管理信息系统的技术基础

1、现代制造工程信息化主讲：王娟主讲：王娟湖南工程学院机械工程学院湖南工程学院机械工程学院Email:Email:第2章 管理信息系统的技术基础2.1 信息技术2.2 计算机网络技术2.3 数据库技术2.4 MIS开发语言介绍2.1 信息技术w 信息技术是指信息技术是指完成信息的获取、传递、加工、再生完成信息的获取、传递、加工、再生和使用等功能的技术和使用等功能的技术，是提高和扩展人类信息能力，是提高和扩展人类信息能力的方法和手段。信息技术是由若干单元技术相互联的方法和手段。信息技术是由若干单元技术相互联系，其中的核心层次是信息的存储技术、处理技术、系，其中的核心层次是信息的存储技术、处理技术、传

2、输技术和控制技术。传输技术和控制技术。 2.1.1 计算机硬件技术（略）计算机硬件技术（略） 2.1.2 计算机软件技术计算机软件技术2.1.2 计算机软件技术w 计算机软件技术是与软件开发及软件使用相关的理计算机软件技术是与软件开发及软件使用相关的理论和技术的总称。论和技术的总称。w 软件技术概括起来包括三大部分，即软件理论、软软件技术概括起来包括三大部分，即软件理论、软件系统和软件开发。件系统和软件开发。w 计算机软件就是能使硬件正常工作的程序、数据及计算机软件就是能使硬件正常工作的程序、数据及相关文档的集合。相关文档的集合。 2.1.2 计算机软件技术系统软件系统软件应用软件应用软件计算

3、机软件计算机软件操作系统操作系统语言与编译系统语言与编译系统数据库管理软件数据库管理软件通用应用软件通用应用软件专用应用软件专用应用软件2.1.2 计算机软件技术w 操作系统操作系统（operating system，简称，简称OS）是主要）是主要的系统软件，是最贴近硬件、最基础的一层软件，的系统软件，是最贴近硬件、最基础的一层软件，与具体应用领域无关，其它任何软件都依赖于它。与具体应用领域无关，其它任何软件都依赖于它。w 常用操作系统：常用操作系统： Windows Linux 2.1.2 计算机软件技术w 程序设计语言是根据预先定义的规则写出手预定语程序设计语言是根据预先定义的规则写出手预

4、定语句的集合句的集合,程序设计语言包含三个方面，即程序设计语言包含三个方面，即v语法语法v语义语义v语用语用语法表示程序的结构或形式，亦即表语法表示程序的结构或形式，亦即表示构成程序的各个记号之间的组合规示构成程序的各个记号之间的组合规则，但不涉及记号的特定含义及使用则，但不涉及记号的特定含义及使用者。者。 语义表示程序的含义，亦即表示按照语义表示程序的含义，亦即表示按照各种方法所表示的各个记号的特定含各种方法所表示的各个记号的特定含义，但也不涉及使用者。义，但也不涉及使用者。语用表示程序与使用的关系。语用表示程序与使用的关系。 2.1.2 计算机软件技术分类依据分类依据类别类别特点特点具体语

5、言具体语言按照对硬按照对硬件依赖的件依赖的程度分类程度分类低级低级语言语言与特定的机器有关、功效高，但使用复与特定的机器有关、功效高，但使用复杂、繁琐、费时、易出差错杂、繁琐、费时、易出差错机器语言，汇编语机器语言，汇编语言言高级高级语言语言在一定程度上与具体机器无关，易学、在一定程度上与具体机器无关，易学、易用、易维护，接近自然语言易用、易维护，接近自然语言按照其采按照其采用的范型用的范型分类分类面向面向过程过程语言语言可独立于计算机编写程序，程序不仅要可独立于计算机编写程序，程序不仅要说明做什么，还要告诉计算机如何做。说明做什么，还要告诉计算机如何做。Fortran、Cobol、Pasca

6、l、C面向面向问题问题语言语言不必关心问题的求解算法和求解的过程，不必关心问题的求解算法和求解的过程，只需指出问题是做什么只需指出问题是做什么SQL、PERL面向面向对象对象语言语言把语言中的数据当作对象，程序当作对把语言中的数据当作对象，程序当作对象上执行的操作，具有封装、继承和多象上执行的操作，具有封装、继承和多态的特性态的特性.C+ 、Java、Visual Basic .NET、C#、2.1.2 计算机软件技术w 目前最流行的是目前最流行的是关系型数据库管理系统关系型数据库管理系统，它将一个，它将一个关系用一张二维表格来表示，用于存储具有相同属关系用一张二维表格来表示，用于存储具有相同

7、属性的实体信息，并且通过建立各个表间的关系来实性的实体信息，并且通过建立各个表间的关系来实现数据信息共享。如现数据信息共享。如Visual FoxPro、Access、PowerBuilder、SQL server、Oracle等。等。2.2 计算机网络2.2.1 计算机网络概念2.2.2 计算机网络分类2.2.3 计算机网络工作原理2.2.4 网络互连2.2.1计算机网络概念w 计算机网络是将分散在不同地点且具有独立功能的计算机网络是将分散在不同地点且具有独立功能的多个计算机系统，利用通信设备和线路相互连接起多个计算机系统，利用通信设备和线路相互连接起来，在网络协议和软件支持下进行来，在网络

8、协议和软件支持下进行数据通信数据通信，实现，实现资源共享资源共享的计算机系统的集合。的计算机系统的集合。2.2.2计算机网络的分类w 按地理覆盖范围按地理覆盖范围 网络名称网络名称覆盖范围覆盖范围示例示例局域网局域网（LAN）1km几几km一个建筑物一个建筑物内、一个小内、一个小区内区内城域网城域网（MAN）几几km几十几十km一座城市内一座城市内广域网广域网（WAN）几十几十km几几千千km城市、国家、城市、国家、洲之间的网洲之间的网络络因特网因特网（Internet）几千几千km以上以上 跨越全球跨越全球2.2.2计算机网络的分类w 按地理覆盖范围按地理覆盖范围 w 按通信介质按通信介质

9、网络名网络名称称通信介质通信介质有线网有线网 同轴电缆、双同轴电缆、双绞线、光纤绞线、光纤无线网无线网 卫星、微波、卫星、微波、激光激光地表卫星微波站（B）卫星通信地表地面波微波站（A）地面微波通信2.2.2计算机网络的分类w 按地理覆盖范围按地理覆盖范围 w 按通信介质按通信介质 w 按网络的拓扑结构按网络的拓扑结构v总线型总线型v星型星型v环型环型v树型树型v混合型混合型终结器终结器终结器终结器Hubb.星型结构 Bus2.2.2计算机网络的分类w 按网络的拓扑结构按网络的拓扑结构v总线型总线型v星型星型v环型环型v树型树型v网状网状总线拓扑结构的优点：总线拓扑结构的优点： （1）总线结构

10、所需要的电缆数量少。）总线结构所需要的电缆数量少。 （2）总线结构简单，又是无源工作，有较高的可）总线结构简单，又是无源工作，有较高的可靠性。靠性。 （3）易于扩充，增加或减少用户比较方便。）易于扩充，增加或减少用户比较方便。 总线拓扑的缺点：总线拓扑的缺点： （1）总线的传输距离有限，通信范围受到限制。）总线的传输距离有限，通信范围受到限制。 （2）故障诊断和隔离较困难。）故障诊断和隔离较困难。 （3）分布式协议不能保证信息的及时传送，不具）分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能有实时功能星形拓扑结构的优点：星形拓扑结构的优点： （1）控制简单。）控制简单。 （2）故障诊断和隔离容

11、易。）故障诊断和隔离容易。 （3）方便服务。）方便服务。 星形拓扑结构的缺点：星形拓扑结构的缺点： （1）电缆长度和安装工作量可观。）电缆长度和安装工作量可观。 （2）中央节点的负担较重，形成瓶颈。）中央节点的负担较重，形成瓶颈。 （3）各站点的分布处理能力较低。）各站点的分布处理能力较低。 环形拓扑的优点：环形拓扑的优点： （1）电缆长度短。）电缆长度短。 （2）增加或减少工作站时，仅需简单的连接）增加或减少工作站时，仅需简单的连接操作。操作。 （3）可使用光纤。）可使用光纤。 环形拓扑的缺点：环形拓扑的缺点： （1）节点的故障会引起全网故障。）节点的故障会引起全网故障。 （2）故障检测困难

12、。）故障检测困难。 （3）环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采）环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传达室递的方式，在负载很轻时，用令牌传达室递的方式，在负载很轻时，信道利用率相对来说就比较低。信道利用率相对来说就比较低。 树形拓扑的优点：树形拓扑的优点： （1）易于扩展。）易于扩展。 （2）故障隔离较容易。）故障隔离较容易。 树形拓扑的缺点：各个节点对根的依赖性太树形拓扑的缺点：各个节点对根的依赖性太大。大。 节点节点网状拓扑的优点：网状拓扑的优点：(1) 网络可靠性高，一般通信子网中任意两个节网络可靠性高，一般通信子网中任意两个节点交换机之间，存在着两条或两条以上的通信路径，点交换机之间

13、，存在着两条或两条以上的通信路径，这样，当一条路径发生故障时，还可以通过另一条这样，当一条路径发生故障时，还可以通过另一条路径把信息送至节点交换机。路径把信息送至节点交换机。(2) 网络可组建成各种形状，采用多种通信信道，网络可组建成各种形状，采用多种通信信道，多种传输速率。多种传输速率。(3) 网内节点共享资源容易。网内节点共享资源容易。(4) 可改善线路的信息流量分配。可改善线路的信息流量分配。(5) 可选择最佳路径，传输延迟小。可选择最佳路径，传输延迟小。网状拓扑的缺点：网状拓扑的缺点：(1) 控制复杂，软件复杂。控制复杂，软件复杂。(2) 线路费用高，不易扩充。线路费用高，不易扩充。2

14、.2.2计算机网络的分类w 按地理覆盖范围按地理覆盖范围 w 按通信介质按通信介质 w 按网络的拓朴结构按网络的拓朴结构 w 按网络传输速度按网络传输速度 v低速网（低速网（10Mbit/s）（基带网）（基带网）v中速网（中速网（100Mbit/s）v高速网（高速网（1000Mbit/s） （宽带网）（宽带网）2.2.2计算机网络的分类w 按地理覆盖范围按地理覆盖范围 w 按通信介质按通信介质 w 按网络的拓朴结构按网络的拓朴结构 w 按网络传输速度按网络传输速度 w 按通信协议分类按通信协议分类 网络名称网络名称通信协议通信协议以太网以太网CSMA/CD协议协议令牌环网令牌环网令牌环协议令牌

15、环协议分组交换网分组交换网X.25协议协议因特网因特网TCP/IP协议协议2.2.3计算机网络的工作原理w 计算机网络的工作原理就是计算机网络的工作原理就是网络的体网络的体系结构系结构。网络在设计时，是先将网络。网络在设计时，是先将网络划分为多个相互联系又各自独立的层划分为多个相互联系又各自独立的层次，各层次内和层次间都要制定次，各层次内和层次间都要制定协议协议，这种计算机网络层次结构模型及各层这种计算机网络层次结构模型及各层次协议的集合就是计算机网络体系结次协议的集合就是计算机网络体系结构。构。w 每一层的目的就是为邻近的上层提供每一层的目的就是为邻近的上层提供服务。服务。w 相邻层之间的交

16、涉都通过接口。相邻层之间的交涉都通过接口。开放系统互开放系统互联参考模型联参考模型2.2.3计算机网络的工作原理w 定义应用程序之间的交互定义应用程序之间的交互w 负责编码、解负责编码、解/压缩、加压缩、加/解密解密w 建立、保持、和断开会话建立、保持、和断开会话w 对数据进行分组，保证数据的传输对数据进行分组，保证数据的传输w 负责路由选择负责路由选择w 定义访问方法，保证信号无差错定义访问方法，保证信号无差错w 传递电、光信号传递电、光信号各层的功能：各层的功能：情诗应用层翻译表示层请快递会话层打包传输层问路网络层遵守交通规则数据链路层送信物理层2.2.3计算机网络的工作原理w 通讯过程通

17、讯过程数据数据应用层头应用层头表示层头表示层头会话层头会话层头传输层头传输层头网络层头网络层头数据链路层头数据链路层头物理线上的数据物理线上的数据1234567数据链路层数据数据链路层数据网络层数据网络层数据应用层数据应用层数据应用层数据应用层数据表示层头表示层头表示层头表示层头 应用层数据应用层数据 表示层数据表示层数据传输层头传输层头传输层头传输层头 表示层数据表示层数据网络层数据网络层数据网络层头网络层头网络层头网络层头 传输层数据传输层数据网络层数据网络层数据数据链数据链路层头路层头数据链路数据链路层头层头 网络层数据网络层数据01011101010010000100101110101

18、001000010数据链路层头数据链路层头网络层数据网络层数据数据链路数据链路层头层头传输层数据传输层数据网络层头网络层头网络层头网络层头 传输层数据传输层数据 表示层数据表示层数据传输层头传输层头传输层头传输层头 表示层数据表示层数据应用层数据应用层数据表示层头表示层头表示层头表示层头应用层数据应用层数据-应用层应用层-表示层表示层-传输层传输层-网络层网络层-数据链路层数据链路层-物理层物理层-2.2.3计算机网络的工作原理2.2.3计算机网络的工作原理w 逻辑上是两台机器对应层之间的通信；逻辑上是两台机器对应层之间的通信；w 物理上通信只发生在一台机器的相邻层之间，除了最底层外，物理上通

19、信只发生在一台机器的相邻层之间，除了最底层外，没有哪一层可以与另一计算机上的对等层直接传递信息。没有哪一层可以与另一计算机上的对等层直接传递信息。应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层自下而上，进行反向转自下而上，进行反向转换，去除添加的信息，换，去除添加的信息，将其还原为初始的信息将其还原为初始的信息自上而下，数据变成更自上而下，数据变成更小的数据包，并且加上小的数据包，并且加上一些协议信息等。一些协议信息等。TCP/IP概念层概念层OSI参考模型参考模型网络接口网络接口网际层网际层传输层传输层应用层应用层是针对不同物理网络的连接形式是针

20、对不同物理网络的连接形式的协议例如：的协议例如：Ethernet, ATM负责数据的传输，路由及地址选择负责数据的传输，路由及地址选择常用协议：常用协议：IP，ARP( 地址解析地址解析协议协议)确认数据传输及进行纠错处理，常确认数据传输及进行纠错处理，常用协议：用协议：TCP，UDP(用户数用户数据据报协议据据报协议)各种服务及应用程序通过该层利各种服务及应用程序通过该层利用网络常用协议：用网络常用协议：HTTP, FTP,SMTP(简单邮件传输协议简单邮件传输协议)等等.应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层2.2.3计算机网络的工作原

21、理2.2.3计算机网络的工作原理w 管理信息系统的网络结构管理信息系统的网络结构v文件文件/服务器结构服务器结构 F/S（File/Server)v客户机客户机/服务器结构服务器结构 C/S（Client/Server)v浏览器浏览器/服务器结构服务器结构 B/S（Browser/Server2.2.3计算机网络的工作原理w F/S与与 C/S的区别的区别2.2.3计算机网络的工作原理w 浏览器浏览器/服务器结构服务器结构(Browser/Server)特点：客户机特点：客户机/服务器结构的延伸服务器结构的延伸 Internet/Intranet 分布式管理信息系统分布式管理信息系统Web 服

22、务器服务器客户客户HTTPHTMLCGI数据库数据库HTTP其它服务器其它服务器浏览器浏览器ASP2.2.4网络互连w 网络互连是指用一定的网络互连设备将多个拓朴结网络互连是指用一定的网络互连设备将多个拓朴结构相同或不同的、分布在不同地理位置的网络、设构相同或不同的、分布在不同地理位置的网络、设备联接起来，以构成更大规模的备联接起来，以构成更大规模的互连网络系统互连网络系统。其。其目的是使得一个网络上的目的是使得一个网络上的用户可以访问其它网络上用户可以访问其它网络上的资源的资源，实现网络间的信息交换和资源共享。，实现网络间的信息交换和资源共享。2.2.4网络互连局域网间互连（局域网间互连（L

23、AN-LANLAN-LAN） 局域网与广域网互连（局域网与广域网互连（LAN-WANLAN-WAN） 广域网间的互连（广域网间的互连（WAN-WANWAN-WAN） 局域网局域网- -广域网广域网- -局域网间的互连（局域网间的互连（LAN-WAN-LANLAN-WAN-LAN）2.2.4网络互连w 网络互连的层次可以分为四种：网络互连的层次可以分为四种：v物理层互连：物理层互连：互连设备是中继器互连设备是中继器。v数据链路层互连：数据链路层互连：互连设备是网桥互连设备是网桥。v网络层互连：网络层互连：互连设备是路由器互连设备是路由器。v高层互连：传输层及以上各层协议不同的网络之间的互连高层互

24、连：传输层及以上各层协议不同的网络之间的互连属于高层互连，属于高层互连，互连设备是网关互连设备是网关。 2.2.4网络互连w 网络互连设备：网络互连设备：v（1）网卡）网卡v（2）中继器）中继器v（3）网桥）网桥v（4）网关）网关v（5）集线器）集线器v（6）路由器）路由器v（7）交换机）交换机2.3 数据库技术2.3.1 数据库基本概念2.3.2 数据模型2.3.3 关系规范化2.3.4 数据库操作2.3.5 数据库保护2.3.6 数据库设计2.3.1 数据库基本概念w 数据处理：数据处理：v数据处理是指对各种形式的数据进行收集、存储、加工和数据处理是指对各种形式的数据进行收集、存储、加工和

25、传播的一系列活动的总和。传播的一系列活动的总和。 v数据处理的目的数据处理的目的 把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形式。式。 从大量的原始数据中抽取，推导出对人们有价值的信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。息以作为行动和决策的依据。 利用计算机科学地保存和管理已经过处理利用计算机科学地保存和管理已经过处理(如校验、整如校验、整理等理等)的大量数据的大量数据,以便人们能方便而充分地利用这些宝以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。贵的信息资源。2.3.1 数据库基本概念w 数据处理：数据处理：2

26、.3.1 数据库基本概念w 数据处理：数据处理：v数据处理的基本内容数据处理的基本内容 数据收集数据收集 数据转换数据转换 数据的筛选、分组和排序数据的筛选、分组和排序 数据的组织数据的组织 数据的运算数据的运算 数据存储数据存储 数据检索数据检索 数据输出数据输出转换成适用于计算机转换成适用于计算机处理的形式处理的形式（字母（字母J的的ASCII码）码）数据组织的层次数据组织的层次举例举例文件文件字节字节字段字段纪录纪录01001010900811刘汉云刘汉云 2000-9-4位位0，1数据库数据库刘汉云刘汉云项目数据库项目数据库包含：职员编号、姓名、聘用包含：职员编号、姓名、聘用日期日期职

27、员文件职员文件（名字字段）（名字字段）职员文件职员文件部门文件部门文件财务文件财务文件900811刘汉云刘汉云 2000-9-4900206李卓宇李卓宇 2002-7-2910810张昕阳张昕阳 2001-8-22.3.1 数据库基本概念2.3.1 数据库基本概念w 数据库数据库(database，DB)：是指按一定方式组织起来的相互关：是指按一定方式组织起来的相互关联的数据集合。联的数据集合。w 数据库管理系统数据库管理系统(database management system，DBMS)：是用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它为用户或应是用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它为用户或

28、应用程序提供访问数据库的方法。用程序提供访问数据库的方法。w 数据库系统数据库系统(database system，DBS) ：是实现有组织地、：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、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。硬件和数据资源组成的系统。w 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：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。门软件学科。2.3.1 数据库基本概念用户用户应用系统应用系统

29、用户用户用户用户应用开发工具应用开发工具数据库管理系统数据库管理系统操作系统操作系统数据库数据库数据库管理员数据库管理员系统程序员系统程序员应用程序员应用程序员w 数据库系统的构成：w 计算机不能直接处理现实世界中的具体事物，所以计算机不能直接处理现实世界中的具体事物，所以必须先把具体事物转换为抽象的模型，然后再将其必须先把具体事物转换为抽象的模型，然后再将其转换为计算机可以处理的数据，从而以模拟的方式转换为计算机可以处理的数据，从而以模拟的方式实现对现实世界事物的处理。实现对现实世界事物的处理。2.3.2 数据模型概念数据概念数据模型模型结构数据模型结构数据模型物理数据模型物理数据模型2.3

30、.2 数据模型概念数据模型w 有关的概念有关的概念 1、实体实体(Entity)是现实世界中存在的客观事物；是现实世界中存在的客观事物；可以是人、物、抽象的概念、事物之间的联系。可以是人、物、抽象的概念、事物之间的联系。实体有个体和总体之分。实体有个体和总体之分。 2、属性属性指实体具有的某种特性。指实体具有的某种特性。 3、主关键字（主码）主关键字（主码）唯一标识实体的属性。唯一标识实体的属性。学生学生学生：学生：学号学号、姓名、性别、姓名、性别、系、年龄系、年龄2.3.2 数据模型概念数据模型w 有关的概念有关的概念 4、联系联系分为分为:实体内部的联系、实体内部的联系、实体之间的联系实体

31、之间的联系。 A B A B A B 1:1 1:N M:N2.3.2 数据模型概念数据模型w 有关的概念有关的概念 4、联系联系分为分为:实体内部的联系、实体内部的联系、实体之间的联系实体之间的联系。 w 表示方法：表示方法：E-R图图注：联系本身也是一种实体型，可以有属性注：联系本身也是一种实体型，可以有属性 在连接线上标上联系的类型在连接线上标上联系的类型 主关键字用下划线标识主关键字用下划线标识2.3.2 数据模型概念数据模型例题：例题：假设：有假设：有5 5个实体型即学生、班级、课程、教师、参考书，它个实体型即学生、班级、课程、教师、参考书，它们分别具有下列属性：们分别具有下列属性：

32、 学生：学号、姓名、性别、年龄学生：学号、姓名、性别、年龄 班级：班级编号、所属专业系班级：班级编号、所属专业系 课程：课程号、课程名、学分课程：课程号、课程名、学分 教师：职工号、姓名、性别、年龄、职称教师：职工号、姓名、性别、年龄、职称 参考书：书号、书名、内容提要、价格参考书：书号、书名、内容提要、价格问：怎样用问：怎样用E-RE-R图表示图表示5 5个实体的属性？个实体的属性？2.3.2 数据模型概念数据模型学学 生生学学 号号年年 龄龄性性 别别姓姓 名名课课 程程学分学分课程名课程名课程号课程号班班 级级班级编号班级编号所属专业系所属专业系实体及属性图：实体及属性图：2.3.2 数

33、据模型概念数据模型教教 师师姓名姓名职工号职工号性别性别年龄年龄职称职称参考书参考书书号书号价格价格书名书名内容提要内容提要实体及属性图：实体及属性图：2.3.2 数据模型概念数据模型课课 程程参考书参考书教教 师师学学 生生班班 级级组组 成成学生人数学生人数领领 导导选选 修修成成 绩绩教教 授授111nmnmnn实体及其联系图：实体及其联系图：2.3.2 数据模型概念数据模型物资物资库存库存结算结算合同合同供货单位供货单位订货订货入库入库购进购进验收验收付款付款物资代码、名称、规格、备注物资代码、名称、规格、备注入库号、日期、货位、数量入库号、日期、货位、数量合同号、数量、金额、备注合同

34、号、数量、金额、备注单位号、单位名、地址、联系人、邮编单位号、单位名、地址、联系人、邮编结算编号、结算编号、用途、金额用途、金额经受人经受人入库号入库号结算编号、结算编号、数量、金额数量、金额结算编号、结算编号、合同号合同号数量、金额数量、金额物资代码、物资代码、单位号单位号合同号、合同号、数量、单价数量、单价1NNNNMMMN1L2.3.2 数据模型概念数据模型例：物质入库管理例：物质入库管理E-R图图2.3.2 数据模型结构数据模型w 结构数据模型将数据库中的数据按照一定的结构组结构数据模型将数据库中的数据按照一定的结构组织起来，以能反映事物本身及事物之间的各种联系。织起来，以能反映事物本

35、身及事物之间的各种联系。w 结构结构数据模型分类数据模型分类:v层次模型层次模型 用树型结构表示实体及其之间的联系用树型结构表示实体及其之间的联系 v网络模型网络模型 用网状结构表示实体及其之间的联系用网状结构表示实体及其之间的联系 v关系模型关系模型 用二维表结构来表示实体及其之间的联系用二维表结构来表示实体及其之间的联系w 结构结构数据模型分类数据模型分类:2.3.2 数据模型结构数据模型学生学生层次模型层次模型学号学号姓名姓名性别性别出生日期出生日期籍贯籍贯社会关系社会关系学籍学籍称呼称呼姓名姓名工作单位工作单位专业专业班级班级课程名课程名成绩成绩个人简历个人简历学校学校入学时间入学时间

36、毕业时间毕业时间政治面貌政治面貌个人鉴定个人鉴定学生学生课程课程网状模型网状模型学号学号姓名姓名性别性别出生日期出生日期籍贯籍贯课程号课程号课程名课程名学时学时学分学分社会关系社会关系学籍学籍称呼称呼姓名姓名工作单位工作单位专业专业班级班级个人简历个人简历成绩成绩学校学校入学时间入学时间毕业时间毕业时间政治面貌政治面貌个人鉴定个人鉴定课程号课程号成绩成绩2.3.2 数据模型结构数据模型学生学生 学号学号姓名姓名出生日期出生日期籍贯籍贯关系模型关系模型个人简历个人简历 学号学号学校学校入学时间入学时间毕业时间毕业时间政治面貌政治面貌 个人鉴定个人鉴定社会关系社会关系 学号学号称呼称呼姓名姓名工作

37、单位工作单位学籍学籍 学号学号专业专业班级班级课程课程 课程号课程号课程名课程名学时学时学分学分成绩成绩 学号学号课程号课程号成绩成绩2.3.2 数据模型结构数据模型w 关系模型的术语：关系模型的术语： 一个关系模型的逻辑结构是一张二维表，由行和列组成。一个关系模型的逻辑结构是一张二维表，由行和列组成。 概念：概念： 关系关系：表；：表； 记录记录/元组元组：行；：行； 字段字段/属性属性：列；：列； 关键字关键字/主码主码：唯一确定一个元组的属性组；：唯一确定一个元组的属性组； 域域：属性的取值范围；：属性的取值范围； 分量分量：元组中的一个属性值；：元组中的一个属性值； 关系模式关系模式：

38、对关系的描述；：对关系的描述； 关系名（属性关系名（属性1，属性，属性2，属性，属性n）2.3.2 数据模型结构数据模型实体和实体之间的联系均以关系来表示实体和实体之间的联系均以关系来表示关关 系系关系名关系名山西山西21物物 理理男男杨小东杨小东03007北京北京19计算机科学计算机科学男男张张 力力03004北京北京18数数 学学女女王王 名名03003山东山东19信信 息息女女柳柳 城城03002江苏江苏20计算机科学计算机科学男男李李 永永03001籍贯籍贯年龄年龄系系 别别性别性别姓姓 名名学学 号号属性（列）属性（列）属性名属性名元组（行）元组（行）男男女女141516整整数数字符

39、串字符串信息、数信息、数学、学、北京、北京、上海上海域域学生登学生登记表记表主主码码例：物资入库管理的关系：例：物资入库管理的关系：w 供方单位（单位号、单位名、地址、联系人、邮编）供方单位（单位号、单位名、地址、联系人、邮编）w 物资（物资代码、名称、规格、备注）物资（物资代码、名称、规格、备注）w 库存（入库号、物资代码、合同号、日期、货位、数量）库存（入库号、物资代码、合同号、日期、货位、数量）w 合同（合同号、数量、金额、备注）合同（合同号、数量、金额、备注）w 结算（结算编号、用途、金额、经受人）结算（结算编号、用途、金额、经受人）w 购进（入库号、结算编号、数量、金额）购进（入库号

40、、结算编号、数量、金额）w 付款（结算编号、合同号、数量、金额）付款（结算编号、合同号、数量、金额）w 订货（物资代码、单位号、合同号、数量、单价）订货（物资代码、单位号、合同号、数量、单价）2.3.2 数据模型结构数据模型2.3.2 数据模型物理数据模型w 物理数据模型是描述数据在存储介质上组织结构的物理数据模型是描述数据在存储介质上组织结构的数据模型，它不但与具体的数据模型，它不但与具体的DBMS有关，而且还与有关，而且还与操作系统和硬件有关，是物理层次的数据模型。操作系统和硬件有关，是物理层次的数据模型。2.3.3 关系规范化w 问题的提出问题的提出：一个企业销售记录的关系模式一个企业销

41、售记录的关系模式PEQPEQ（订单代码、（订单代码、订购日期、客户、发货日期、产品、单价、数量、雇员），订购日期、客户、发货日期、产品、单价、数量、雇员），如下表所示。如果关系模式设计得不好会带来以下问题：如下表所示。如果关系模式设计得不好会带来以下问题：冗余度高冗余度高: 如果如果“雇员雇员”与客户与客户的联系是固定的，而当该客户每的联系是固定的，而当该客户每购买一种产品时，购买一种产品时，“雇员雇员”就重就重复存放一次。复存放一次。修改问题修改问题:如果在如果在PEQ中，某客户中，某客户的联系雇员变动时，就需要对所涉的联系雇员变动时，就需要对所涉及的雇员进行修改，这不仅增加了及的雇员进行修

42、改，这不仅增加了更新代价，而且有可能造成数据的更新代价，而且有可能造成数据的不一致性。不一致性。删除问题删除问题:如果某客户暂时不需要如果某客户暂时不需要任何产品，则删除时就丢失了其所任何产品，则删除时就丢失了其所联系雇员的一些信息，而该雇员可联系雇员的一些信息，而该雇员可能在以后可能再次用到。能在以后可能再次用到。插入问题插入问题:在这个关系中，关键字由在这个关系中，关键字由“订单代码、产品订单代码、产品”组成。如果新组成。如果新增一个客户的有关数据，而所购买增一个客户的有关数据，而所购买产品未定，那么这个客户的数据无产品未定，那么这个客户的数据无法插入，因为缺少关键字其他数据。法插入，因为

43、缺少关键字其他数据。w 产生问题的原因产生问题的原因? ?v所设计的关系模式没有体现数据之间的结构所设计的关系模式没有体现数据之间的结构w 关系规范化的提出关系规范化的提出: :v规范化理论是规范化理论是E.F.CoddE.F.Codd在在19711971年提出的。以后人们为数据年提出的。以后人们为数据结构定义了五种规范化模式（结构定义了五种规范化模式（Normal FormNormal Form，简称范式）。，简称范式）。即：即：1NF1NF，2NF2NF，3NF3NF，4NF4NF，5NF5NF。v规范化理论正是用来改造关系模式，通过分解关系模式来规范化理论正是用来改造关系模式，通过分解关

44、系模式来消除其中不合适的数据依赖，以解决插入异常、删除异常、消除其中不合适的数据依赖，以解决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗余问题。更新异常和数据冗余问题。2.3.3 关系规范化2.3.3 关系规范化w 范式表示的是关系模式的规范化程度，也即满足某种约束条范式表示的是关系模式的规范化程度，也即满足某种约束条件的关系模式，根据满足的约束条件的不同来确定范式。件的关系模式，根据满足的约束条件的不同来确定范式。 在五种范式中，通常只用到前三种：在五种范式中，通常只用到前三种：范式范式条件条件第一范式（第一范式（1NF1NF） 元组中每一个分量都必须是元组中每一个分量都必须是不可分割不可分割的数据

45、项的数据项第二范式（第二范式（2NF2NF）不仅满足第一范式，而且所有非主属性不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依完全依赖赖于其主码于其主码第三范式（第三范式（3NF3NF）不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属性都性都不传递依赖不传递依赖于任何主关键字于任何主关键字例：例：下表不符合第一范式的关系下表不符合第一范式的关系教师代码教师代码姓名姓名职称职称系系电话电话研究课题研究课题研究课题号研究课题号研究课题名研究课题名11011101王一丽王一丽教授教授管理系管理系33243324500500管理信息管理信息11021102刘刘 明明副教授副教授

46、管理系管理系33243324800800金融工程金融工程12541254李爱军李爱军讲师讲师投资系投资系33413341630630电子商务电子商务2.3.3 关系规范化由非由非1NF规范化为规范化为1NF 教师代码教师代码姓名姓名职称职称系系电话电话研究课题号研究课题号研究课题名研究课题名11011101王一丽王一丽教授教授管理系管理系33243324500500管理信息管理信息11021102刘刘 明明副教授副教授管理系管理系33243324800800金融工程金融工程12541254李爱军李爱军讲师讲师投资系投资系33413341630630电子商务电子商务教师代码教师代码姓名姓名职称职

47、称系系电话电话研究课题号研究课题号11011101王一丽王一丽教授教授管理系管理系3324332450050011021102刘刘 明明副教授副教授管理系管理系3324332480080012541254李爱军李爱军讲师讲师投资系投资系33413341630630研究课题号研究课题号研究课题名研究课题名500500管理信息管理信息800800金融工程金融工程630630电子商务电子商务1NF转化为转化为2NF2.3.3 关系规范化 由由2NF规范化为规范化为3NF:教师代码教师代码姓名姓名职称职称系系研究课题号研究课题号11011101王一丽王一丽教授教授管理系管理系5005001102110

48、2刘刘 明明 副教授副教授管理系管理系80080012541254李爱军李爱军讲师讲师投资系投资系630630研究课题号研究课题号研究课题名研究课题名500500管理信息管理信息800800金融工程金融工程630630电子商务电子商务系系电话电话管理系管理系33243324管理系管理系33243324投资系投资系334133412.3.3 关系规范化练习练习：将下列关系规范化为三范式的关系：将下列关系规范化为三范式的关系2.3.3 关系规范化材料材料编号编号材料材料名称名称规格规格供应商供应商名称名称供应商供应商地址地址价格价格库存量库存量库存占库存占用资金用资金 例：例： 分解成三个分解成三

49、个2NF的关系的关系材料编号材料编号*供应商名称供应商名称*价格价格库存量库存量库存占用资金库存占用资金材料编号材料编号*材料名称材料名称规格规格供应商名称供应商名称*供应商地址供应商地址1. 材料库存材料库存2. 材料材料3. 供应商供应商2.3.3 关系规范化例：例： 因价格与库存量、库存占用资金都是非关键字，但库存因价格与库存量、库存占用资金都是非关键字，但库存量依赖于价格和库存占用资金，所以非量依赖于价格和库存占用资金，所以非3NF3NF转为第三范式：转为第三范式：去掉多余的去掉多余的“库存占用资金库存占用资金”，而在程序中加以解决即可。，而在程序中加以解决即可。材料编号材料编号*供应

50、商名称供应商名称*价格价格库存量库存量材料编号材料编号*材料名称材料名称规格规格供应商名称供应商名称*供应商地址供应商地址1. 材料库存材料库存2. 材料材料3. 供应商供应商2.3.3 关系规范化2.3.4 数据库操作w 数据库操作主要有基本表的建立与删除、数据查询数据库操作主要有基本表的建立与删除、数据查询及更改等。一般使用关系数据库标准语言及更改等。一般使用关系数据库标准语言结构结构化查询语言化查询语言SQL(Structured Query Language)SQL(Structured Query Language)来完来完成上述操作。成上述操作。2.3.4 数据库操作w 表的定义表

51、的定义CREATE TABLE|DBF CREATE TABLE|DBF NAME NAME FREEFREE （ (,) NULLNOT NULL) NULLNOT NULL CHECK CHECK ERROR ERROR 1 DEFAULT DEFAULT PRIMARY KEY|UNIQUE PRIMARY KEY|UNIQUE REFERENCES REFERENCES TAG TAG 1 NOCPTRANS NOCPTRANS ， 2 ,PRIMARY KEY ,PRIMARY KEY TAG TAG 2 |,UNIQUE |,UNIQUE TAG TAG 3 ,FORGIGN KE

52、Y ,FORGIGN KEY TAG TAG 4 REFERENCES REFERENCES TAG TAG 5 ,CHECK ,CHECK ERROR ERROR )|FROM ARRAY )|FROM ARRAY 2.3.4 数据库操作w 表的定义表的定义【例】创建数据库【例】创建数据库“XJGL.DBC”和和“学生学生1”、“成绩成绩1”、“课程课程1”三个表三个表CREATE DATA XJGLCREATE TABLE 学生学生1 (学号学号 C(8) PRIMARY KEY,姓名姓名 C(8),性别性别 C(2) DEFAULT 男男,; 出生日期出生日期 D,系别系别 C(10),

53、贷款否贷款否 L,简历简历 M,照片照片 G NULL)CREATE TABLE 课程课程1 (课程号课程号 C(3) PRIMARY KEY,课程名课程名 C(20),学时学时 N(3),学分学分 N(2)CREATE TABLE 成绩成绩1 (学号学号 C(8),课程号课程号 C(3),成绩成绩 N(5,1) CHECK ; (成绩成绩=0 and 成绩成绩=100) ERROR 成绩必须在成绩必须在0-100之间之间,; FOREIGN KEY 学号学号 TAG 学号学号 REFERENCES 学生学生1,; FOREIGN KEY 课程号课程号 TAG 课程号课程号 REFERENCE

54、S 课程课程1)2.3.4 数据库操作w 表结构的修改表结构的修改添加或修改字段添加或修改字段 ALTER TABLEALTER TABLE表名表名1 1ADD | ALTERADD | ALTERCOLUMNCOLUMN字段名字段名1 1字段类型字段类型( (长度，小数位数长度，小数位数) )NULL | NOT NULLNULL | NOT NULLCHECKCHECK逻逻辑表达式辑表达式1 1ERRORERROR字符型文本信息字符型文本信息DEFAULTDEFAULT表达式表达式1 1PRIMARY KEY | UNIQUEPRIMARY KEY | UNIQUEREFERENCES R

55、EFERENCES 表名表名2 2TAG TAG 标识名标识名1 1 NOCPTRANSNOCPTRANS 例如，在例如，在“成绩成绩1”1”表中添加一个字段：平时成绩表中添加一个字段：平时成绩 N(5)N(5) ALTER TABLE ALTER TABLE 成绩成绩1 ADD 1 ADD 平时成绩平时成绩 N(5)N(5) 例如，将平时成绩字段修改为例如，将平时成绩字段修改为 N(5,1)N(5,1) ALTER TABLE ALTER TABLE 成绩成绩1 ALTER 1 ALTER 平时成绩平时成绩 N(5,1)N(5,1)2.3.4 数据库操作w 表结构的修改表结构的修改修改或删除

56、默认值、字段有效性规则修改或删除默认值、字段有效性规则 ALTER TABLE ALTER TABLE ALTER ALTER SET DEFAULT SET DEFAULT DROP DEFAULT DROP DEFAULT SET CHECK SET CHECK DROP CHECK DROP CHECK 例如，删除例如，删除“成绩成绩1”1”表中成绩字段的有效性规则：表中成绩字段的有效性规则： ALTER TABLE ALTER TABLE 成绩成绩1 ALTER 1 ALTER 成绩成绩 DROP CHECK DROP CHECK 例如，将平时成绩字段的默认值设置为例如，将平时成绩字段

57、的默认值设置为8080： ALTER TABLE ALTER TABLE 成绩成绩1 ALTER 1 ALTER 平时成绩平时成绩 SET DEFAULT 80 SET DEFAULT 80 2.3.4 数据库操作w 表结构的修改表结构的修改删除字段、更改字段名、设置记录有效性删除字段、更改字段名、设置记录有效性规则等规则等 ALTER TABLE ALTER TABLE DROP DROP COLUMN & & 删除字段删除字段 SET CHECK SET CHECK ERROR ERROR DROP CHECK DROP CHECK & & 设置或删除记录有

58、效性规则设置或删除记录有效性规则 ADD PRIMARY KEY ADD PRIMARY KEY TAG TAG DROP PRIMARY KEY DROP PRIMARY KEY & & 设置或删除主复合索引表达式设置或删除主复合索引表达式 ADD UNIQUE ADD UNIQUE TAG TAG DROP UNIQUE TAG DROP UNIQUE TAG & & 设置或删除候选复合索引表达式设置或删除候选复合索引表达式 ADD FOREIGN KEY ADD FOREIGN KEY TAG TAG 2 REFERENCES REFERENCES TAG

59、 TAG 3 & & 设置或删除外部关键字设置或删除外部关键字 DROP FOREIGN KEY TAG DROP FOREIGN KEY TAG SAVE 4 SAVE RENAME COLUMN RENAME COLUMN TO TO & & 更改字段名更改字段名 NOVALIDATE NOVALIDATE &修改表结构时，允许违反该表的数据完整性规则修改表结构时，允许违反该表的数据完整性规则 2.3.4 数据库操作w 表结构的修改表结构的修改删除字段、更改字段名、设置记录有效性删除字段、更改字段名、设置记录有效性规则等规则等例如，将例如，将“学生学

60、生1”1”表中的表中的“学号学号”字段更名为字段更名为“学生证编号学生证编号” ALTER TABLE ALTER TABLE 学生学生1 RENAME COLUMN 1 RENAME COLUMN 学号学号 TO TO 学生证编号学生证编号例如，对例如，对“学生学生1”1”表中的表中的“姓名姓名”和和“出生日期出生日期”字段建立主索引字段建立主索引 ALTER TABLE ALTER TABLE 学生学生1 1 ADD PRIMARY KEY ADD PRIMARY KEY 姓名姓名+DTOC(+DTOC(出生日期出生日期) TAG ) TAG 姓名姓名_ _生日生日2.3.4 数据库操作w 表的删除表的删除 DROP TABLE DROP TABLE 例如，删除例如，删除“学生学生