管理信息系统技术基础-课件

管理信息系统技术基础学习内容信息技术概述

数据处理

数据库技术

计算机网络

MIS标志与MIS的基本使能技术MIS的出现,强调信息系统功能的集成与一个集成的数据库,而且有一个中心数据库与计算机网络系统是MIS的重要标志。数据库技术与网络技术是MIS的基本使能技术。这一章重点介绍这两种技术。

计算机硬件技术

计算机的产生(现代史)1945年,美国数学家冯、诺依曼博士发表《电子计算工具逻辑设计》论文,提出二进制表达方式与存储程序控制计算机构想。1946年,美国宾西法尼亚大学研制成功电子数字计算机ENIAC。重28吨,耗电150kW,占地170平米,用电子管18800个,每秒5000次加法。ENIAC(1946)掌上电脑(2000)计算机硬件技术电子计算机的发展简史第一代电子管时代(1946-1958)耗电高,体积大,定点计算,机器语言,汇编语言第二代晶体管时代(1958-1965)变集中处理为分级处理,浮点运算、高级语言第三代中小规模集成电路时代(1965-1970)存储容量大,运算速度快,几十至几百万次/秒第四代大规模集成电路时代(1971至今)向大型机与微型机两个方向发展现代计算机发展方向巨型化,微型化,网络化,智能化,多媒体化计算机硬件技术计算机的六大分类(1)巨型机世界几家公司生产,最快1、4万亿次,9千个CPU组成。Cray-1,Cray-2,Cray-3,国产银河I,银河II,银河III。小巨型机功能同巨型机相近,价格相对廉价,发展十分迅速。美国Convex公司的C系列机为其代表产品。大型机大中型企事业单位作为计算中心的主机使用,统一调度主机资源。代表产品有IBM360,370,4300等。计算机硬件技术计算机的六大分类(2)小型机能够满足部门性的需求,供小型企事业单位使用,典型产品有IBM-AS/400,DEC-VAX系列,国产太级工作站用于特别的专业领域,例如图象处理与辅助设计等。典型产品有HP-APOLLO,SUN工作站等。微型机个人或家庭使用,PC机/个人计算机,价格低廉计算机硬件技术计算机的应用领域科学研究计算密码破译,天气预报,地质勘探,卫星轨道计算过程控制机器人以及各种自动化装备,温度调节,阀门控制辅助设计/分析/制造/教学机械CAD,建筑CAD,CAE,CAM,CAI数据处理数据库管理,企业信息管理,统计汇总、办公自动化智能模拟人工智能、专家系统、自学习计算机的运算基础冯、诺依曼机具有如下基本特点计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备与输出设备五部分组成。采纳存储程序的方式,程序与数据放在同一存储器中,由指令组成的程序能够修改。数据以二进制码表示。指令由操作码与地址码组成。指令在存储器中按执行顺序存放,由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址,一般按顺序替增。机器以运算器为中心,数据传送都经过运算器计算机的运算基础诺依曼计算机的工作原理可概述为:“存储程序”+“程序控制”要点:1、以二进制表示数据与指令(程序)2、先将程序存入存储器中,再由控制器自动读取并执行输入设备控制器输出设备

CPU

存储器运算器ALU【例】数32343、43能够分解为:

3×104＋2×103＋3×102＋4×101＋3×100＋4×10-1＋3×10-2计算机的运算基础数字化信息编码的概念:

信息:数值、文字、语音、图形与图像。在计算机内一切信息必须进行数字化编码(即用二进制代码形式),才能在机内传送、存储与处理。数值的构成一个数值各位数字(数码)表示的值不仅与该数字有关,且与所在位置有关。位权位权位权位权位权位权位权基数:相邻位权之比每个数位上的数字所表示的值=该数码×位权位权:基数的i次方(i为与位置对应的自然数)

计算机的运算基础K进制数转换为十进制数位权展开法【例一】将下列数值转换为十进制数(101、01)2(205、4)8(AF、8)16

解:(101、01)2=1×22＋0×21＋1×20＋0×2-1＋1×2-2=(5、25)10(205、4)8=2×82＋0×81＋5×80＋4×8–1=(133、5)10

(AF、8)16=10×161＋15×160＋8×16-1=(175、5)10【考虑】以下数值中最大的与最小的分别是哪个？①(1234)8(1234)16(1234)5(1234)10

②(11011011)2(219)16(210)8(219)10

Windows98自带计算器(科学型)——适合于整数部份,其他进制向十进制转换时,小数部分亦可用计算机求出。*计算机的运算基础十进制数转换为K进制数计算机的运算基础十六进制与二进制相互转换法则:以小数点为界,每个八进制数对应三位二进制数,每个十六进制数对应四位二进制数。【注意】小数部分不足之处应补零【例】(2C1、D)16=(001011000001、1101)2

2C1D【例】(71、23)8=(111001、010011)2

7123【例】(1101101110、110101)2=(36E、D4)16

36ED4计算机的运算基础二进制数的简单运算(1)算术运算(加减乘除)加法:逢2进10+0=00+1=11+0=11+1=10(进位)减法:借1当20-0=01-0=11-1=00-1=1(借位)乘法:加法+移位0*0=00*1=01*0=01*1=1除法:减法+移位0÷1=01÷1=1

例一1101+10110010例二1011－101110例三1110×101111011101000110例四11010110010100100计算机的运算基础二进制数的简单运算(2)逻辑运算与运算:都是1时才为1,运算符:A∧B、A×B或A·B或运算:都是0时才为0,运算符:A∨B、A＋B非运算:0变1,1变0,运算符:A异或运算:相异为1,运算符:A∞B例:设A=1101,B=1001,求:A∧B、A∨B、A∞B、A例一A∧B1101

∧10011001例二A∨B1101

∨10011101例三A∞B1101

∞10110110例四A

A=0010计算机的运算基础字符(数码、符号、汉字)编码BCD码(二-十进制编码)

每位十进制数码用4位二进制编码表示

如25=(00100101)BCD

比较:(00100101)2=(37)10

十进制数用BCD码表示时,不能直截了当用于运算或位权展开。ASCII码(美国标准信息交换码)

常用西文字符(128个)的二进制编码(P17表1-2)(注:ASCII编码的基本与扩展字符集中共有256个字符。)每个字符用标准规定的7位二进制数表示,在机内则占一个字节(最高位为0)。

如字符“A”的ASCII码为:(01000001)2或6510、1018、4116

字符“0”的ASCII码为:(00110000)2或4810、608、3016要求:会比较ASCII字符的大小(按其ASCII码值)

空格＜0～9＜A～Z＜a～z

会推算同组字符ASCII码值,如A的ASCII值(十进制)为65计算机的运算基础字符(数码、符号、汉字)编码汉字编码(由GB2312-80规定,即国标码)

共对6763个常用汉字的二进制编码作了规定。其中:一级汉字3755个,按拼音排序(最常用字)二级汉字3008个,按偏旁部首排序(次常用字)

国标码规定每个汉字用两个七位二进制代码表示,在机内则用两个字节表示(每个字节的最高位置为1)。内码(机内码)与国标码的换算关系:如汉字“啊”,国标码为:01100000100001(即3021H)

内码则为:1011000010100001(即B0A1H)

外码(输入码):区位码、拼音码、五笔字型码等汉字点阵(汉字库,用于汉字的打印或显示)占用字节数的计算:

一个A×B点阵的汉字所占的字节数=A×B÷8

点阵越大,显示精度越好。计算机的运算基础存储估算【例】GB2312-80中一级汉字为3755个,假如每个汉字字模采纳16×16点阵,并存放在主存储器中,那么将占用存储器容量多少个字节？假设将汉字显示在屏幕上,一屏24行,每行40字,为保持一屏信息,需存储容量多少字节？解:(16×16÷8)×3755=120160字节(16×16÷8)×24×40=30720字节【例】设一软盘有300kB可用空间,若使用ASCII码存盘,则可存储英文多少个？若存放汉字,则可存储汉字多少个？解:300×1024=307200(个)300×1024÷2=153600(个)计算机的运算基础计算机程序的运行一个CPU能执行什么操作,是工程人员设计与制造时安排好的,是固定的,用户不能改变。程序是用户在使用计算机时,为要解决的问题,用一条条指令编写的指令序列。构成程序的指令在存储器中一般都是顺序存放,要破坏这种顺序性,必须由转移指令操作。计算机的运算基础计算机程序的运行指令是CPU能执行的一个基本操作。如:取数、加、减、乘、除、存数等计算机能够执行的各种不同类型指令的总与称为该机的指令系统。指令系统决定了计算机的功能。指令越多,计算机功能越强,线路也就越复杂。以下是几类基本指令:数据传送指令算术运算指令 逻辑运算指令程序控制指令输入/输出指令其他指令中央处理器微处理器一般功能进行算术逻辑运算可接收与发送数据可暂存少量数据提供控制信号对指令解码中央处理器CPU的发展(自学)辅助处理器对偶处理器并行处理器RISC处理器MMX处理器Pentium系列存储系统存储器分类存储系统主存储器只读存储器(ROM)随机存储器(RAM)存储系统二级存储器磁盘、磁带、光盘输入/输出设备输入设备键盘、扫描仪、鼠标输出设备打印机、显示器视频声音识别光与磁识别计算机软件主要内容软件操作系统程序设计语言软件的概念软件分为两类系统软件:为管理、控制与维护计算机及外设,以及提供计算机与用户界面的软件。如:OS,DBMS,各种语言编译系统等。应用软件:面向用户的、为用户服务的软件。如科学计算类软件、数据处理类软件、辅助设计类软件等。

软件发展趋势:程序设计语言向对话式、自然语言方向发展向更容易使用的多目标应用软件包发展系统软件分类:系统管理程序:用于管理计算机系统的硬件、软件与数据资源。包括操作系统、数据库管理程序、通信管理程序。系统支持程序:通过提供各种支持服务,以支持计算机系统的操作与管理。包括系统实用程序、安全管理器等。系统开发程序:帮助用户开发信息系统的应用程序。包括各种语言编译器、开发工具、辅助软件工程包等。系统软件操作系统是一台计算机最基本、最重要的软件包,它控制CPU的操作,控制计算机系统的输入/输出,资源的分配,为应用程序提供各种服务与接口。五大功能:用户界面资源管理任务管理文件管理实用程序与支持服务操作系统分类:批处理OS、分时OS、实时OS。系统软件DOS曾经是PC机上最常用的操作系统,以简单、可靠赢得了广大用户的青睐。但由于未能紧跟计算机硬件技术的发展,最终退出了历史舞台。Windows3X是PC机上最为成功的DOS扩展器,它在DOS的基础上改进了用户接口、内存管理与设备管理,增加了对多媒体的支持,实现了图形用户界面,为PC机操作系统的进一步发展打下了基础。系统软件Windows95是一个全新的32位PC机操作系统,它充分利用了PC硬件技术发展的新成果,在支持原有16位应用的基础上,把PC操作系统技术向前推进了一大步。UNIX系统经过20多年的锤炼,以高可靠性、高效率与强大的TCP/IP支持、支持并行处理与多处理器与独有的64位计算使其成为企业级应用的首选。作为UNIX风格的操作系统。系统软件LINUX秉承了UNIX系统的优秀特性,以可靠、高效与近乎为零的使用成本而成为一种重要的操作系统。NetWare以其独特的结构、良好的运行效率与强大的目录管理服务,成为PC局域网络的最主要的网络操作系统。系统软件WindowsNT继承了微软公司Windows系列操作系统的优良特性,是一种可移植性好,支持多种硬件平台,功能强大,可靠性好、灵活性高的企业级操作系统。它采纳了先进的操作系统技术,如虚存管理、优先权多任务、结构化异常处理与操作系统对象等,支持对称式多处理器,提供了Windows图形用户界面,兼容WIN32程序、16Windows程序、MS-DOS程序、POSIX程序与OS/2程序等。WindowsNT以其灵活、强大的功能与稳定可靠的性能成为了目前最为重要的操作系统之一系统软件其他系统管理软件数据库管理系统(DBMS)OracleSybaseMSSQLserver通信管理器系统支持程序程序设计语言机器语言。特点:采纳二进制代码指令随机器而异效率高,执行速度快编程繁琐,工作量大,不直观汇编语言高级语言。优点:更接近自然语言,一般采纳英语表达,便于理解、记忆、掌握。高级语言编写的程序短小,易于编写、调试。可移植性强。程序设计语言高级语言不能被计算机直截了当识别与执行,必须先翻译成用机器指令表示的目标程序。翻译的方式有两种:解释执行编译执行第四代语言(4GL)是一种十分接近英语与其他人类语言的自然语言面向对象的语言程序设计语言程序设计工具IDEMicrosoftvisualstudio、net/6、0Buildc++5、0Dephi6、0JBuild6、0PowerBuilder管理信息系统的技术基础信息技术概述

数据处理

数据库技术

计算机网络数据处理概念:把来自科学研究、生产实践与社会经济活动等领域中的原始数据,用一定的设备与手段,按一定的使用要求,加工成另外一种数据。数据处理是管理活动的最基本内容,也是MIS的基本功能。数据处理一般不涉及复杂计算,但要求处理的数据量特别大。数据处理考虑基本问题:存储方式、数据结构、数据检索。

目的:转换形式提供决策方便人们利用

数据处理内容数据收集数据转换数据的筛选、分组与排序数据的组织数据运算:算术运算与逻辑运算数据存储数据检索数据输出

数据处理发展过程人工管理时期->文件管理时期->数据库系统管理时期简单应用(1950年前)特征:无数据管理及完全分散的手工方式表现:(1)磁带外存,输入输出设备简单(2)NoOSorFMS(3)数据不独立,数据是程序组成部分,修改数据必须修改程序。数据大量重复,不能共享(4)文件系统还没有出现

文件系统(50年代后期到60年代中期)

数据库系统(60年代后期开始)

数据处理发展过程人工管理时期->文件管理时期->数据库系统管理时期简单应用(1950年前)文件系统(50年代后期到60年代中期)特征:有了面向应用的数据管理功能,工作方式是分散的、非手工的。

表现:(1)磁带、硬盘、软磁盘等外存。输入输出能力增强(2)出现OS,FMS,多用户分时系统,高级语言COBOL(3)数据程序分离(4)文件类型多样化:索引文件、链接文件、直截了当存取文件。(5)文件存取以记录为单位(6)但,数据冗余量大,数据与程序独立性仍不高。

数据库系统(60年代后期开始)数据处理发展过程人工管理时期->文件管理时期->数据库系统管理时期简单应用(1950年前)文件系统(50年代后期到60年代中期)数据库系统(60年代后期开始)背景:数据量剧增;数据共享要求;联机实时业务要求;大容量磁盘,硬件价格巨降,软件比重上升。DB出现解决了多用户、多应用共享数据要求,使数据为尽估计多的应用程序服务。特征:(1)面向全组织的复杂数据结构(2)数据冗余度小,易于扩充。(3)数据与程序独立(4)统一的数据控制功能Security&Integrity

数据处理传统的文件处理系统数据库处理系统应用程序1数据文件1应用程序2应用程序3数据文件2数据文件3用户用户用户应用程序1应用程序2应用程序3DBMS数据库中央数据库用户用户用户数据处理银行文件处理系统客户财务报表分期贷款程序帐户核对处理存款处理分期贷款处理贷款分析报告客户票据存款文件修改文件修改核对帐户核对程序分期贷款文件修改存款程序客户交易客户交易数据处理银行数据库处理系统客户交易处理数据库管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、、查询数据处理传统的文件处理系统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,缺少灵活性数据库管理系统完善的数据字典与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处理---数据组织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数据处理---数据组织数据组织的相关概念数据项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。主键:能惟一地标志某记录的数据项。功能是用来鉴别与搜索记录。

文件相关(同类)记录的集合称为文件。全体-个体-属性==文件-记录-数据项

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。数据处理---数据组织数据组织数据结构逻辑结构:线性结构;非线性结构物理结构:顺序存储;链接存储;索引存储;散列存储数据文件顺序文件索引文件直截了当存取文件数据库基于层次结构的数据库IMS:InformationManagementSystem基于网状结构的数据库关系数据库数据处理—数据组织数据结构:是数据的存储结构以及在此结构上的运算与操作。

逻辑结构:指数据之间的逻辑关系

线性结构(线性表、栈、队列、串)

非线性结构(树、图)

物理结构:指数据元素在计算机存储器中的存储方式

顺序存储链接存储索引存储散列存储

同一种的逻辑结构依照不同的存储方式能够得到不同的数据结构。如:顺序表结构、链接表结构。逻辑结构与存储方式的对应关系称为:映象。

数据处理—数据组织几种重要的数据结构指针与链:结点(node),直截了当前趋,直截了当后继。单向链、双向链

线性表:仅习惯于经常进行检索、数据不经常变动的情形。链表。

树:结点之间有分支的、层次关系的结构。

数据处理—数据文件数据文件的组织方式

顺序文件索引文件直截了当存取文件(散列文件)数据文件的操作

建立、修改、删除记录、排序、更新、检索、计算、显示与打印

数据处理—数据文件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张三456870002李四645870003王五587870004孙六676870005钱七565………………12345……文件记录物理设备关键字值相对磁道数据处理—数据文件顺序文件特点:存取第I个记录,必须先存取前面的第I-1个记录插入记录只能加在末尾优点:连续批量存取速度快缺点:插入、删除记录时需要耗费大量的时间数据处理—数据文件索引文件具有索引表的文件称为索引文件索引文件主文件索引表数据记录区索引区记录原始信息记录关键字+记录地址组成映射加工数据处理—数据文件索引文件在记录数目特别庞大时,索引表也特别大,一个物理块估计容纳不下,查索引表估计要多次访问外存。解决方法如下:索引文件→索引表→查找表→第二查找表→第三查找表优点:能够保证记录地址的唯一性,不产生重号,存取机制简单缺点:索引表要占用存储空间。如采纳静态索引技术,每次修改都要重新索引,效率十分低下。数据处理—数据文件直截了当存取文件(散列文件)三种方式直截了当地址法把存放某一记录的地址作为该记录的鉴别键的值(简称键号)优点:存取机制简单,使用方便,可不能产生重号缺点:把记录的存储地址作为鉴别键,不易记忆相对键法杂凑法数据处理—数据文件直截了当存取文件(散列法)直截了当地址法相对键法提供一个算法,对记录的键号进行计算,求出相应的记录地址DRK=f(K)K:键号,RK:记录,DRK:地址学生证号:000~999,每个人的记录长度:100bytes,DRK=K*100+Memory_Start_Position优点:搜索一条记录只经过一次简单计算,搜索时间短,处理速度快缺点:若存在空号,则造成外存浪费;必须占用连续物理地址,不能充分利用存储碎块杂凑法数据处理—数据文件直截了当存取文件(散列法)杂凑法利用杂凑函数,把键号转换为相应的地址,达到节约物理空间的目的一种典型的杂凑函数算法:质数除余法M:所需存储单元数,如M=5000确定一个接近M的质数P,如P=4999杂凑函数:H(K)=K-int(K/P)*P。K:键号,H(K)对应地址,0≤H(K)≤M-1H(10000)=2,H(50000)=10,H(11349)=1351H(16384)=1351碰撞解决方法:溢流法。利用两个表来储存记录的键号:主表与溢流表,当一个记录要加入文件时,先将其键号按杂凑函数算法计算得主表的储存地址,假如主表的该地址已存有信息,则表示发生碰撞现象。这时,可将此记录的键号存入溢流表中,以链地址指明溢流表存储单元的地址。假如这个单元也已占满可指向溢流表的其他单元。优点:存取速度快,节约存储空间缺点:不易找到好的算法,存在碰撞时会延长存取时间数据处理—数据文件直截了当存取文件(散列文件)优点:文件随机存取,记录不需排序,存取速度快,修改方便。缺点:不能进行顺序存取,只能按关键词随机存取。另外,经多次插入、删除后,估计会造成文件结构不合理,这时需对文件进行重组数据处理—数据文件几种文件组织方式的比较文件组织方式

使用效果文件大小查找速度文件活动率文件易变性响应时间复杂度对软件要求对顺序处理效率对直接存取效率顺序存取文件很好不能处理无限制慢大高长中低索引顺序文件好好中等较快中中中高中直接存取文件不能处理很好有限制快一般不高短低高数据处理—数据文件举例记录地址学号姓名成绩A870005张三456B870002李四645C870001王五587D870004孙六676E870003钱七565主关键字(学号)记录地址870001C870002B870003E870004D870005A主文件索引表关键字学号与学生记录地址的对应表数据处理—数据文件链表文件链表组织是信息系统中一种常用的逻辑组织形式。用指针建立许多不同的逻辑联系,以适合多变情况下文件记录的检索。记录的指针在文件组织中是用一个指针项来表示的,这个指针项的内容就是指向下一个相关记录的地址。信息链的链头指向第一个逻辑记录的入口地址,从链头开始,顺序扫描,就可获取文件中具有该特征的全部数据记录。记录记录记录记录^入口账务数据文件记录地址职工号姓名部门编号工作年限透支额度/%A1111ANAMS-JOHNDT40B1121SMITH-IVANNW11100C1981MORALES-JOSEDT23200D2014SMITH-ELOSEDT20E2084JONES-JANENW30F2918MORGAN-BILLNW40G3001ADAMS-ELMEREA16100H3101BONES-IGORDT70I3241KINKO-BOBEA15100J3358GRANCE-TEDDT12100K3861GREEN-EDNE90L3871BROWN-JOENE18100若要将部门号相同的所有记录链接起来,需要在部门编号数据项后面加一个部门指针项。记录地址职工号姓名部门编号部门指针工作年限透支额度/%DT入口→A1111ANAMS-JOHNDTC40NW入口→B1121SMITH-IVANNWE11100C1981MORALES-JOSEDTD23200D2014SMITH-ELOSEDTH20E2084JONES-JANENWF30F2918MORGAN-BILLNW∧40EA入口→G3001ADAMS-ELMEREAI16100H3101BONES-IGORDTJ70I3241KINKO-BOBEA∧15100J3358GRANCE-TEDDT∧12100NE入口→K3861GREEN-EDNEL90L3871BROWN-JOENE∧181004个部门的雇员信息链是DA(A,C,D,H,J)、NW(B,E,F)、EA(G,I)、NE(K,L)管理信息系统的技术基础信息技术概述

数据处理

数据库技术

计算机网络数据库技术数据库系统的产生数据库是以一定组织方式存储在一起的相关数据的集合,它能以最佳的方式,最少的数据冗余为多种应用服务,程序与数据具有较高的独立性。1969年IBM基于层次结构InformationManagementSystem1970年左右美国数据系统语言委员会基于网状结构DBTG数据库任务组1970年IBMSanJose研究实验室的E、F、Godd关系数据库数据库技术层次模型与网状模型示意图关系模型:用二维表表示实体与实体之间联系的模型(后面详述)ABCDEF数据库技术关系模型用二维表表示实体与实体之间联系的模型。仓库号城市面积WH1北京370WH2上海500WH3广州200仓库器件号器件名称P1显示卡P2声卡P3解压卡P4散热风扇仓库号器件号数量WH1P2675WH1P3250WH1P4340WH2P1280WH2P2200WH2P4270WH3P2330WH3P1330器件库存器件仓库库存数据库技术关系模型以关系代数与关系演算的理论为基础,把客观世界的事物及其联系抽象为元组的集合,成为数据库系统中的基础数据模型

几个重要概念关系:一个关系对应于一张二维表元组:表中一行称为一个元组属性:表中一列称为一个属性。给每列起一个名即为属性名。主码(PrimaryKey,也称主关键字)域。属性的取值范围分量。元组中的一个属性值关系模式。对关系的描述,用关系名(属性1,属性2,…属性n)来表示。例如,库存(仓库号,器件号,数量)仓库(仓库号,城市,面积)

数据库技术数据库系统的构成硬件(计算机系统)软件(DBMS)数据集合(数据库)人员(三类)数据库管理员:integrity、security系统程序员:设计DBMS的人员用户应用程序员:负责编制与维护应用程序。专门用户:通过交互方式进行信息检索与补充信息的用户参数用户:与数据库的交互作用是固定的、有规则的人。售货员、订票员。数据库技术四个世界假设理论现实世界:人们头脑之外的客观世界观念世界:信息世界。现实世界在人们头脑中的反映。客观世界在观念世界中被称为实体。数据世界:信息世界中信息的数据化。计算机世界:数据经过编码、加工后的世界数据库设计的步骤用户需求分析概念结构设计:E-R模型,3NF关系群模型逻辑结构设计:将概念模型转变为某DBMS支持的数据模型物理结构设计:设计存储结构与存取方法数据库技术四个世界与DB设计步骤现实世界信息世界数据世界用户需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计E-R图数据模型概念结构设计逻辑结构设计计算机世界数据库技术实体联系模型(E-R模型)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DBMS的数据模型信息世界认识选择描述现实世界E-R模型数据库技术E-R图描述现实世界的概念模型实体(entity):人、物;事物本身、事物联系

属性(attribute,property)联系(relation):实体内部联系;实体之间的联系

一对一联系:系-系主任一对多联系:教研室-教师多对多联系:教师-学生实体集属性联系集线段数据库技术E—R图设计原则真实性原则幸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、参照完整性约束数据库技术E-R模型设计步骤搜集资料分析资料,抽取本质信息,忽略次要信息,利用分类、聚集、概括等方法抽象出实体,并一一命名依照实体的属性来描述它们之间的关系。

数据库技术E-R图绘制图书作者写作出版社类别页数ISBN书名姓名出生地身份证号定稿时间价格包含实体集“图书”与“作者”的E—R图数据库技术E—R图向关系数据模型的转换E—R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。关于“联系集”,依照联系方式不同,采取不同手段以使被它联系的实体所对应的关系相互实现某种联系。数据库技术E—R图向关系数据模型的转换转换过程示意图E-R图关系模型DBMS数据库技术E—R图的转换将E-R图转换成相应的表表是行与列的集合,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与属性的命名规则属性名与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数据库技术转换举例一厂长号姓名年龄厂长厂号厂名地点工厂管理11厂长(厂长号,厂号,姓名,年龄)工厂(厂号,厂名,地点)数据库技术转换举例二仓库号地点面积仓库货号品名价格产品存放1n仓库(仓库号,地点,面积)产品(货号,品名,价格,仓库号,数量)数量将1方的主关键字加入到多方中,作为多方的一个属性。数据库技术转换举例三学号姓名年龄学生课程号课程名学时数课程学习nn学生(学号,姓名,年龄)课程(课程号,课程名,学时数)成绩学习(学号,课程号,成绩)关于m:n的联系,将联系转化为一个关系,该关系的关键字由两个实体的关键字组合在一起构成,并附上联系的属性数据库技术数据库设计规范化——范式理论篇必要性: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。现在建立一个描述学校教务的数据库,该数据库涉及的对象包括学生的学号(Sno),所在系(Sdept),学生住处(Sloc),课程号(Cno)与成绩(Grade)。现实世界的已知事实(语义)告诉我们:一个系有若干学生,但一个学生只属于一个系一个系的学生在同一个宿舍楼居住一个学生能够选修多门课程,每门课程有若干学生选修每个学生学习每一门课程有一个成绩。关系模式的一个实例SnoSdeptSlocCnogradeS1计算机系S5C195S2计算机系S5C190S3计算机系S5C188S4计算机系S5C170S5计算机系S5C178S6计算机系S5C185范式是符合某一种级别的关系模式的集合关系数据库中的关系必须满足一定的要求。满足不同程度要求的为不同范式范式的种类:

第一范式(1NF)

第二范式(2NF)

第三范式(3NF) BC范式(BCNF)

第四范式(4NF)

第五范式(5NF)数据库技术各种范式之间存在联系:某一关系模式R为第n范式,可简记为R∈nNF。一个低一级范式的关系模式,通过模式分解能够转换为若干个高一级范式的关系模式的集合,这种过程就叫规范化

数据库技术1NF的定义 假如一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本数据项,则R∈1NF第一范式是对关系模式的最起码的要求。不满足第一范式的数据库模式不能称为关系数据库然而满足第一范式的关系模式并不一定是一个好的关系模式数据库技术数据库技术第一范式1NF:假如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(FirstNormalForm,即1NF)。姓名地址省市街道邮编甲江苏南京卫岗210095关系模式的一个实例SnoSdeptSlocCnogradeS1计算机系S5C195S2计算机系S5C190S3计算机系S5C188S4计算机系S5C170S5计算机系S5C178S6计算机系S5C185[例]关系模式S-L-C(Sno,Sdept,Sloc,Cno,Grade)Sloc为学生住处,假设每个系的学生住在同一个地方函数依赖包括:

(Sno,Cno)FGradeSno→Sdept(Sno,Cno)PSdeptSno→Sloc(Sno,Cno)PSlocSdept→Sloc数据库技术S-L-C的码为(Sno,Cno)S-L-C满足第一范式。非主属性Sdept与Sloc部分函数依赖于码(Sno,Cno)SnoCnoGradeSdeptSlocS-L-C数据库技术S-L-C不是一个好的关系模式(1)插入异常(2)删除异常(3)数据冗余度大(4)修改复杂S-L-C不是一个好的关系模式原因两种非主属性:Grade,完全函数依赖于码Sdept、Sloc部分函数依赖于码。解决方法

S-L-C分解为两个关系模式,以消除这些部分函数依赖 SC(Sno,Cno,Grade)

S-L(Sno,Sdept,Sloc)函数依赖图:SnoCnoGradeSCS-LSnoSdeptSloc关系模式SC的码为(Sno,Cno)关系模式S-L的码为Sno如此非主属性对码都是完全函数依赖

2NF的定义 定义

若R∈1NF,且每一个非主属性完全函数依赖于码,则R∈2NF。 例:S-L-C(Sno,Sdept,Sloc,Cno,Grade)∈1NFS-L-C(Sno,Sdept,Sloc,Cno,Grade)∈2NF SC(Sno,Cno,Grade)∈

2NF S-L(Sno,Sdept,Sloc)∈

2NF采纳投影分解法将一个1NF的关系分解为多个2NF的关系,能够在一定程度上减轻原1NF关系中存在的插入异常、删除异常、数据冗余度大、修改复杂等问题。将一个1NF关系分解为多个2NF的关系,并不能完全消除关系模式中的各种异常情况与数据冗余。3NF的定义

定义

关系模式R<U,F>

中若不存在如此的码X、属性组Y及非主属性Z(ZY),使得X→Y,Y→Z成立,

Y→X,则称R<U,F>∈3NF。若R∈3NF,则每一个非主属性既不部分依赖于码也不传递依赖于码。例:2NF关系模式S-L(Sno,Sdept,Sloc)中函数依赖:

Sno→SdeptSdept→SnoSdept→Sloc

可得:

Sno—→Sloc,即S-L中存在非主属性对码的传递函数依赖,S-L∈3NF传递函数依赖图:S-LSnoSdeptSloc解决方法采纳投影分解法,把S-L分解为两个关系模式,以消除传递函数依赖: S-D(Sno,Sdept)

D-L(Sdept,Sloc)S-D的码为Sno,D-L的码为Sdept。分解后的关系模式S-D与D-L中不再存在传递依赖S-D的码为Sno,D-L的码为SdeptSnoSdeptS-DSdeptSlocD-LS-L(Sno,Sdept,Sloc)∈2NFS-L(Sno,Sdept,Sloc)∈3NFS-D(Sno,Sdept)∈3NFD-L(Sdept,Sloc)∈3NF采纳投影分解法将一个2NF的关系分解为多个3NF的关系,能够在一定程度上解决原2NF关系中存在的插入异常、删除异常、数据冗余度大、修改复杂等问题。将一个2NF关系分解为多个3NF的关系后,仍然不能完全消除关系模式中的各种异常情况与数据冗余。关系的规范化1、假如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(FirstNormalForm,即1NF)。如可分代表有进一步的关系存在。

2、假如一个关系模式属于1NF,同时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。否则会引起数据冗余与更新异常。

3、假如一个关系模式属于2NF,同时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)。否则会引起数据冗余与更新异常。数据库技术适当的规范化规范化程度越高数据冗余更新异常连接运算时间查询时间效率数据库技术数据库的操作基本表的建立与删除建立表:Createtable修改表:Altertable删除表:Droptable数据查询Select数据更新数据修改:Update数据删除:Delete数据插入:Insert示例Insertintogzzu(dm,xm,bm,jbgz,fjgz,ff)values(dm1,xm1,“01”,jbgz1,50,ff1)Updategzzusetxm=“李晓明”,jbgz=500Deletefromgzzuwherexm=“李晓明”Selectdm,xm,bm,jbgzfromgzzuwherebm=“01”数据库设计案例某学院教学管理数据库模型设计(1)设计“系与教师关系”的分E-R图该学院下设4个系:管理工程系,工商管理系、会计系与经济贸易系。每个系有一个系主任主管该系工作。该学院聘请了一定数量的专职教师。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。(2)设计“学生与课程关系”的分E-R图学院每年招收新生,分配到各专业。则将学生设为一个实体,学院制定教学计划,设置多项课程。则将课程设为一个实体学生依照专业要求,每年学习多门课程,每门课程被多个学生选读。学生必须参加考试,获取成绩。因此,成绩属于学生与课程发生联系后产生的属性。数据库设计案例(3)设计“教师与课程关系”的分E-R图教师在教学活动中与课程发生联系。一个教师能够教授多门课程,一门课程能够由多个教师讲授。教师授课任务完成后,将被学生与院方评估。数据库设计案例数据库设计案例(4)建立教学管理总E-R图数据库设计案例(5)将学员“教学管理”E-R图所描述信息世界中的概念模型转化为计算机上由关系型DBMS支持的关系数据模型系(系代号,系名称,系主任姓名,办公地点,电话)教师(教师编号,教师姓名,专业特长,系代号)学生(学号,姓名,性别,年龄,系代号)课程(课程号,课程名,学分)学习(学号,课程号,成绩)教学(教师编号,课程号,授课班评估,学院评估)数据库设计案例管理信息系统的技术基础信息技术概述

数据处理

数据库技术

计算机网络计算机网络计算机网络是个特别复杂的系统。连接在网络上的两台计算机要相互传送文件,在两台计算机之间必须有一条传送数据的通路是远远不够的。1、发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活2、要告诉网络如何识别将要接收数据的计算机3、发起通信的计算机必须查明对方计算机是否差不多准备好接收数据4、发起通信的计算机必须弄清楚,在对方计算机中的文件管理程序是否差不多做好了文件接收与存储文件的准备工作5、若计算机的文件格式不兼容,则至少其中一台计算机应完成格式转换功能6、对出现的各种差错与意外事故,如数据传送错误、重复或丢失,网络中某个结点交换机出故障等,应当有可靠的措施保证对方计算机最终能够收到正确的文件通信与网络主要内容通信系统通信部件及其功能通信网络的分类与应用通信管理通信系统通信的定义利用通信设备与线路将地理位置不同的,功能独立的多个计算机系统互联起来,以功能完善的网络软件(即网络通信协议、信息交换方式及网络操作系统)实现网络中资源共享与信息传递的系统。几个重要概念网络介质协议节点:网络中某分支的端点或网络中若千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计算机网络澄清几个概念有没有完善的协议？占据东边与西边两个山顶的蓝军与驻扎在这两个山之间的山谷的白军作战。其力量对比是一个山顶的蓝军打只是白军,但联合可打败白军。东边蓝军拟于次日正午向白军发起攻击。请您设计一个协议,以实现双方协同作战。光纤与铜缆谁的传输速度快？东边蓝军拟于次日正午向日军发起攻击,因此用计算机发送电文给西边的友军,但通信线路特别不行,电文出错或丢失的估计性比较大。因此要求收到电文的友军必须送回一个确认电文。但此确认电文也估计出错或丢失。试问能否设计出一种协议使得两个山顶的蓝军能够实现协同作战因而一定(即100%而不是99、999%)取得胜利。通信系统远程通信模型远程通信是指以一定的形式,如语言、数据、文本与图象,使用电或者光的介质,从一个地方发送到另一个地方。数据通信是更专门的定义,指的是数据的传送。远程通信的基本组成:终端远程通信处理器(调制解调器、路由器)远程通信信道与介质(双绞线、同轴电缆、光纤、微波、卫星、红外线)计算机网络通信控制软件、、微机(甲地)、、远程通信处理器远程通信信道与介质计算机(远程通信软件)传输介质——双绞线(Twistedpaircable)分屏蔽双绞线(STP)与介质为非屏蔽双绞线(UTP),其中屏蔽双绞线具有