五章信息处理与数据库技术

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• 决策支持系统
• 数据挖掘系统
• 信息处理与数据库技术
5.2 数据库概论
数据模型
• 层次模型
• 网络模型
• 关系模型
数据库的三级结构
用户级 概念级
内部级
用户视图
用户视图 … 用户视图
概念视图
存贮视图
数据库体系结构
• 内层:直接与硬件交互的数据库管理软 件, 它决定了数据存储在存储设备的实际位置。
• (1)兼容性。由于它采取了SQL语言,它与IBM的 SQL/DS与DB2完全兼容,可以直接使用在SQL/DS或 DB2上编写的应用程序。
• (2)可联连性。由于它可在大、小、微机上使用相同的 软件,因而易于联网运行,容易实现数据传输共享数据的 分布式处理功能。像ORACLE第五版SQL*STAR中的 分布式RDBMS提供了多点查询与分布或目录服务; SQL*Net能与多种通信网络接口联接,支持多种通信协 议。所以ORACLE系统使得不同的计算机、不同网络、 不同的DBMS之间构成一个统一的软件环境,允许用户 共享异地甚至非ORACLEDBMS管理的数据,具有良好 的可联性,这也是它被广泛使用的重要原因之一。
• (1)数据库定义功能。包括全局逻辑数据结构定 义、局部逻辑数据结构定义、存储结构定义、保密 定义和信息格式定义。
• (2)数据库管理功能。包括系统控制、数据存取 及更新管理、数据完整性及安全控制和并发控制等。 当然这些控制功能的实现是在计算机操作系统的支 持下实现的。
• (3)数据库建立和维护功能。包括了数据库的建 立、更新、再组织、结构维护、恢复及性能监视等。
TG
S
S
SD SA
C
CN
PC
#N
#
教研室 学号 姓名 系别 年龄 课程号 课程名 预修课号
联系与实体集间的联连
S
S
SD
SA
#
N
T
T
#
N
TD
TG
Student
T
Teacher
S
S
T
C
S
Course
S#
CN
PC
统一建模语言(UML)
信息系统开发步骤
• 1.可行性分析 • 2.信息系统规划阶段 • 3.信息系统分析阶段 • 4.信息系统设计阶段 • 5.信息系统开发实施阶段 • 6.信息系统测试阶段 • 7.信息系统安装调试阶段 • 8.信息系统试运行阶段 • 9.信息系统运行维护阶段 • 10.信息系统更新阶段
信息系统开展的方法与步骤
• 系统的方法 :系统方法的要点归结起来就是应 用系统的思想、数学方法和计算机技术的有机 的结合。系统的思想就是把研究对象作为一个 整体,既考虑信息系统的一般特性,也考虑种 类信息的个性,并应用定量分析的方法,即数 学的方法来研究系统的结构,建立起数学模型 和运行模型,应用计算机技术进行模拟,以实 现系统的最优化,实现对现实世界较精确的描 述。在数学与计算机技术的结合上往往最终都 归结到数据库的研制开发上。
• 信息系统的定义:信息系统(Information System,简记为IS)。一般指的是人造系统。所 谓信息系统是人们为了进行有效的管理建构的完 成数据收集、传输、储存、加工、维护和使用的 人——机系统,主要是由人和计算机网络系统组 成。
• 几种常见的信息系统
• 事务处理信息系统
• 管理信息系统(简称MIS)
• 系统的开发中要按“三维结构”即时间维、逻 辑维和知识维组成的立体结构进行:
• 时间维又划为7个阶段来进行
• ① 规划阶段:对系统进行定义、确定系统目标, 制定开发规划和策略。
• ② 制定方案提出具体实施方案。 • ③ 研制阶段:实现系统的研制方案。 • ④ 试运行阶段:将研制结果投入试运行。 • ⑤ 安装调试阶段:将整个系统安装好,拟定运行
Project operation • 投影
(Join operation) • 连接
• 并(Union operation)
• 交(Intersection operation)
(Intersection peration) •差
5.4数据库管理系统(DBMS)软 件
• 数据库管理系统(DBMS)的功能
• ③ 系统综合:研究达到目标的各种方案和策略。
• ④ 系统分析:通过建模,推断可供选择的各种方案的可 能结果。
• ⑤ 最优化:对各种方案的可能结果进行比较分析,求出 最优的系统方案。
• ⑥ 系统决策:在系统最优方案中进行选择,做出最后决 策。
• ⑦ 计划实施:将决策方案付诸实施。
• 知识维是指完成各阶段、各步骤所需的知识。 这里涉及的是多学科知识的应用,包括工程 知识、数学知识、社会科学、行为科学、控 制论、计算机技术、通信技术、法律等。
数据库管理系统(DBMS)
数据库管理系统
数据库管理系统(DBMS)
• 硬件 • 软件 • 数据 • 用户
• 最终用户 • 应用程序
• 规程
数据库建库的要求
• 良好的共享性。 • 数据冗余最少 • 数据的一致性要求 • 实施统一的管理控制 • 数据独立 • 减少应用程序开发与维护的代价 • 统一安全、保密和完整性要求。 • 良好的用户界面和容易操作性
• 概念层:定义数据的逻辑视图。在这层中定义 了数据模型和模式图表,数据库管理系统的主 要功能都在这一层。管理系统将来自数据内部 的视图转化为用户的外部视图,起一个中介作 用,使用户不直接与内层打交道。
• 外层:直接与用户交互的接口。本层将来自概 念层的数据转化为用户所熟悉的格式和视图。
Database architecture
• (4)通信功能。通过计算机操作系统和网络通信 协议的支持,实现数据库网络操作有关的通信。
• 数据库管理系统软件的组成
• (1)数据定义语言。用于定义数据库的结构,定义记录 中每一个字段的名字、字段长度Biblioteka Baidu字段类型。
• (2)数据操作语言。包含用户和数据库管理人员(DBA) 操作和使用数据库的所有操作命令。用户和管理人员可 以通过这些命令实现对数据库的访问和管理。常用的命 令有查看数据、添加新记录、删除记录、对记录进行排 序和改变记录结构等。有关的命令的使用和使用范围都 由授权所决定,以确保数据的一致性、完整性和数据库 的安全性。
• ORACLE系统

ORACLE关系数据库系统是美国ORACLE公司生产的
产品,于1979年推出了采用SQL语言作为其数据库语言在
小型机上运行的第二版本;其后又经不断完善推出了包括能
在微机上运行的一系列版本。目前,广泛使用的是具有智能
化的数据库系统ORACLERDBMS第八版。
• ORACLE系统它具有如下优点:
• 层次性。这也是由于人们认识的不同而导致对信息价值 判断、需求不同而不同。特别是在管理信息系统中更为 明显,可以分为战略信息、战术信息和作业信息等。
• 信息的度量 • 信息量一个与接收主体有关的量。 • 根据申农(Shannon)对信息量的定义:
n
H(x) p(xi)lo2gp(xi) i1
• • 这i个里状x态i 表的示概x率的。第i个状态,p(xi)代表出现第 • H所(需x的i)信表息示量为,消单除位对是事bi件t x的不确定性程度
维护规范和运行计划。
• ⑥ 运行阶段:按预期目标运行系统。 • ⑦ 更新阶段:改进旧系统,使之成为新系统。
• 逻辑维是指系统开发过程中每个阶段所经历的步骤。 分为7个步骤:
• ① 问题确定:通过收信数据、弄清问题的症结,确定这 个阶段应该解决的问题。
• ② 确定目标及评价标准,即确定解决问题应该达到的目 标以及对阶段成果进行验证的标准。
5.3 信息系统开发的一般方法与步

• 三个世界的抽象模型
现实世界
物质系统
信 息世 界 计算机 世 界
信息系统 数据库系统
• E—R图及其作用
实体表示
教师
学生
属性表示 联系表示
S
Na
#
me
TS
T
C
实体与其属性的连接 Teacher
课程
a g SeC
Student
Course
T#
TN TD
教师号 姓名 系列
• 5、按系统的观点,自顶向下地完成研制工作。任何问 题的解决都要从全局出发,从高层入手,从宏观到微 观的解决过程。
• 6、充分考虑变化的情况。瞬息万变的市场需求的影响, 在任何一个阶段上都有可能必须做出调整,这在开发 中是必须有充分的准备和技术上的对策。
• 7、重视开发文档的规范化管理。这是保证信息系统开 发能连续进行的根本保证。文档资料记录了开发人员 的思维过程,记录了开发的轨迹,是系统开发人员与 用户交流的媒介,也是开发人员之间交流的纽带。规 范文档的建立、归档、存档工作是保证系统开发不因 人员变动,而使开发工作陷于被动的基础性工作,应 以高度的重视。
数据库系统的组成
用户
用户
用户 … 用户
应用程 序1
应用程 序2

应用程 序m
集成数据库管理软件
应用程序员
DBA 数据库管理员
DBMS (数据库管理系统)
OS
系统维护员
D
…… B
应用程序A
⑨ 状态 工作区

8
应用程序子 模快
2
7
DBMS 3 模 式
系统缓冲区
5
6O S
DB
4
存贮模式
存取数据库的过程
• 2、数据模型的稳定性与处理数据的多变性。 • 3、用户参与开发的原则。 • 4、严格区分工作阶段,每个阶段规定明确的任务
和所应取得的成果。特别是要给规划、设计方案以 充分的时间、考虑充分。技术型人才往往会犯忽视 方案规划设计,急于编程的倾向,这往往带来返工 造成更大的人力,时间资源的浪费。
信息系统开发中要注意的方面 (2)
• (3)查询语言。用户在使用数据库时可以根据自己的要 求条件查询自己所关心的数据。当前,最流行的查询语 言是结构化查询语言(SQL)。
• (4)报告生成器。用于帮助用户设计和生成打印格式的 报告和图表。
5.4 数据库管理系统软件与开发工具软件简介
• 结构化查询语言(SQL):SQL是用于关系数据 库的标准化语言。它是一种描述性语言,在使用 时只需声明它,而无需编写详细的程序。
• 元组:表(关系)中的每一行叫元组。元组定 义了一组属性值。元组(行)的总数称为关系 的基数
Relation
关系的操作
(Insert operation) • 插入
• 删除 (Delete operation):
(Update operation) • 更新
Select operation • 选择
• 传输性。信息可以通过各种方式进行传输和扩散。信息 的传输可以加快资源的传输。
• 共享性。信息可以共享,但不存在交换。我们平时说的 交换信息实际上是信息共享。
• 不完全性。这是由于客观事物的复杂性和人们认识的局 限性所决定的。所以,在收集数据时不要求全,而是要 抓主要的,舍去次要的这样才能正确地使用信息。
• 3、信息形成知识和知识发现。这是对我们人类 而言的。所谓知识反映客观世界中事物的各种信 息进入我们大脑,对神经细胞作用后所留下的痕 迹,是对客观世界事物规律性的认识和总结。
• 信息的属性
• 事实性。事实性是信息的核心价值,是信息的第一属性。 不符合事实性的信息不仅没有价值,还会产生误导。
• 时效性。信息的实时接收与其效用的大小是直接关联的, 过时的信息没有价值的。
*关系型数据库简介(RDBMS)
• 关系:关系就是二维表。在关系型数据库中, 它的数据外部视图就是关系或表的集合。 但数据的存储并不是以表的形式存储,数 据的物理存储与数据的逻辑组织方式毫无关系。
• 名称:在关系数据库中,每一种关系都有唯一 的 名称。
• 属性:表(关系)中的每一列都称为属性,属 性是表的头。
五章信息处理与数据库技术
• 问题的提出:
• 什么是信息?信息有什么特征?
• 在没有计算机的情况下,我们是如何来管理 自己的资料信息的?财务是如何管理单位帐 目的?
• 2、信息是可以通信的。这里的通信是广义上的 信息传播,可以是人类发明的各种通信形式,也 可以是大自然本身所固有的信息传播形式,像春 天万物复苏的信息就是大自然本身的造化。
• 常用的查询简单语句
• 插入操作 • 删除操作 • 更新操作 • 选择操作 • 投影操作 • 连接操作 • 并操作 • 交操作 • 差操作
• 语句的组合操作
例:查询所有的列 USE pubs GO SELECT* FORM authors ORDER BY au_lname
这段语句组合是对数据库pubs 中的表 authors进行所有列的查询,结果是列出 authors的所有的列数据
• 信息系统在进行了充分的可行性研究调查之 后,开发步骤也就是按照霍尔提出的方法在 “三维空间”中展开,当然这是一个要经历 多次反复的复杂的过程。
信息系统开发中要注意的方面 (1)
• 1、数据的采集和数据的审核和数据的处理是整个 信息系统开发的核心。必须采集到是够多的数据、 并保证数据来源的可靠性,整个信息系统的设计上 必须是关于以数据分析处理为主要技术手段,确保 数据在信息系统中的核心地位。
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