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1、数据的组织与管理,上海财经大学信息系 刘鹏,2020/7/29,1,上海财经大学信息系 刘鹏,数据管理的基本概念,数据是一种重要的资源 数据管理不仅在技术上，而且在管理和组织上都有不同的需求 如果没有数据及处理数据的能力，组织就无法成功地完成大部分的业务活动 要把数据转化成有用的信息，首先就要用一些有意义的方法来组织数据,2020/7/29,2,上海财经大学信息系 刘鹏,数据组织的层次,数据通常都是按层次方式进行组织的 位： 位(Bit)是计算机中最小的数据单位，其值为0或1。 字节： 是由若干位组成的，代表一个字符。 字段： 多个字符组成一个词或者一个完整的数字 不能再分成有意义的单位。,2
2、020/7/29,3,上海财经大学信息系 刘鹏,数据组织的层次(2),记录： 与某个特殊对象或活动有关的所有字段组成 文件： 与某个特定主题相关的数据记录的集合。 数据库(Database)： 综合的、相关的文件集合 数据库中包括了数据，它们之间的联系,2020/7/29,4,上海财经大学信息系 刘鹏,数据组织的层次(3),图5-1 数据的层次,2020/7/29,5,上海财经大学信息系 刘鹏,实体、属性和关键字,实体(Entity) 实体是与所收集的数据相关的一类事物。 在现实世界中能保留信息的任一事物都可以叫实体。 属性(Attribute) 属性是实体的某一方面的特征。 关键字(Prim
3、ary Key) 关键字是用来识别记录的一个或一组数据项 辅助关键字(Secondary Key) 不能唯一标识记录的字段,2020/7/29,6,上海财经大学信息系 刘鹏,数据管理的内容,企业建立和维护其信息资源的全部工作称为信息资源管理 数据是一种资源，对它进行管理的过程称为数据管理。 包括： 数据收集 完整性验证 存储 维护 安全保证 组织 检索,2020/7/29,7,上海财经大学信息系 刘鹏,数据管理的传统方法,管理数据的最基本方法之一是利用文件进行管理。 为每个应用程序分别创建和存储数据文件的数据管理方法称为传统方法。 数据冗余度大 数据与程序独立性仍不高,2020/7/29,8,
4、上海财经大学信息系 刘鹏,数据库系统的组成,数据库是逻辑相关的记录和文件的集合 优点： 减少数据冗余度 实现数据独立性 综合多个文件的数据 快速检索数据和信息 改进安全性 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。,2020/7/29,9,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库系统的组成（2）,计算机系统 大容量的主存 大容量的直接存取设备 较高的网络功能 数据库 存放实际数据的物理数据库 存放数据逻辑结构的描述数据库,2020/7/29,10,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库系统的组成（3）,数据库管理系统(DBMS) 一系列对数据库进行管理的软件程序的集合
5、 一般具备以下功能： 以规范、一致的方式存储数据； 以规范、一致的方式将数据组织成记录； 允许用规范、一致的方式存取记录。,2020/7/29,11,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库系统的组成（4）,人员 数据库管理员 系统程序员 用户 应用程序员 专门用户：如知识工作者 参数用户：如订票员,2020/7/29,12,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库管理系统,数据库管理系统(DBMS)是一组软件 应用程序和物理数据文件之间的一个接口 包括三个部分： 数据定义语言 是程序员用来详细描述数据库内容和结构的正式语言 数据操作语言 操作数据库中的数据 数据字典 存储数据元素的定义和特性 是被动的,20
6、20/7/29,13,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库管理系统（2）,2020/7/29,14,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库查询语言,用于从数据库中存取数据的一套命令 SQL查询 SQL是一种结构化的查询语言 包含大约30个类英语命令 SQL命令的基本形式是SELECTFROMWHERE 例如 SELECT NAME，ADDRESS FROM CUSTOMER WHERE CITY上海；,2020/7/29,15,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库查询语言（2）,自然语言查询 使用一套自然语言的命令 例如 LIST THE NAMES AND ADDRESSES OF ALL CUSTOME
7、RS WHO LIVE IN SHANGHAI QBE查询 不必直接书写语句就可完成查询的查询方式 如：Excel,2020/7/29,16,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库查询语言(3),查询语言的优点 用户在从数据库中检索数据时不必深入了解记录结构信息和DBMS检索数据的处理过程 管理者不必学习COBOL或C语言等标准编程语言就可以访问数据库,2020/7/29,17,上海财经大学信息系 刘鹏,数据的逻辑视图和物理视图,DBMS把数据的逻辑/物理视图分开 不必太在意数据实际上存储在哪里以及是如何存储的 逻辑视图以直观的方式来显示数据 物理视图显示数据的实际组织形式以及它在物理存储介质上的结
8、构。,2020/7/29,18,上海财经大学信息系 刘鹏,数据的逻辑视图和物理视图(2),图5-3 教师所需的信息报表,2020/7/29,19,上海财经大学信息系 刘鹏,数据的逻辑视图和物理视图(3),SELECT Student.学号, 学生姓名, 专业, 成绩 FROM Student, Course WHERE Student.学号 = Course.学号 AND 课程号=JW101; 图5-4 教师所使用的查询,2020/7/29,20,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库系统的优点,数据共享 减少数据冗余 提高了数据的一致性 增强了数据独立性 提高了应用程序员及用户的工作效率 改善了数
9、据管理与控制 强调数据是一种资源,2020/7/29,21,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库系统的缺点,使用昂贵的软件 需要大型硬件配置 租用或雇用DBA人员,2020/7/29,22,上海财经大学信息系 刘鹏,数据模型概述,描述数据库中记录间关系的数据结构方式 是用来创建数据库、维护数据库，并将数据库解释为外部活动模型的工具 是数据库系统中用户和数据库管理员用来表示和处理实体间联系方式的工具的总称 是实体与实体之间联系的模型,2020/7/29,23,上海财经大学信息系 刘鹏,实体之间的联系,联系有两种： 实体内部的联系 实体与实体之间的联系 实体之间的联系有三种类型。 一对一关系 一对多关
10、系 多对多关系 实体-关系图,简称E-R图,2020/7/29,24,上海财经大学信息系 刘鹏,一对一关系,2020/7/29,25,上海财经大学信息系 刘鹏,一对多关系,2020/7/29,26,上海财经大学信息系 刘鹏,多对多关系,2020/7/29,27,上海财经大学信息系 刘鹏,数据模型的描述功能,数据内容的描述功能 数据项间联系的描述功能 数据语义描述功能,2020/7/29,28,上海财经大学信息系 刘鹏,关系模型,主流数据模型 一个关系数据库可以看作一系列二维表 每行表示一个记录 每列表示一个字段 表的查询与新表的建立可以使用一个或多个表中的部分或全部数据 在建立关系数据库时不必
11、明确数据项之间的所有联系，新的连接可以随时建立,2020/7/29,29,上海财经大学信息系 刘鹏,关系模型(2),2020/7/29,30,上海财经大学信息系 刘鹏,关系模型(3),管理者可以利用下列SQL语句实现上述合并： SELECT 供应商表.供应商名称,零件表.零件名称 FROM 供应商表,零件表 WHERE 供应商表.供应商编号=零件表.供应商编号 关系数据库使管理人员可以灵活地进行数据库查询和建立报表,2020/7/29,31,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库设计,数据需求分析 概念结构设计 是系统中各个用户共同关心的数据结构。 普遍采用的一种工具即实体-联系方法 是面向问题的概
12、念性的模型，与具体的DBMS无关,2020/7/29,32,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库设计(2),E-R方法的基本步骤如下。 划分和确定实体类型 划分和确定关系类型 确定属性 画出E-R图,2020/7/29,33,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库设计(3),逻辑结构设计 将概念结构(即ER图)转换为与选用的DBMS所支持的数据模型相符的逻辑数据模型。 物理设计 对数据库在物理设备上的存储结构和存取方法的设计。 数据库的实施和维护,2020/7/29,34,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库发展趋势,分布式数据库 指的是数据被存储到散布在多个由通讯设备联接的较小数据库中的一种数据库 开放式
13、数据库互连 遵循开放式数据库互连(ODBC)标准 面向对象的数据库 数据都是以对象进行存储的 对象中既包含了数据又包含了完成数据库事务处理所需的各种处理指令,2020/7/29,35,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库发展趋势(2),数据仓库、数据挖掘与联机分析 企业数据就像埋藏在深山中的金矿 数据仓库是由软硬件技术组成的环境 数据挖掘是从大型数据库或数据仓库中发现并提取隐藏在其中的信息的一种新技术 联机分析处理技术是以超大规模数据库(VLDB)或数据仓库为基础对数据进行多维化和预综合分析 数据仓库、OLAP和数据挖掘是三种独立的信息处理技术 其综合是最有前途的选择,2020/7/29,36,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库发展趋势(3),2020/7/29,37,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库系统的管理需求,数据库不单是一种工具、一项技术，而且是一种组织原则、一种方法 数据库环境的几个影响因素有： 数据管理 把所有数据整体作为组织的财产 数据规划 确定整个组织的信息需要 数据库技术及管理 用户,2020/7/29,38,上海财经大学信息系 刘鹏,数据库系统的管理需求（2）,2020/7/29,39,上海财经大学信息系 刘鹏,
