据库Database文件文件1文件文件2文件文件n文件

9、文件n-1记录记录1记录记录2记录记录n-1数据项数据项1数据项数据项2数据项数据项n-1数据项数据项n.记录记录n姓名、性别等姓名、性别等若干学生若干学生学生文件学生文件学生数据库学生数据库数据组织的层次数据项数据项q多个字符组成一个词或者一个完整的数字q不能再分成有意义的单位。记录记录与某个特殊对象或活动有关的所有数据项组成文件文件与某个特定主题相关的数据记录的集合。数据库数据库(Database)综合的、相关的文件集合数据库中包括了数据数据，它们之间的联系联系示例：学生数据库的数据层次示例：学生数据库的数据层次数据的层次数据的层次举例举例文件文件数据项数据项记录记录数据库数据库刘汉云刘汉

10、云（名字字段）学生数据库课程文件课程文件简历文件简历文件财务文件财务文件课程文件刘汉云刘汉云 数据库系统数据库系统 4 89李卓宇李卓宇 数据库系统数据库系统 4 85张昕阳张昕阳 数据库系统数据库系统 4 85图 1 数据的层次刘汉云刘汉云 数据库系统数据库系统 4 89包含：学生姓名、所选课程、学分及成绩的记录四、数据库的设计四、数据库的设计 （一）数据库设计概述（一）数据库设计概述 （二）概念结构设计（二）概念结构设计（ER图）图） （三）逻辑结构设计（关系模式）（三）逻辑结构设计（关系模式）（一）数据库设计的主要内容（一）数据库设计的主要内容现实世界现实世界观念世界观念世界数据世界数据

11、世界人们头脑之外的客观世界，它包含客观事物及其人们头脑之外的客观世界，它包含客观事物及其相互联系相互联系信息世界，是现实世界在人们头脑信息世界，是现实世界在人们头脑中的反映中的反映现实世界中的事物及其联系，在数据世界中用数现实世界中的事物及其联系，在数据世界中用数据模型描述据模型描述现实世界观念世界数据世界用户需求分析物理结构设计E-R图图数据模型数据模型客观 事物类：事物 相关性质集合现实世界现实世界人认识选择描述认识选择描述实体 实体集合及 实体联系 相关属性集合 信息世界信息世界E-R模型加工、转换DBMS的数据模型数 文件据 记录库 相关数据项集合数据世界数据世界加工转换DBMS存储

12、二进制数据集合结构计算机世界计算机世界三个不同世界术语对照表三个不同世界术语对照表客观世界客观世界信息世界（概念世界）信息世界（概念世界） 数据世界数据世界组织（事物及其联系）组织（事物及其联系） 实体及其联系（概念实体及其联系（概念模型）模型）数据库（数据模型）数据库（数据模型）事物类（总体）事物类（总体）实体集实体集文件文件事物（对象、个体）事物（对象、个体） 实体实体记录记录特征（性质）特征（性质）属性属性数据项数据项（二）实体联系模型（二）实体联系模型(E-R(E-R模型模型) ) 实体联系模型反映的是现实世界中的事物及其相互联系。图书作者写作出版社类别页数ISBN*书名姓名出生地身份

13、证号*定稿时间价格1 1、实体、实体(Entity) (Entity) 描述客观事物的概念描述客观事物的概念表示方法：表示方法：实体名称实体名称2 2、属性、属性 属性属性 指实体具有的某种特性。指实体具有的某种特性。表示方法：表示方法：属性属性实体名称实体名称属性属性1属性属性2属性属性n3 3、联系（、联系（Relationship ）现实世界的事物总是存在）现实世界的事物总是存在着这样或那样的联系着这样或那样的联系表示方法：表示方法：联系的类型联系的类型1、一对一联系、一对一联系 如果对于A中的一个实体，B中至多有一个实体与其发生联系，反之，B中的每一实体至多对应A中一个实体，则称A与B

14、是一对一联系。 系系系主任系主任任职任职11病区病区科室主任科室主任任职任职11设A，B为两个包含若干个体的总体2、一对多联系、一对多联系 如果对于A中的每一实体，实体B中有一个以上实体与之发生联系，反之，B中的每一实体至多只能对应于A中的一个实体，则称A与B是一对多联系。 AB联系1n教研室教研室教师教师联系联系1n3、多对多联系、多对多联系 如果A中至少有一实体对应于B中一个以上实体，反之，B中也至少有一个实体对应于A中一个以上实体，则称A与B为多对多联系。 AB联系mn教师教师学生学生教学教学mn实体及其联系实体及其联系ER图图概念模型概念模型1、利用分类、聚集、概括等方法抽象出实体，并

15、一一命名。、利用分类、聚集、概括等方法抽象出实体，并一一命名。2、描述实体之间的联系、描述实体之间的联系3、实体属性和联系属性的说明、实体属性和联系属性的说明出版社类别页数ISBN*书名姓名出生地身份证号*定稿时间价格数据库设计案例数据库设计案例: :某学院某学院“教学管理教学管理”数据库模型的设计数据库模型的设计1、设计、设计“系和教师系和教师”关系的分关系的分ER图图（1）该学院下设四个系：管理工程系、会计系、）该学院下设四个系：管理工程系、会计系、市场营销系和信息管理系。每个系有一个系主市场营销系和信息管理系。每个系有一个系主任主管该系工作。则，将任主管该系工作。则，将“系系”设为一个实

16、体，设为一个实体，该实体具有以下属性：系代号、系名称、系主该实体具有以下属性：系代号、系名称、系主任姓名、办公地点、电话。其中系代号是主关任姓名、办公地点、电话。其中系代号是主关键字。键字。（2）该学院聘请了一定数量的专职教师。则，）该学院聘请了一定数量的专职教师。则，将将“教师教师”设为一个实体，该实体具有以下属设为一个实体，该实体具有以下属性：教师编号、教师姓名、专业特长。其中教性：教师编号、教师姓名、专业特长。其中教师编号是主关键字。师编号是主关键字。（3）学院聘请教师后，分配到各系。一个系有）学院聘请教师后，分配到各系。一个系有多个教师；一个教师只能属于一个系。多个教师；一个教师只能属

17、于一个系。“系系”实体与实体与“教师教师”实体之间发生一对多（实体之间发生一对多（1：m）的的“分配分配”联系。联系。2、设计、设计“学生和课程关系学生和课程关系”的分的分ER图图（1）学院每年招收新生，分配到各个专业。则，）学院每年招收新生，分配到各个专业。则，将将“学生学生”设为一个实体，该实体具有如下属设为一个实体，该实体具有如下属性：学号、姓名、性别、年龄、系代号。其中性：学号、姓名、性别、年龄、系代号。其中学号是主关键字。学号是主关键字。（2）学院制定了教学计划，设置多项课程。则，）学院制定了教学计划，设置多项课程。则，将课程设为一个实体，该实体具有如下属性：将课程设为一个实体，该实

18、体具有如下属性：课程号、课程名、学分。设课程号为主关键字。课程号、课程名、学分。设课程号为主关键字。（3）学生根据专业要求每年学习多门课程，每）学生根据专业要求每年学习多门课程，每门课程则被多个选读。学生必须参加考试，获门课程则被多个选读。学生必须参加考试，获取成绩。因此，成绩属于学生和课程发生联系取成绩。因此，成绩属于学生和课程发生联系后产生的属性。后产生的属性。“学生和课程关系学生和课程关系”分分ER图？图？3、设计、设计“教师与课程关系教师与课程关系”的分的分ER图：图：n教师在教学活动中与课程发生联系。一个教师教师在教学活动中与课程发生联系。一个教师可以上多门课程；一门课程可以由多个教

19、师讲可以上多门课程；一门课程可以由多个教师讲授。教师授课任务完成后，将被学生与院方评授。教师授课任务完成后，将被学生与院方评估。估。4、将上述三个分、将上述三个分ER综合，建立学院教学管理总综合，建立学院教学管理总ER图图n由于学院教学管理各分由于学院教学管理各分ER图中教师与课程是图中教师与课程是重名实体，根据综合分重名实体，根据综合分ER图的原则：消除同图的原则：消除同名实体，则教学管理总名实体，则教学管理总ER图？图？n实体 课程表（课程id，课程名称，课程信息） 学生表（学生id，姓名，课程id，系id） 教师表（教师id，姓名，课程id，项目id，系id） 系表（系id，系名称，系信

20、息） n联系属性 系表1：n学生n：m课程 系表1：n教师n：m课程 系主任系任职11教师分配1n课程授课nm学生学习nm招生1n1 1、注意标识实体属性中的、注意标识实体属性中的关键字关键字；2 2、如果所处理的对象是一个比较大的系统，则应该先、如果所处理的对象是一个比较大的系统，则应该先画出各个部门的子画出各个部门的子E-RE-R图，然后再合并同类实体，消除图，然后再合并同类实体，消除冗余。冗余。3 3、对于一个特定的应用处理对象，所构造的、对于一个特定的应用处理对象，所构造的E-RE-R模型模型可能不是唯一的。可能不是唯一的。（三）（三）ER图向关系数据模型的转换图向关系数据模型的转换回

21、顾实体 实体集合及 实体联系 相关属性集合 信息世界E-R模型加工、转换数 文件据 记录库 相关数据项集合数据世界DBMS的数据模型3 3、关系模型的转换、关系模型的转换 对关系的描述，用关系名对关系的描述，用关系名 ( (属性属性1 1，属性，属性2 2，属属性性n)n)来表示。来表示。 例如： 库存（库存（仓库号仓库号，器件号器件号，数量），数量） 仓库（仓库（仓库号仓库号，城市，面积），城市，面积） E-R图关系模型转换方法和原则规则2.1（实体类型的转换）：将每个实体类型转换成一个关系模式，实体的属性即为关系模式的属性，实体标识符即为关系模式的键。规则2.2（联系类型的转换） 若实体间联系是1:1。可以在两个实体类型转换成的两个关系模式中任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的键和联系类型的属性。 若实体间联系是1:N，则在N端实体类型转换成的关系模式中加入1端实体类型的键和联系类型的属性。 若实体间联系是M:N。则将联系类型也转换成关系模式，其属性为两端实体类型的键加上联系类型的属性，而键为两端实体键的组合。关系模式为：学校（校名，地址，电话，校长名，任职年月）校长（校长名，性别，年龄，职称）仓库（仓库编号，仓库名，地址）职工（职工编号，姓名，性别，仓库编号，聘期，工资）职工姓名性别仓库工资仓库名仓库编