計算機信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫-PPT課件

1、6.1 計算機信息系統(tǒng)6.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應用6.3 信息系統(tǒng)開發(fā)與管理第6章 信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫2022/7/211書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.1 計算機信息系統(tǒng)6.1.1 計算機信息系統(tǒng)6.1.2 信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 6.1.2 信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢2022/7/212書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.1.1 計算機信息系統(tǒng)1.什么是計算機信息系統(tǒng) 是一類以提供信息服務為主要目的的數(shù)據(jù)密集型、人機交互的計算機應用系統(tǒng) 特點： （1）數(shù)據(jù)量大 （2）數(shù)據(jù)持久 （3）數(shù)據(jù)共享 （4）提供數(shù)據(jù)處理基本功能及信息服務功能2022/7/213書山有路勤為徑學海無涯苦

2、作舟 專業(yè)分享，敬請收藏什么是信息系統(tǒng)6.1.2 信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計算機信息系統(tǒng)是一種人機結(jié)合的系統(tǒng)，通過用戶界面用戶可向系統(tǒng)輸入原始數(shù)據(jù)、操作命令并獲得結(jié)果信息。輸入的數(shù)據(jù)由專門程序按一定格式送入數(shù)據(jù)庫；對于輸入的操作命令，系統(tǒng)將調(diào)用相應的處理程序，對有關(guān)數(shù)據(jù)進行加工處理，得到的結(jié)果再通過用戶界面顯示給用戶。一個信息系統(tǒng)除了計算機之外，還包括人、人工過程及數(shù)據(jù)等資源。 2022/7/214書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.1.2 信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 雖然信息系統(tǒng)是多種多樣的，但其基本結(jié)構(gòu)又是共同的，信息系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)可分為：基礎(chǔ)設(shè)施層資源管理層業(yè)務邏輯層應用表現(xiàn)

3、層目前，信息系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)包括客戶/服務器和瀏覽器/服務器兩種主流模式，它們都是上述計算機信息系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的變種。計算機信息系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)用戶應用表現(xiàn)層業(yè)務邏輯層資源管理層 基礎(chǔ)設(shè)施層2022/7/215書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應用6.2.1 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展6.2.2 數(shù)據(jù)模型6.2.4 關(guān)系代數(shù)操作 6.2.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫6.2.5 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL6.2.6 數(shù)據(jù)庫控制2022/7/216書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.1 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展 從計算機一開始應用于數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域，人們就面對數(shù)據(jù)管理的需求，致力

4、于研究在計算機系統(tǒng)中如何準確地表示數(shù)據(jù)、如何有效地獲取與組織數(shù)據(jù)、以及如何高效地存儲和處理數(shù)據(jù)。計算機數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展可以劃分為三個階段: 人工管理階段 文件系統(tǒng)階段 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段2022/7/217書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)共享性高，冗余度低系統(tǒng)靈活，易于擴充數(shù)據(jù)獨立與程序統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)具有良好的用戶接口2022/7/218書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.1 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成 指具有管理和控制數(shù)據(jù)庫功能的計算機系統(tǒng)，它一般由計算機支持系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和有關(guān)人員組成。 計算機支

5、持系統(tǒng)（硬件、軟件） 數(shù)據(jù)庫（DB） 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）數(shù)據(jù)定義（DDL）數(shù)據(jù)存取 (DML)數(shù)據(jù)庫管理功能 人員數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）系統(tǒng)分析設(shè)計員系統(tǒng)程序員用戶數(shù)據(jù)庫計算機支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理員各種應用程序2022/7/219書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.2 數(shù)據(jù)模型1.數(shù)據(jù)模型的基本概念 是對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)的抽象。用于數(shù)據(jù)表示和操作的一組概念和定義。概念模型是對應用單位數(shù)據(jù)的第一次抽象，也是用戶和數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員之間進行交流和溝通的工具。數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是直接面向計算機系統(tǒng)（即數(shù)據(jù)庫）中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。2022/7/2110書山有路勤為徑學海無涯

6、苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.2 數(shù)據(jù)模型 首先把現(xiàn)實世界的對象抽象為某一種不依賴于具體計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（概念模型）;然后再把概念模型轉(zhuǎn)換為計算機中DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型 ?，F(xiàn)實世界（客觀對象）抽象概念系統(tǒng)抽象計算機系統(tǒng)（概念模型）（數(shù)據(jù)模型）2022/7/2111書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.2 數(shù)據(jù)模型2.概念模型和E-R圖（1）相關(guān)概念：實體：凡是可以被人們識別而又可以互相區(qū)別的客觀對象統(tǒng)統(tǒng)抽象為實體（Entity）。具有共性的一類實體可以組合為一個實體集。屬性：實體一般具有若干特征，用于描述其性質(zhì)，這種特征稱之為實體的屬性（Attribute）。稱每

7、個屬性的取值范圍為值域。實體主鍵：能夠唯一標識實體的屬性或?qū)傩越M（這組屬性的任何真子集無此性質(zhì)）稱為實體集的實體鍵。如果一個實體集有多個實體鍵存在，則可從中選一個最常用的作為實體主鍵，簡稱主鍵(Primary Key)。 聯(lián)系：現(xiàn)實世界中事物的關(guān)聯(lián)抽象到概念系統(tǒng)中的實體集之間會有各種聯(lián)系（Relationship）。 2022/7/2112書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.2 數(shù)據(jù)模型聯(lián)系又可分為兩種：實體集內(nèi)部的聯(lián)系和實體集之間的聯(lián)系 三類不同語義的聯(lián)系：(以二元聯(lián)系(兩個實體集之間的聯(lián)系)為例) 一對一聯(lián)系（1：1）對于實體集A的每一個實體，實體集B中至多有一個實體與

8、之聯(lián)系；反之亦然，則稱實體集A和實體集B具有1：1聯(lián)系 一對多聯(lián)系（1：n）對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體與之聯(lián)系；而對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體集B存在1：n的聯(lián)系。 多對多聯(lián)系（m:n） 若對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體與之聯(lián)系；而對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有m個實體與之聯(lián)系，則稱該二個實體集A，B之間存在m:n聯(lián)系 2022/7/2113書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏實體集A聯(lián)系名實體集B11一對一班級和班長的聯(lián)系6.2.2 數(shù)據(jù)模型實體集A聯(lián)系名實體集Bmn多對多課

9、程和學生的聯(lián)系實體集A聯(lián)系名實體集Bn一對多班級和學生的聯(lián)系12022/7/2114書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.2 數(shù)據(jù)模型3. 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型是直接面向計算機系統(tǒng)（即數(shù)據(jù)庫）中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。根據(jù)實體集之間的不同結(jié)構(gòu)，通常把數(shù)據(jù)模型分為以下四類：層次模型：用樹結(jié)構(gòu)表示實體集之間的聯(lián)系。 （了解） 網(wǎng)狀模型：用網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)表示實體集之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模 型。 （了解） 關(guān)系模型：用二維表結(jié)構(gòu)表示實體集以及實體集之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。面向?qū)ο竽Ｐ停?（了解）2022/7/2115書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.3 關(guān)系數(shù)據(jù)模型學號SNO姓名SNAME

10、系別DEPART性別SEX出生日期BDATE身高HEIGHTC005張 雷計算機男1979-06-301.75C008王 寧計算機女1982-08-201.62A041周光明自動控制男1982-08-101.70M038李霞霞應用數(shù)學女1981-10-201.65R098錢 欣管理工程男1982-05-161.80表62 學生登記表 (s)學生S (學號SNO，姓名SNAME，系別DEPART，性別SEX，出生日期BDATE，身高HEIGHT)2022/7/2116書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.3 關(guān)系數(shù)據(jù)模型3. ER概念模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系數(shù)據(jù)模式 E_R概念模型轉(zhuǎn)換為

11、關(guān)系模式的兩條原則 實體的轉(zhuǎn)換 ER概念模型中用的每個實體集和聯(lián)系都轉(zhuǎn)換成一個與實體集同名的關(guān)系模式。 聯(lián)系的轉(zhuǎn)換“聯(lián)系”轉(zhuǎn)換成”關(guān)系模式”中的主鍵選取有三種情況:聯(lián)系為1：1，則每個實體集的主鍵均是該關(guān)系模式候選鍵；聯(lián)系為1：n，取n端實體集的主鍵作為該關(guān)系模式的主鍵；聯(lián)系為m: n，則關(guān)系模式的主鍵為各實體集主鍵的組合。2022/7/2117書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.5 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL數(shù)據(jù)庫語言：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)配置，使用戶可以對數(shù)據(jù)庫進行各式各樣的操作，構(gòu)成用戶和數(shù)據(jù)庫的接口的語言。由于DBMS所提供的語言一般局限于對數(shù)據(jù)庫的操作，不同于計算機的程序

12、設(shè)計語言，因而稱它為數(shù)據(jù)庫語言。關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言是一種非過程語言。SQL（Structured Query Language）：一種基于關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算之間的語言2022/7/2118書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.5 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL2. SQL數(shù)據(jù)定義SQL提供數(shù)據(jù)定義語言（DDL）,它包括: 定義基本表 修改基本表 刪除基本表建立和刪除索引 建立和刪除視圖 等。定義基本表的SQL語句表示為：CREATE TABLE （列名數(shù)據(jù)類型完整性約束條件，) 表示可含有該子句，也可為空，視實際定義要求而定。是所要定義的基本表名字。定義基本表時要指明每個列的類型和長度

13、，同時還可以定義與該表有關(guān)的完整性約束條件。這些完整性約束與基本表的定義內(nèi)容一并被存入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典中，當用戶操作基本表中的數(shù)據(jù)時，由DBMS自動檢查該操作是否違背這些完整性約束條件。 2022/7/2119書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.5 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL3. SQL的數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)庫查詢是數(shù)據(jù)庫的核心操作。SQL語言提供了SELECT語句進行數(shù)據(jù)庫查詢。SELECT查詢語句簡單的形式為：SELECT A1，A2，An （指出目標表的列名或列表達式序列）FROM R1，R2，Rm （指出基本表或視圖序列）WHERE F （F為條件表達式）GROUP BY 列名

14、序列 （結(jié)果表分組）ORDER BY 列名排序方向 （結(jié)果表排序） 2022/7/2120書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.5 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL4. SQL的數(shù)據(jù)更新（1）插入語句( INSERT)它可將一個記錄插入到指定的表中。語句格式為： INSERT INTO （，） VALUES（，）（2）修改語句(UPDATE)修改語句可對指定表中已有數(shù)據(jù)進行修改。語句格式如下：UPDATE SET , WHERE 2022/7/2121書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.5 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL（3）刪除數(shù)據(jù)( DELETE )SQL刪除語句的

15、格式為：DELETE FROM WHERE 該語句的功能是從指定表中刪除滿足WHERE子句條件的記錄。如果省略WHERE子句，則刪除表中所有記錄。2022/7/2122書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.6 數(shù)據(jù)庫控制數(shù)據(jù)庫的安全性安全性指保護數(shù)據(jù)庫以防止不合法的使用所造成的數(shù)據(jù)泄露、修改或破壞。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，安全措施是逐級設(shè)置的。主要技術(shù)有：（1）用戶標識與鑒別（2）訪問控制（3）審計功能 （4）數(shù)據(jù)加密 （5）視圖的保護2022/7/2123書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.6 數(shù)據(jù)庫控制2. 數(shù)據(jù)庫的備份和恢復由于計算機系統(tǒng)的硬件故障、軟件故障

16、、操作員的誤操作以及惡意入侵都會破壞數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性。為了使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在出現(xiàn)故障后，能迅速恢復（Recovery）系統(tǒng)，大多數(shù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)儲和日志技術(shù)。 轉(zhuǎn)儲指把數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)定期地從數(shù)據(jù)庫卸出并寫到系統(tǒng)的后備文件中作為備份。 日志技術(shù)指利用日志文件記錄對數(shù)據(jù)庫的每次修改操作的信息，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，利用備份和日志信息來恢復系統(tǒng)。 2022/7/2124書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.6 數(shù)據(jù)庫控制3. 數(shù)據(jù)庫的完整性數(shù)據(jù)庫的完整性是指數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)應始終保持正確的狀態(tài)，防止不符合語義的錯誤數(shù)據(jù)輸入，以及無效操作所造成的錯誤結(jié)果。為了維護數(shù)據(jù)庫的完整性，DBM

17、S必須提供一種機制來檢查數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，看其是否滿足語義規(guī)定的條件。這些加在數(shù)據(jù)庫上的語義條件稱為完整性約束（Integrity Constraints），它們作為模式的一部分存入數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)字典中。 可用SQL的斷言（Assertions）來編寫完整性規(guī)則。 2022/7/2125書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.2.6 數(shù)據(jù)庫控制4. 數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制在多用戶共享數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，多個事務可能同時對同一數(shù)據(jù)進行操作，這就不可避免地發(fā)生沖突。DBMS的并發(fā)控制（Concurrency Control）子系統(tǒng)負責協(xié)調(diào)并發(fā)事務的執(zhí)行，保證數(shù)據(jù)庫的完整性不受破壞，同時避免用戶得到不正確

18、的數(shù)據(jù)。調(diào)度的原則是：既要交叉分時執(zhí)行，以充分利用系統(tǒng)資源，又要避免訪問沖突，以保證多事務存取共享數(shù)據(jù)庫的正確性。2022/7/2126書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.3 信息系統(tǒng)開發(fā)與管理6.3.1 軟件系統(tǒng)與信息系統(tǒng)開發(fā)概述6.3.2 系統(tǒng)規(guī)劃6.3.3 系統(tǒng)分析 6.3.4 系統(tǒng)設(shè)計6.3.5 系統(tǒng)實施6.3.6 系統(tǒng)運行和維護2022/7/2127書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.3.1軟件系統(tǒng)與信息系統(tǒng)開發(fā)概述1.軟件危機和軟件工程 程序是根據(jù)算法用某種計算機語言編寫的語句的集合。 軟件是程序再加上程序?qū)崿F(xiàn)和維護系統(tǒng)時所必需文檔的總稱。 軟件危機

19、 ：大型軟件系統(tǒng)開發(fā)成本高，可靠性差，甚至有時人們無法管理自身所創(chuàng)造出來的這個復雜邏輯系統(tǒng)，致使軟件的生產(chǎn)和維護出現(xiàn)了很大的困難，當時人們稱此為“軟件危機”。 軟件危機產(chǎn)生的主要原因有三個：（1） 對軟件需求分析的重要性認識不夠（2） 軟件不是物理產(chǎn)品而是一種邏輯產(chǎn)品（3） 問題的復雜度增加2022/7/2128書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.3.1軟件系統(tǒng)與信息系統(tǒng)開發(fā)概述2.軟件工程方法要點軟件工程（Software Engineering） 以工程化的方式組織軟件開發(fā)。注意要點：軟件開發(fā)技術(shù) 軟件工程管理 軟件開發(fā)方法 軟件開發(fā)工具2022/7/2129書山有路勤為徑

20、學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.3.1軟件系統(tǒng)與信息系統(tǒng)開發(fā)概述3.信息系統(tǒng)開發(fā)方法（1）結(jié)構(gòu)化生命周期方法 （2）原型法(了解)（3）面向?qū)ο箝_發(fā)設(shè)計方法 (了解)（4）CASE方法(了解)2022/7/2130書山有路勤為徑學海無涯苦作舟 專業(yè)分享，敬請收藏6.3.1軟件系統(tǒng)與信息系統(tǒng)開發(fā)概述（1）結(jié)構(gòu)化生命周期方法結(jié)構(gòu)化方法將信息系統(tǒng)軟件生命分為5個階段：系統(tǒng)規(guī)劃 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施 系統(tǒng)維護在結(jié)構(gòu)化生命周期法開發(fā)信息系統(tǒng)的過程中，特別強調(diào)結(jié)構(gòu)化的分析和設(shè)計原則。其基本思想是： 采用自頂向下，逐層分解、逐步求精的方法分析和設(shè)計整個系統(tǒng)，可以有效地減小和控制系統(tǒng)開發(fā)的復雜性。 自頂向下，將系統(tǒng)劃分為若干個既相對獨立又相互關(guān)聯(lián)的具有層次性的模塊，而整體系統(tǒng)是這些模塊的集成。 采用圖示工具（如數(shù)據(jù)流程圖和E_R圖