信息系统与数据库

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1、 6.1 计算机信息系统6.2 关系数据库系统6.3 信息系统开发与管理6.4 典型信息系统介绍6.5 信息化与信息社会第6章 信息系统与数据库1. 了解信息系统分类、业务处理系统、信息检索系统和信 息分析系统的区别和特点 2. 了解数据管理的方式、数据库管理系统相关的基本概念 、掌握数据库系统的基本结构； 3. 了解数据模型概念、掌握概念模型的组成、关系运算、 数据库开发的一般步骤 4. 了解并初步掌握信息系统开发的过程、方法和技术 5. 了解信息系统运行和维护的内容和方法 6. 了解典型信息系统的应用本章学习目标与要求6.1 计算机信息系统6.1.1 什么是计算机信息系统：一类以提供信息服

2、务为主要目的的数据密集型、人机交互的计算机应用系统。v 信息系统特点：涉及的数据量大 绝大部分数据是持久的数据为多个应用程序共享提供数据处理功能及信息服务功能6.1 计算机信息系统v 数据与信息：数据：计算机中对事实、概念或指令进行描述的一种特殊格式，这种 （特殊）格式适合于使用计算机及其相关设备自动地进行传输、翻译 （转换）或加工处理。信息：有用数据的含义。（数据处理的目的是获取有用的信息）信息处理：信息的采集、输入，由计算机对信息进行编辑、加工、分 析、计算、解释、推论、转换、合并、分类、统计、存储、传送等操 作。注意：计算机是一种基于二进制运算的信息处理机器，所有的数据在 计算机内部都是

3、以二进制的形式存储的。6.1.2 信息系统的类型从信息处理的深度来区分信息系统基本可分为三大类：业务信息处 理系统、信息检索系统、信息分析系统。业务信息处理系统信息检索系统信息分析系统操作层业务处理系统管理层业务处理系统辅助技术系统办公信息系统 目录检索系统全文检索系统决策支持系统专家系统(按信息处理深度划分信息系统)v计算机信息系统管理业务系统 业务信息处理系统：采用计算机技术进行日常处理的信息系统，用以使业务工作自动化，提高业务工作的效率和质量。 信息检索系统：将原始信息（一次信息）预处理生成的二次信息，并生成供检索用的情报数据库。用户可输入检索条件检索所需的结果。 信息分析系统：是一种高

4、层的信息系统，它是三次信息的处理系统，是为管理决策人员掌握企事业单位运行规律和趋势，制定规划、进行决策的辅助系统。其中，专家系统：是一种知识信息的加工处理系统，也是人工智能最为重要的应用系统。由两部分组成：一部分是称为知识库的知识集合；另一部分是称为推理机的程序模块。6.2 关系数据库系统1. 数据管理技术的发展6.2.1 数据管理的需求和数据库系统人工管理文件管理数据库管理2. 数据库系统基本概念：Data、DB、DBMS、DBS、DBA数据库系统：将数据按一定的结构存储于数据库中，作为共享资源，由数 据库管理系统统一管理。数据库系统的组成：用户应用程序、计算机支持系统、数据库、数据库管 理

5、系统和有关人员。（1）应用程序：利用数据库系统资源开发的、解决管理和决策 问题的各种应用软件 （2）计算机支持系统：硬件支持环境：硬件设备软件支持系统：操作系统、应用系统开发工 具、实用程序、DBMS等 （3）数据库：按一定的数据模型进行组织，长期存放在外存上 的一组可共享的相关数据集合。 （4）数据库管理系统（DBMS）：对数据进行管理的软件系统 ，是数据库系统的核心软件。 （5）人员：包括设计、开发、维护和使用数据库系统的各类人 员。主要有：DBA、系统分析设计和开发人员、用户。3.数据库系统的组成： 6.2.2 关系数据模型1. 数据模型的基本概念v数据模型：是对现实世界数据的抽象。用严

6、格的形式化定义 ，来描述数据的结构特点和结构约束，包括数据静态特性和数据 动态特性。现实世界概念系统抽象 计算机系统抽象(客观对象)(概念模型)(数据模型)DB现实世界的客观对象抽象到数据模型的过程(E-R图)(二维表)4. 数据库系统特点： 数据结构化：数据面向全局的应用，并采用一定 的数据模型来进行描述和定义，因而数据具有整体结 构化的特征。 数据共享性高、冗余度低：由于数据是从全局分 析和描述，就使数据可以适应多个用户、多种应用共 享数据的需求。由此也可显著减少数据冗余，节约存 储空间，并保证数据的一致性。 数据独立于程序：数据独立性包括数据的逻辑独立 性和数据的物理独立性。 统一管理和

7、控制数据：由于数据库系统是数据密 集型的应用，因此数据库管理系统必须强化对数据的 统一管理和控制。为此，数据库管理系统提供数据安 全性、完整性、并发控制、故障恢复的功能。2. 概念模型和E-R图v概念模型：按用户观点，准确地模拟应用单位对数据的描 述及业务需求，即对应用数据和信息建模。是对应用单位数据 的第一次抽象，也是用户和数据库设计人员之间进行交流与沟 通的工具。目前，常用E-R方法“实体Entity联系Relationship” 来建立概念模型。 vE-R概念模型中的有关术语：实体：凡是可以被人们能识别而难能可以互相区别 的客观对象，抽象为实体。 属性：实体一般具有若干特征，用于描述其性

8、质， 这种特征称为实体的属性。 实体主键：能够惟一标识实体的属性或属性组。 联系：现实世界中事物之间是有关联的，抽象到概 念系统中的实体集之间也会有各种联系。以二元联系(两个实体集之间的联系)为例，存在3类联系： 一对一(1 : 1) 一对多(1 : n) 多对多(m : n)实体集之间的三类联系周光明张 雷软件工程数据库人工智能数学分析课程学生系学生(c)多对多李霞霞王 宁张 雷计算机系应用数学系(b)一对多(实体集名)学生张 雷王 宁周光明实体成员教室座位 (排，号)(7,5)(6,1)(5,2)(1,1)(a)一对一v 概念模型和E-R图ER图： “实体Entity联系Relations

9、hip” 图学号 SNO姓名 SNAME系别 DEPART出生年月 BDATE学生S所属SCL班级 CLASS班号 CLNO班名 CLNAME班长 MONITOR排座s s教室座位 SIE排号ROW列号COLUMN选课SC成绩 GRADE课程C课程号CNO课程名 CNAME学时 LHOUR开课时间 SEMESTERnm1n11性别 SEX身高 HEIGHT注：矩形表示实体，椭圆表示属性关系数据模型：是以集合论中的关系概念为基础发展起来的 数据模型，能表示实体集和它们之间的联系。3. 关系数据模型的逻辑结构v关系数据模型的逻辑结构关系数据模型的基本结构是关系。在用户观点下，数据的逻辑 结构是一张

10、二维表，它由表名、行和列组成。每一行称为一个元组 ，每一列称为一个属性。（逻辑结构）DBMSDB（物理结构） 存储模式物理 数据库用户模式从用户角度看数据库中数据的逻辑结构 （二维表）数据库系统的逻辑结构和物理结构用户SCCS属性（列） S表 元组1（行） 元组2（行）元组n（行）学生选课成绩表(SC)课程开设表（C）学生登记表（S）学生登记表（S）、课程开设表（C）和学生选课成绩表（SC）以下3张二维表实际上分别是ER图中的实体集“学生”、“课程”和 联系“选课”的关系反映：v 关系数据模型的存储结构在关系数据模型中，实体集、实体集之间的联系都用二维表来表示。 在支持关系模型的数据库物理组织

11、中，二维表是以文件形式存储的。模式、关系、元组、属性等术语均来自关系数学，即关系模式的理论 体系。为学习方便，便于理解，将这些术语对应关系列在下表中：关系模式程 序 员用 户关系模式文件结构二维表结构关系(二维表)文 件表元 组记 录行属 性数据项(字段)列v 关系数据模型的特点关系数据模型建立在严格的数学理论基础上；关系数据模型的概念单一，实体及其联系均用关系表示；关系数据模型的存取路径对用户透明。简化了程序员的编程 工作，数据独立性和安全性好。v 关系的限制 每一个属性对应一个值域，不同的属性可以有相同的值域， 但必须给出不同的属性名 关系中每一个属性都应该是“原子数据”，不可再分 关系中

12、不允许出现相同的元组 关系中行的顺序可以任意 关系中列的顺序可以任意4. 关系数据模型的完整性 实体完整性主码必须不能为空，而且必须唯一参照完整性外码的取值要么为空要么是被参照关系中主码的值用户自定义完整性根据实际情况定义的约束条件6.2.3 关系操作 v 传统的集合操作 并 差 交 广义笛卡尔积 v专门的关系操作 插入 删除 更改 选择 投影 连接 自然连接练习1、数据库系统中，数据的逻辑独立性是指( C )。(2005单选) A、系统用户模式独立于数据存储模式 B、系统逻辑模式独立于数据存储方式 C、应用程序独立于系统逻辑模式 D、应用程序独立于系统模式 2、数据的逻辑独立性是指用户的应用

13、程序与数据库的逻辑结构相互独立 ，系统中数据逻辑结构改变，应用程序不需改变。(对) (2008判断) 3、数据库系统是具有管理和控制数据库功能的计算机应用系统，同操作 系统中文件系统相比，数据库系统具有以下特点( BCD )。(2007多选) A、数据共享性低，冗余度高。 B、数据结构化 C、系统灵活，易于扩充 D、数据独立于程序练习4、数据库系统的全局概念结构模式独立于具体的计算机和DBMS。(对 )(2005判断) 5、数据库是指一定在数据模型组织，长期存放在内存上的一组共享的相 关数据集合。(错)(2005判断) 6、DBMS把( 事务 )作为应用程序执行的基本单元，它包括一系列的数据

14、库操作语句，并规定这些操作“要么全做，要么全不做”。(2006填空) 7、下列关于数据库技术的叙述，错误的是( B )。(2008单选) A、关系模型是目前在数据库管理系统中使用最为广泛的数据模型之一 B、从组成上看，数据库系统由数据库及其应用程序组成，不包含DBMS 及用户 C、SQL语言不限于数据查询，还包括数据操作、定义、控制和管理等多 方面的功能 D、Access数据库管理系统是Office软件包中的软件之一练习1、为将现实世界中的对象及其复杂的关系最终反映到数据库中去，需要一 个逐步转化的过程，不同层次的数据模型是每一步转化的结果，这些数据 模型是( ADF )。(2005多选) A

15、、物理模型 B、现实模型 C、关系模型 D、逻辑模型 E、数学模型 F、概念模型 2、对应于数据关系模式R(A1，A2，A3)的一个关系中有三个元组，若对其 进行任意和列位交换操作，则可以生成( 0 )个新的关系表。(2005填空) 3、用二维表来表示实体集及实体集之间联系的数据模型称为(D)。(2007单 选) A、层次模型 B、面向对象模型 C、网状模型 D、关系模型 4、在关系数据模式中，若属性A是关系R的主键，则A不能接受空值或重 值，这是由关系数据模型的实体完整性规则保证的。(对)(2006判断) 5、视图是数据库中提供的一种以用户模式观察数据库中数据的重要机制， 可以由基本或其它视

16、图导出。它同基本表一样，同样作为一个实际存储数 据的表。(错)(2007判断)6.2.4 关系数据库标准语言SQLSQL(Structured Query Language)一种非过程化的数据库操作语言。1.SQL数据库的体系结构SQL数据库具有三级体系结构：逻辑模式对应于基本表、存储模式对应于存储文件、用户模式对应于视图。视图V1视图Vp基本表B1基本表B2基本表B3基本表Bm存储文件S1存储文件S2存储文件S3存储文件Sq用户模式逻辑模式存储模式用户2用户1用户3用户n2.SQL数据定义SQL提供了数据定义语言(DDL)。作为建立数据库最重要的一步，可根据关系模式定义所需的基本表，语句表示为：CREATE TABLE (完整性约束条