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1、管理信息系统,第三章 管理信息系统的技术基础,Management Information Systems,内容提要,数据处理的基本内容、数据组织的形式数据库技术数据库系统数据模型关系的规范化数据库操作计算机网络,第一节 数据处理,数据处理的基本内容和发展过程数据的组织，包括指针、链、线性表数据文件的组织方式和文件的操作,1.1数据处理的概念和发展阶段,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。,1.1.1数据处理的目的,把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形式。从大量的原始数据申抽取、推导出对人们
2、有价值的信息以作为行动和决策的依据。科学地保存和管理己经过处理(如校验、整理等)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。,1.1.2数据处理的基本内容,1、数据收集2、数据转换3、数据的筛选、分组和排序。4、数据的组织5、数据的运算6、数据存储。7、数据检索。8、数据输出。,1.1.3数据处理的发展过程,随着计算机硬件和软件技术的发展，数据处理的发展大致经历了简单应用、文件系统以及数据库系统三个阶段。,1.1.3.1简单应用阶段,应用程序1,数据组1,应用程序2,数据组2,应用程序N,数据组N,1.1.3.2文件系统阶段,应用程序1,数据组1,应用程序2,数据组2,应用程序N
3、,数据组N,存取方法,1.1.3.3数据库系统阶段,应用程序1,应用程序2,应用程序N,数据库管理系统,数据库,1.2 数据组织,在管理信息系统中，大量数据以一定的形式存储在各种介质中，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。数据组织可以分为三个层次：数据结构（数据的逻辑结构可物理结构）数据文件（数据按某种结构存储为文件）数据库（文件按某种结构存储在数据库中）,1.2.1数据结构,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。数据结构严格地又分为数据的逻辑结构和物理结构。逻辑结构包括两大类：线性结构和非线性结构。物理结构又称存储结构，指数据元素在计算机存储器中的存储方式，
4、存储方式一般有四种:顺序存储、链接存储、索引存储及散列存储。,链表,在数据结构中，表征某一数据结构特点及其连接方式的基本单位称为结构的结点（node)。一个结点可以是一个字符、一个数字，也可以是一个记录、一个集合。一个结点通常有几个域，用来存放与结点有关的信息，存放结点本身信息的域称为数据域，存放结点与其他结点关系信息的域，称为指针域或链域，其中存放的结点的地址称为指针。若干带指针的结点组成的集合，称为链。,结点的结构,LLink,INFO,RLink,2001张三，男，22,11-118-1,11-118-2,结点本身的地址,信息,下一结点的地址,2001赵一，男，22,11-118-1,1
5、1-118-2,2002钱二，男，20,11-118-2,11-118-3,2003孙三，男，19,11-118-3,5-106-1,2004李四，女，16,5-106-1,Head,线性表,线性表是指数据的结构形式本质上是一维的线性关系，其中的每个结点都是同一类型的数据结构。将一个线性表存储到计算机中，可以采取许多不同的方式，最简单的是顺序存储方式即把线性表的结点按逻辑次序依次存放在一组连续的存储单元里，结点在计算机内的存放位置完全由结点在线性表中的顺序号决定，用这种方法存储的线性表称为顺序表。,1.2.2数据文件,在以纸为载体的手工系统中，数据通常以字符、数据项、记录和文件的形式组织。一个
6、数据项或称“域”，是由字符组织的逻辑集合。例如，雇员的姓名是由构成姓名的字符组成的集合。一个记录是若干数据项按一定的逻辑关系组织在一起的集合。比如，某员工的记录可能包括以下数据：职工号，姓名，地址，邮政编码等。一个记录通常是描述某一个实体的数据项的集合。同一类型的记录组成文件。例如，某组织的整套员工记录通常被称为职工文件。,基于纸张的手工文件系统的组成部件,职工记录职工编号：01567姓 名：地 址：华山邮政编码：760117,文件,记录,数据项,令狐冲,字符,以计算机为载体为电子系统中往往以最基本形式存储数据：比特（二进制位）由位构成字节，由字节构成数据项，由数据项构成记录，由记录构成文件，
7、由文件构成数据库。,0 位,00100001 字节或 字符,01000001 01001100 数据项01001001 01000011 01000101(ALICE)或域,2 记录,1 文件,一个二进制数：0或1,多个位的逻辑组合，代表一个字符,一个字符的集合描述一个实体的属性,相关数据项组成的集合描述一个实体,关于同一个实体的多个记录组成一个集合,数据库,按一定方式组织起来的逻辑相关的文件集合形成数据库,数据文件的组织方式,顺序文件文件中的记录是按照某些关键字排序的文件。记录的物理顺序与逻辑顺序一致。顺序文件的查找效率比较高，但删除与添加记录效率不高索引文件为了便于检索而建立的指示逻辑记录
8、和物理记录之间对应关系的索引表。包括数据文件和索引表的文件称索引文件。,物理记录号,101102104105108112113114,第二节 数据库技术,介绍数据库系统产生背景和构成数据库设计的主要内容介绍三个世界的关系ER模型的概念及构造方法数据模型的概念及关系型数据模型的规范化方法,2.1数据库系统的产生和构成,数据库系统的产生数据库技术的萌芽可以追溯到20世纪60年代中期，60年代未到70年代初数据库技术日益成熟。数据库系统的构成计算机系统。数据库。数据库管理系统(DBMS)。人员,2.2数据库设计的主要内容,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。观念世界，又称
9、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，为了反映实体和实体的联系，可以采用后面介绍的实体联系模型(E-R模型)。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。,信息的转换,客观 事物类：事物 相关性质集合,人,实体 实体集合及 实体联系 相关属性集合,加工、转换,数 文件据 记录库 相关数据项集合,加工转换,存储 二进制数据集合结构,计算机世界,DBMS,数据世界,DBMS的数据模型,信息世界,认识选择描述,现实世界,E-R模型,三个世界的术语对照,2.3实体联系模型(E-R模型),实体联系模型反映的是现实世界中的事物及
10、其相互联系，与此有关的概念有:实体(Entity)。“实体”是观念世界中描述客观事物的概念。实体可以是人，也可以是物，抽象的概念;属性。“属性”指实体具有的某种特性。属性用来描述一个实体。如学号、姓名、年龄等联系。现实世界的事物总是存在着这样或那样的联系，这种联系必然耍在信息世界中得到反映。,E-R图,Entity-relationship approach简称实体联系方法。它用ER图形来描述信息世界中的实体、属性、关系的模型。ER图包括三个基本图素：实体，属性，联系。其中实体用方框表示，联系用菱形表示，属性用椭圆表示。框内填入相应的实体名、联系名和属性名，以作为标识。,ER图向关系数据模型的
11、转换,1、ER图中每个实体，相应转换为一个关系，该关系包括对应实体的全部属性，并确定出该关系的关键字。,2、对于“联系集”，根据联系方式不同，采取不同手段以使被它联系的实体所对应的关系彼此实现某种联系。,E-R图画法及关系转换举例,首先区分实体之间的联系类型：1:1，1:M，M:N。根据联系类型画出ER图根据ER图转换成关系数据库,厂长,厂长号,年龄,姓名,管理,工厂,厂号,地点,厂名,任职年月,1,1,将E-R图转换成关系模型,（1）若实体之间的联系是1：1的关系，可以在两个实体类型转换成的关系模式中的任意一个模式内，加入另一个模式的关键字和联系的属性。例1：学校与校长之间存在1：1联系，其
12、E-R图如下。转换成关系模式时，学校与校长各成为一个关系模式。如果在查询学校信息时需要查询其校长，则可以在学校模式中加入校长名和任职年月。,学校,校名,电话,地址,任职,校长,姓名,年龄,性别,任职年月,1,1,职称,一对一联系,根据E-R图可以设计关系模式如下：学校关系模式：（校名，地址，电话，校长名，任职年月）校长关系模式：（姓名，性别，年龄，职称）表格形式如下：,学校关系模式,校长关系模式,（2）若实体之间的联系是1：M，则在M端实体类型转换成的关系模式中加入1端实体类型的关键字和联系类型的属性。例2：车间与职工之间存在1：M的联系，其ER图如下。,车间,车间号,电话,车间名,聘用,职工
13、,工号,性别,姓名,聘期,1,M,年龄,一对多联系,根据ER图转换成的关系模式如下：车间关系模式（车间号，车间名，电话）职工关系模式（工号，姓名，性别，年龄，车间号，聘期。,车间关系模式,职工关系模式,（3）若实体间的联系是M：N联系，则将联系类型也转换成关系模式，其属性为两端实体类型的关键字加上联系类型的属性。例3：学生与课程间有M：N联系，其ER图如下：,学生,S#,age,Sname,成绩,课程,C#,Teacher,Cname,GRADE,N,M,sex,多对多联系,根据ER图，可以转换成如下关系模式：学生关系模式 S（S#，Sname,age,sex）成绩关系模式 SC（S#,C#,
14、GRADE）课程关系模式 C（C#，Cname,teacher）,学生关系模式,成绩关系模式,课程关系模式,2.4数据模型,数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述。在数据库系统中，对现实世界中数据的抽象、描述以及处理等都是通过数据模型来实现的。数据模型是数据库系统设计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。目前，在实际数据库系统中支持的数据模型主要有三种,2.4.1层次模型,在层次数据库模型中，记录被组织成一种层次关系，如同一株倒立的树的结构。例如下图所示的设备数据库可能包含建筑记录、房间记录、设备记录、维修商记录以及维修发票记录。每个记录与其他记录是父子关系。通常每
15、个父记录可以有多个子记录，但每个子记录只有一个父记录。,建筑物,房间1,房间2,设备1,设备2,设备3,维修商1,维修商2,维修商3,维修1,维修2,维修3,2.4.2网状数据库模型,网状数据库模型通常将所有记录用系表示。每一系都包含一个主记录和若干属记录，这一点与层次模型中的父子关系有些相似。不同于层次模型的是，网状模型允许一个记录同时属于几个系。例如，网状模型允许维修账单记录既是设备记录的子记录又是买主记录的子记录。,维修商1,维修商2,设备1,设备2,维修1,维修3,维修2,2.4.3关系数据库,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
16、系均通过关系进行描述。例如表3.4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。,付款关系,成绩关系,关系模型的术语,关系。一个关系对应于一张二维表。元组。表中一行称为一个元组。属性。表中一列称为一个属性。给每列起一个名即为属性名。主码(Primary Key，也称主关键字)。表中的某个属性组，它的值惟一地标识一个元组，如表3.4中，结算编号和合同号共同组成了主码。域。属性的取值范围。分量。元组中的一个属性值。关系模式。对关系的描述，用关系名(属性1，属性2，属性n)来表示。,2.5关系的规范化,范式表示的是关系模式的规范
17、化程度，也即满足某种约束条件的关系模式，根据满足的约束条件的不同来确定范式。如满足最低要求，则为第一范式(Frist Normal Form，简称lNF)。符合lNF而又进一步满足一些约束条件的成为第二范式(2NF)，等等。在五种范式中，通常只使用前三种，下面仅介绍这三种范式。,2.5.1第一范式,规范化!,为什么不规范,因为“工资”有两个分量,2.5.2第二范式(2NF),所谓第二范式，指的是这种关系不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主码。,不符合第二范式的关系,为什么不规范？,规范化,依赖,依赖,依赖,2.5.3第三范式(3NF),所谓第三范式，指的是这种关系不仅满足第二范式，
18、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。,不符合第三范式的产品关系,2.6数据库操作,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。下面我们介绍如何使用关系数据库标准语言：结构化查询语言SQL（Structured Query Language）来完成上述操作。,2.6.1表的建立与删除,建立表Create table 表名(列名1 类型，)例如:crea table address(姓名 C(8),性别 L,年龄 I(2),电话 C(10)删除表Drop table 表名Drop table address,2.6.2修改表,ALTER TABLE address ADD
19、 COLUMN 电子邮件 c(20)ALTER TABLE address DROP COLUMN 年龄Alter table address rename column 年龄 to ageAlter table address alter column 年龄 n(2),2.6.3数据查询,Select from where 条件 group by order by asc/descSelect*from address/显示所有数据Select 手机号码 from address where 姓名=“张三”,2.6.4数据修改,1、数据修改Update Set where Update ad
20、dress set 手机号码=“13807321388”where 姓名=“张三”/改张三电话为.,2.6.5数据删除与插入,删除Delete from where Delete from address where 姓名=“张三”插入insert into address(姓名,性别,年龄,电话)values(“李四,.F.,22,“8888688),2.7数据库保护,为了保证数据的安全可靠和正确有效，DBMS必须提供统一的数据保护功能，实体完整性。指二维表中描述主关键字的属性不能取空值。如学生基本信息表中的属性 学号被定义为主关键字，则学号的值不能为空。参照完整性。指具有一对多联系的两个表
21、之间子表中与主表的主关键字相关联的那个属性(外部码)的值要么为空，要么等于主表中主关键字的某个值。用户定义的完整性。它是针对某一具体数据库的约束条件，由应用环境确定。如月份是1-12的正整数，职工的年龄应大于18小于70等。,第三节 计算机网络*,学习目的 基本了解计算机网络的概念和分类较深入了解局部的体系结构和操作系统，了解不同体系结构数据的管理方式了解Internet基本概念内容提要介绍计算机网络的概念及网络的分类介绍了局域网的体系结构及且不同的数据管理方式介绍了Internet技术的概念及发展过程,3.1计算机网络的概念,计算机网络是用通信介质把分布在不同地理位置的计算机和其他网络设备连
22、接起来，实现信息互通和资源共享的系统。网络介质:数据传输的物理通道，有同轴电缆、双绞线、光纤、微波、卫星信道等。协议:网络设备间进行通信的一组约定。如IEEE802.3，802.4，FDDI，ATM等。网络协议具体规定了设备间通信的电气性能、数据组织方式等。节点:网络中某分支的端点或网络中若千条分支的公共汇交点。链路:是指两个相邻节点之间的通信线路。,3.2网络拓扑结构,所谓网络拓扑结构是指网络的链路和节点在地理上所形成的几何结构。计算机网络从功能上可分为两部分，资源子网和通信子网。,3.3计算机网络的分类,局域网(LAN)传输距离0.110km，传送速率在1Mbps10Mbps。广域网(WA
23、N)相距较远的局域网经由公共电信网络互联而成，数据传输速率一般在1.2kbps1.554Mbps，传输距离可遍及全球。Internet（因特网）是国际最大的互联网。Internet已形成覆盖全球的网络，成为远程网的代名词。我国的CHINANET、CERNET等都是该网的一部分。综合业务数字网(ISDN)是一种能在一个网络内传送多种业务信息的网络，包括数据、图像、语音、文字等，能够满足一个单位日常业务中网络应用的需要。,Intranet VS Extranet,Intranet：采用Internet技术建立的内部网络。Extranet：扩展的Intranet。企业内部网从企业的防火墙延伸出去，形成所谓的外延网。它是一种通过连接一个以上内联网来形成的网络，通过使用它，公司的业务伙伴及服务可以连接到本公司的供货链上，使公司在因特网上开展业务，进行商务活动。外联网必须专用而且安全，这就需要防火墙服务器管理、数字认证、用户确认、对消息的加密和在公共网络上使用虚拟专用网。,Internet&internet,internet 意思是用一个共同的协议族把多个网络连接在一起（inter-net）。而Internet指的是世界范围内通过TCP/IP互相通信的所有主机的集合（超过100万台）。Internet是一个internet，但internet不等于Internet。,Thank You!,
