管理信息系统3

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1、 数据管理数据库及其管理系统关系数据库系统及其应用多媒体数据管理数据仓库第三章 数据管理1信息与数据数据组织的层次 数据库管理技术的发展第一节数据管理概述2信息是事物之间相互联系、相互作用的状态的描述。一、信息与数据在信息处理中，信息载体上反映信息内容且可被接收者 （人或机器）识别的物理符号称为数据。1、什么是信息？2、什么是数据？信息可以脱离其源物质而借助于载体和通道进行传输。载体 以某种特殊形式的变化和运动来反映信息的内容同时被接受者感 知和识别。33、信息与数据的区别和联系区别：数据的具体形式与其载体的性质密切相关，不同载体上反映同一信息内容的物理符号（即数据）可以是完全不同的；形象而具

2、体 。信息则与载体性质无关，它更本质的反映现实世界，更加抽象 、概念化。 可见，数据的意义并不限于数字，文字、声音、图像、充 电信号、电流的大小、磁场的强弱变化等均是数据的不同形式。联系 ：数据是信息的具体表现形式；数据的效用在于它反映信息的内容并可为接收者识别；信息一经表现出来就会以具体的物理符号形式出现；信息是数据的涵义.(数据和信息形影不离)4将那些结构复杂的数据合理地组织起来，有效地加以管理，以满足信息加工处理的需求，是管理信息系统中一个至关重要的问题，它会影响到一个管理信息系统生命力的强弱。二、数据组织的层次1、数据组织的意义2、数据组织的层次 分为四个层次 ： 数据项 记录 文件

3、数据库3、对各层次的说明1）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。它是不可再分的数据单位。用于说明事物的某方面性 质。例如在校学生的数据中，“学号”、“姓名”、“性别”、“班级”等都是数据项，用于描述学生某些方面的特性。有时也称为属性。52）记录 记录是具有一定关系的数据项的一个有序集合。将描述某事物有关性质的数据按一定的方式组织起来就形成了记录。记录通常说明一个客观存在的事物（或事物之间的联系）。如关于学生的记录可记为：学生（学号、姓名、性别、班级）。关键字 在记录中当某个或某几个数据项的值被确定时，这条记录就唯一被确定了，此时称这个或这几个数据项的联合为关键字，

4、既关键字是能唯一标识一条记录的数据项的最小集合。3）文件 文件是同类记录的有序集合。例如将某班学生的全部 记录按班级排列下来就形成了一个学生情况文件（见表） 4）数据库 数据库是存储起来的相关数据的集合。相关数据无论其记录类别是否相同，均可存储在一起形成一个数据的有机整体 。6概念：在信息系统中，数据的收集，加工，检索，存储，传 输，利用和维护等工作称为数据管理。主要任务：实现多数据的合理组织、维护和存取，处理好应用程序与数据之间的关系。数据管理是信息系统中信息处理工作能够高效率进行的重要 基础和保证。 数据管理技术是随着计算机硬件、软件系统的发展以及信息 处理的客观需求而不断发展起来的，它的

5、发展经过了以下3个阶段：三、数据库管理技术的发展1、数据管理的概念和主要任务2、数据管理技术发展的三个阶段7时间：20世纪50年代中期以前 背景：计算机主要用于科技计算硬件：外存只有磁带、卡片、纸带等顺序存取设备，没有象磁盘 那样的随机存取设备；软件：没有操作系统和专门管理数据的软件；数据处理的方式： 批处理。该阶段数据管理的主要特点：数据不在计算机中长期保存。没有软件系统对数据进行管理。程序员不仅要定义数据的逻辑结构，而且还要设计在每个程序中数据的物理结构， 一组数据对应于一个应用程序，即数据是面向应用的，无数据共享；有大量相同数据重复存贮（冗余）。 （1）人工管理阶段 （图3-2）8（2）

6、文件系统（图3-3） 时间：20世纪50年代后期 ；背景：计算机不仅用于科技计算，还大量用于管理；硬件：外存贮器有了象磁盘、磁鼓这类的直接存取设备；软件：有了对计算机的资源进行有效管理的操作系统和专门管理 数据的软件，即文件系统（或信息管理模块）。数据处理方式：开始有了联机实时处理。该阶段数据管理的主要特点：由于计算机大量用于管理领域的数据处理工作，数据需要长期保存、反复处理。 由于有了软件进行数据管理，文件的逻辑结 构与其存贮结构不再强求一致；应用程序与数据之间有了存取方法进行转换与联系，即程序与数据之间有了一定的独立性。 9数据仍然是面向应用的，每个文件本身基本上是对应于一 个或几个应用程

7、序；文件不易扩充，修改维护比较费时；数据共 享有限，冗余度大；容易产生数据的不一致。 文件系统的功能：负责管理文件，包括文件的建立、存取、维护 等工作。（它是应用程序与数据之间的接口）（3）数据库系统（图3-1）时间：60年代后期 ；背景：管理的规模越来越庞大，从而使需要管理和处理的数据量 急剧增加，共享性要求更高，需要多种应用、多种语言甚至不同 硬件环境互相覆盖地共享同一数据集合。 硬件：有了大容量的磁盘 ； 软件：有对计算机资源进行管理的操作系统；对数据进行管理的 软件，即数据库管理系统（DBMS）；数据处理方式：联机实时处理更加广泛，并开始考虑分布式处理 。 10该阶段数据管理的主要特点

8、：可以描述复杂的信息结构；有助于将整个组织的数据结构化，形成一个有机整体，使数据面向整体系统而不是面向某个应用。具有最小的数据冗余，节省存贮空间，减少重复。 具有较好的数据共享性。有较好的数据独立性。对数据进行统一的管理和控制。11第二节 数据库及其管理系统概述 信息模型 数据模型 数据库的结构 数据库系统的构成12在管理信息系统中，要对大量的数据进行处理，首先就要弄 清现实世界中事物及事物间的联系是怎样的，然后再逐步分析、 变换，得到系统可以处理的形式。因此对客观世界的认识、描述 是一个逐步的过程，有层次之分，它们可以被分成三个层次。 1、三个基本概念一、 概述它是客观存在的事物及其相互联系

9、，客观存在的事物分为“对 象”和“性质”两个方面，同时事物之间有广泛的联系。（1）现实世界（2）信息世界它是客观存在的现实世界在人们头脑中的反映。人们对客观世界经过一定的认识过程，进入到信息世界形成关于客观事 物及其相互联系的信息模型。13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。数据世界中的数据既能代表和体现信息模型，同时又向机器世界前进了一步，便于用机器来进行处理。在这里，每一实体用记录表示，相应于实体的属性用数据项（或称字段）来表示，现实世界中的事物及其联系就用数据模型来表示。（3）数据世界在信息模型中，客观对象用实体表示，而客观对象的性质用属性表示。图3

10、-5 客观描述的层次14二、 信息模型2、 信息模型的要素实体（Entity)； 属性(Attribute)；联系（Relationship) 1、什么是信息模型？是一种不考虑任何计算机实现，完全客观地反映所研究问题 中的信息及信息联系的模型。（1）实体 什么是实体？ 任何客观存在的事物均可以是实体。这个事物可以是人，也可以是物；可以指实际的东西，也可以指概念性的东西。例如学生、学校、工厂、工作过程、操作步骤等均可以是实体。 15 实体的层次 实体可分为两个层次：个体和实体集（总体）。个体是指能相互区分的、特定的单个实体。实体集（总体）是同类个体的集合。（2）属性 什么是属性？ 属性是实体（事

11、物）的某一方面的性质或特性。如学生的学号，学校的名称、工厂的性质等均可以是有关实体的属性。 属性由什么描述？ 属性由属性名和属性值来描述。属性名表示实体的性质的类型。属性值描述特定实体（个体）的具体性质。特定的实体是由若干具体属性值排列起来进行描述的。例如：产品是实体，产品名为属性名，某一具体产品 名就是属性值。 属性可分为：原子属性和可分属性。 什么是实体型？16实体集中各个体具有同名属性。我们把属性名的组合称为实体型，因此一个实体型就代表了一个实体集。举例说明实体、属性、实体型、实体集实体：产品销售状况属性名：货号、品名、产地、单位、销售数、单价、销售金额实体型：上述属性名的集合。特定实体

12、：由某一具体产品的所有上述属性值组成 。（即个体）实体集：由所有产品的销售状况的属性构成。联系是指客观存在的事物之间的相互关系，通常指实体集与实 体集之间的关系。（3）联系3、两个实体集之间相互联系的方式（1）图3-6 一对一联系; （2）图3-7 一对多联系；（3）图3-8 多对多联系 ; （4）E-R模型中使用的图形符号; 图3-9 实体集与属性; 见书上例（5）ER 图的特点;17（1）尽量减少实体集，能作为属性时不要作为实体集。（2）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，例如，图3-17所示的-图是不合理的，应改为图3- 18。（3）作为属性的事物与

13、所描述的实体间只能是1:N（含1:1）的对应 关系，如书上例 （6）划分实体和属性的一般性原则（7）信息模型的作用及对其的要求信息模型是建立数据库的数据模型的基础。在管理信息处理中 ，必须根据管理问题的性质，对复杂事物的表现、性质及内、外部 联系进行深入分析，合理地定义实体、属性及实体间的联系。所建立的模型必须各部分意义明确、联系清楚，能准确 、清晰表达所研究的事物的复杂信息结构。18三、 数据模型1、数据模型的概念一个数据模型实质上是一组向用户提供的规则，这组规则规定 了数据是如何组织的，其结构怎样以及相应地允许进行哪些操作。 （数据模型是面向数据库库中数据的逻辑结逻辑结 构的） 2、数据模

14、型的组成（1）一组规定的用以构造数据库的基本数据结构类型；（2）一组数据操作或推导规则 ；（3）完整性约束规则: 它用于给出不破坏数据库完整性、数据相容性等数据关系的限定。 3、数据模型与信息模型的关系 信息与数据具有一一对应 的关系，计算机中的数据组织 必须与 客观世界中的信息结构相适应。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 关系如下： 19实体记录 实体型记录型实体集文件 个体特定记录 属性数据项 属性名数据项型 属性值数据项值 (1) 对应关系20(2) 说明： 每个记录型为数据项型的组合。 （姓名 ，性别， 年龄） 数据项型是指数据项的名称和数据类型、所占

15、存贮空间。 数据项值的组合构成记录值，记录值确定一个特定记录。 文件是记录型和记录值的总和。这里记录型是文件的一个框架，记录值是文件的内容。 在文件这个组织层次中，记录型与记录型之间是没有联系的。数据从整体上来看是无结构的，只在一个文件内部记录之间、一个记录数据项之间 的关系是结构化的。 数据库不但要描述数据项、记录之间的联系，而且要描述记录型之间，也就是各种文件之间的联系。 关键字是能唯一标识一条记录的数据项的最小集合，所以往往用关键字来代表一个记录型。一个记录型包含一组数据项型，其中必有一个或几个 是关键字。如职工记录型和部门记录型的关系，是职工姓名和部门名称为代 表的两个实体集之间的联系

16、。在模型中职工姓名数据项和部门名称数据项就 可作为两个记录型的关键字。 21姓名班级级选选修课课程任课课教师师成绩绩林红101911计算机基础王玫90杨洋102931计算机基础李小华92万家冰103963财务会计崔影88.数据项型记录型数据项值记录值 文件=记录型+记录值 22层次模型的数据结构是一种树型结构，图3-19表示一个树形结 构，图3-20是一个树型结构的示例。树的节点就是记录型（代表实体集合）。4、常见数据摸型概述定义：有且仅有一个节点（实体集）无双亲节点，这个节点即为 树根，而其他节点有且仅有一个双亲节点。满足这两个条件的模型， 即称为层次模型。 C6A1B1B2B3C1C2C3C4C5图3-19 树形结构（1） 层次模型（hierar