管理信息系統(tǒng)第三章課件

第三章管理信息系統(tǒng)的技術基礎1、信息技術概述本章內容：2、數(shù)據(jù)處理3、數(shù)據(jù)庫技術4、計算機網(wǎng)絡第三章管理信息系統(tǒng)的技術基礎

本章重點數(shù)據(jù)處理的內容數(shù)據(jù)組織的四個層次數(shù)據(jù)物理組織和數(shù)據(jù)邏輯組織的基本概念各種文件組織方式的特性和實現(xiàn)原理數(shù)據(jù)庫設計、實體-聯(lián)系模型、關系模型以及兩者的轉換（難點）

信息技術是管理信息系統(tǒng)的技術基礎，只有將信息技術和管理技術結合起來，才能真正發(fā)揮管理信息系統(tǒng)的作用。信息技術主要包括：計算機硬件技術、計算機軟件技術和通信技術。第1節(jié)信息技術概述計算機硬件技術計算機軟件技術數(shù)據(jù)通信技術計算機的發(fā)展趨勢第一代20世紀50年代真空電子管計算機第二代20世紀50年代末到60年代中期晶體管計算機第三代20世紀60年代中期至70年代末集成電路電子計算機第四代20世紀70年代末至今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路電子計算機第五代20世紀上世紀80年代開始智能計算機（處于研究階段）計算機硬件及軟件計算機系統(tǒng)類型：大型機：

特點：具有強有力的傳輸數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)能力，具有大容量的內外存，大型機采用專用的操作系統(tǒng)等。

適用范圍：大型計算機可以做聯(lián)機中央計算機，批處理計算機。在大型商場、銀行、航空公司訂票訂票處理機構、國民經(jīng)濟管理部門中，一般都需要采用大型機做后臺服用處理。我國的銀河計算機。計算機硬件及軟件

小型機特點：專用操作系統(tǒng)，常采用多CPU結構，具有較大容量的內在和多臺大容量硬盤，數(shù)據(jù)處理功能較強，實時處理性能比較好等。適用范圍：作為聯(lián)機事務處理系統(tǒng)有服務器，或作為有較大數(shù)據(jù)流量的局域網(wǎng)服務器。計算機硬件及軟件計算機系統(tǒng)功能

如下圖所示：計算機并非進行電子數(shù)據(jù)處理的“黑匣子”，也不是一系列組成部分的簡單集合。強調計算機是一個系統(tǒng)。具有系統(tǒng)的特征。計算機的硬件結構輸入設備運算器存儲器輸入設備控制器輸出設備數(shù)據(jù)程序結果計算機的組成返回計算機硬件及軟件2、存儲器（memory）存儲器是計算機必備的主要部件，分為主存儲器和輔助存儲兩類：主存儲器（ReadOnlyMemory,ROM）：計算機運行過程中用來存儲數(shù)據(jù)和程序指令的。計算機的主存儲器主要是由半導體存儲器組成。輔助存儲器：輔助存儲器又稱外部存儲器，簡稱外存，用于數(shù)據(jù)和程序的長久保存。常用的輔助存儲器有：磁盤（帶）、光盤、移動硬盤、閃存存儲器：USBFLASH盤（又稱優(yōu)盤和閃盤）中央處理器和內存儲器返回數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線CPU運算-邏輯單元1+2=35<10控制單元主存儲器￥U8輸入設備輸出設備外存儲器內村單元地址計算機硬件及軟件3、輸入設備計算機鍵盤（Keyboard）、鼠標器(Mouse)；圖文掃描儀、條形碼閱讀器；觸摸屏、手寫體輸入設備、語音輸入設備；磁盤（帶）、A/D，D/A模塊。計算機硬件及軟件5、其他設備

例如：機箱、主板、系統(tǒng)功能擴展卡（聲卡、顯卡、網(wǎng)卡等）、光驅等。計算機硬件及軟件計算機軟件軟件分類圖：系統(tǒng)軟件應用軟件計算機軟件操作系統(tǒng)語言與編譯系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理軟件通用應用軟件專用應用軟件計算機硬件及軟件計算機軟件系統(tǒng)軟件（SystemSoftware）用于管理計算機中的CPU、存儲器、通信聯(lián)接以及各種外部設備等所有系統(tǒng)資源的程序，其主要作用是管理的控制計算機系統(tǒng)的各個部分，使之協(xié)調運行，并為各種數(shù)據(jù)處理提供基礎功能；操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)具備兩大功能:1、系統(tǒng)資源的管理者。2、用戶與計算機之間的接口。WindowsUnix操作系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)OS/2操作系統(tǒng)MacOS計算機硬件操作系統(tǒng)應用軟件用戶計算機系統(tǒng)返回計算機硬件及軟件2、數(shù)據(jù)庫管理軟件（DatabaseManagementSystem，DBMS）數(shù)據(jù)庫管理軟件是專門對數(shù)據(jù)記錄進行綜合管理的軟件，以數(shù)據(jù)文件結構的定義、數(shù)據(jù)記錄的更新、數(shù)據(jù)記錄的查詢以及對數(shù)據(jù)記錄的各種運算提供全面的支持。標記語言計算機硬件及軟件3、程序設計語言與編譯系統(tǒng)機器語言匯編語言高級語言第四代語言（4GL）面向對象的程序語言標記語言計算機硬件及軟件通用應用軟件：專用應用軟件：通用應用軟件：MicrosoftOffice、用友財務軟件專用應用軟件：為某公司定制的人力資源管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信技術數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是以計算機為中心，結合分散在遠程的終端裝置或其他計算機，通過通信線路彼此連接起來，進行數(shù)據(jù)的傳輸、交換、存儲和處理的設備總稱。計算機（遠程通信軟件）....遠程通信處理器遠程通信信道和介質數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型發(fā)信者編碼調制信道解調譯碼收信者1、中央處理裝置

2、終端設備

3、通信線路4、調制解調器

5、集線器數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由中央處理裝置、終端設備、通信線路及相關設備(如調制解調器、集線器)等三大部分組成。返回包括主處理機、前端機及通信處理機，其主要功能有:完成兩個部件之目的通信;在通信系統(tǒng)與計算機主機之間形成一個計算機級的接口，用以實現(xiàn)速度緩沖或串/并行轉換。向系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)或程序并從系統(tǒng)接收信息。數(shù)據(jù)通信技術2、數(shù)據(jù)處理的發(fā)展階段1、簡單應用(20世紀50年代以前)無數(shù)據(jù)管理及完全分散的手工方式應用程序1應用程序2應用程序n數(shù)據(jù)組1數(shù)據(jù)組2數(shù)據(jù)組n….….·無外存或只有磁帶外存，輸入輸出設備簡單?！o操作系統(tǒng)，無文件管理系統(tǒng)，無管理數(shù)據(jù)的軟件。·數(shù)據(jù)是程序的組成部分，數(shù)據(jù)不獨立。2、文件系統(tǒng)(50年代后期到60年代中期)·外存有了很大的發(fā)展，輸入、輸出能力大大加強?！は到y(tǒng)軟件方面出現(xiàn)了操作系統(tǒng)、文件管理系統(tǒng)和多用戶的分時系統(tǒng)·數(shù)據(jù)管理方面，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)對程序的一定的獨立性·數(shù)據(jù)存取以記錄為單位?！?shù)據(jù)冗余度大。·數(shù)據(jù)與程序獨立性仍不高。銀行文件處理系統(tǒng)客戶財務報表分期貸款程序帳戶核對處理存款處理分期貸款處理貸款分析報告客戶票據(jù)存款文件修改文件修改核對帳戶核對程序分期貸款文件修改存款程序客戶交易3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(60年代后期開始)

60年代后期，計算機在管理中的應用更加廣泛，數(shù)據(jù)量急劇增大，對數(shù)據(jù)共享的要求越來越迫切；同時，大容量磁盤已經(jīng)出現(xiàn)，聯(lián)機實時處理業(yè)務增多；軟件價格在系統(tǒng)中的比重日益上升，硬件價格大幅下降，編制和維護應用軟件所需成本相對增加?！っ嫦蛉M織的復雜數(shù)據(jù)結構。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem）課程號課程名學分教師….學號姓名年齡性別……學號課程號成績3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(60年代后期開始)·數(shù)據(jù)冗余度小，易于擴充。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem）銀行數(shù)據(jù)庫處理系統(tǒng)客戶交易處理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)核對帳戶程序存款帳目程序分期貸款程序客戶數(shù)據(jù)庫..3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(60年代后期開始)·數(shù)據(jù)與程序獨立。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem）DBMS3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(60年代后期開始)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem）第2節(jié)數(shù)據(jù)處理（一）數(shù)據(jù)結構

簡單的說是指數(shù)據(jù)以及相互之間的關系，包括數(shù)據(jù)的存儲結構及在此結構上的運算或操作。

線性結構：線性表、棧、隊列及串

邏輯結構

數(shù)據(jù)結構

非線性結構：樹和圖

物理結構：順序、鏈接、索引、散列存儲

在計算機中存儲數(shù)據(jù)時，不僅要存儲數(shù)據(jù)本身，而且要存儲它們之間的聯(lián)系。第2節(jié)數(shù)據(jù)處理結點、指針與鏈

結點：在數(shù)據(jù)結構中，表征某一數(shù)據(jù)結構特點及其連接方式的基本單位。一個結點可以是一個字符、一個數(shù)字，也可以是一個記錄、一個集合。指針：存放的與結點有關的結點的地址。鏈：若干帶指針的結點組成的集合，

指針域數(shù)據(jù)域指針域學號姓名年齡性別籍貫興趣NEXT第2節(jié)數(shù)據(jù)處理

后繼結點：指針指向的下一結點。前趨結點：與本結點鄰接的前一結點。線性結構：每個數(shù)據(jù)元素有且只有一個直接前驅元素，有且只有一個直接后繼元素，數(shù)據(jù)元素之間聯(lián)系一對一的數(shù)據(jù)結構。線性表：具有相同特性的數(shù)據(jù)元素的一個有限序列。數(shù)據(jù)的結構形式本質上是一維的線性關系，其中每個結點都是同一類型的數(shù)據(jù)結構。C=（25，36，27，19，63，54，89）D=（“BASIC”，“PASCAL”，“FORTRAN”）商品代號商品名稱最低庫存量當前庫存量Y-12SOAP1025Y-13TOWEL1590第2節(jié)數(shù)據(jù)處理線性表的順序存儲K=(a1,a2)R=(r)r=(〈a1,a2〉)商品代號商品名稱最低庫存量當前庫存量Y-12SOAP1025Y-13TOWEL1590存儲單元a1a2第2節(jié)數(shù)據(jù)處理線性表的鏈接存儲44，50，57，62，68，750123456數(shù)據(jù)

NEXT

7562445750683065241443504576268750261第2節(jié)數(shù)據(jù)處理順序表與鏈表優(yōu)缺點比較

項目名稱優(yōu)點缺點線性表檢索方便LOC(Ki)=LOC(K1)+Lx(i-1)插入或刪除困難單元移動工作量很大鏈表檢索困難插入或刪除簡單第2節(jié)數(shù)據(jù)處理順序表與鏈表優(yōu)缺點比較

序號內容序號內容19192152153173174254235395256639插入前插入后序號內容序號內容19192152153173174234255255396396刪除前刪除后第2節(jié)數(shù)據(jù)處理順序表與鏈表優(yōu)缺點比較

刪除節(jié)點

插入節(jié)點ABCDABCDACDABCD第2節(jié)數(shù)據(jù)處理樹

大學建筑學院化工學院機械學院建筑學系結構力學系精細化工系生物化工系大機制系機設系第2節(jié)數(shù)據(jù)處理（二）數(shù)據(jù)文件

概念：為了某一特定目的而形成的同類記錄的集合。數(shù)據(jù)文件的組織方式：文件內部構造數(shù)據(jù)的方式。

數(shù)據(jù)庫文件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…...…...…...姓名、性別等若干學生學生文件學生數(shù)據(jù)庫一、數(shù)據(jù)組織的層次數(shù)據(jù)項多個字符組成一個詞或者一個完整的數(shù)字不能再分成有意義的單位。記錄與某個特殊對象或活動有關的所有數(shù)據(jù)項組成文件與某個特定主題相關的數(shù)據(jù)記錄的集合。數(shù)據(jù)庫(Database)綜合的、相關的文件集合數(shù)據(jù)庫中包括了數(shù)據(jù)，它們之間的聯(lián)系數(shù)據(jù)文件的概念

三個不同世界術語對照表客觀世界信息世界數(shù)據(jù)世界組織（事物及其聯(lián)系）實體及其聯(lián)系數(shù)據(jù)庫事物類（總體）實體集文件事物（對象，個體）實體記錄特性（性質）屬性數(shù)據(jù)項

數(shù)據(jù)組織的層次數(shù)據(jù)的層次舉例文件數(shù)據(jù)項紀錄劉漢云數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)489數(shù)據(jù)庫劉漢云學生數(shù)據(jù)庫包含：學生姓名、所選課程、學分及成績的記錄課程文件（名字字段）課程文件簡歷文件財務文件劉漢云數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)489李卓宇數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)485張昕陽數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)485圖數(shù)據(jù)的層次企業(yè)建立和維護其信息資源的全部工作稱為信息資源管理數(shù)據(jù)是一種資源，對它進行管理的過程稱為數(shù)據(jù)管理。包括：數(shù)據(jù)收集存儲維護加工處理安全保證組織檢索二、數(shù)據(jù)管理的內容第2節(jié)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)文件的組織方式（一）順序文件文件中的記錄是按照某些關鍵字排序的文件，是根據(jù)記錄的序號或相對位置進行存取的文件組織方式。存取第i個記錄，必須先存取前面的第I-1個記錄插入記錄只能加在末尾連續(xù)存取、速度快（二）索引文件包括文件數(shù)據(jù)區(qū)和索引表兩大部分的文件。索引表：指示邏輯記錄和物理記錄之間對應關系的表。

第2節(jié)數(shù)據(jù)處理012索引表主表

index347298start0510length453152618343672405743869398第2節(jié)數(shù)據(jù)處理四級索引：索引文件、索引表、查找表、第二查找表、第三查找表記錄地址唯一，存取機制簡單索引本身要占用一定的存儲空間，靜態(tài)索引，修改不便。（三）散列文件

1、直接地址法：直接把存放某一方面記錄的地址作為該記錄的鑒別鍵記錄地址唯一，存取機制簡單不易記憶

2、相對鍵法：調用一個算法過程對記錄的鍵號進行計算求出相應的記錄地址的方法。

第2節(jié)數(shù)據(jù)處理DRK==DRF+K*LK——鑒別鍵號DRF——文件首地址L——記錄長度DRK——鑒別鍵號K的記錄的地址例子：K=000—999L=100DRF=4000DRK=4000+100*K3、雜湊法：利用雜湊函數(shù)將記錄的鍵號轉換為相應記錄的地址以達到壓縮空間的目的的方法。H（K）=K--INT（K/P）*P

第2節(jié)數(shù)據(jù)處理

效果文件組織對順序處理效率對直接存儲效率文件大小查找速度文件活動率文件易變性相應時間復雜性對軟件要求順序文件很好不能處理無限制慢大高長中低索引順序文件好好中等較快中中中高中散列文件不能處理很好有限制快一般不高短低高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的誕生（20世紀60年代末和70年代初）1、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)IMS(InformationManagementSystem)

1968年研制成功、1969年形成產(chǎn)品的。IBM(InternationalBusinessMachine)

層次數(shù)據(jù)模型2、DBTG報告

美國數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)會（ConferenceOnDataSystemLanguage）下屬的數(shù)據(jù)庫任務組（DatabaseTaskGroup）發(fā)表了若干個報告，奠定了數(shù)據(jù)庫的很多概念、方法和技術。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型3、1970年，IBM公司的研究員E.F.Codd發(fā)表了論文“大型共享數(shù)據(jù)庫的關系模型”，為關系數(shù)據(jù)庫的發(fā)展奠定了理論基礎。關系數(shù)據(jù)模型一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的產(chǎn)生與構成數(shù)據(jù)庫是統(tǒng)一管理的相關數(shù)據(jù)的集合。第三節(jié)數(shù)據(jù)庫技術數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和有關人員組成的具有高度組織的總體。1、計算機系統(tǒng)(支持數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的硬件和軟件環(huán)境)2、數(shù)據(jù)庫（DataBase）3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)4、人員

·數(shù)據(jù)庫管理員·系統(tǒng)程序員·用戶數(shù)據(jù)庫強調數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)強調的是系統(tǒng)應用程序1應用程序2應用程序n數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS數(shù)據(jù)庫ＤＢ數(shù)據(jù)庫管理員DBA數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構成第3節(jié)數(shù)據(jù)庫技術數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)處理過程信息數(shù)據(jù)庫：即相互關聯(lián)的數(shù)據(jù)集合（database）特點:(1)數(shù)據(jù)結構化(2)數(shù)據(jù)冗余小,易擴充(3)便于統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是一組計算機程序，控制組織和用戶的數(shù)據(jù)庫的生成、維護和使用.

數(shù)據(jù)庫管理操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應用程序數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)字典第3節(jié)數(shù)據(jù)庫技術數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點（1）數(shù)據(jù)的獨立性（2）數(shù)據(jù)的共享性（3）可修改和可擴充性（4）統(tǒng)一管理與控制（5）安全與保密性第3節(jié)數(shù)據(jù)庫技術（1）數(shù)據(jù)庫開發(fā)DBMS允許數(shù)據(jù)庫管理員（databaseadministrator,DBA）對整個組織的數(shù)據(jù)庫開發(fā)予以控制。（2）數(shù)據(jù)庫查詢主要的查詢語言；A結構化查詢語言（structuredquerylanguage,SQL）其基本格式：select……from……whereSelect后面寫出要查找的數(shù)據(jù)字段From后接所選文件或表Where后接查找時所限定的條件B取樣查詢（querybyexample,QBE）它可以把一個或數(shù)個文件中的每一個字段都顯示出來，然后由用戶進行選擇。（3）數(shù)據(jù)庫維護（4）應用與開發(fā)數(shù)據(jù)庫的類型1企業(yè)數(shù)據(jù)庫的種類（1）操作數(shù)據(jù)庫又稱業(yè)務數(shù)據(jù)庫，它含有支持組織業(yè)務的詳細數(shù)據(jù)（2）管理數(shù)據(jù)庫它含有組織內部關鍵性的管理數(shù)據(jù)。又稱信息庫。（3）信息倉庫（4）分布式數(shù)據(jù)庫（5）用戶數(shù)據(jù)庫（6）外部數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫的類型2文本數(shù)據(jù)庫3多媒體數(shù)據(jù)庫

終端用戶工作站數(shù)據(jù)庫服務器聯(lián)機的外部數(shù)據(jù)庫組織的操作數(shù)據(jù)庫組織的管理數(shù)據(jù)庫終端用戶數(shù)據(jù)庫信息倉庫分布式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫不僅存放數(shù)據(jù)，而且還要存放數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。表示數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系的方法稱為數(shù)據(jù)模型。層次模型（HierarchicalModel）用樹形結構表示客觀事物之間聯(lián)系的模型。ABCDEF倉庫號城市面積倉庫倉庫號

器件號數(shù)量庫存?zhèn)}庫號職工號工資職工職工號供應商號訂購單號訂購日期訂購單數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型(NetworkModel)用網(wǎng)絡結構表示客觀事物之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型面向對象模型：用對象和類來表示實體類型和實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。姓名性別年齡姓名性別年齡系別專業(yè)姓名性別年齡班級特長類學生類中學生類大學生數(shù)據(jù)模型關系模型(RelationalModel)用二維表表示實體與實體之間聯(lián)系的模型。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散熱風扇倉庫號器件號數(shù)量WH1P2675WH1P3250WH1P4340WH2P1280WH2P2200WH2P4270WH3P2500WH3P1330器件庫存器件倉庫庫存數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的要素

數(shù)據(jù)模型一般由下列要素組成：一組對象及其結構、一組操作和一組（關于對象與操作的）約束。關系數(shù)據(jù)模型(RelationalModel)

美國IBM公司的E.F.Codd，從1970年起連續(xù)發(fā)表了多篇論文，提出關系模型，奠定了關系數(shù)據(jù)庫的理淪基礎。倉庫號器件號數(shù)量WH1P2675WH1P3250WH1P4340WH2P1280WH2P2200WH2P4270WH3P2500WH3P1330庫存器件倉庫庫存1、關系。一個關系對應于一張二維表。2、元組。表中一行稱為一個元組。3、屬性。表中一列稱為一個屬性。給每列起一個名即為屬性名。4、主碼(PrimaryKey，也稱主關鍵字)。5、域。屬性的取值范圍。6、分量。元組中的一個屬性值。7、關系模式。對關系的描述，用關系名(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）關系數(shù)據(jù)模型(RelationalModel)關系數(shù)據(jù)模型關系數(shù)據(jù)庫

關系數(shù)據(jù)庫是以二維表作為數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。關系模型組成:由三部分組成：數(shù)據(jù)結構（即關系）、關系操作、關系的完整性。關系數(shù)據(jù)庫單一的數(shù)據(jù)結構——關系：在關系模型中，無論是實體還是實體之間的聯(lián)系均由單一的類型結構——關系來表示。關系操作：基本操作有并、交、差、笛卡爾乘積、限制、投影、連接、除。關系操作可以用兩種方式表示：代數(shù)方式即關系代數(shù)，邏輯方式即關系演算。信息在機器世界中是以數(shù)據(jù)形式存儲的，其數(shù)據(jù)描述需要用到以下術語：

字段(field)、記錄(record)、文件（file）、主鍵(key)：

關系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)描述需要用到的術語：字段(field):

標記實體屬性的命名單位稱為字段（數(shù)據(jù)項）。它是可以命名的最小信息單位。例如學生、姓名、性別、年齡、系別等字段。記錄(record):

字段的有序集合稱為記錄（相當于前面提到的數(shù)據(jù)元素）。一般用一個記錄描述一個實體。例如一個學生記錄，由有序的字段集組成：（2003、秦陽、男、25、管理系）。

文件（file）：

同一類記錄的匯集稱為文件。文件是描述實體集的。例如所有學生記錄組成了一個學生文件。

主鍵(key)：

能惟一標識文件中每個記錄的字段集，稱為文件的主鍵。例如學號可以作為學生記錄的主鍵。關系數(shù)據(jù)庫關系模型的三類完整性：實體完整性：若屬性A是基本關系R的主關鍵字中的屬性（即主屬性），則屬性A不能取空值。參照完整性：若基本關系R中含有另一個基本關系S的主關鍵字Ks所對應的屬性組F（F稱為R的外部關鍵字），則在關系R中的每個元組中的F上的值必須滿足：a.或取空值；b.或等于S中某個元組的主關鍵字的值。用戶定義的完整性：用戶自己對數(shù)據(jù)完整性的要求。數(shù)據(jù)庫的設計一、數(shù)據(jù)庫設計的主要內容現(xiàn)實世界觀念世界數(shù)據(jù)世界人們頭腦之外的客觀世界，它包含客觀事物及其相互聯(lián)系信息世界，是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映現(xiàn)實世界中的事物及其聯(lián)系，在數(shù)據(jù)世界中用數(shù)據(jù)模型描數(shù)據(jù)庫設計的步驟現(xiàn)實世界觀念世界數(shù)據(jù)世界用戶需求分析概念結構設計邏輯結構設計物理結構設計E-R圖數(shù)據(jù)模型概念結構設計邏輯結構設計信息的轉換客觀事物類：事物相關性質集合人實體實體集合及實體聯(lián)系相關屬性集合加工、轉換數(shù)文件據(jù)記錄庫相關數(shù)據(jù)項集合加工轉換存儲二進制數(shù)據(jù)集合結構計算機世界DBMS數(shù)據(jù)世界DBMS的數(shù)據(jù)模型信息世界認識選擇描述現(xiàn)實世界E-R模型數(shù)據(jù)庫語言SQL

SQL(StructuredQueryLanguage，結構查詢語言)

是一個功能強大的數(shù)據(jù)庫語言。SQL是關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的標準語言。SQL語句通常用于完成一些數(shù)據(jù)庫的操作任務，比如在數(shù)據(jù)庫中更新數(shù)據(jù)，或者從數(shù)據(jù)庫中檢索數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫語言SQLSQL功能可以分成以下幾組：DML（DataManipulationLanguage，數(shù)據(jù)操作語言）：用于檢索或者修改數(shù)據(jù)。SELECT：用于檢索數(shù)據(jù)；INSERT：用于增加數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫；UPDATE：用于從數(shù)據(jù)庫中修改現(xiàn)存的數(shù)據(jù)DELETE：用于從數(shù)據(jù)庫中刪除數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫語言DDL（DataDefinitionLanguage，數(shù)據(jù)定義語言）：

用于定義數(shù)據(jù)的結構，比如創(chuàng)建、修改或者刪除數(shù)據(jù)庫；CREATETABLEDROPTABLECREATEINDEXDROPINDEXDCL（DataControlLanguage，數(shù)據(jù)控制語言）：用于定義數(shù)據(jù)庫用戶的權限。ALTERPASSWORD數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)描述

數(shù)據(jù)描述是數(shù)據(jù)處理中的一個重要環(huán)節(jié)，從事物的特性到計算機中的具體表示，實際上經(jīng)歷了三個領域：現(xiàn)實世界、信息世界和機器世界。1、基本術語信息世界的數(shù)據(jù)描述的主要工具E-R圖

數(shù)據(jù)庫設計實體(entity):是指明客觀存在并相互區(qū)別的事物。實體可以是具體對象，例如一本書、一個工廠、一種材料等。也可以是抽象的概念和聯(lián)系，例如學生的一次選課、一次借書等。實體集(entityset):具有相同性質的同類實體的集合。例如所有教師、所有選課等。屬性(attribute)：實體具有許多特性，每一個特性稱為屬性。每個屬性有一個聯(lián)歡會范圍，即值域。例如學生的實體可由學號、姓名、性別、年齡、系別等屬性組成。性別的取值范圍是“男”或“女”。主鍵(key)：惟一標識實體的屬性集稱為主鍵。例如學生實體的學號可作為學生實體的主鍵。數(shù)據(jù)庫設計實體間的聯(lián)系：現(xiàn)實世界中，事物是相互聯(lián)系的。這種聯(lián)系必然在信息世界中體現(xiàn)出來，即實體是相互關聯(lián)的。兩個不同實體集的實體間的聯(lián)系，它有以下三種情形：

一對一聯(lián)系，記為1:1。例如工廠與廠長之間，科研任務與課題組長之間都是1:1聯(lián)系。

一對多聯(lián)系，記為1:N。例如一個學校有若干學生，而每個學生都在一個學校學習，學校與學生之間是一對多的聯(lián)系。

多對多聯(lián)系，記為M:N。例如課程與學生之間，一個學生可選多門課程，而每一門課程可有多個學生選修，課程與學生之間是多對多的聯(lián)系。二、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)描述客觀事物的概念2、屬性"屬性"指實體具有的某種特性。實體名稱表示方法：表示方法：屬性數(shù)據(jù)庫設計實體名稱屬性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)系數(shù)據(jù)庫設計聯(lián)系的類型設A，B為兩個包含若干個體的總體，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11數(shù)據(jù)庫設計2、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1n數(shù)據(jù)庫設計3、多對多聯(lián)系如果A中至少有一實體對應于B中一個以上實體，反之，B中也至少有一個實體對應于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教師學生教學mn數(shù)據(jù)庫設計E—R圖建模實體及其聯(lián)系概念模型E—R圖數(shù)據(jù)庫設計E—R圖繪制圖書作者寫作出版社類別頁數(shù)ISBN書名姓名出生地身份證號定稿時間價格1、利用分類、聚集、概括等方法抽象出實體，并一一命名。2、描述實體之間的聯(lián)系3、實體屬性和聯(lián)系屬性的說明數(shù)據(jù)庫設計三、E—R圖向關系數(shù)據(jù)模型的轉換回顧實體實體集合及實體聯(lián)系相關屬性集合加工、轉換數(shù)文件據(jù)記錄庫相關數(shù)據(jù)項集合數(shù)據(jù)世界DBMS的數(shù)據(jù)模型信息世界E-R模型數(shù)據(jù)庫設計關系模式對關系的描述，用關系名(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）轉換過程示意圖E-R圖關系模型數(shù)據(jù)庫設計2、聯(lián)系a.聯(lián)系具有屬性：聯(lián)系名作為關系名，發(fā)生聯(lián)系的實體的主關鍵字作為聯(lián)系的主關鍵字。b.聯(lián)系不具有屬性：不帶有屬性的聯(lián)系可以去掉。1、實體相應轉換為一個關系，實體名稱作為關系名稱，該關系包括對應實體的全部屬性，并確定出該關系的關鍵字。轉換方法和原則數(shù)據(jù)庫設計轉換舉例一廠長號*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）管理（廠號，廠長號）數(shù)據(jù)庫設計轉換舉例二倉庫號*地點面積倉庫貨號*品名價格產(chǎn)品存放1n倉庫（倉庫號，地點，面積）產(chǎn)品（貨號，品名，價格）數(shù)量存放（倉庫號，貨號）數(shù)據(jù)庫設計轉換舉例三學號*姓名年齡學生課程號*課程名學時數(shù)課程學習mn學生（學號，姓名，年齡）課程（課程號，課程名，學時數(shù)）成績學習（學號，課程號，成績）數(shù)據(jù)庫設計我們可根據(jù)E－R圖，結合具體DBMS所提供的數(shù)據(jù)庫模型類型，再演變?yōu)镈BMS所能支持的數(shù)據(jù)模型。如：某企業(yè)的信息系統(tǒng)，要求適應以下不同用戶的應用要求：人事科處理職工檔案，供應科處理采購業(yè)務，生產(chǎn)科處理產(chǎn)品組裝業(yè)務，總務科處理倉儲業(yè)務。根據(jù)要求，E－R圖如下：如何設計E－R圖

部門領導 職工從屬領導承包產(chǎn)品職工供應商產(chǎn)品供應使用產(chǎn)品零部件材料零部件產(chǎn)品裝配組裝倉庫零部件材料保存存放產(chǎn)品產(chǎn)品mmmmmmnnnnnnn1n11nk人事科供應商生產(chǎn)科總務科職工產(chǎn)品

現(xiàn)在需要對各局部E-R圖加以綜合，產(chǎn)生總體E-R圖，綜合后的總體E-R圖如圖：部門從屬領導職工參加承包產(chǎn)品供應商供應零部件組裝裝配保管倉庫合同消耗材料存放111nnnnnnnnnnnmmmmmmkn綜合后的E-R圖1在綜合中，同一實體只出現(xiàn)一次2總體E－R圖中并未反映“產(chǎn)品”與“材料”之間的聯(lián)系，因為這種聯(lián)系是多余的，它可以從“零件”所“消耗”的“材料”這個聯(lián)系中推導出來。3從E－R圖導出關系數(shù)據(jù)模型重點是掌握由E－R圖轉換為關系數(shù)據(jù)模型AE－R圖中每個實體，都相應地轉化為一個關系，該關系應包括對應實體的全部屬性，并應根據(jù)該關系表達的語義確定出關鍵字，因為關系中的關鍵字屬性是實現(xiàn)不同關系聯(lián)系的主要手段。B對于E－R圖中聯(lián)系，要根據(jù)聯(lián)系方式的不同，注意：

1什么是E－R圖？如何通過E－R圖設計關系數(shù)據(jù)庫的概念模式？2試設計一個學校信息系統(tǒng)的E－R圖。思考問題E.F.Codd于1971年提出規(guī)范化理論。他定義了五種規(guī)范化模式（NormalFrom,簡稱范式）。

范式表示的是關系模式的規(guī)范化程序，也即滿足某種約束條件的關系模式，根據(jù)滿足的約束條件的不同來確定范式。數(shù)據(jù)庫設計-規(guī)范化設計理論

在五種范式中，通常只用到前三種：

范式條件第一范式（1NF）元組中每一個分量都必須是不可分割的數(shù)據(jù)項第二范式（2NF）不僅滿足第一范式，而且所有非主屬性完全依賴于其主碼第三范式（3NF）不僅滿足第二范式，而且它的任可一個非主屬性都不傳遞于任何主關鍵字數(shù)據(jù)庫設計-規(guī)范化設計理論必要性：解決在關系模式設計時，存在的數(shù)據(jù)存儲異?，F(xiàn)象：數(shù)據(jù)冗余、修改異常、插入異常、刪除異常等。ISBN書名頁數(shù)價格出版社作者7-04-001968-O.719概率論4035.8高教出版社盛聚7-04-001968-O.719概率論4035.8高教出版社謝式千7-111-06887-4可靠性模型與應用27019.0機械工業(yè)出版社蔣仁言7-111-06887-4可靠性模型與應用27019.0機械工業(yè)出版社左明健7-5327-1224.9/1.717基督山伯爵142818.0止海譯文出版社大仲馬7-5237-1224-9/1.321三個火槍手98216.7上海譯文出版社大仲馬數(shù)據(jù)庫設計-規(guī)范化設計理論第一規(guī)范型：如果一個關系模式中的屬性都是單純的（即不可再分為更小的屬性），則稱該模式是屬于第一規(guī)范型（FirstNormalForm,即1NF）。姓名地址省市街道郵編甲江蘇南京衛(wèi)崗210095姓名省市街道郵編甲江蘇南京衛(wèi)崗210095規(guī)范化

1NF下表不符合第一范式的關系教師代碼姓名職稱系電話研究課題研究課題號研究課題名1101王一麗教授管理系3324500管理信息1102劉明副教授管理系3324800金融工程1254李愛軍講師投資系3341630電子商務規(guī)范化設計理論由非1NF規(guī)范化為1NF

教師代碼姓名職稱系電話研究課題號研究課題名1101王一麗教授管理系3324500管理信息1102劉明副教授管理系3324800金融工程1254李愛軍講師投資系3341630電子商務規(guī)范化設計理論第二規(guī)范型：如果一個關系模式屬于1NF，并且所有的非關鍵字都完全地依賴于關鍵字（即不存在部分依賴），則稱該關系模式屬于第二規(guī)范型,即2NF。零件號倉庫號零件數(shù)量11100211503120042150倉庫號倉庫地址1北區(qū)1號2南區(qū)1號1NF轉化為2NF

上表中關系滿足1NF，但不滿足2NF。這種關系會引發(fā)下列問題：

數(shù)據(jù)冗余、插入異常、刪除異常。

解決的方法是將一個非2NF的關系模式分解為多個2NF的關系模式。

在本例中，可將關分解為如下三個關系：教師關系：教師代碼、姓名、職稱、教師所在系、電話；課題關系：研究課題號、研究課題名；教師與課題關系：教師代碼、研究課題號。規(guī)范化設計理論第三規(guī)范型：如果一個關系模式屬于2NF，并且不存在非關鍵字傳遞地依賴于關鍵字，則稱該關系模式屬于第三規(guī)范型（3NF）。職工號職工職務工資1001張三工程師2001002李四技術員1201003楊華工程師2001005王五高工350職工號職工職務1001張三工程師1002李四技術員1003楊華工程師1005王五高工職務工資技術員120工程師200高工350

由2NF規(guī)范化為3NF:

上表符合第二范式，但是不符合第三范式。這樣的關系同樣存在著高度冗余和更新異常問題。教師代碼姓名職稱系電話規(guī)范化設計理論消除傳遞依賴關系的辦法是將關系分解為如下幾個3NF關系：

教師關系：教師代碼、姓名、職稱、電話；

課題關系：研究課題號、研究課題名；

教師與課題關系：教師代碼、研究課題號。3NF消除了插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余及修改復雜等問題，已經(jīng)是比較規(guī)范的關系。規(guī)范化設計理論規(guī)范化程度越高數(shù)據(jù)冗余更新異常連接運算時間查詢時間效率小結:第4節(jié)計算機網(wǎng)絡一、計算機網(wǎng)絡的概念

計算機網(wǎng)絡是用通信介質把分布在不同地理位置的計算機和其他網(wǎng)絡設備連接起來，實現(xiàn)信息互通和資源共享的系統(tǒng)。網(wǎng)絡介質:數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢硗ǖ?，有同軸電纜、雙絞線、光纖、微波、衛(wèi)星信道等。協(xié)議:網(wǎng)絡設備間進行通信的一組規(guī)則和約定。是計算機網(wǎng)絡通信的語言，它規(guī)定了通信雙方交換數(shù)據(jù)或控制信息的格式、響應及動作。

如IEEE802.3，802.4，F(xiàn)DDI，ATM等。網(wǎng)絡協(xié)議具體規(guī)定了設備間通信的電氣性能、數(shù)據(jù)組織方式等。節(jié)點:網(wǎng)絡中某分支的端點或網(wǎng)絡中若千條分支的公共匯交點。鏈路:是指兩個相鄰節(jié)點之間的通信線路。傳輸介質——雙絞線(Twistedpaircable)雙絞線

分屏蔽雙絞線（STP）與介質為非屏蔽雙絞線（UTP），其中屏蔽雙絞線具有較高的帶寬，因成本高而較少出現(xiàn)，非屏蔽雙絞線因成本低而流行，兩對線型的接插頭稱為RJ11，四對線型的接插頭稱為RJ45。傳輸介質——同軸電纜(Coaxialcable)粗纜（RG-11）：細纜（RG-58）：CATV（RG-59）：傳輸介質——光纖微波通信地表衛(wèi)星微波站（B）衛(wèi)星通信地表地面波微波站（A）地面微波通信ND2ND4ND5ND4ND3ND1HHHHUBHHH—主機ND—節(jié)點機二、計算機網(wǎng)絡的結構通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)1、組成：

資源子網(wǎng)：由主機、終端、終端控制器、聯(lián)網(wǎng)外設、各種軟件資源和信息資源組成，提供網(wǎng)絡資源和網(wǎng)絡服務。通信子網(wǎng)：由痛惜控制處理機、專用或公用的通信線路及其他通信設備組成，完成通信處理工作。2、計算機網(wǎng)絡的功能數(shù)據(jù)通信資源共享分布處理

三、網(wǎng)絡拓撲結構網(wǎng)絡拓撲結構：指網(wǎng)絡的鏈路和節(jié)點在地理上所形成的幾何結構。它對網(wǎng)絡性能、系統(tǒng)可靠性和通信費用有重大影響。......通信控制器PC1PC2PC3點陣打印機硬盤驅動器激光打印機星形網(wǎng)絡......PC1PC2PC3點陣打印機激光打印機b.總線形網(wǎng)絡......PC1PC2PC3硬盤驅動器激光打印機c.環(huán)形網(wǎng)絡混合局域網(wǎng)拓樸結構......集線器PC1PC2PC3星形環(huán)..PC4..PC5物理連接數(shù)據(jù)流......集線器PC1PC2PC3..PC4..PC5星形總線集線器..PC4..PC5........................服務器服務器集線器集線器集線器集線器菊花鏈形網(wǎng)頁查看四、計算機網(wǎng)絡的分類計算機網(wǎng)絡根據(jù)網(wǎng)絡應用范圍和應用方式不同，可分為以下幾類:1.局域網(wǎng)(LAN)。局域網(wǎng)指傳輸距離在0.1-10km，傳送速率在lMb/s～10Mb/s的范圍較小的一種網(wǎng)絡。2.廣域網(wǎng)(WAN)。廣域網(wǎng)是局域網(wǎng)的擴展。廣域網(wǎng)一般由相距較遠的局域網(wǎng)經(jīng)由公共電信網(wǎng)絡互連而成，數(shù)據(jù)傳輸速率一般在1.2kbps～1.554Mbps，傳輸距離可遍及全球。3.綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)。綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)是一種能在一個網(wǎng)絡內傳送多種業(yè)務信息的網(wǎng)絡，包括數(shù)據(jù)、圖像、語音、文字等，能夠滿足一個單位的日常業(yè)務中的網(wǎng)絡應用需要。4.Internet。Internet即"因特網(wǎng)"，是最大的國際互連網(wǎng)。1、文件服務器/工作站結構文件服務器結構——NETWARE選用一臺容量大，磁盤訪問速度快的機器作為文件服務器，其目的是為工作站保存大量的文件以便共享。該結構網(wǎng)絡中各工作站不能相互訪問，只能通過服務器間接交換數(shù)據(jù)，服務器可以作為工作站的邏輯盤服務器的磁盤采用智能化管理模式，統(tǒng)一對工作站的文件訪問進行最短路徑訪問。.運行五、網(wǎng)絡體系結構2、客戶/服務器模式(Client/Server)運行請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求.請求響應響應結果結果結果.結果結果結果結果結果結果結果結果客戶/服務器模式——WindowsNT，Windows2000,WindowsXP服務器不再是簡單的作為大型運行程序或數(shù)據(jù)庫文件的集中保存設備，而是為客戶端完成確切的操作，且僅將操作結果傳送給客戶端客戶端之間不能相互訪問，除非有特別的支持（如微軟網(wǎng)絡，相當于存在響應服務器）請求響應用戶數(shù)與響應時間（事務處理能力）是對服務器性能的衡量五、網(wǎng)絡體系結構3對稱式結構對稱式結構——WindowsforGroups每個機器既是工作站，同時又是服務器Windows系列采用這種思想，每個機器可以被其他機器共享，作為其它機器的打印機服務器，或是光驅提供者，也可運行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫供其它機器共享缺點是由于機器之間的性能接近，而起不到服務器所應起的作用五、網(wǎng)絡體系結構4瀏覽器/服務器結構(Browers/Server)請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求響應請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求請求響應應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答應答中間件結構—基于WEB的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)無論什么服務器均采用統(tǒng)一的客戶前端（如瀏覽器），對于無法進行響應的請求，由服務器方以客戶的身份再向其它服務器進行請求，并將所獲得的結果以原請求方可以接受的形式返回，完成這種功能的服務器稱為中間件服務器。中間件是Intranet的需求，是Web技術向新的階段發(fā)展的標志。在數(shù)據(jù)庫應用方面有關安全性尚需研究。五、網(wǎng)絡體系結構六、國際互聯(lián)——Internet技術因特網(wǎng)是一個建立在網(wǎng)絡互聯(lián)基礎上的、開放的全球性網(wǎng)絡。所有采用TCP/IP協(xié)議的計算機都可加入Internet,實現(xiàn)信息共享和相互通信。1、Int