第3章 管理信息系统的技术基础课件

主讲人：黄继平Tel:E_mail：管理信息系统1第3章管理信息系统的技术基础1

本章教学目的2

数据处理3

数据库技术4

计算机网络第3章管理信息系统的技术基础2第3章管理信息系统的技术基础了解MIS的信息技术基础掌握数据组织（数据结构、数据文件）掌握数据库的设计及E-R模型、数据库操作数据处理数据库技术（基本概念、数据库设计的主要内容、实体联系模型（E-R模型）、数据库操作）计算机网络（局域网技术、网际互联——Internet技术）B/S与C/S模式的主要区别与应用1教学目的3第3章管理信息系统的技术基础引言数据库显示世界漂浮在失窃的核原料中

2001年9月11日,恐怖份子攻击了纽约与华盛顿特区，使人们更加忧虑可用作武器的核原子料也许落入了歹徒手中。在2002年3月,斯坦福大学国际研究所的参访学者LyudmilaZaitseva评论说:“我们只能猜测这些遗失核原料的去向,而且不能确定是在伊拉克、伊朗、朝鲜、基地组织或是真主党手中”。

4第3章管理信息系统的技术基础

此问题开始于10年前的苏联崩解，从那时起，有识之士就表达了对于这些没有妥善保护与管理的核原料的担忧，没有人知道哪些原料遗失了，也不知道这些原料在哪里。在近几个月的斯坦福大学战略安全计划开始收集哪些核原料失踪与发生了什么事。“缺乏信息令人无所适从”，一名资深的武器控制谈判员表示，“我们尝试要问的是：事实是什么？”5第3章管理信息系统的技术基础

关于被窃辐射源数据来自两个现存的非机密数据库，其他数据来自于政府与地区媒体报道，战略安全计划评估了每种来源的正确度与可能性。这些数据储存在数据库中，DBMS的安全性可以用来限制只有核准的研究员可以使用。数据库含有违法获得武器级核原料与医疗材料的数据，他们可能已经遗失、误失甚至遭丢弃，因而可能引起健康和安全威胁。6第3章管理信息系统的技术基础

通过把关于遗失、误置与遭窃核原料的数据整合成一个数据库，分析人员可以更广泛与精准地了解这些捉摸不定的核原料所引起问题的严重性。

Zaitseva指出，至少有88磅（40公斤）的可用于制作武器的铀与钸被从前苏联缺乏保护的核设施中盗出，其中大多数已陆续被找回，但仍有从反应炉中偷走的4.4磅高浓度铀失踪。有一些从刚果研究反应炉中消失的燃料棒，之后又出现在意大利，据称落于黑手党手中，但其他的仍无法追踪。7第3章管理信息系统的技术基础战略安全计划主任解释说：“知道位于何处是取回的第一步。”关于这一点的研究已经发现了某些重要的原料是从哪里运走的，但还不知道运往何处。研究仍在继续，而信息被严密地保护于重重防护的数据库中。思考：

使用数据库追踪遭窃或遗失的核原料有什么优点？ 从本案例中我们体会到了什么？8第3章管理信息系统的技术基础2.1数据处理的概念2.2数据的组织2数据处理

9第3章管理信息系统的技术基础

信息技术是管理信息系统的基础，它是计算机硬件技术、软件技术及通信技术的总称。

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，用一定的设备和手段，按一定的使用要求，加工成另一种形式的数据的过程。2.1数据处理的概念10第3章管理信息系统的技术基础（一）数据处理的主要目的：

1.把数据转换成便于观察分析、传递或进一步处理的形式；（如将数字信息转换为更直观的图形信息，图象的三维重建等）2.1数据处理的概念11第3章管理信息系统的技术基础（一）数据处理的主要目的：

1.把数据转换成便于观察分析、传递或进一步处理的形式；（如将数字信息转换为更直观的图形信息，图象的三维重建等）

2.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；（如战争中的情报分析处理）2.1数据处理的概念12第3章管理信息系统的技术基础（一）数据处理的主要目的：

1.把数据转换成便于观察分析、传递或进一步处理的形式；（如将数字信息转换为更直观的图形信息，图象的三维重建等）

2.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；（如战争中的情报分析处理）

3.科学地保存和管理已经过处理的大量数据，以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。（数据的合理分类与存储，方便信息的查询）

2.1数据处理的概念13第3章管理信息系统的技术基础

人们需要用数据来进行决策和采取行动。如果这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。2.1数据处理的概念14第3章管理信息系统的技术基础（二）数据处理的基本内容：（以新产品开发市场信息为例）

1.数据收集：根据系统本身的需求和用户的需要收集相关的数据；（市场信息）

2.数据转换：为了使收集的信息适用于计算机处理，要设计各种代码来描述自然界中的各种实际数据；（数据的录入）

3.数据的筛选、分组和排序:目的是保存和使用有用的信息；（使用正确的信息）

4.数据的组织：将具有某种逻辑关系的一批数据组织起来，按一定的存储表示方式配置在计算机的存储器中，既数据的存储结构；（如共享数据库）15第3章管理信息系统的技术基础（二）数据处理的基本内容：（以新产品开发市场信息为例）

5.数据的运算：包括算术运算和逻辑运算；（数据处理——产品价格的确定）

6.数据存储：（数据的长期使用）

7.数据检索：

8.数据输出:（辅助管理与决策）数据处理是管理活动的最基本内容，也是管理信息系统的基本功能。

16第3章管理信息系统的技术基础2.1数据处理的概念2.2数据的组织2数据处理

17第3章管理信息系统的技术基础

在管理信息系统中，大量数据以一定的行式存放在各种存储介质中，数据的组织方式及内在联系的表示方式决定着数据处理的效率，因而设计数据结构是数据处理工作的主要内容之一。2.2数据的组织18第3章管理信息系统的技术基础2.2.1数据结构相关概念数据结构：是指数据的存储结构及在此结构上的运算或操作。数据结构严格的又分为数据的逻辑结构和物理结构。数据的逻辑结构：是指数据间的逻辑关系，它包括两大类：线性结构：如线性表、栈、队列及串等；非线性结构：如树和图等。19第3章管理信息系统的技术基础2.2.1数据结构相关概念数据结构：是指数据的存储结构及在此结构上的运算或操作。数据结构严格的又分为数据的逻辑结构和物理结构。数据的物理结构：又称存储结构，是指数据元素在计算机存储器中的存储方式，它分为以下四种：顺序存储链接存储索引存储散列存储20第3章管理信息系统的技术基础

同一逻辑结构采用不同存储方式（物理存储结构）可以得到不同的数据结构，对于给定的逻辑结构，需要寻找一种恰当的与其对应的存储结构，以便在计算机中存储，通常把这种对应关系称为映象。

逻辑数据记录物理存储方式顺序文件索引文件链表文件倒排文件顺序映象关系21第3章管理信息系统的技术基础在信息系统中,数据组织一般采用文件组织和数据库组织。（以学生文件为例讲解相关概念）数据文件：为了某一特定目的而形成的同类记录的集合；记录：文件中可存取的最小单位,它由若干数据项构成；数据项：是文件中可使用的最小单位；主键：记录中能唯一地标识该记录的数据项（如学号）副键：记录中不是主键的数据项（如年龄、所在系等）鉴别键：主键和副键统称为鉴别键。文件系统：是负责存取和管理文件的软件，它利用磁盘、磁带等大容量的外存设备作为存放文件的存储器，用户可以把一批数据定义成一个文件，通过文件系统命名，实现对文件的按名存取。2.2.2数据文件数据文件的概念22第3章管理信息系统的技术基础文件系统是数据处理的主要方式，特别适合单项业务系统使用（如库存等管理系统），是现代数据库系统的基础。

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

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23第3章管理信息系统的技术基础数据文件的操作：包括以下操作：(以SQL语言为例)

（1）数据文件的建立（CreateTable..）（2）数据文件的修改(AlterTable..)

（3）数据文件中记录的删除(DeleteFrom..)

（4）数据文件的排序(Sort..)

（5）数据文件的更新(Update..)

（6）数据文件的检索(SelectFrom..)

（7）数据文件的计算、显示和打印

数据文件的操作24第3章管理信息系统的技术基础数据库在文件系统中，文件由记录构成，数据的存取以记录为单位。文件系统的结构仅限于记录内部，因而只能适用于单项应用的场合。（如文件系统中无法反映学生表和课程表之间的选课关系）对于一个组织的管理信息系统而言，不仅要考虑某个应用的数据结构，而且要考虑全局的数据结构。为了实现整个组织数据的结构化，就要求在数据组织结构中不仅能够描述数据本身，而且要能描述数据之间的关系。因而在复杂的应用中，应采用数据库组织数据。2.2.3数据库25第3章管理信息系统的技术基础3.1数据库的产生与构成3.2数据模型3.3关系的规范化3.4数据库操作3.5数据库保护3数据库技术26第3章管理信息系统的技术基础

（一）数据库系统的产生数据库的定义：数据库是以一定的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，程序和数据具有较高的独立性。

3.1数据库系统的产生和构成27第3章管理信息系统的技术基础

（一）数据库系统的产生

数据库技术的发展阶段：层次结构的数据库管理系统:在数据库中定义满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点；根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。3.1数据库系统的产生和构成28第3章管理信息系统的技术基础网状结构的数据库管理系统:在数据库中，把满足以下两个条件的基本层次联系集合称为网状模型：允许一个以上的结点无双亲；（没有层次模型中的根结点）一个结点可以有多于一个的双亲。3.1数据库系统的产生和构成29第3章管理信息系统的技术基础1970年，IBM公司SanJose研究实验室研究员E.F.Codd发表了题为“大型共享数据库数据的关系模型”论文，提出了数据库的关系模型，开创了关系方法和关系数据研究，为关系数据库的发展奠定了理论基础。20世纪80年代以来，几乎所有新开发的数据库系统都是关系型的。3.1数据库系统的产生和构成30第3章管理信息系统的技术基础（二）数据库系统的构成

数据库系统：是由计算机系统、数据库、数据库管理系统和有关人员组成的具有高度组织的总体。它的主要组成部分有：计算机系统：指用于数据库管理的计算机硬软件及网络系统；（是DB的运行基础）数据库：既有存放实际数据的物理数据库，也有存放数据逻辑结构的描述数据库；3.1数据库系统的产生和构成31第3章管理信息系统的技术基础数据库管理系统（DBMS）：是一组对数据库进行管理的软件，通常包括：数据定义功能（如CREATETABLE）；数据操纵功能（如数据查询SELECT等）数据库的运行管理（如数据库的并行控制等）数据库的建立和维护功能（如数据库的恢复和初始数据的录入等）3.1数据库系统的产生和构成32第3章管理信息系统的技术基础人员：1）数据库管理员(DBA)：负责建立和维护模式，提供数据的保护措施和编写数据库文件（关心数据库的逻辑结构）2）系统程序员：是设计数据库管理系统的人员（关心数据库的物理实现）3）用户：应用程序员：负责编制和维护应用程序专门用户：指进行信息检索和补充信息的用户参数用户：指那些与数据库的交互作用是固定的、有规则的人。如订票员等（只能查询不能修改数据库）3.1数据库系统的产生和构成33第3章管理信息系统的技术基础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）逻辑模型（模式）DBMSOS子模式/概念模式映射A子模式/概念模式映射B模式/内模式映射34第3章管理信息系统的技术基础数据库设计的主要内容

从客观事物到信息，再到数据，是人们对现实世界的认识和描述过程，这里经过了三个世界（或称领域）：

1．现实世界：指人们头脑之外的客观世界，它包含客观事物及其相互联系；（如学生和课程）

2．观念世界：又称信息世界，是现实世界在人们头脑中的反映。客观事物在观念世界中称为实体，为了反映实体与实体的联系，可采用实体联系模型（E-R模型）；（学生实体的描述—-实体及其属性；学生实体与课程实体的联系）

3．数据世界：是信息世界中信息的数据化。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。（既将观念世界中信息转换为计算机能够处理的形式，如学生关系：

CREATETABLESTUDENT..35第3章管理信息系统的技术基础36第3章管理信息系统的技术基础

与人们对现实世界的认识和描述过程相对应，数据库设计的内容也分为以下四个阶段：1．用户需求分析：分析用户需求，收集各种数据；（认识现实世界）2．概念结构设计：根据用户需求设计的数据库模型，所以称它为概念模型。概念模型一般用实体联系模型（E-R模型）表示；（观念世界的描述）3．逻辑结构设计：是将概念模型转换成某种数据库管理系统（DBMS）支持的数据模型；（如关系模型；属于数据世界）4．物理结构设计：是为数据模型在设备上选定合适的存储结构和存取方法（是逻辑结构设计的具体物理实现；属于数据世界）37第3章管理信息系统的技术基础

下面重点介绍实体联系模型和数据模型（既概念结构设计和逻辑结构设计）38第3章管理信息系统的技术基础3.1数据库的产生与构成3.2数据模型3.3关系的规范化3.4数据库操作3.5数据库保护3数据库技术39第3章管理信息系统的技术基础汽车模型地图沙盘汽车调度模型。。。什么是模型?模型的概念：对现实世界事物特征的模拟和抽象就是这个事物的模型。40第3章管理信息系统的技术基础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。

为什么要建立数据模型?真实地反映现实世界；易被人理解；便于在计算机上实现；41第3章管理信息系统的技术基础

概念模型是按用户的观点对数据和信息建模，反映的是现实世界中的事物及其相互联系，与此有关的概念有：

1.实体（Entity）：是观念世界中描述客观事物的概念。实体可以是人，物或抽象的概念；

2.属性：指实体具有的某种特性，属性用来描述一个实体；

3.联系:现实世界的事物总是存在着这样或那样的联系（如动物世界中的食物链）,这种联系必然要在信息世界中得到反映。3.2.1概念模型42第3章管理信息系统的技术基础

在信息世界中，事物之间的联系可分为两类:实体内部的联系：如组成实体的各属性之间的关系（如学生实体中的领导与被领导联系）实体之间的联系：（如教师实体与学生实体之间的联系）3.2.1概念模型43第3章管理信息系统的技术基础实体有个体和总体之分：

※个体：如”张三”、”李四”等（是实体的值）

※总体：泛指个体组成的集合（是实体的型）

总体又分为：

※同质总体：如学生实体；

※异质总体：异质总体是由不同性质的个体组成的集合,一个异质总体可以分解出多个同质总体（如学校实体由学生和老师构成）

数据文件描述的是同质总体,而数据库描述的是异质总体。3.2.1概念模型44第3章管理信息系统的技术基础

两个实体型之间的联系可以分为三类:

※一对一联系:如果对于A中的一个个体,B中至多有一个个体与其发生联系；反之，B中的每一个体至多对应A中一个个体，则称A与B是一对一联系；（如男女之间的夫妻关系）

※一对多联系：如果对于A中的每一个体，实体B中有一个以上的个体与之发生联系，反之，B中的每一个体至多只能对应于A中的一个个体，则称A与B是一对多联系；（如学生实体与所在系实体之间构成一对多联系）

※多对多联系：如果A中至少有一个体对应于B中一个以上的个体，反之；B中也至少有一个个体对应于A中一个以上的个体，则称A与B为多对多联系。（如学生实体与课程实体之间的联系）3.2.1概念模型45第3章管理信息系统的技术基础

概念模型的最常见的表示方法是实体—联系方法（简称E-R方法）。E-R方法是P.P.S.Chen于1976年提出的，其方法是用E-R来描述某一组织的信息模型。

E-R图中用矩形表示实体；实体之间的关系用菱形表示；用无向边把菱形与有关实体连接，在边上标明联系的类型；实体的属性可用椭圆表示，并用无向边把实体与属性联系起来。

3.2.2E-R方法46第3章管理信息系统的技术基础例1：教学管理中涉及到学生、课程两个实体，用E-R图可表示为此E-R图中实体的相关属性如下：学生实体属性：学号，学生姓名，所属系，年龄课程实体属性：课程号，课程名，先行课程号选课联系的属性：学号，课程号，成绩，学期

3.2.2E-R方法47第3章管理信息系统的技术基础

例2：下面用E-R图来表示某个工厂物资管理的概念模型。物资管理涉及的实体有：

※仓库:属性有仓库号、面积、电话号码；

※零件:属性有零件号、名称、规格、单价、描述；

※供应商:属性有供应商号、姓名、地址、电话号码、账号；

※项目:属性有项目号、预算、开工日期；

※职工:属性有职工号、姓名、年龄、职称。

3.2.2E-R方法48第3章管理信息系统的技术基础

这些实体之间的联系如下：

(1)一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中，用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量；

(2)一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作；

(3)职工之间具有领导-被领导关系，即仓库主任领导若干保管员；

(4)供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系。即一个供应商可以供给若干项目多种零件，每个项目可以使用不同供应商供应的零件，每种零件可由不同供应商供给。

3.2.2E-R方法49第3章管理信息系统的技术基础E—R模型是对现实世界的一种抽象，它抽取了客观事物中人们所关心的信息、忽略了非本质的细节（如学生的身高、体重等就不是我们所关心的信息，但它们是存在的），并对这些信息进行了精确地描述。E-R图所表示的概念模型与具体的DBMS所支持的数据模型相独立，是各种数据模型的共同基础，因而是抽象和描述现实世界的有力工具。50第3章管理信息系统的技术基础

思考题：某医院病房计算机管理中涉及的实体有：科室:属性有科室名、地址、电话；病房:属性有病房号、病房名；医生:属性有工作证号、姓名、职称；病人:属性有病历号、姓名、性别。这些实体之间的联系描述如下：

※一个科室有多个病房，一个病房只属于一个科室；

※一个科室有多个医生，一个医生只属于一个科室；

※一个医生可负责多个病人的诊治工作，每个病人可由多个医生进行治疗；

※一个病房住有多个病人，病人只能住在一个病房里,需要记录入院时间和出院时间。请用E-R图画出科室、病房、医生和病人的概念模型。3.2.2E-R方法51第3章管理信息系统的技术基础

数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述，是数据库系统中用于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。在实际数据库系统中支持的数据模型主要有以下三种：

※层次模型：（HierarchicalModel）

※网状模型：(NetworkModel)※关系模型：(RelationModel)

其中关系模型是最重要的数据模型，现今推出的数据库管理系统几乎全部支持关系模型。

3.2.3数据模型（数据库的逻辑设计）

52第3章管理信息系统的技术基础

关系模型的定义：关系模型是建立在数学概念的基础上，应用关系代数和关系演算等数学理论来处理数据库系统的方法。它是由美国IBM公司的E.F.Codd于1970年提出的。从用户的观点来看，在关系模型下，数据的逻辑结构是一张二维表。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。 例如表3.3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。

3.2.3数据模型（数据库的逻辑设计）

53第3章管理信息系统的技术基础关系模型中的主要术语有：1.关系：一个关系对应于一张二维表；（学生关系，是关系的型）2.元组：表中的一行，相当于一个记录；（学生记录，是关系的值）

3.属性：表中一列称为一个属性；（学号、姓名等）4.主码：表中的某个属性组，它唯一标识一个元组；（学号属性）5.属性的取值范围；（学生的性别只能取“男”或“女”两个值）6.分量：元组中的一个属性值；（学号为“0365—23”的学生的姓名）7.关系模式：对关系的描述，用关系名（属性1，属性2，…）来表示。如：学生（学号，姓名，性别，年龄,..）3.2.3数据模型（数据库的逻辑设计）54第3章管理信息系统的技术基础关系模型的特点：关系模型的概念单一：对于实体和实体之间的联系均以关系来表示，如：学生(学号，学生姓名，所属系，年龄)

课程(课程号，课程名，先行课程号)

选课关系（学号，课程号，成绩，学期）关系是规范化的关系：规范化是指关系模型中的关系必须满足一定的给定条件，最基本的要求是关系中的每一个分量都是不可分的数据项，既表不能多于二维；关系模型中，用户对数据的检索和操作实际上是从原二维表中得到一个子集，该子集仍是一个二维表。因而易于理解，操作直接、方便。（如SELECTSNOFROMSTUDENT..）3.2.3数据模型（数据库的逻辑设计）55第3章管理信息系统的技术基础由于关系模型概念简单、清晰、易懂、易用，并有严格的数学基础以及在此基础上发展起来的关系数据理论，简化了程序开发及数据库建立的工作量，因而迅速获得了广泛的应用，并在数据库系统中占据了统治地位。3.2.3数据模型（数据库的逻辑设计）56第3章管理信息系统的技术基础3.1数据库的产生与构成3.2数据模型3.3关系的规范化3.4数据库操作3.5数据库保护3数据库技术57第3章管理信息系统的技术基础问题的提出一个企业销售记录的关系模式PEQ（订单代码、订购日期、客户、发货日期、产品、单价、数量、雇员），如表6.12所示。如果关系模式设计得不好会带来以下问题：冗余度高:如果“雇员”与客户的联系是固定的，而当该客户每购买一种产品时，“雇员”就重复存放一次。修改问题:如果在PEQ中，某客户的联系雇员变动时，就需要对所涉及的雇员进行修改，这不仅增加了更新代价，而且有可能造成数据的不一致性。删除问题:如果某客户暂时不需要任何产品，则删除时就丢失了其所联系雇员的一些信息，而该雇员可能在以后可能再次用到。插入问题:在这个关系中，关键字由“订单代码、产品”组成。如果新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法插入，因为缺少关键字其他数据。58第3章管理信息系统的技术基础产生问题的原因?所设计的关系模式没有体现数据之间的结构关系规范化的提出:规范化理论是E.F.Codd在1971年提出的。以后人们为数据结构定义了五种规范化模式（NormalForm，简称范式）。即：1NF，2NF，3NF，4NF，5NF。规范化理论正是用来改造关系模式，通过分解关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、更新异常和数据冗余问题。问题的提出59第3章管理信息系统的技术基础3.3关系的规范化

（一）第一范式（1NF）

1NF的定义：属于第一范式的关系应满足的基本条件是元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项。例如，表3.4所示关系不符合第一范式，而表3.5则是经过规范化处理，去掉了重复项后而符合第一范式的关系。60第3章管理信息系统的技术基础1NF下表不符合第一范式的关系由非1NF规范化为1NF教师代码姓名职称系电话研究课题研究课题号研究课题名1101王一丽教授管理系3324500管理信息1102刘明副教授管理系3324800金融工程1254李爱军讲师投资系3341630电子商务教师代码姓名职称系电话研究课题号研究课题名1101王一丽教授管理系3324500管理信息1102刘明副教授管理系3324800金融工程1254李爱军讲师投资系3341630电子商务5.3规范关系61第3章管理信息系统的技术基础

（二）第二范式（2NF）定义1：设R(U)是属性集U上的关系模式。X，Y是U（属性）的子集。若对于R(U)的任意一个可能的关系r（值），r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等，则称X函数确定Y或Y函数依赖于X，记X→Y。（即X的值唯一确定Y的值）定义2：在R(U)中，如果X→Y，并且对于X的任何一个真子集X’，都有X’→Y，则称Y对X完全函数依赖。3.3关系的规范化

62第3章管理信息系统的技术基础

（二）第二范式（2NF）

2NF的定义：若R∈1NF，且每一个非主属性都完全函数依赖于主码，则R∈2NF。（如一个关系模式的主码由一个属性构成，则此模式一定满足第二范式？？？）例：关系模式S-L-C(SNO，SDEPT，SLOC，CNO，G)，某中SLOC为学生的住处，并且每个系的学生住在同一个地方。

此关系模式的主码为(SNO，CNO)。函数依赖有： (SNO，CNO)→GSNO→SDEPTSNO→SLOCSDEPT→SLOC(因为每个系的学生只住一个地方)3.3关系的规范化

63第3章管理信息系统的技术基础

图中可以看到非主属性SDEPT，SLOC并不完全函数依赖于码（只依赖于码中的SNO）。因此S-L-C(SNO，SDEPT，SLOC，CNO，G)不符合2NF定义，即S-L-C≮2NF。一个关系模式R不属于2NF，就会产生以下几个问题：

1.插入异常：假若要插入一个新学生，但该生还未选课，即这个学生无CNO，这样的元组就插不进S-L-C中，因为元组主码不能为空；

2.删除异常：假定某个学生不再选修任何一门课，此时CNO将为空，则其他信息也被删除了，从而造成删除异常；

3.修改复杂：某个学生从数学系(MA)转到计算机科学系(CS)，这本来只需修改此学生元组中的SDEPT分量，但因为S-L-C中SDEPT信息是冗余存储的，需要修改多条记录的SDEPT。64第3章管理信息系统的技术基础

分析上面的例子，可以发现问题在于有两种非主属性：一种如G，它对码是完全函数依赖。另一种如SDEPT，SLOC，对码不是完全函数依赖。解决的办法是用投影分解把关系模式S-L-C分解为两个关系模式。

SC(SNO，CNO，G)S-L(SNO，SDEPT，SLOC)

（模式SC和S-L进行自然连接后就等价于模式S-L-C）关系模式SC与S-L中属性间的函数依赖可以用下图表示：

关系模式SC的码为(SNO，CNO)，关系模式S-L的码为SNO，这样就使得非主属性对码都是完全函数依赖了。这些关系都符合2NF的要求。65第3章管理信息系统的技术基础

（三）第三范式（3NF）定义3：在R(U)中，如果X→Y，(Y≮X)，Y→X，Y→Z，则称Z对X传递函数依赖。

3NF的定义：指这种关系不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字。在上例中关系模式SC没有传递依赖，而关系模式S-L存在非主属性对码传递依赖。在S-L中，由SNO→SDEPT，(SDEPT→SNO)，SDEPT→SLOC，因此非主属性SLOC传递依赖于主码SNO。因此SC∈3NF，而S-L≮3NF。3.3关系的规范化

66第3章管理信息系统的技术基础

（三）第三范式（3NF）一个关系模式R若不是3NF，就会产生产生插入异常、删除异常和数据冗余。解决的办法同样是将S-L分解为：

S-D(SNO，SDEPT)D-L(SDEPT，SLOC)

分解后的关系模式S-D与D-L中不再存在传递依赖，都满足第三范式的要求。3.3关系的规范化

67第3章管理信息系统的技术基础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68第3章管理信息系统的技术基础

例1：产品关系（产品代码，产品名，生产厂名，生产厂地址，单价）

例2：教师关系（教师代码，姓名，职称，系，电话，研究课题号，研究课题名）

3NF消除了插入、删除异常及数据冗余、修改复杂等问题，已是比较规范的关系。

69第3章管理信息系统的技术基础3.1数据库的产生与构成3.2数据模型3.3关系的规范化3.4数据库操作3.5数据库保护3数据库技术70第3章管理信息系统的技术基础

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.使用关系数据库标准语音——结构化查询语句SQL(StructuredQueryLanguage)来完成对数据库的操作。

(一)基本表的建立与删除

1.建立：建立基本表的语句格式为:CREATETABLE<表名>(列名1类型【,列名2类型……】)；例：CREATETABLEStudent(SNOCHAR(5)NOTNULL，

SNAMECHAR(8)，

SDEPTCHAR(15)，

SAGEINT)；其中CHAR(n)表示n个字符的字符串。3.4数据库操作71第3章管理信息系统的技术基础

2.修改：修改基本表定义的语句格式为:（指对表结构而非数据的修改）

ALTERTABLE<表名>ADD列名类型；例在学生基本表Student中增加一新列SEX如下：

ALTERTABLEStudentADDSEXCHAR(2)；

3.删除：删除基本表的语句为:DROPTABLE<表名>；例：DROPTABLEStudent；

(二)数据查询

SQL的核心语句是数据库查询语句,其一般格式为:SELECT<目标列1>【,目标列2……】FROM<表名>【WHERE<条件表达式>】【GROUPBY<列名1>】【ORDERBY<列名2>〖ASC/DESC〗】；3.4数据库操作72第3章管理信息系统的技术基础

语句含义：根据WHERE子句中的条件表达式,从指定表中找出满足条件的元组,按目标列选出元组分量形成结果表。ORDER子句确定结果表按指定的列名2按升序(ACS)或降序(DESC)排序。GROUP子句将结果按列名1分组,每个组(所有列名1值相同的为一组)产生结果表中一个元组。例查询计算机系学生的姓名和年龄，结果按性别分组，并按年龄的降序排列。

SELECTSNAME，SAGEFROMStudentWHERESDEPT=’计算机’

GROUPBYSEXORDERBYSAGEDESC；3.4数据库操作73第3章管理信息系统的技术基础(三)数据更新

SQL的数据更新语句包括数据修改、删除和插入三种操作.1．数据修改(UPDATE)：UPDATE语句的一般格式为（指对表中数据的修改）

UPDATE<表名>SET<列名1>=<表达式1>【,<列名2>=<表达式2>……】【WHERE<逻辑表达式>】

功能:修改指定表中满足条件的元组,将指定的列名1的值用表达式1的值替换,将指定的列名2的值用表达式2的值替换……

例把学号为S5的学生所在系改为“计算机”，年龄改为19岁。

UPDATEStudentSETSDEPT=‘计算机’，SAGE=19WHERESNO=‘S5’；3.4数据库操作74第3章管理信息系统的技术基础2.数据删除(DELETE)：DELETE语句的一般格式为:DELETEFROM<表名>【WHERE<逻辑表达式>】

功能：删除指定表中满足条件的元组.

例从SC中删去第一学期的选课记录。

DELETEFROMSCWHERET=1；

3.数据插入(INSERT)：INSERT语句的一般格式为:INSERTINTO<表名>(<列名1>【,<列名2>……】)VALUES(<常量1>【,<常量2>……】)

功能:向指定表中插入一个元组且使得列名1的值为常量1,列名2的值为常量2……

例INSERTINTOC(CNO，CNAME，PC#)VALUES(‘C6’，‘数据结构’，‘C1’)；3.4数据库操作75第3章管理信息系统的技术基础3.1数据库的产生与构成3.2数据模型3.3关系的规范化3.4数据库操作3.5数据库保护3数据库技术76第3章管理信息系统的技术基础

在四川汶川5·12特大地震中坍塌的银行废墟、瘫痪的网点和永远丢失的客户资料，正考问着国内金融业的备灾能力。

案例：银行永远丢失客户资料地震考问金融业

77第3章管理信息系统的技术基础地震发生当天，北川县农村信用社8层的办公楼顷刻间化为废墟，33名员工全部遇难，所有资料和现金被埋入瓦砾之中。绵阳市商业银行的50多个网点中有10个以上短期内无法恢复运作。该行人士表示，房屋坍塌和人员死伤是主要原因。受灾稍微轻的成都市商业银行，其位于都江堰的支行亦已坍塌，但该行相关负责人在电话中称，客户资料都保管完好，否认银行资料有损失。案例：银行永远丢失客户资料地震考问金融业

78第3章管理信息系统的技术基础“一般来说，像农信社和城商行这种机构，主要资料可能会存放在总行，但由于电子化程度和运输的原因，还是有不少客户资料留在网点里面，特别是农信社。”一位银行业监管部门人士认为。标准普尔分析师廖强表示，目前尚不清楚这些农信社是否对数据进行异地备份。对于那些未能备份的基层金融机构来说，短期内恢复业务的难度非常大。地震来临的那一刻，那些尚未进行异地备份的区域性机构，显然面临更大损失的威胁。案例：银行永远丢失客户资料地震考问金融业79第3章管理信息系统的技术基础1.背景：2001年9月11日，恐怖袭击使纽约地标性建筑世贸中心双塔被完全摧毁，世贸中心内许多大公司的商务数据随着大楼的坍塌也灰飞烟灭。但在世贸中心办公的摩根斯坦利公司却在灾后第二天就进入正常工作状态，并且宣布，除世贸中心不幸失踪的人员外，公司和客户的资产没有其它损失。事实上，在这场危机中，摩根斯坦利公司重要的数据已被完好无损地传送到几英里之外的一个办事处的计算机中。案例：谁帮助摩根斯坦利公司逃过一劫？

80第3章管理信息系统的技术基础2.是什么使摩根斯坦利公司逃过一劫？帮助摩根斯坦利公司逃过一劫的幕后英雄是公司的计算机系统维护人员，是他们配备的远程灾难备份系统，在关键时候发挥了重大作用。该系统能随时将公司的数据备份到地域不同的其他计算机系统之中。3.计算机