第二章 农业数据库及管理信息系统_lsc.ppt.ppt
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1、第一节 农业数据库的概念与特征第四节 数据库技术基础第三节 农业数据库(管理信息)系统的研制与应用第二节 农业管理信息系统的概念与特征结束概述l l农农业业信信息息数数据据库库(Agricultural(AgriculturalDatabase)Database)的的建建设设是是农农业业信信息息技技术术工作的基础。工作的基础。l l目目前前,国国内内农农、林林、水水、气气、土土地地和和环环境境等等部部门门都都在在开开展展信信息息技技术术应应用用工工作作,而而任任何何部部门门开开展展这这项项工工作作的的第第一一步步就就是是建建立立基基础础数数据据库库。为为避避免免低低水水平平的的重重复复,特特别
2、别是是要要发发挥挥数数据据库库的的作作用用,关关键键是是保保持持数数据据库库内内容容的的现现实实性性,而而各各种种环环境境资资源源状状况况是是不不断断变变化化的的,必必须须及及时时更更新新以以保保持持数数据据库库内内容容的的现现实实性,否则数据库就不能发挥作用。性,否则数据库就不能发挥作用。l l因因此此,将将农农、林林、水水、土土地地等等部部门门都都需需要要的的一一些些基基础础数数据据库库,例例如如将将农农业业资资源源信信息息、社社会会经经济济信信息息和和科科技技信信息息等等集集中中起起来来,统统一一建建设设农农业业信信息息综综合合基基础础数数据据库库,由由一一个个部部门门负负责责建建设设、
3、管管理理,各各部部门门共共享享,可可节节省省大大量量资资金金,并并可可集集中中力力量量维维护护以以保持其现势性。这是开展农业信息技术工作的关键。保持其现势性。这是开展农业信息技术工作的关键。第一节 农业数据库的概念与特征返回结束二、数据库的概念与结构三、农业数据库系统的特征一、农业数据库的定义农业数据库定义l l农业数据库是一种有组织地动态地存储、管理、重复利用、分析预测一系列有密切联系的农业方面的数据集合(数据库)的计算机系统。主要包括农业资源信息数据库、农业生产资源信息数据库、农业技术信息数据库、农产品市场信息数据库、农业政策法规数据库、农业机构数据库等。返回一、数据库的概念与结构(一)数
4、据库的概念与结构(一)数据库的概念与结构(一)数据库的概念与结构(一)数据库的概念与结构(二)数据库的功能和特性(二)数据库的功能和特性(二)数据库的功能和特性(二)数据库的功能和特性(三)数据库管理系统(三)数据库管理系统(三)数据库管理系统(三)数据库管理系统(四)数据库管理员(四)数据库管理员(四)数据库管理员(四)数据库管理员返回结束(一)数据库的概念(一)数据库的概念与结构与结构l l数据库系统是基于数据库的计算机应用系统。它包括了以数据为主体的数据库和管理数据库系统的系统软件DBMS,还包括了支持数据库系统的计算机硬件环境和操作系统环境、管理和使用数据库系统的人、方便使用和管理系统
5、的各种技术说明书和使用说明书。返回数据库、数据库管理系统和数据库系统是三个不同的概念。l l数据库强调的是数据数据库强调的是数据l l数据库管理系统强调的是系统数据库管理系统强调的是系统软件软件l l数据库管理员是指负责数据库数据库管理员是指负责数据库全面管理工作的人。全面管理工作的人。数据库系统(二)数据库的功能和特性(二)数据库的功能和特性l l数据库的功能和特性主要有:数据库的功能和特性主要有:l l数据库是相互关联的数据的集合;数据库是相互关联的数据的集合;l l用综合的方法组织数据,可降低数据的冗余度,实现数据用综合的方法组织数据,可降低数据的冗余度,实现数据共享;共享;l l具有较
6、高的独立性;具有较高的独立性;l l数据库技术能够保证数据是安全的、可靠的;数据库技术能够保证数据是安全的、可靠的;l l能最大限度地保证数据的正确性和完整性;能最大限度地保证数据的正确性和完整性;l l数据库中的数据可以并发使用并能同时保证数据的一致性。数据库中的数据可以并发使用并能同时保证数据的一致性。l l上述数据库的各种功能和特性并不是数据库中的数据所固有的,它是上述数据库的各种功能和特性并不是数据库中的数据所固有的,它是靠管理或支持数据库的系统软件靠管理或支持数据库的系统软件数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)(DBMS)提供的。数提供的。数据库管理系统具有数据库的定义、操纵、查
7、询、控制和通信功能。据库管理系统具有数据库的定义、操纵、查询、控制和通信功能。返回(三)数据库管理系统(三)数据库管理系统l l数据库管理系统是为数据库的建立、使用和维护而配置数据库管理系统是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件。它建立在操作系统的基础上,对数据库进行统一的的软件。它建立在操作系统的基础上,对数据库进行统一的管理和控制。用户使用的各种数据库命令以及应用程序的执管理和控制。用户使用的各种数据库命令以及应用程序的执行都要通过数据库管理系统。数据库管理系统还承担着数据行都要通过数据库管理系统。数据库管理系统还承担着数据库的维护工作,按照数据库管理员所规定的要求,保证数据库的维护工作
8、,按照数据库管理员所规定的要求,保证数据库的安全性和完整性。库的安全性和完整性。l l数据库管理系统(DBMS)可以被定义为是可以用来管理并与数据库相互作用的工具。l l大多数DBMS可完成以下功能:存储数据;建立并维护数据结构;允许多个用户并发访问;加强安全性和保密性;允许提取和操作已存储的数据;实现数据录入和数据加载,提供对指定数据快速提取的高效索引机制;提供不同记录的一致性;通过备份和恢复过程保证数据免遭丢失。不同类型的DBMSl l1 1层次DBMS 以以树树形形结结构构存存储储数数据据,它它假假定定数数据据之之间间的的父父子子关关系系。树树的的顶顶端端称称为为根根,它它可可能能有有很
9、很多多后后代代,后后代代又又有有任任意意多多个个下下一一代代等等等等。层层次次数数据据库库现在已经消失。现在已经消失。l l2 2网络DBMS 以以记记录录和和链链接接的的形形式式存存储储数数据据。这这样样的的系系统统使使多多对对多多关关系系比比层层次次DBMSDBMS更更灵灵活活。网网络络DBMSDBMS非非常常快快而而且且存存储储效效率率很很高高。网网络络数数据据库库管管理理系系统统允许使用复杂的数据结构,但非常不方便并要求繁重冗长的设计。允许使用复杂的数据结构,但非常不方便并要求繁重冗长的设计。l l3 3关系DBMS(RDBMS)具具备备数数据据库库可可能能有有的的最最简简单单结结构构
10、。在在RDBMSRDBMS中中,数数据据被被组组织织成成表表,而而表表又又由由记记录录组组成成,记记录录由由字字段段(域域)组组成成。每每个个字字段段对对应应一一个个数数据据项项。如如果果表表又又有有一一个个或或多多个个共共同同字字段段,则则两两个个以以上上的的表表可可能能链链接接(联联结结)在一起。在一起。RDBMSRDBMS易于使用并在过去几十年中流行开来。易于使用并在过去几十年中流行开来。l l4 4面向对象的DBMS 用用于于处处理理数数字字和和词词之之类类的的数数据据。近近几几年年,已已出出现现面面向对象的向对象的DBMSDBMS。这些系统可以处理视频、图像、图片之类的对象。这些系统
11、可以处理视频、图像、图片之类的对象。返回(四)数据库管理员(四)数据库管理员l l专门用来对数据库中的数据进行管理和维护的人叫做数据库专门用来对数据库中的数据进行管理和维护的人叫做数据库管理员管理员(简称简称DBA)DBA)。主要职能包括:。主要职能包括:l l负责数据库核心及其开发工具的安装和升级;负责数据库核心及其开发工具的安装和升级;l l为数据库系统分配存储空间并规划未来的存储需求;为数据库系统分配存储空间并规划未来的存储需求;l l一旦开发者设计了应用,一旦开发者设计了应用,DBADBA负责建立基本的数据库存储负责建立基本的数据库存储结构;结构;l l协助开发者建立基本的对象协助开发
12、者建立基本的对象(表、视图、索引表、视图、索引),如果需要,如果需要,协助开发者修改数据结构;协助开发者修改数据结构;l l负责注册用户并维护系统的安全性;负责注册用户并维护系统的安全性;l l监控用户对数据库的存取;监控用户对数据库的存取;l l监控并优化数据库的性能;监控并优化数据库的性能;l l负责数据库系统的备份和恢复。负责数据库系统的备份和恢复。返回三、农业数据库系统的特征三、农业数据库系统的特征l信息、物质和能量构成世界的三大资源。农业信息浩如烟海,要使各种信息变成能为农业服务的信息资源,将信息加工成数据库、建立起农业数据库系统是目前最普遍、最实用的方法,在计算机应用程序的支持下,
13、可方便地查询、检索。农业数据库系统主要包括:l农业资源信息数据库系统l农业生产资料信息数据库系统l农业技术信息数据库系统l农产品市场信息数据库系统l农业政策法规数据库系统l农业机构数据库系统(一)农业数据库的分类农业数据库的分类(二)建立农业数据库的要求建立农业数据库的要求(三)农业数据库技术发展趋势(三)农业数据库技术发展趋势结束返回1农业数据库农业数据库l l从适用范围上可分为以下几类:从适用范围上可分为以下几类:l l(1)农业资源库。又包括地理资源库,即把国家的又包括地理资源库,即把国家的水土资源进行科学归类而形成的资源库;种质资源库,包水土资源进行科学归类而形成的资源库;种质资源库,
14、包括植物、动物、昆虫、微生物的整个生物群体;基因资源括植物、动物、昆虫、微生物的整个生物群体;基因资源库,是育种工程的重要保证;人力资源库,人力资源是资库,是育种工程的重要保证;人力资源库,人力资源是资源中最重要的组成部分。源中最重要的组成部分。l l(2)农业技术库。从科研到科普、从种植到养殖再。从科研到科普、从种植到养殖再到市场等农业产业化的全过程的技术。到市场等农业产业化的全过程的技术。l l(3)农业统计库。又包括企业与产品库,包含从。又包括企业与产品库,包含从企业到产品,再从产品到市场的信息链;生产信息统计库,企业到产品,再从产品到市场的信息链;生产信息统计库,包含农业产业生产过程中
15、产生的大量数据;农业气象资料包含农业产业生产过程中产生的大量数据;农业气象资料库,包含为农业生产服务提供的天气现象记载。库,包含为农业生产服务提供的天气现象记载。2农业应用的主要数据库类型农业应用的主要数据库类型(1)大型关系数据库(2)小型关系数据库(3)全文检索型数据库返回结束l l主要使用的产品有SYBASE、ORACLE,采用ClientServer结构,支持多用户查询,主要应用于科技文献管理、科技项目管理等。返回l l主要使用的产品有DBASE、FOXBASE、FOXPRO,运行在单机上,由各个职能部门使用,数据基本上不共享,主要应用于各部门内部管理,如人事档案、工资发放、固定资产、
16、业绩考核等系统。返回l l主要使用的产品有TRS全文检索系统。全文检索系统与传统的关系数据库系统在存储及管理方式上有所不同,它是将整篇文章以文件形式存储,检索时可以文件中的任何一个字、词或词组来检索,特别适合大量文件检索及管理,易于维护。在农业系统,全文检索系统主要应用于存储和管理不断增长的科技文献资料、公文档案、政策法规及简报等资料。返回(二二)建立农业数建立农业数据库的要求据库的要求l l建建立立一一个个农农业业数数据据库库需需要要来来自自多多学学科科的的知知识识和和大大量量的的繁繁琐琐劳劳动动,不不是是简简单单的的构构思思就就能能设设计计出出理理想想的的结结构构来来的的,需需要要跨跨学学
17、科科的的合合作作,通通过过一一段段时时间间的的开开发发试试验验运运行行,满满足足安安全全适适用用等等要要求求以以后后才才能能投投入入市市场场,向向社会提供服务。社会提供服务。l l 1 1安安全全 在在数数据据处处理理系系统统的的选选型型方方面面要要注注意意安安全全,要要注注意意黑黑客客和和国国家资源机密的无意识泄密。家资源机密的无意识泄密。l l 2 2系系统统 一一个个国国家家、一一个个行行业业、一一个个地地区区和和企企业业在在建建立立数数据据库库的的时时候候要要考考虑虑到到系系统统性性、整整体体性性、连连贯贯性性,减减少少资资源源和和财财力力的的浪浪费费。假假如如国国家家建建国国家家的的
18、,地地方方建建地地方方的的,这这样样会会引引起起资资源源的的严严重重浪浪费费,目目前前我我国国信信息息化化的的主主要要问问题题就就是是在在这这里里,一一条条相相同同的的中中文文信信息息能能在在几几十十个个或或几百个站点出现。几百个站点出现。l l 3 3方方便便 向向用用户户提提供供多多种种检检索索方方式式的的选选择择,满满足足用用户户的的不不同同需需求求,在在数数据据库库升升级级方方面面也也要要考考虑虑周周到到,要要考考虑虑到到将将来来的的更更新新换换代代和和功功能能扩扩充的需要。不能因为数据量和结构的因素而影响使用和降低访问速度。充的需要。不能因为数据量和结构的因素而影响使用和降低访问速度
19、。l l 4 4全全面面 信信息息量量上上要要全全面面系系统统,有有行行业业特特征征和和区区域域特特征征,不不能能盲盲目目扩大数据库的收录范围和对象,影响数据库的建库质量。扩大数据库的收录范围和对象,影响数据库的建库质量。l l 5 5准准确确 对对录录入入信信息息的的准准确确率率是是数数据据库库质质量量的的又又一一重重要要指指标标,没没有有准准确确性性也也就就失失去去利利用用的的价价值值,在在大大量量信信息息的的情情况况下下,保保证证信信息息的的准准确确性是建库的难点所在。性是建库的难点所在。返回(三三)农业数据库技术发展趋势农业数据库技术发展趋势l l 数数据据库库技技术术与与产产品品的的
20、发发展展总总是是与与计计算算机机技技术术的的发发展展密密切切相相关关的的。从从主主机机(Mainframe)(Mainframe)到到ClientClientServerServer到到现现在在的的InternetInternetIntranetIntranet及及网网络络计计算算,数据库总是站在技术发展的前列。数据库总是站在技术发展的前列。l l 数数据据库库的的发发展展也也总总是是伴伴随随着着新新技技术术、新新领领域域的的产产生生而而发发展展的的。数数据据库库可可以以按按不不同同领领域域来来划划分分,如如数数据据库库应应用用于于地地理理环环境境就就有有空空间间数数据据库库,数数据据库库应应
21、用用于于科科学学工工程程就就是是科科学学工工程程数数据据库库。数数据据库库与与其其他他新新技技术术结结合合而而产产生生的的诸诸如如面面向向对对象象数数据据库库、分分布布式式数数据据库库、多多媒媒体体数数据据库库等等等等,这这些些正正是是目目前数据库研究的热点及发展的趋势。前数据库研究的热点及发展的趋势。1分布式数据库分布式数据库l l随着计算机网络通讯技术的不断发展和应用,数随着计算机网络通讯技术的不断发展和应用,数据存储的分布性需求日益迫切,即需要把数据分据存储的分布性需求日益迫切,即需要把数据分散存储在许多网络节点上。因此对分布式数据的散存储在许多网络节点上。因此对分布式数据的管理和访问就
22、成为数据库技术必须解决的问题。管理和访问就成为数据库技术必须解决的问题。由于一个事务所涉及的数据可能分布在多个结点由于一个事务所涉及的数据可能分布在多个结点上,这就要求数据库系统具备一个优化的分布查上,这就要求数据库系统具备一个优化的分布查询策略,通过分布式来实现数据共享。分布式数询策略,通过分布式来实现数据共享。分布式数据库系统正是为解决这些问题而设计的。目前分据库系统正是为解决这些问题而设计的。目前分布式数据库系统主要应用在证券交易和银行清算布式数据库系统主要应用在证券交易和银行清算系统中,今后随着网络技术的发展,分布式数据系统中,今后随着网络技术的发展,分布式数据库将会得到日益广泛的应用
23、。库将会得到日益广泛的应用。2多媒体数据库多媒体数据库l l多媒体数据库是能够管理数值、文字、表格、图形、图像、声音等多种信息媒体的数据库系统。近年来,大容量光盘、高速CPU、高速数字信号处理器(DSP)以及宽带网络等硬件技术的发展为多媒体技术的应用奠定了基础。在农业领域,多媒体数据库的应用有着广阔的前景,如建立主要病虫害数据库等。3面向对象数据库面向对象数据库l l面面向向对对象象数数据据库库(ODBC)(ODBC)系系统统是是数数据据库库技技术术与与面面向向对对象象技技术术相相结结合合的的产产物物。尽尽管管数数据据库库技技术术不不断断发发展展,新新的的产产品品层层出出不不穷穷,人人们们对对
24、数数据据库库系系统统的的定定义义却却依依然然没没有有改改变变,即即数数据据库库系系统统就就是是对对数数据据进进行行存存储储和和管管理理的的系系统统,但但不不同同的的是是,以以前前数数据据库库管管理理的的数数据据类类型型和和现现在在有有着着很很大大的的区区别别。以以前前数数据据类类型型很很简简单单,而而现现在在对对数数据据的的概概念念作作了了很很大大的的扩扩充充,传传统统数数据据、对对象象、甚甚至至知知识识都都可可以以作作为为数数据据库库管管理理、存存储储的的对对象象。人人们们要要求求数数据据库库系系统统不不仅仅能能处处理理以以前前的的简简单单数数据据类类型型,还还能能处处理理包包括括声声音音、
25、图图形形、图图像像、动动画画等等多多种种音音频频、视视频频信信息息。面面向向对对象象技技术术的的发发展展给给人人们们解解决决这这些些问问题题增增加加了了新新的的思思路路。因因此此为为了了支支持持日日益益多多样样的的应应用用类类型型,面面向向对对象数据库技术是必然的趋势。象数据库技术是必然的趋势。4进一步适应进一步适应Internet发展发展l l当当前前数数据据库库技技术术离离不不开开的的主主题题就就是是Internet(Internet(因因特特网网),InternetInternet的的产产生生与与发发展展彻彻底底改改变变了了人人们们的的工工作作和和生生活活方方式式,它它标标志志着着一一个
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