第二章-数据管理.ppt
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1、管理信息系统管理信息系统第三章第三章 数据管理数据管理l数据管理概述数据管理概述l数据库及其管理系统数据库及其管理系统l关系数据库系统及其应用关系数据库系统及其应用l多媒体数据管理多媒体数据管理l数据仓库数据仓库1管理信息系统管理信息系统第一节第一节 数据管理概述数据管理概述l信息与数据信息与数据l数据组织的层次数据组织的层次l数据管理技术的发展数据管理技术的发展2管理信息系统管理信息系统信息与数据信息与数据l数据:数据:在信息处理中,信息载体上反映信息内容且可被接受者(人或机器)识别的物理符号称为数据。l多媒体:多媒体:是指数据的多种形式的组合。3管理信息系统管理信息系统数据组织的层次数据组
2、织的层次l分层:分层:分为数据项、记录、文件和数据库四层。数据项:是具有确定逻辑意义(即可描述信息内容)的数据的最小单位。是不可分的数据单位。记录:是具有一定关系的数据项的一个有序集合。l关键字:能唯一标识一条记录的数据项的最小集合。文件:同类记录的有序集合。数据库:存储起来的相关数据的集合。l数据库管理系统(Data Base Management System)4管理信息系统管理信息系统 l数据库中数据与应用程序及用户的关系数据库中数据与应用程序及用户的关系用户或应用程序1数据库管理系统数据库5管理信息系统管理信息系统数据管理技术的发展数据管理技术的发展l数据管理:数据管理:在信息系统中,
3、数据(信息)的收在信息系统中,数据(信息)的收集、加工、检索、存储、传输、利用和维护等工集、加工、检索、存储、传输、利用和维护等工作称为数据管理。作称为数据管理。6管理信息系统管理信息系统数据管理技术发展的三个阶段数据管理技术发展的三个阶段l人工管理阶段人工管理阶段20世纪50年代以前计算机软硬件的背景l没有操作系统软件,没有专门的管理软件l外存为最简单的存取设备数据管理的特点l数据不在计算机中长期保存l没有软件系统对数据进行管理l一组数据对应于一个应用程序(数据面向应用,不共享)7管理信息系统管理信息系统l文件管理阶段文件管理阶段20世纪世纪50年代后期年代后期计算机软硬件的背景计算机软硬件
4、的背景l出现了对计算机资源进行有效管理的操作系统和专门管出现了对计算机资源进行有效管理的操作系统和专门管理数据的文件系统理数据的文件系统l出现了可进行大量存储的外存储器出现了可进行大量存储的外存储器数据管理的特点数据管理的特点l数据可被长期存储和反复处理数据可被长期存储和反复处理l程序与数据分开,数据在物理存储上实现了独立程序与数据分开,数据在物理存储上实现了独立l数据管理方式上还存在不足,有待进一步提高数据管理方式上还存在不足,有待进一步提高8管理信息系统管理信息系统l数据库系统阶段数据库系统阶段20世纪世纪60年代开始,实际应用对数据管理的要求程度越来越高。年代开始,实际应用对数据管理的要
5、求程度越来越高。计算机软硬件的背景计算机软硬件的背景数据管理的特点数据管理的特点l可以实现对数据元素间复杂关系的描述。可以实现对数据元素间复杂关系的描述。l数据存储方式改善,存储空间利用率高,数据可以进数据存储方式改善,存储空间利用率高,数据可以进行反复应用。行反复应用。l数据有较好的共享性。数据有较好的共享性。l数据具有较好的独立性。数据具有较好的独立性。l可实现对数据的统一管理和控制。可实现对数据的统一管理和控制。9管理信息系统管理信息系统第二节第二节 数据库及其管理系统数据库及其管理系统l概述概述l信息模型信息模型l数据模型数据模型l数据库的结构数据库的结构l数据库系统的构成数据库系统的
6、构成10管理信息系统管理信息系统概述概述l对客观世界的认识、描述分为三个层次对客观世界的认识、描述分为三个层次现实世界:客观存在的事物及其相互联系。信息世界:客观存在的现实世界在人们头脑中的反映。数据世界:对信息世界中的有关信息经过加工、编码、格式化等具体处理,便进入了数据世界。l三者之间的关系(三者之间的关系(P62)11管理信息系统管理信息系统l信息模型的要素实体(实体(Entity)属性(属性(Attribute)联系(联系(Relationship)l两个实体集之间相互联系的方式一对一联系:一对一联系:A中任一个体至多与中任一个体至多与B中一个个体中一个个体有联系,简示有联系,简示1:
7、1。信息模型信息模型个体实体集12管理信息系统管理信息系统一对多联系:一对多联系:A中至少有一个体与中至少有一个体与B中一个以上中一个以上个体有联系,且个体有联系,且B中任一个体至多与中任一个体至多与A中一个体中一个体有联系,简示有联系,简示1:N。多对多联系:多对多联系:A中至少有一个体与中至少有一个体与B中两个或两中两个或两个以上的个体有联系,个以上的个体有联系,B中也至少有一个个体与中也至少有一个个体与A中两个或两个以上的个体有联系,简示中两个或两个以上的个体有联系,简示N:M。l建立信息模型的一种方法:建立信息模型的一种方法:实体联系方法,实体联系方法,简称简称ER方法。方法。13管理
8、信息系统管理信息系统实体实体-联系模型(联系模型(E-R模型)模型)lP.P.S.Chen 于于1976年提出的实体联系方年提出的实体联系方法(法(Entity-Relationship Approach)。)。该方法用该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型,图来描述现实世界的概念模型,E-R 方法也称为方法也称为E-R模型。模型。l 现实世界是由一组称作实体的基本对象以现实世界是由一组称作实体的基本对象以及这些对象间的联系构成的及这些对象间的联系构成的14管理信息系统管理信息系统l信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念 实体(Entity)现实世界中可区别于其他对象的一个事件或物体属性(
9、Attribute)描述实体 码(Key)唯一识别实体和联系的属性集域(Domain)每个属性所允许的值集 实体集(Entity Set)同一类型所有实体的集合联系(Relationship)实体间的相互关联l 一对一联系(1:1)l 一对多联系(1:n)l 多对多联系(m:n)l实际上,一对一联系是一对多联系的特例,而一对多联系又是多对多联系的特例。15管理信息系统管理信息系统ER图的特点l一个联系可以定义在两个以上的实体集上。l一个联系也可以定义在一个集合自身上。l对给定的实体集,还可以有两个以上的联系。l联系的类型必须标注清楚。16管理信息系统管理信息系统区分实体与属性的一般性的原则l尽
10、量减少实体集,能作为属性时不要作为实体集。l作为属性的事物,不能再有需要描述的性质(属性),也不能与其他事物有联系。l作为属性的事物与所描述的实体之间只能是1:N(含1:1)的关系。17管理信息系统管理信息系统数据模型数据模型l组成:组成:由三部分组成。一组规定的用以构造数据库的基本数据结构类型一组数据操作或推导规则完整性约束l数据模型与信息模型的关系数据模型与信息模型的关系数据模型必须以相应的信息模型为基础。数据模型必须以相应的信息模型为基础。信息模型和数据模型要素的对应关系信息模型和数据模型要素的对应关系18管理信息系统管理信息系统常见数据模型的概述常见数据模型的概述l层次模型层次模型数据
11、结构:树型结构缺点:处理效率较低,无法直接描述层次间的N:M。19管理信息系统管理信息系统l网状模型网状模型满足条件l可以有一个以上的节点(记录型)无父节点l至少有一个节点的父节点多于一个与层次模型之间的不同l层次模型中,从子女节点道双亲节点的联系是唯一的,从子女节点道双亲节点的联系是唯一的,而网状模型可以不唯一。网状模型中,还允许两个记而网状模型可以不唯一。网状模型中,还允许两个记录间有两个以上的联系。录间有两个以上的联系。20管理信息系统管理信息系统l关系模型关系模型概念:关系模型将数据的逻辑结构归纳为满足一概念:关系模型将数据的逻辑结构归纳为满足一定条件的二维表,称为一个关系。关系由关系
12、框定条件的二维表,称为一个关系。关系由关系框架和若干元组组成。组成元组的元素是分量。元架和若干元组组成。组成元组的元素是分量。元组由组由n个分量组成称关系为个分量组成称关系为n元关系。元关系。关系模型由关系(数据结构)、关系上定义的操关系模型由关系(数据结构)、关系上定义的操作和关系完整性约束规则组成。作和关系完整性约束规则组成。关系模型的最大特点:描述的一致性,即无论对关系模型的最大特点:描述的一致性,即无论对实体集还是实体之间的联系,均可以用关系(二实体集还是实体之间的联系,均可以用关系(二维表)来表述。维表)来表述。21管理信息系统管理信息系统l关系模型关系模型(Relational M
13、odel)1969年美国IBM公司San Jose研究室的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型。开创了数据库关系方法和关系数据理论的研究,为数据库技术奠定了理论基础。20世纪世纪80年代以来,计算机厂商新推出的数据库年代以来,计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型管理系统几乎都支持关系模型。22管理信息系统管理信息系统关系模型关系模型(Relational Model)l关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构 在用户观点下,关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表,它由行和列组成。l关系数据模型的优缺点关系数据模型的优缺点 关系模型与非关系模型不同,关系模型的概念
14、单一。关系模型的存取路径对用户透明 当然,关系数据模型也有缺点,其中最主要的缺点是,由当然,关系数据模型也有缺点,其中最主要的缺点是,由于存取路径对用户透明,查询效率往往不如非关系数据模于存取路径对用户透明,查询效率往往不如非关系数据模型。因此为了提高性能,必须对用户的查询请求进行优化,型。因此为了提高性能,必须对用户的查询请求进行优化,增加了开发数据库管理系统的难度。增加了开发数据库管理系统的难度。23管理信息系统管理信息系统完整性约束:对每个属性的定义域的限制,各对每个属性的定义域的限制,各属性间数据关系(联系)的描述以及其他一些属性间数据关系(联系)的描述以及其他一些关于该关系的强制性约
15、束条件,统称为完整性关于该关系的强制性约束条件,统称为完整性约束。约束。l关系的规范化关系的规范化一般要求实现第三范式。24管理信息系统管理信息系统什么是什么是 数据库?(数据库?(1)l数据库(数据库(DATABASE,简称简称DB)所谓数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度,较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。25管理信息系统管理信息系统什么是什么是数据库数据库?(?(2)l通常,数据库中的数据,至少在在大型通常,数据库中的数据,至少在在大型系统中,既是集成的,又是共享的:系统中,既是集成的,又是
16、共享的:集成指的是数据库可以被当作几个不同的文件的合并,数据库至少可以部分消除文件之间的冗余。共享指的是数据库中的每项数据可以被不同的用户共享。每个用户可以因不同的目的而访问相同的数据,甚至可以同时访问同一数据(并发访问)。26管理信息系统管理信息系统什么是什么是数据库数据库?(?(3)l数据库集成和共享带来的一个结果,是数据库集成和共享带来的一个结果,是任一用户都只需关心整个数据库中的一任一用户都只需关心整个数据库中的一小部分,而且不同用户所使用的数据库小部分,而且不同用户所使用的数据库会以各种方式重叠。换句话说,对于一会以各种方式重叠。换句话说,对于一个指定的数据库,不同用户会以许多不个指
17、定的数据库,不同用户会以许多不同的方式来观察同的方式来观察27管理信息系统管理信息系统什么是什么是数据库数据库?(?(4)l数据库的结构数据库的结构划分成四个级次:划分成四个级次:局部逻辑级全局逻辑级存储级物理级。28管理信息系统管理信息系统l模式:模式:又叫概念模式。数据库管理员(DBA)看到的数据库,也叫DBA视图。l外模式:外模式:也称为子模式。用户可以看到并获准使用的那部分数据的逻辑结构,又叫用户视图。l内模式:内模式:是数据库的存储结构。l物理数据库:物理数据库:数据库在物理存储设备上的组织。29管理信息系统管理信息系统什么是什么是 数据库管理系统?(数据库管理系统?(1)l数据库管
18、理系统(数据库管理系统(DATABASE MANAGEMENT SYSTEM,简称简称DBMS)。)。数据库管理系统是位数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。它。它的主要功能包括以下几个方面:的主要功能包括以下几个方面:1.数据定义功能 2.数据操纵功能 3.数据库的运行管理 4.数据库的建立和维护功能 30管理信息系统管理信息系统什么是什么是 数据库管理系统?(数据库管理系统?(2)lSQLCREATE TABLE student(name CHAR(10),)lSQLSELECT name FROM student WHERE ag
19、e 20 SQLINSERT INTO Student(name,zip,age)VALUES(“WANG WU”,100872,22,)SQL UPDATE.SQL DELETE 31管理信息系统管理信息系统什么是什么是数据库系统?(数据库系统?(1)l数据库系统(数据库系统(DATABASE SYSTEM 简称简称DBS)数据库系统是指一个计算机存储记录的系统,即,它是一个计算机系统,该系统的目标是存储信息并且支持用户检索和更新所需要的信息 一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员和用户构成。32管理信息系统管理信息系统什么是什么是数据库系统?(数据库系统?(1
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