第四章數(shù)據(jù)庫技術(shù)與數(shù)據(jù)資源管理

2023/2/11管理信息系統(tǒng)第四章數(shù)據(jù)庫技術(shù)與數(shù)據(jù)資源管理格致出版社2023/2/12第四章數(shù)據(jù)庫技術(shù)與數(shù)據(jù)資源管理數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘2023/2/13學(xué)習(xí)目標(biāo)了解數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)庫模型，如何對實際應(yīng)用問題建立數(shù)據(jù)模型。理解數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有哪些功能，如何利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行日常工作。了解技數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用。2023/2/14先行案例：使用數(shù)據(jù)庫開發(fā)新產(chǎn)品⑴本案例中的Stonyfield公司是如何利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)幫助企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織、存放，及時地獲取信息的？⑵比較數(shù)據(jù)庫技術(shù)和文件技術(shù)各自的優(yōu)缺點。2023/2/154.1數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)模型計算機技術(shù)的進(jìn)步使組織有可能搜集和管理大量的數(shù)據(jù)。如何對所搜集的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和管理?2023/2/16數(shù)據(jù)組織管理者在使用計算機中的數(shù)據(jù)時，必須在計算機軟硬件條件允許的范圍內(nèi)組織數(shù)據(jù)。管理者必須認(rèn)識到計算機所提供的便捷是使管理者能夠快速訪問大量數(shù)據(jù)，并將其用于決策。數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系?2023/2/17數(shù)據(jù)組織一個簡單的例子：電子表格文件職工表.xls電子表格中的行和列可以看作是簡單的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的層次為：數(shù)據(jù)值、數(shù)據(jù)字段、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)文件。2023/2/18數(shù)據(jù)組織的層次數(shù)據(jù)庫1文件1文件2文件n文件n-1記錄1記錄2記錄n-1記錄n數(shù)據(jù)項1數(shù)據(jù)項2數(shù)據(jù)項n-1數(shù)據(jù)項n…...…...…...數(shù)據(jù)庫2數(shù)據(jù)庫n…...數(shù)據(jù)倉庫2023/2/19數(shù)據(jù)模型獨立于計算機系統(tǒng)概念數(shù)據(jù)模型直接面向數(shù)據(jù)庫的邏輯模型兩種數(shù)據(jù)模型與抽象層次2023/2/110信息的轉(zhuǎn)換客觀事物類：事物相關(guān)性質(zhì)集合人實體實體集合及實體聯(lián)系相關(guān)屬性集合加工、轉(zhuǎn)換數(shù)文件據(jù)記錄庫相關(guān)數(shù)據(jù)項集合加工轉(zhuǎn)換存儲二進(jìn)制數(shù)據(jù)集合結(jié)構(gòu)計算機世界DBMS數(shù)據(jù)世界DBMS的數(shù)據(jù)模型信息世界認(rèn)識選擇描述現(xiàn)實世界E-R模型2023/2/111實體聯(lián)系模型現(xiàn)實世界的E-R模型實體（對象）如客戶、帳戶、銀行分支機構(gòu)實體間的聯(lián)系聯(lián)系集“儲戶”將客戶與帳戶關(guān)聯(lián)起來廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫通常將E-R模型的設(shè)計轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的設(shè)計，用于存儲和處理2023/2/112實體聯(lián)系模型(E-R模型)實體聯(lián)系模型反映的是現(xiàn)實世界中的事物及其相互聯(lián)系。1、實體(Entity)是現(xiàn)實世界客觀存在的一個事物?？梢允侨耍梢允俏锘虺橄蟮母拍?，可以是事物本身，也可以是事物之間的聯(lián)系。2、屬性“屬性”指實體具有的某種特性。屬性有屬性名、屬性類型、屬性定義域和屬性值之分。實體由屬性集表示，該集合描述了實體集中所有成員所擁有的特性實體名稱表示方法：表示方法：屬性2023/2/113實體名稱屬性1屬性2屬性n3、聯(lián)系現(xiàn)實世界的事物總是存在著這樣或那樣的聯(lián)系聯(lián)系表示方法：實體1實體2聯(lián)系2023/2/114聯(lián)系的類型設(shè)A，B為兩個包含若干個體的總體（即實體集）。1、一對一聯(lián)系如果對于A中的一個實體，B中至多有一個實體與其發(fā)生聯(lián)系，反之，B中的每一實體至多對應(yīng)A中一個實體，則稱A與B是一對一聯(lián)系。系系主任任職11病區(qū)科室主任任職11AB聯(lián)系112023/2/115映射（基數(shù)）一對一（1:1）2023/2/1162、一對多聯(lián)系如果對于A中的每一實體，實體B中有一個以上實體與之發(fā)生聯(lián)系，反之，B中的每一實體至多只能對應(yīng)于A中的一個實體，則稱A與B是一對多聯(lián)系。AB聯(lián)系1n教研室教師聯(lián)系1n2023/2/117映射（基數(shù)）一對多（1:n）2023/2/1183、多對多聯(lián)系如果A中至少有一實體對應(yīng)于B中一個以上實體，反之，B中也至少有一個實體對應(yīng)于A中一個以上實體，則稱A與B為多對多聯(lián)系。AB聯(lián)系mn教師學(xué)生教學(xué)mn2023/2/119映射（基數(shù)）多對多（m:n）2023/2/120E—R圖繪制圖書作者寫作出版社類別頁數(shù)ISBN書名姓名出生地出生日期定稿時間價格1、利用分類、聚集、概括等方法抽象出實體，并一一命名。（實體定義）2、描述實體之間的聯(lián)系。（聯(lián)系定義）3、實體屬性和聯(lián)系屬性的說明。（屬性分配）圖中矩形表示實體，實體之間的關(guān)系用菱形表示，用無向邊把實體與屬性聯(lián)系起來。2023/2/1212023年2月1日21數(shù)據(jù)模型層次模型用樹型（層次）結(jié)構(gòu)表示實體類型及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型用有向圖結(jié)構(gòu)表示實體類型及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型用二維表格表達(dá)實體及其聯(lián)系面向?qū)ο竽Ｐ?023/2/122關(guān)系模型(RelationalModel)用二維表表示實體與實體之間聯(lián)系的模型。美國IBM公司的E.F.Codd，從1970年起連續(xù)發(fā)表了多篇論文，提出關(guān)系模型，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)。倉庫號城市面積WH1北京370WH2上海500WH3廣州200倉庫器件號器件名稱P1顯示卡P2聲卡P3解壓卡P4散熱風(fēng)扇器件器件倉庫庫存?zhèn)}庫號器件號數(shù)量WH1P2675WH1P3250WH1P4340WH2P1280WH2P2200WH2P4270WH3P2500WH3P1330庫存2023/2/1231、關(guān)系：一個關(guān)系對應(yīng)于一張二維表。2、屬性：表中一列稱為一個屬性。給每列起一個名即為屬性名。3、主碼(PrimaryKey，也稱主關(guān)鍵字)：表中的某屬性組，能夠唯一標(biāo)識一行元組信息。4、域：屬性的取值范圍。5、關(guān)系模式：對關(guān)系的描述，用關(guān)系名(屬性1，屬性2，…屬性n)來表示。eg.庫存（倉庫號，器件號，數(shù)量）倉庫（倉庫號，城市，面積）關(guān)系模型中的基本術(shù)語2023/2/124ER模型與關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換實體集屬性實體之間的聯(lián)系：1:11:NM:N2023/2/125轉(zhuǎn)換過程示意圖E-R圖關(guān)系模型 ER圖中的主要成分是實體類型和聯(lián)系類型，轉(zhuǎn)換算法就是如何把實體類型、聯(lián)系類型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式。

2023/2/1261、實體相應(yīng)轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系，實體名稱作為關(guān)系名稱，該關(guān)系包括對應(yīng)實體的全部屬性，并確定出該關(guān)系的關(guān)鍵字。實體的轉(zhuǎn)換方法和原則2023/2/127實體轉(zhuǎn)換舉例學(xué)號姓名專業(yè)學(xué)生學(xué)生（學(xué)號，姓名，專業(yè)）2023/2/1282、聯(lián)系 若實體間聯(lián)系是1:1，兩個實體類型轉(zhuǎn)換成兩個關(guān)系模式，可以在其中任意一個關(guān)系模式的屬性中加入另一個關(guān)系模式的鍵和聯(lián)系類型的屬性。聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法和原則一2023/2/129聯(lián)系轉(zhuǎn)換舉例一廠長號*姓名年齡廠長廠號*廠名地點工廠管理11廠長（廠長號，姓名，年齡）工廠（廠號，廠名，地點、廠長號）2023/2/1302、聯(lián)系 若實體間聯(lián)系1:n，則在n端實體類型轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式中加入1端實體類型的鍵和聯(lián)系類型的屬性。聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法和原則二2023/2/131聯(lián)系轉(zhuǎn)換舉例二系編號*系名地址系教師編號*姓名聯(lián)系方式教師任教1n系（系編號，系名，地址）教師（教師編號，姓名，聯(lián)系方式、系編號）2023/2/1322、聯(lián)系 若實體間聯(lián)系是m:n，則將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為兩端實體類型的鍵加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵兩端為實體鍵的組合

。聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法和原則三2023/2/133聯(lián)系轉(zhuǎn)換舉例三學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡）課程（課程號，課程名，學(xué)時數(shù)）學(xué)號*姓名年齡學(xué)生課程號*課程名學(xué)時數(shù)課程選課mn成績選課（學(xué)號，課程號，成績）2023/2/134為銀行設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫，包括顧客和帳戶的信息。顧客信息包括姓名，地址，電話，社會保險號。帳戶包括編號，類型（例如存款，支票），和金額。畫出E-R模型圖。E-R模型設(shè)計：2023/2/1352023年2月1日354.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)軟件組成部分DBMS引擎；數(shù)據(jù)定義子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)操作子系統(tǒng)；應(yīng)用程序生成子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)2023/2/1362023年2月1日364.3數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫具有多維性數(shù)據(jù)倉庫支持決策而非事務(wù)處理數(shù)據(jù)集市數(shù)據(jù)集市是一個數(shù)據(jù)庫，它所包含的數(shù)據(jù)僅僅描述一部分的公司運營情況。數(shù)據(jù)挖掘使用數(shù)據(jù)倉庫時需重點考慮的問題數(shù)據(jù)挖掘聚類分析：將信息集按某種特征劃分為組。識別有相似行為特征的顧客，如VIP和新顧客關(guān)聯(lián)探測：揭示各種變量之間相關(guān)的程度，監(jiān)測事故、質(zhì)量，消費行為。購物籃分析。統(tǒng)計分析：信息關(guān)聯(lián)、分布、預(yù)測和差異性分析貸款分類模型客戶的聚類分析維、層和類別的關(guān)系示意圖不同維度間的旋轉(zhuǎn)維層次間的旋轉(zhuǎn)上鉆下卷多維數(shù)據(jù)立方體2023/2/141討論題1.假如你是一家中型企業(yè)的信息分析員，為上司起草一份執(zhí)行總結(jié)報告，說明建立一個能連接公司所有計算機數(shù)據(jù)記錄的數(shù)據(jù)庫有什么好處，為什么不把每個應(yīng)用，如訂單錄入或質(zhì)量控制建立單獨的數(shù)據(jù)庫這種方案。2.在本章中，我們列出了DBMS的5個重要軟件組成部分：DBMS引擎、數(shù)據(jù)定義子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)操作子系統(tǒng)、應(yīng)用程序生成子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。對于數(shù)據(jù)庫用戶而言哪一部分是最重要和最不重要的？對于完善數(shù)據(jù)庫應(yīng)用