第3章-管理信息系统的技术基础.ppt

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1、第三章第三章 管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础本章内容：本章内容：1 1、信信 息息 技技 术术 概概 述述2 2、数据处理、数据处理4 4、计算机网络、计算机网络3 3、数据库技术与数据库设计、数据库技术与数据库设计第一节第一节 信息技术概述信息技术概述信息技术是管理信息系统的技术基础信息技术是管理信息系统的技术基础 信息技术是管理信息系统的技术基础，只有将信息技术信息技术是管理信息系统的技术基础，只有将信息技术和管理技术结合起来，才能真正发挥管理信息系统的作用。和管理技术结合起来，才能真正发挥管理信息系统的作用。信息技术主要包括：信息技术主要包括：计算机硬件技术计算机硬件技术、

2、计算机软件技术计算机软件技术和和通信技术。通信技术。计算机硬件技术计算机硬件技术计算机软件技术计算机软件技术数据通信技术数据通信技术计算机的发展计算机的发展n世界上第一台电子计算机诞生于世界上第一台电子计算机诞生于1946年年;第一代真空电子管计算机（第一代真空电子管计算机（1946-1956）;第二代晶体管计算机（第二代晶体管计算机（1957-1963）;第三代集成电路计算机（第三代集成电路计算机（1964-1979）;第四代大规模集成电路和超大规模集成电路计第四代大规模集成电路和超大规模集成电路计算机（算机（1980-现在）现在）n正在进入第五代正在进入第五代(生物计算机、量子计算机等生物

3、计算机、量子计算机等)计算机系统的分类计算机系统的分类1、大型计算机、大型计算机n专门为适应高速计算和容量存储器的要求而设专门为适应高速计算和容量存储器的要求而设计的。计的。n应用于大型公司、金融机构、政府部门和制造应用于大型公司、金融机构、政府部门和制造企业、大型数据库管理、大型工程和科学计算企业、大型数据库管理、大型工程和科学计算领域等领域等n制造商：制造商：IBM公司、日本富士通、日本日立和公司、日本富士通、日本日立和日本电气公司日本电气公司2、小型计算机、小型计算机n具有较强的集中处理能力，体积小、价格低，具有较强的集中处理能力，体积小、价格低，对运行环境运行要求不高。对运行环境运行要

4、求不高。n应用于情报检索、咨询、科学研究、工业过程应用于情报检索、咨询、科学研究、工业过程控制、办公自动化等领域控制、办公自动化等领域n制造商：制造商：IBM公司、公司、HP公司公司3、工作站、工作站n数据处理速度快、存储量大，有突出的网络互数据处理速度快、存储量大，有突出的网络互联功能、快速的数学运算和强大的图形、图像联功能、快速的数学运算和强大的图形、图像处理功能。处理功能。n应用于科学研究、工业技术和信息管理领域表应用于科学研究、工业技术和信息管理领域表现出极大的潜力。现出极大的潜力。n制造商：制造商：SUN公司公司4、微型机、微型机n体积小、结构简单、使用方便，很适合个人应体积小、结构

5、简单、使用方便，很适合个人应用。用。n应用于国民经济各部门、社会生活各方面。应用于国民经济各部门、社会生活各方面。6、超级计算机、超级计算机n是一种极为复杂而功能强大的计算机特别适合是一种极为复杂而功能强大的计算机特别适合进行复杂数学模型的求解和大型系统仿真研究。进行复杂数学模型的求解和大型系统仿真研究。n应用于航空航天工业、气象分析与预报、石油应用于航空航天工业、气象分析与预报、石油勘探和大型工程计算，现已开始走向金融和商勘探和大型工程计算，现已开始走向金融和商业应用领域等。业应用领域等。计算机的发展趋势计算机的发展趋势n微型化微型化n网络化网络化n多媒体多媒体一、计算机硬件技术一、计算机硬

6、件技术计算机的组成计算机的组成二、计算机软件技术二、计算机软件技术软件技术就是研究计算机软件技术就是研究计算机系统软件系统软件系统软件系统软件、应用软件应用软件应用软件应用软件及及其所依赖的其所依赖的基础理论基础理论基础理论基础理论 (如数据结构、数据库原理等如数据结构、数据库原理等)和和基本方法基本方法基本方法基本方法 (如系统开发方法等如系统开发方法等)。指为管理、控制和维护计算机及外设，以及提供计算机与用户界面等的软件。如如操作系统操作系统 (OS)(OS)、数据库管理数据库管理系统系统 (DBMS)(DBMS)、各种语言编译系统等。各种语言编译系统等。应用软件应用软件应用软件应用软件

7、指面向用户的、为用户服务的软件。如科学计算类软件、数据处理类软如科学计算类软件、数据处理类软件、辅助设计类软件等。件、辅助设计类软件等。系统软件系统软件系统软件系统软件操作系统操作系统操作系统具备两大功能操作系统具备两大功能:1、系统资源的管理。2、用户与计算机之间的接口。WindowsWindowsUnixUnix操作系统操作系统LinuxLinux操作系统操作系统其它操作系统其它操作系统计算机硬件计算机硬件计算机硬件计算机硬件操作系统操作系统应用软件应用软件应用软件应用软件用户用户用户用户计算机系统计算机系统计算机系统计算机系统2、用户与计算机之间的接口。阅读：阅读：比尔比尔盖茨是怎样发家

8、的？盖茨是怎样发家的？n盖茨盖茨1973年毕业于西雅图的一所中学，之后进了哈佛。在年毕业于西雅图的一所中学，之后进了哈佛。在那里，他得知微机还处于发展阶段。他就离开学校，全身那里，他得知微机还处于发展阶段。他就离开学校，全身心地投入到设计微机操作系统（用来协调计算机硬件和软心地投入到设计微机操作系统（用来协调计算机硬件和软件的程序）的工作中去。这个系统称为件的程序）的工作中去。这个系统称为MS-DOS（微软磁（微软磁盘操作系统），它是如此之好，以至于盘操作系统），它是如此之好，以至于IBM同意在其生产同意在其生产的微机上采用。随着的微机上采用。随着IBM建立了行业标准，其他计算机制建立了行业标

9、准，其他计算机制造商也很快采用了。后来造商也很快采用了。后来MS-DOS又被微软的另一种产品又被微软的另一种产品视窗操作系统所替代。视窗操作系统所替代。n今天，世界上今天，世界上80%的微机都使用这一系统。盖茨的企业的微机都使用这一系统。盖茨的企业（微软公司）在每台带有视窗操作系统的计算机上都赚钱。（微软公司）在每台带有视窗操作系统的计算机上都赚钱。n现在，微软公司还生产文字处理、电子制表软件和其它许现在，微软公司还生产文字处理、电子制表软件和其它许多应用软件。多应用软件。n盖茨盖茨2001-2007年蝉联世界首富！年蝉联世界首富！2008年排名世年排名世界第三，界第三，2009年又一次成为世

10、界首富！年又一次成为世界首富！n比尔比尔盖茨，又被封为威廉盖茨，又被封为威廉亨利亨利盖茨三世爵盖茨三世爵士（士（WilliamHenryGatesIIIKBE），美国商人、），美国商人、亿万富豪。他是微软的创始人，根据美国亿万富豪。他是微软的创始人，根据美国福布福布斯斯杂志的统计，盖茨是全世界最有钱的人杂志的统计，盖茨是全世界最有钱的人（2008年前）。年前）。n另外一个统计则称盖茨一个人的财富要比全世界另外一个统计则称盖茨一个人的财富要比全世界最贫穷的最贫穷的50%人口的财富总额还要多。曾经有人人口的财富总额还要多。曾经有人计算过，比尔计算过，比尔盖茨拥有的财富可以买盖茨拥有的财富可以买32

11、架航天架航天飞机，或飞机，或344架波音架波音747，拍摄，拍摄268部部泰坦尼克泰坦尼克号号，买，买15.6万部劳斯莱斯产的宾利大陆型豪华万部劳斯莱斯产的宾利大陆型豪华轿车。轿车。n如今，如果你的办公桌上有一台个人电脑、里如今，如果你的办公桌上有一台个人电脑、里面几乎都装有微软的操作系统。比尔面几乎都装有微软的操作系统。比尔盖茨使盖茨使个人计算机成了日常生活用品，并因而改变了个人计算机成了日常生活用品，并因而改变了每一个现代人的工作、生活乃至交往的方式。每一个现代人的工作、生活乃至交往的方式。因此有人说，比尔因此有人说，比尔盖茨对软件的贡献，就像盖茨对软件的贡献，就像爱迪生之于灯泡。爱迪生之

12、于灯泡。1）Windows NT操作系统操作系统 Windows NT是是Microsoft公司开发的网络操公司开发的网络操作系统，采用先进的客户机作系统，采用先进的客户机/服务器系统结构，服务器系统结构，提供强大的系统功能和丰富的网络服务。提供强大的系统功能和丰富的网络服务。（1）用户界面简单，容易浏览和检索，使用方）用户界面简单，容易浏览和检索，使用方便。便。（2）支持多种硬件平台和多种网络协议。）支持多种硬件平台和多种网络协议。（3）可移植性好。）可移植性好。（4）安全性好。）安全性好。操作系统操作系统(OS)2）UNIX 操作系统操作系统 UNIX操作系统是一个具有不同硬件平操作系统是

13、一个具有不同硬件平台的多用户操作系统，具有多种不同的版台的多用户操作系统，具有多种不同的版本。本。源自于源自于Bell实验室实验室,这个为这个为AT&T(美国电美国电话和电报话和电报)公司设立的研究型实验室。公司设立的研究型实验室。UNI操操X作系统的优点是稳定，而且提供多个使用者同作系统的优点是稳定，而且提供多个使用者同时连线，以及通过网络共享文件资源。时连线，以及通过网络共享文件资源。nUNIX的主要特色：的主要特色：1.技术成熟，可靠性高。技术成熟，可靠性高。UNIX是能达到大型主机是能达到大型主机（mainframe）可靠性要求的少数操作系统之一。）可靠性要求的少数操作系统之一。2.极

14、强的可伸缩性。极强的可伸缩性。UNIX系统是世界上唯一能在笔记本电脑、系统是世界上唯一能在笔记本电脑、PC、工作站，直至巨型机上运行的操作系统。、工作站，直至巨型机上运行的操作系统。3.网络功能强网络功能强网络功能是网络功能是UNIX系统的一又一重要特色，作为系统的一又一重要特色，作为Internet网技术和异种机连接重要手段的网技术和异种机连接重要手段的TCP/IP协议就是在协议就是在UNIX上开发和发展起来的。上开发和发展起来的。4.强大的数据库支持能力强大的数据库支持能力。由于。由于UNIX具有强大的支持数据库具有强大的支持数据库的能力和良好的开发环境，因此多年来，所有主要数据库厂的能力

15、和良好的开发环境，因此多年来，所有主要数据库厂商，包括商，包括Oracle、Informix、Sybase、Progress等，都把等，都把UNIX作为主要的数据库开发和运行平台作为主要的数据库开发和运行平台5.开发功能强开发功能强。UNIX系统从一开始就为软件开发人员提供了系统从一开始就为软件开发人员提供了丰富的开发工具。成为工程工作站的首选和主要的操作系统丰富的开发工具。成为工程工作站的首选和主要的操作系统和开发环境。和开发环境。3）Linux操作系统操作系统 Linux操操作作系系统统是是UNIX在在微微机机上上的的完完整整实现，它性能稳定、功能强大、技术先进。实现，它性能稳定、功能强大

16、、技术先进。Linux是是由由芬芬兰兰的的Linus Torvalds发发明明设设计计的的。从从一一开开始始，作作者者就就确确立立了了免免费费和和公公开开源源代代码码的的原原则则，因因此此通通过过Internet在在全全世世界界范范围围得得到到大大批批程程序序员和爱好者的关注和帮助。员和爱好者的关注和帮助。nLinux作为自由软件有两个特点：作为自由软件有两个特点：一是它免费提供源码，二是爱好者可以按照一是它免费提供源码，二是爱好者可以按照自己的需要自由修改、复制和发布程序的源码，自己的需要自由修改、复制和发布程序的源码，并公布在并公布在Internet上。上。这就吸引了世界各地的操作系统高手

17、为这就吸引了世界各地的操作系统高手为Linux编写各种各样的驱动程序和应用软件，使得编写各种各样的驱动程序和应用软件，使得Linux成为一种不仅只是一个内核，而且包括系统成为一种不仅只是一个内核，而且包括系统管理工具、完整的开发环境和开发工具、应用软管理工具、完整的开发环境和开发工具、应用软件在内，用户很容易获得的操作系统。件在内，用户很容易获得的操作系统。三、数据通信技术三、数据通信技术数据通信系统是以计算机为中心，结合分散在远数据通信系统是以计算机为中心，结合分散在远程的终端装置或其他计算机，通过通信线路彼此连接程的终端装置或其他计算机，通过通信线路彼此连接起来，进行数据的传输、交换、存储

18、和处理的设备总起来，进行数据的传输、交换、存储和处理的设备总称。称。计算机（远程通信软件）.远程通信处理器远程通信信道和介质数据通信系统模型数据通信系统模型发信者发信者编码编码调制调制信道信道解调解调译码译码收信者收信者数据通信系统组成数据通信系统组成数据通信系统主要由中央处理装置、终端设备、通信线路及数据通信系统主要由中央处理装置、终端设备、通信线路及相关设备相关设备(如调制解调器、集线器如调制解调器、集线器)等三大部分组成。等三大部分组成。1 1、中央处理装置、中央处理装置2 2、终端设备、终端设备3 3、通信线路、通信线路4 4、调制解调器、调制解调器5 5、集线器、集线器第二节第二节

19、数据处理数据处理对象对象数据数据信息信息知识知识识别、检测、表达转变、处理获取、创造 一、概一、概 念念按照应用的要求，采用一定的方法和手段对数据进行按照应用的要求，采用一定的方法和手段对数据进行收收集集、存储存储、加工加工、传输传输和和输出输出这样一个过程的总称。这样一个过程的总称。应用的要求应用的要求一定的方法和手段一定的方法和手段输出输出数据处理的依据数据处理的依据决定了数据处理的效率和效果决定了数据处理的效率和效果数据处理的归宿数据处理的归宿目的目的1 1、把数据转换成便于观察分析、传送或进一步、把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形式处理的形式2 2、从大量的原始数据中抽取、

20、推导出对于人们、从大量的原始数据中抽取、推导出对于人们有价值的信息以作为行动和决策的依据。有价值的信息以作为行动和决策的依据。3 3、科学地保存和管理已经处理的大量数据，以、科学地保存和管理已经处理的大量数据，以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。源。内容内容1 1、数据收集、数据收集2 2、数据转换、数据转换3 3、数据的筛选、分组和排序、数据的筛选、分组和排序4 4、数据的组织、数据的组织5 5、数据的运算、数据的运算6 6、数据存储、数据存储7 7、数据检索、数据检索8 8、数据输出、数据输出二、数据处理的发展阶段二、数据处理的发展阶段硬件

21、方面：无外存或只有磁带外存，输入输出设备简单。硬件方面：无外存或只有磁带外存，输入输出设备简单。1 1、人工管理阶段、人工管理阶段 (20(20世纪世纪5050年代中期以前年代中期以前)无数据管理及完全分散的手工方式无数据管理及完全分散的手工方式 软件方面：无操作系统，无文件管理系统，无管理数据软件方面：无操作系统，无文件管理系统，无管理数据的软件。的软件。数据是程序的组成部分，数据不独立。数据是程序的组成部分，数据不独立。应用程序应用程序1应用程序应用程序2应用程序应用程序n数据组数据组1数据组数据组2数据组数据组n .文件系统尚未出现，程序员必须自行设计数据的组织方式文件系统尚未出现，程序

22、员必须自行设计数据的组织方式2 2、文件系统、文件系统 (50(50年代后期到年代后期到6060年代中期年代中期)外存有了很大的发展，输入、输出能力大大加强。外存有了很大的发展，输入、输出能力大大加强。系统软件方面出现了操作系统、文件管理系统和多系统软件方面出现了操作系统、文件管理系统和多用户的分时系统用户的分时系统数据管理方面，实现了数据对程序的一定的独立性数据管理方面，实现了数据对程序的一定的独立性数据存取以记录为单位。数据存取以记录为单位。文件类型已经多样化。文件类型已经多样化。数据冗余度大。数据冗余度大。数据与程序独立性仍不高。数据与程序独立性仍不高。此阶段的不足之处此阶段的不足之处3

23、 3、数据库管理系统、数据库管理系统 (60(60年代后期开始年代后期开始)n6060年代后期，计算机在管理中的应用更加广泛，数年代后期，计算机在管理中的应用更加广泛，数据量急剧增大，对数据共享的要求越来越迫切；据量急剧增大，对数据共享的要求越来越迫切；n同时，大容量磁盘已经出现，联机实时处理业务增同时，大容量磁盘已经出现，联机实时处理业务增多；多；n软件价格在系统中的比重日益上升，硬件价格大幅软件价格在系统中的比重日益上升，硬件价格大幅下降，编制和维护应用软件所需成本相对增加。下降，编制和维护应用软件所需成本相对增加。数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统（Database

24、 Management SystemDatabase Management System）数据冗余度小，易于扩充。数据冗余度小，易于扩充。数据与程序独立。数据与程序独立。面向全组织的复杂数据结构。面向全组织的复杂数据结构。第三节第三节 数据库技术数据库技术数据的组织与管理数据的组织与管理数据库技术数据库技术数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念n数据：数据：是对客观事物的性质、状态以及相互关系等进 行记载的物理符号或是这些物理符号的组合。它是可识别的、抽象的符号。n数据库数据库(database,DB)：是指按一定方式组织起来的相互关联的数据集合。n数据库管理系统数据库管理系统(databa

25、semanagementsystem,DBMS)：是用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它为用户或应用程序提供访问数据库的方法。n数据库系统数据库系统(databasesystem,DBS)：是实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统。n数据库技术：数据库技术：是在操作系统的文件系统的基础上发展起来的，它是研究数据库的结构、存储、设计、管理和使用的一门软件学科。一、数据的组织与管理一、数据的组织与管理在管理信息系统中，大量的数据以一定的形式在管理信息系统中，大量的数据以一定的形式存放在各种存储介质中，数据的组织方式以及内在联存放在各种存储介质

26、中，数据的组织方式以及内在联系的表示方法直接决定着数据处理的效率。系的表示方法直接决定着数据处理的效率。（一）数据组织的层次（一）数据组织的层次数据库数据库Database文件文件1文件文件2文件文件n文件文件n-1记录记录1记录记录2记录记录n-1数据项数据项1数据项数据项2数据项数据项n-1数据项数据项n.记录记录n姓名、性别等姓名、性别等若干学生若干学生学生文件学生文件学生数据库学生数据库数据组织的层次数据项数据项q多个字符组成一个词或者一个完整的数字q不能再分成有意义的单位。记录记录与某个特殊对象或活动有关的所有数据项组成文件文件与某个特定主题相关的数据记录的集合。数据库数据库(Dat

27、abase)综合的、相关的文件集合数据库中包括了数据数据，它们之间的联系联系示例：学生数据库的数据层次示例：学生数据库的数据层次数据的层次数据的层次举例举例文件文件数据项数据项记录记录数据库数据库刘汉云刘汉云（名字字段）学生数据库课程文件课程文件简历文件简历文件财务文件财务文件课程文件刘汉云刘汉云 数据库系统数据库系统 4 89李卓宇李卓宇 数据库系统数据库系统 4 85张昕阳张昕阳 数据库系统数据库系统 4 85图 1 数据的层次刘汉云刘汉云 数据库系统数据库系统 4 89包含：学生姓名、所选课程、学分及成绩的记录（二）数据库管理系统的出现（二）数据库管理系统的出现n在数据库中，数据具有良好

28、的结构，由一种公用在数据库中，数据具有良好的结构，由一种公用的方法进行管理，即采用的方法进行管理，即采用数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）。）。n因此数据可供多个用户调用，在很大程度上体现因此数据可供多个用户调用，在很大程度上体现了数据与应用程序及用户间的独立性，实现了数了数据与应用程序及用户间的独立性，实现了数据资源的共享，并且数据的冗余小，安全性好。据资源的共享，并且数据的冗余小，安全性好。n数据库为信息信息处理提供了一种良好的数据组数据库为信息信息处理提供了一种良好的数据组织形式。织形式。数据处理的发展数据处理的发展应用程序1数据文件1应用程序2应用程序3数据文件2数据文件3用户用

29、户用户 存在问题：存在问题：1、数据冗余与数据不一致性2、数据联系弱3、缺乏灵活性1 1、人工管理阶段、人工管理阶段 (20(20世纪世纪5050年代中期以前年代中期以前)传统文件处理系统传统文件处理系统2、文件系统、文件系统(50年代后期到年代后期到60年代中期年代中期)数据处理的发展3、数据库管理系统、数据库管理系统应用程序1应用程序2应用程序3DBMS数据库中央数据库用户用户用户 特点：特点：1 1、完善的数据模型、完善的数据模型2 2、数据独立性、数据独立性3 3、方便的接口、方便的接口4 4、完整的数据控制功能、完整的数据控制功能5 5、提高了系统的灵活性、提高了系统的灵活性两种数据

30、管理方式的对比对比方面对比方面文件系统文件系统 数据库系统数据库系统 特特点点数据的管理者数据的管理者文件系文件系统统数据数据库库管理系管理系统统数据面向的数据面向的对对象象某一某一应应用程序用程序整个整个应应用系用系统统数据的共享程度数据的共享程度共享性差共享性差,冗余度大冗余度大共享性高，冗余度小共享性高，冗余度小数据的独立性数据的独立性独立性差独立性差高度的物理独立性和高度的物理独立性和逻辑逻辑独立性独立性数据的数据的结结构化构化记录记录内有内有结结构构整体整体结结构化，用数据模型描述构化，用数据模型描述数据控制能力数据控制能力应应用程序自己控制用程序自己控制由数据由数据库库管理系管理系

31、统统提供数据安全性、提供数据安全性、完整性、并完整性、并发发控制和恢复能力控制和恢复能力银行文件处理系统银行文件处理系统客户财务客户财务报表报表分期贷分期贷款程序款程序帐户核对帐户核对处理处理存款处理存款处理分期贷款分期贷款处理处理贷款分析贷款分析报告报告客户票据客户票据存款文存款文件修改件修改文件修文件修改核对改核对帐户核帐户核对程序对程序分期贷款分期贷款文件修改文件修改存款存款程序程序客户交易客户交易银行数据库处理系统银行数据库处理系统客客户户交交易易处处理理数数据据库库管管理理系系统统核对帐核对帐户程序户程序存款帐存款帐目程序目程序分期贷分期贷款程序款程序客户数据库客户数据库.二、数据库

32、系统的产生与构成二、数据库系统的产生与构成（一）数据库管理系统的诞生（一）数据库管理系统的诞生（20世纪世纪60年代末和年代末和70年代年代初）初）数据库是统一管理的相关数据的集合。数据库是统一管理的相关数据的集合。1、数据库管理系统数据库管理系统(DB Management System)1968年研制成功、1969年形成产品的。IBM(International Business Machine)层次层次层次层次数据模型数据模型数据模型数据模型2、DBTG报告报告 美国数据系统语言协会（Conference On Data System Language）下属的数据库任务组（Databas

33、e Task Group）发表了若干个报告，奠定了数据库的很多概念、方法和技术。网状网状网状网状数据模型数据模型数据模型数据模型3、1970年，年，IBM公司的研究员公司的研究员E.F.Codd发表了论文发表了论文“大型共享数据库的关系模型大型共享数据库的关系模型”，为关系数据库的，为关系数据库的发展奠定了理论基础。发展奠定了理论基础。关系关系关系关系数据模型数据模型数据模型数据模型（二）数据库系统（二）数据库系统(DBS)的构成的构成 数据库系统数据库系统是由计算机系统、数据、数据库管理系统和有关人员组成的具有高度组织的总体。1 1、计算机系统、计算机系统(支持数据库系统的硬件和软件环境支持

34、数据库系统的硬件和软件环境)2 2、数据库（、数据库（DatabaseDatabase）3 3、数据库管理系统、数据库管理系统 (DBMS)(DBMS)4 4、人员、人员 数据库管理员系统程序员用户数据库强调数据库强调数据数据数据数据数据库管理系统是数据库管理系统是系统软件系统软件系统软件系统软件数据库系统强调的是数据库系统强调的是系统系统系统系统四、数据库的设计四、数据库的设计（一）数据库设计概述（一）数据库设计概述（二）概念结构设计（二）概念结构设计（ER图）图）（三）逻辑结构设计（关系模式）（三）逻辑结构设计（关系模式）（一）数据库设计的主要内容（一）数据库设计的主要内容人们头脑之外的客

35、观世界，它包含客观事物及其人们头脑之外的客观世界，它包含客观事物及其相互联系相互联系信息世界，是现实世界在人们头脑信息世界，是现实世界在人们头脑中的反映中的反映现实世界中的事物及其联系，在数据世界中用数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据模型描述三个不同世界术语对照表三个不同世界术语对照表客客观观世界世界信息世界（概念世界）信息世界（概念世界）数据世界数据世界组织组织（事物及其（事物及其联联系）系）实实体及其体及其联联系（概念系（概念模型）模型）数据数据库库（数据模型）（数据模型）事物事物类类（总总体）体）实实体集体集文件文件事物（事物（对对象、个体）象、个体）实实体体记录记

36、录特征（性特征（性质质）属性属性数据数据项项数据库设计的步骤数据库设计的步骤数据库设计的步骤数据库设计的步骤现实世界观念世界数据世界用户需求分析概念结构设计概念结构设计概念结构设计概念结构设计逻辑结构设计逻辑结构设计逻辑结构设计逻辑结构设计物理结构设计E-R图图数据模型数据模型信息的转换信息的转换信息的转换信息的转换客观 事物类：事物 相关性质集合现实世界现实世界人认识选择描述认识选择描述实体 实体集合及 实体联系 相关属性集合 信息世界信息世界E-R模型模型加工、转换DBMS的数据的数据模型模型数 文件据 记录库 相关数据项集合数据世界数据世界加工转换DBMS存储 二进制数据集合结构计算机世

37、界计算机世界（二）实体联系模型（二）实体联系模型(E-R(E-R模型模型)实体联系模型反映的是现实世界中的实体联系模型反映的是现实世界中的事物事物及其及其相互联系相互联系。图书作者写作出版社类别页数ISBN*书名姓名出生地身份证号*定稿时间价格1 1、实体实体(Entity)(Entity)描述客观事物的概念描述客观事物的概念表示方法：表示方法：实体名称实体名称2 2、属性、属性 属性属性 指实体具有的某种特性。指实体具有的某种特性。表示方法：表示方法：属性属性实体名称实体名称属性属性1属性属性2属性属性n3 3、联系、联系 现实世界的事物总是存在着这样或那样现实世界的事物总是存在着这样或那样

38、 的联系的联系表示方法：表示方法：联系联系联系联系实体实体实体实体1 1实体实体实体实体2 2联系联系联系联系联系的类型联系的类型1、一对一联系、一对一联系 如果对于A中的一个实体，B中至多有一个实体与其发生联系，反之，B中的每一实体至多对应A中一个实体，则称A与B是一对一联系。系系系主任系主任任职任职11病区病区科室主任科室主任任职任职11设A，B为两个包含若干个体的总体2、一对多联系、一对多联系 如果对于A中的每一实体，实体B中有一个以上实体与之发生联系，反之，B中的每一实体至多只能对应于A中的一个实体，则称A与B是一对多联系。AB联系1n教研室教研室教师教师联系联系1n3、多对多联系、多

39、对多联系 如果A中至少有一实体对应于B中一个以上实体，反之，B中也至少有一个实体对应于A中一个以上实体，则称A与B为多对多联系。AB联系mn教师教师学生学生教学教学mnE E E ER R R R图建模图建模图建模图建模实体及其联系实体及其联系ER图图概念模型概念模型E E E ER R R R图绘制图绘制图绘制图绘制1、利用分类、聚集、概括等方法抽象出实体，并一一命名。、利用分类、聚集、概括等方法抽象出实体，并一一命名。2、描述实体之间的联系、描述实体之间的联系3、实体属性和联系属性的说明、实体属性和联系属性的说明图书图书图书图书作者作者作者作者写作写作写作写作出版社类别页数ISBN*书名姓

40、名出生地身份证号*定稿时间价格参见书参见书数据库设计案例数据库设计案例:某学院某学院“教学管理教学管理”数据库模型的设计数据库模型的设计1、设计、设计“系和教师系和教师”关系的分关系的分ER图图（1）该学院下设四个系：管理工程系、会计系、）该学院下设四个系：管理工程系、会计系、市场营销系和信息管理系。每个系有一个系主市场营销系和信息管理系。每个系有一个系主任主管该系工作。则，将任主管该系工作。则，将“系系”设为一个实体，设为一个实体，该实体具有以下属性：系代号、系名称、系主该实体具有以下属性：系代号、系名称、系主任姓名、办公地点、电话。其中系代号是主关任姓名、办公地点、电话。其中系代号是主关键

41、字。键字。（2）该学院聘请了一定数量的专职教师。则，）该学院聘请了一定数量的专职教师。则，将将“教师教师”设为一个实体，该实体具有以下属设为一个实体，该实体具有以下属性：教师编号、教师姓名、专业特长。其中教性：教师编号、教师姓名、专业特长。其中教师编号是主关键字。师编号是主关键字。（3）学院聘请教师后，分配到各系。一个系有）学院聘请教师后，分配到各系。一个系有多个教师；一个教师只能属于一个系。多个教师；一个教师只能属于一个系。“系系”实体与实体与“教师教师”实体之间发生一对多（实体之间发生一对多（1：m）的）的“分配分配”联系。联系。2、设计、设计“学生和课程关系学生和课程关系”的分的分ER图

42、图（1）学院每年招收新生，分配到各个专业。则，）学院每年招收新生，分配到各个专业。则，将将“学生学生”设为一个实体，该实体具有如下属设为一个实体，该实体具有如下属性：学号、姓名、性别、年龄、系代号。其中性：学号、姓名、性别、年龄、系代号。其中学号是主关键字。学号是主关键字。（2）学院制定了教学计划，设置多项课程。则，）学院制定了教学计划，设置多项课程。则，将课程设为一个实体，该实体具有如下属性：将课程设为一个实体，该实体具有如下属性：课程号、课程名、学分。设课程号为主关键字。课程号、课程名、学分。设课程号为主关键字。（3）学生根据专业要求每年学习多门课程，每）学生根据专业要求每年学习多门课程，

43、每门课程则被多个选读。学生必须参加考试，获门课程则被多个选读。学生必须参加考试，获取成绩。因此，成绩属于学生和课程发生联系取成绩。因此，成绩属于学生和课程发生联系后产生的属性。后产生的属性。“学生和课程关系学生和课程关系”分分ER图图？3、设计、设计“教师与课程关系教师与课程关系”的分的分ER图：图：n教师在教学活动中与课程发生联系。一个教师教师在教学活动中与课程发生联系。一个教师可以上多门课程；一门课程可以由多个教师讲可以上多门课程；一门课程可以由多个教师讲授。教师授课任务完成后，将被学生与院方评授。教师授课任务完成后，将被学生与院方评估。估。4、将上述三个分、将上述三个分ER综合，建立学院

44、教学管理总综合，建立学院教学管理总ER图图n由于学院教学管理各分由于学院教学管理各分ER图中教师与课程是图中教师与课程是重名实体，根据综合分重名实体，根据综合分ER图的原则：消除同图的原则：消除同名实体，则教学管理总名实体，则教学管理总ER图？图？构造构造构造构造E-RE-RE-RE-R图应注意的问题：图应注意的问题：图应注意的问题：图应注意的问题：1 1、注意标识实体属性中的、注意标识实体属性中的关键字关键字；2 2、如果所处理的对象是一个比较大的系统，则应该先、如果所处理的对象是一个比较大的系统，则应该先画出各个部门的子画出各个部门的子E-RE-R图，然后再合并同类实体，消除图，然后再合并

45、同类实体，消除冗余。冗余。3 3、对于一个特定的应用处理对象，所构造的、对于一个特定的应用处理对象，所构造的E-RE-R模型模型可能不是唯一的。可能不是唯一的。（三）（三）ER图向关系数据模型的转换图向关系数据模型的转换回顾实体 实体集合及 实体联系 相关属性集合 信息世界E-R模型模型加工、转换数 文件据 记录库 相关数据项集合数据世界DBMS的的数据模型数据模型1、数据模型、数据模型 数据库不仅存放数据，而且还要存放数据和数据之间的联系。表示数据和数据之间的联系的方法称为数据模数据模数据模数据模型型型型。（1）表示数据（2）数据之间的关系 （Hierarchical Model）用树形结构

46、表示客观事物之间联系的模型。ABCDEF 仓库号仓库号 城市城市 面积面积 仓库仓库仓库号仓库号 器件号器件号 数量数量库存库存仓库号仓库号 职工号职工号 工资工资职工职工职工号职工号 供应商号供应商号 订购单号订购单号 订购日期订购日期订购单订购单 (Network Model)用网络结构表示客观事物之间联系的数据模型。(Relational Model)用二维表表示实体与实体之间联系的模型。器件器件仓库仓库库存库存库存库存仓库仓库号城市面积WH1北京370WH2上海500WH3广州200器件器件号器件名称P1显示卡P2声卡P3解压卡P4散热风扇器件器件仓库仓库库存库存库存库存仓库仓库号城市

47、面积WH1北京370WH2上海500WH3广州200器件号器件名称P1显示卡P2声卡P3解压卡P4散热风扇器件库存库存库存库存仓库号仓库号器件号器件号数量数量WH1P2675WH1P3250WH1P4340WH2P1280WH2P2200WH2P4270WH3P2500WH3P13302 2、关系数据模型、关系数据模型(Relational Model)(Relational Model)美国IBM公司的E.F.Codd，从1970年起连续发表了多篇论文，提出关系模型，奠定了关系数据库的理论基础。器件器件仓库仓库库存库存库存库存仓库号器件号数量WH1P2675WH1P3250WH1P4340W

48、H2P1280WH2P2200WH2P4270WH3P2500WH3P1330库存（1 1）关系关系关系关系。一个关系对应于一张二维表。一个关系对应于一张二维表。（2 2）元组元组元组元组。表中一行称为一个元组。表中一行称为一个元组。（3 3）属性属性属性属性。表中一列称为一个属性。给每列起一个名。表中一列称为一个属性。给每列起一个名即为属性名。即为属性名。（4 4）主码主码主码主码 (Primary Key(Primary Key，也称主关键字也称主关键字)。关系模型中的重要术语关系模型中的重要术语（5 5）域域。属性的取值范围。属性的取值范围。（6 6）分量分量。元组中的一个属性值。元组中

49、的一个属性值。（7 7）关系模式关系模式。对关系的描述，用关系名。对关系的描述，用关系名 (属性属性1 1，属性属性2 2，属性属性n)n)来表示。来表示。例如：例如：库存（仓库号，器件号，数量）库存（仓库号，器件号，数量）仓库（仓库号，城市，面积）仓库（仓库号，城市，面积）3 3、关系模型的转换、关系模型的转换 对关系的描述，用关系名对关系的描述，用关系名 (属性属性1 1，属性，属性2 2，属属性性n)n)来表示。来表示。例如：库存（库存（仓库号仓库号，器件号器件号，数量），数量）仓库（仓库（仓库号仓库号，城市，面积），城市，面积）转换过程示意图转换过程示意图转换过程示意图转换过程示意图E

50、-R图关系模型转换方法和原则(1)(1)实体实体 相应转换为一个关系，实体名称作为关系名称，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)(2)联系联系 a.联系具有属性联系具有属性：联系名作为关系名，发生联系的实体的主关键字作为联系的主关键字。b.联系不具有属性联系不具有属性：不带有属性的联系可以去掉。转换举例一转换举例一厂长号*姓名年龄厂长厂号*厂名地点工厂管理11厂长（厂长（厂长号厂长号，姓名，年龄），姓名，年龄）工厂（工厂（厂号厂号，厂名，地点），厂名，地点）管理（管理（厂号厂号，厂长号厂长号）转换举例二转换举例二仓库号*地点面积仓库货号*品名价格产品存放1n数量转换举例