第二章 管理信息系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)

本章要點:數(shù)據(jù)處置數(shù)據(jù)庫技術(shù)〔數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成、數(shù)據(jù)庫設計主要內(nèi)容、E-R圖、數(shù)據(jù)模型、關(guān)系的規(guī)范化〕計算機網(wǎng)絡第二章管理信息系統(tǒng)的技術(shù)根底2.1數(shù)據(jù)處置指把來自科學研討、消費實際和社會經(jīng)濟活動等領(lǐng)域中的原始數(shù)據(jù)，用一定的設備和手段，按一定的運用要求，加工成另一種方式的數(shù)據(jù)。一、概念二、數(shù)據(jù)處置的目的把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成便于察看分析、傳送或進一步處置的方式。從大量的原始數(shù)據(jù)中抽取、推導出對人們有價值的信息以作為行動和決策的根據(jù)?？茖W地保管和管理曾經(jīng)過處置〔如校驗、整理等〕的大量數(shù)據(jù)，以便人們能方便而充分地利用這些珍貴的信息資源。2.1數(shù)據(jù)處置數(shù)據(jù)搜集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的挑選、分組和排序數(shù)據(jù)的組織數(shù)據(jù)的運算數(shù)據(jù)的存儲數(shù)據(jù)的檢索數(shù)據(jù)輸出三、數(shù)據(jù)處置的根本內(nèi)容2.1數(shù)據(jù)處置簡單運用〔20世紀50年代以前〕無外存；無操作系統(tǒng)；數(shù)據(jù)是程序的組成部分四、開展過程文件系統(tǒng)〔50年代后期到60年代中期〕出現(xiàn)大容量的硬盤；出現(xiàn)操作系統(tǒng)；數(shù)據(jù)有構(gòu)造，組織在文件內(nèi)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)〔60年代后期開場〕2.1數(shù)據(jù)處置四、開展過程特點文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫管理階段程序與數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)共享

數(shù)據(jù)獨立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致性

存取方法運用程序1運用程序2運用程序n文件1文件2文件n較少共享(冗余小)工資:BH,XM,BM,JB,JBGZ……人事:BH,XM,BM,JB,出身,籍貫…工資:BH,XM,BM,JB,JBGZ…人事:BH,出身,籍貫…數(shù)據(jù)面向一個或幾個運用程序獨立性差運用程序與數(shù)據(jù)根本無關(guān)獨立性好內(nèi)部有構(gòu)造;整體無構(gòu)造整體構(gòu)造化不好可以防止數(shù)據(jù)不一致數(shù)據(jù)庫DBMS程序1程序2程序n2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成計算機軟硬件系統(tǒng)目的手段、工具數(shù)據(jù)庫DBMS用戶2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)二、數(shù)據(jù)庫設計的內(nèi)容現(xiàn)實世界客觀事物及聯(lián)絡映射籠統(tǒng)表達實體屬性聯(lián)絡實體1實體2實體3聯(lián)絡聯(lián)絡聯(lián)絡111nnm變換關(guān)系層次網(wǎng)狀變換數(shù)據(jù)構(gòu)造用戶要求用戶視圖概念構(gòu)造模型(E-R圖)邏輯構(gòu)造模型物理模型數(shù)據(jù)世界數(shù)據(jù)化信息世界概念化客觀事物類：事物相關(guān)性質(zhì)集合人實體實體集合及實體聯(lián)絡相關(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)換存儲二進制數(shù)據(jù)集合構(gòu)造計算機世界DBMS數(shù)據(jù)世界信息世界認識選擇描畫現(xiàn)實世界E-R模型信息的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)模型2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)1976年，P.P.S.Chen提出Ｅ-Ｒ模型〔Entity-RelationshipModel〕，用Ｅ-Ｒ圖來描畫概念模型。觀念：世界是由一組稱作實體的根本對象和這些對象之間的聯(lián)絡構(gòu)成的。三、實體聯(lián)絡(EntityRelation)圖,即E-R圖2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)三、實體聯(lián)絡(EntityRelation)圖,即E-R圖實體:客觀存在并可相互區(qū)分的事物叫實體?？梢允侨?、物、籠統(tǒng)的概念，可以指事物的本身，也可指事物之間的聯(lián)絡。如學生張三、工人李四、計算機系、數(shù)據(jù)庫概論。屬性:實體具有的某種特征。實體型(EntityType)：實體名與其屬性名集合共同構(gòu)成實體型。例，學生〔學號、姓名、年齡、性別、系、年級〕。留意實體型與實體〔值〕之間的區(qū)別，后者是前者的一個特例。如(9808100，王平，21，男，計算機系，2)是一個實體。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)三、實體聯(lián)絡(EntityRelation)圖,即E-R圖實體集(EntitySet)：同型實體的集合稱為實體集。如全體學生。聯(lián)絡:聯(lián)絡(Relationship)：實體之間的相互關(guān)聯(lián)。如學生與教師間的授課關(guān)系，學生與學生間有班長關(guān)系。聯(lián)絡也可以有屬性，如學生與課程之間有選課聯(lián)絡，每個選課聯(lián)絡都有一個成果作為其屬性。同類聯(lián)絡的集合稱為聯(lián)絡集。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)三、實體聯(lián)絡(EntityRelation)圖,即E-R圖聯(lián)絡的種類實體之間的聯(lián)絡的數(shù)量，即一個實體經(jīng)過一個聯(lián)絡集能與另一實體集相關(guān)聯(lián)的實體的數(shù)目?？梢杂幸粚σ坏摹?:1〕，一對多的〔1:m〕，多對多的〔m:n〕幾種情況。例如：管理組成班主任班級學生111n2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)學生課程選修學號姓名系別課程名先修課主講教師成果用矩形表示實體集，在框內(nèi)寫上實體名用橢圓表示實體的屬性用無向邊把實體與其屬性銜接起來用菱形表示實體間的聯(lián)絡將參與聯(lián)絡的實體用線段銜接例：學生選修課程mn聯(lián)絡的數(shù)量三、實體聯(lián)絡(EntityRelation)圖,即E-R圖2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)E-R模型例如(教學實體聯(lián)絡模型〕學工部:學號,姓名,性別,年齡,籍貫,入校時間,各科成果……教務科:學號,姓名,課程,學時,學分,成果,任課教師,職稱……人事部:教師姓名,性別,年齡,職稱,評價……課程學生教師mnmnnm選修教學授課課號課名學分成果學號姓名……評價教號姓名職稱2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)四、數(shù)據(jù)模型層次模型有且僅有一個節(jié)點無雙親〔根〕其它節(jié)點有且僅有一個雙親網(wǎng)狀模型可有一個以上節(jié)點無雙親至少有一個節(jié)點有多于一個的雙親關(guān)系模型2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)關(guān)系模型每一個關(guān)系為一張二維表，相當于一個文件。實體間的聯(lián)絡均經(jīng)過關(guān)系進展描畫。下表用m行n列的二維表表示了具有n元組(n-Tuple)的"付款"關(guān)系。每一行即一個n元組,相當于一個記錄,用來描畫一個實體。結(jié)算編碼合同號數(shù)量金額J0012HT1008100030000J0024HT110760012000J0036HT111520004000關(guān)系方式的描畫：關(guān)系名〔屬性1，屬性2，…，屬性n〕2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)實體關(guān)系屬性關(guān)系的屬性學生〔學號，姓名，系別〕E-R模型向關(guān)系方式的轉(zhuǎn)換學生學號姓名系別2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)E-R模型向關(guān)系方式的轉(zhuǎn)換一對一聯(lián)絡：假設聯(lián)絡一方全部參與，那么將聯(lián)絡另一方的關(guān)鍵字作為全部參與一方的屬性。例如：班級〔班號，人數(shù)……教師編號〕或教師(教師編號,職稱……班號)例如：班主任班級管理11管理〔教師編號，班級號〕假設聯(lián)絡雙方均部分參與，那么將聯(lián)絡定義為一個新的關(guān)系，屬性為參與雙方的關(guān)鍵字。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)E-R模型向關(guān)系方式的轉(zhuǎn)換一對多聯(lián)絡：班級學生組成1n學生(學號,姓名……班級號)多對多聯(lián)絡：將聯(lián)絡定義為新的關(guān)系，雙方的關(guān)鍵字作為聯(lián)絡實體的屬性。學生課程選修mn選修(學號,課程號,成果)將一方的關(guān)鍵字作為多方實體的屬性。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)E-R模型向關(guān)系方式的轉(zhuǎn)換E-R模型例如學工部:學號,姓名,性別,年齡,籍貫,入校時間,各科成果……教務科:學號,姓名,課程,學時,學分,成果,任課教師,職稱……人事部:教師姓名,性別,年齡,職稱,評價……課程學生教師mnmnnm選修教學授課課號課名學分成果學號姓名……評價教號姓名職稱2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)E-R模型向關(guān)系方式的轉(zhuǎn)換E-R模型例如轉(zhuǎn)換為5個關(guān)系選修(學號,課程號,成果)授課(教師號,課程號,評價)學生(學號,姓名,……)課程(課程號,課程名,學分)教師(教師號,教師姓名,職稱……)學生課程教師選修授課2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)五、關(guān)系的規(guī)范化關(guān)系方式的設計問題例如：思索為管理職工的工資信息而設計一個關(guān)系方式。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)五、關(guān)系的規(guī)范化問題：費事!費事!!好費事!!!唉，剪不斷，理還亂關(guān)系方式的設計問題插入異常：假設沒有職工具有8級工資，那么8級工資的工資數(shù)額就難以插入。刪除異常：假設僅有職工趙明具有4級工資，假設將趙明刪除，那么有關(guān)4級工資的工資數(shù)額信息也隨之刪除了。數(shù)據(jù)冗余：職工很多，工資級別有限，每一級別的工資數(shù)額反復存儲多次。更新異常：假設將5級工資的工資數(shù)額調(diào)為620，那么需求找到每個具有5級工資的職工，逐一修正。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)處理之道：分解!分解!!再分解!!!關(guān)系方式的設計問題級別工資450056006700哇，原來生活可以如此簡單五、關(guān)系的規(guī)范化2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)五、關(guān)系的規(guī)范化有關(guān)學生的關(guān)系方式S(S#,SN,SD,DEAN,C#,G)快速熱身：它有哪些數(shù)據(jù)冗余？望聞問切：不良的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系方式的設計問題2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)五、關(guān)系的規(guī)范化函數(shù)依賴假設在一個關(guān)系R中，數(shù)據(jù)元素B的取值依賴于數(shù)據(jù)元素A的取值，我們稱B函數(shù)依賴于A。句話說，A決議B。用“AB〞表示。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)五、關(guān)系的規(guī)范化范式〔NormalForm)定義:范式是對關(guān)系的不同數(shù)據(jù)依賴程度的要求。經(jīng)過方式分解將一個低級范式轉(zhuǎn)換為假設干個高級范式的過程稱作規(guī)范化。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)五、關(guān)系的規(guī)范化第一范式〔1NF〕定義 關(guān)系中每一分量不可再分。S#C#S1C1C2S1C1C22.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)冗余：假設一個學生選修了k門課，那么有關(guān)他的所在系的信息反復。五、關(guān)系的規(guī)范化第二范式〔2NF〕關(guān)系方式S(S#,SN,SD,DEAN,C#,G)不良特性插入異常：假設學生沒有選課，關(guān)于他的個人信息及所在系的信息就無法插入。刪除異常：假設刪除學生的選課信息，那么有關(guān)他的個人信息及所在系的信息也隨之刪除了。更新異常：假設學生轉(zhuǎn)系，假設他選修了k門課，那么需求修正k次。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)五、關(guān)系的規(guī)范化第二范式〔2NF〕定義假設一個符合1NF的關(guān)系，它一切的非關(guān)鍵字數(shù)據(jù)元素都完全函數(shù)依賴于整個關(guān)鍵字，我們稱它是第二規(guī)范化方式，簡稱2NF。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)五、關(guān)系的規(guī)范化第二范式〔2NF〕學號S#姓名SN系名SD系主任DEAN課程號C#成果G改造將S分解SC(S#,C#,G)S_SD(S#,SN,SD,DEAN)非主屬性有兩種，一種完全依賴于關(guān)鍵字，一種部分依賴于關(guān)鍵字。根據(jù)2NF的定義，假設一個滿足1NF的關(guān)系，其關(guān)鍵字僅由一個數(shù)據(jù)元素組成，那么它必然屬于2NF。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)五、關(guān)系的規(guī)范化第三范式〔3NF〕數(shù)據(jù)冗余：每個學生都存儲了所在系的系主任的信息。S_SD(S#,SN,SD,DEAN)不良特性插入異常：假設系中沒有學生，那么有關(guān)系的信息就無法插入。刪除異常：假設學生全部畢業(yè)了，那么在刪除學生信息的同時有關(guān)系的信息也隨之刪除了。更新異常：假設學生轉(zhuǎn)系，不但要修正SD，還要修正DEAN，假設換系主任，那么該系每個學生元組都要做相應修正。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)五、關(guān)系的規(guī)范化學號S#姓名SN系名SD系主任DEAN改造將S分解STUDENT(S#,SN,SD)DEPT(SD,DEAN) 第三范式〔3NF〕傳送依賴：假設A,B,C分別是同一個關(guān)系R中的三個數(shù)據(jù)元素，或分別是R中假設干個數(shù)據(jù)元素的集合。假設C函數(shù)依賴于B，而B又函數(shù)依賴于A，那么C函數(shù)也函數(shù)依賴于A，我們稱“C傳送依賴于A〞。定義：滿足2NF，且它的任何一個非主屬性都不傳送依賴于主關(guān)鍵字。2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)五、關(guān)系的規(guī)范化小結(jié)：將一個非規(guī)范化的關(guān)系轉(zhuǎn)換成3NF的過程ABFECD＊