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1、第7章 信息管理系统设计指导,7.1 数据库应用简介 7.2 设计实例1：学生宿舍管理系统(VFP编程) 7.3 设计实例2：电信收费系统(VB编程),7.1 数据库应用简介,7.1.1 计算机信息管理系统的数据模型 数据模型是数据库系统的核心和基础，通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。各种DBMS软件都是基于某种数据模型的。通常按照数据模型的特点将传统数据库系统分成网状数据库、层次数据库和关系数据库三大类。,7.1.2 主流数据库设计软件简介 1IBM的DB2 / DB2 universal database简介 作为关系数据库领域的开拓者和领航人，IBM于1980年开始提供集成
2、的数据库服务器System/38，随后是SQL/DSforVSE和VM，其初始版本与SystemR研究原型密切相关。DB2 for MVSV1在1983年推出，该版本的目标是提供这一新方案所承诺的简单性、数据不相关性和用户生产率。DB2以后的版本的重点是改进其性能、可靠性和容量，以满足广泛的关键业务的行业需求。1988年DB2 for MVS提供了强大的在线事务处理(OLTP)支持，1989年和1993年分别以远程工作单元和分布式工作单元实现了分布式数据库支持。最近推出的DB2 Universal Database 6.1则是通用数据库的典范，是第一个具备网上功能的多媒体关系数据库管理系统，支
3、持包括Linux在内的一系列平台。,2Informix简介 Informix公司在1980年成立，目的是为Unix等开放操作系统提供专业的关系型数据库产品。公司的名称Informix便是Information和Unix的结合。Informix第一个真正支持SQL语言的关系数据库产品是InformixSE(Standard Engine)。InformixSE的特点是简单、轻便、适应性强。它的装机量非常大，尤其是在当时的微机Unix环境下，成为了主要的数据库产品。它也是第一个被移植到Linux上的商业数据库产品。,事实上，Internet的普及从Web开始。Web应用以简便和图文并茂见长。但充斥
4、整个系统的HTML文件又将我们不知不觉地带回了文件系统的时代。采用数据库管理Internet信息遇到的第一个挑战就是复杂信息的管理问题，Internet的出现将“数据”的概念在实际应用中扩大了。为此，自1995年起，Informix便着手进行新一代数据库系统的设计。作为专业的数据库厂商，Informix首先针对Internet应用中数据类型的多样化，采用对象技术对关系数据库体系进行了扩展。与众不同之处在于，Informix并非将新的数据类型写在数据库核心中，而是将数据库系统中各个环节充分地抽象化，使用户有能力定义和描述自己需要管理的数据类型，将可管理的数据类型扩展到无限，同时适应了未来应用发展
5、的需要。这就是Informix推出的数据库服务器Informix Dynamic Server.2000(简称IDS.2000)。,3Sybase简介 Sybase公司成立于1984年，公司名称“Sybase”的含义是“System”和“Database”相结合。Sybase公司的创始人之一Bob Epstein是Ingres大学版(与System/R同时期的关系数据库模型产品)的主要设计人员。公司的第一个关系数据库产品是1987年5月推出的Sybase SQL Server 1.0。Sybase首先提出了Client/Server数据库体系结构的思想，并率先在自己的Sybase SQL Se
6、rver中实现。在此之前，计算机信息一般都存储在单一的主机中，最终用户一般都通过字符终端管理和访问主机，绝大多数的处理都由主机完成，终端主要完成输入和简单的显示功能。,这种主机/终端模式的软硬件费用相当高，中小型企业一般都无法实施。在20世纪70年代末80年代初，IT业发生了两件产生深远影响的事件：PC机和局域网络的迅速普及。PC机比终端的功能要强得多，局域网的速度也比主机终端之间的连接速度快得多，而且与主机系统相比，它们的费用较低。与此同时，工作站和小型机也飞速发展，在许多方面可以取代主机的功能，这些为实施Client/Server体系结构提供了硬件的基础。,4Oracle简介 目前Orac
7、le关系数据库产品的市场占有率名列前茅。其主要特性包括： (1) 在支持数据共享方面，OracleiFS使Oracle8i服务器具备了模拟网络文件系统的能力，方便了网络文件共享。 (2) 在管理工具方面，Enterprise Manager管理工具配备了Java界面，提供了对多平台的访问能力。 (3) 在安全性能方面，增加了“虚拟专用数据库”，允许用户直接对表和视图设置安全机制。 (4) 在Java支持方面，Oracle8i内部实现了Java虚拟机，支持在服务器上存储和执行Java代码。,5MS SQL Server简介 MS SQL Server 是微软公司开发的一款非常优秀的数据库开发软件
8、，较新的版本是SQL Server 2000。SQL功能强大，是一种完备的数据处理语言，不仅用于数据库查询，而且可用于数据库中的数据修改和更新，概括起来，它可以分成以下几组： DML(Data Manipulation Language，数据操作语言)：用于检索或修改数据； DDL(Data Definition Language，数据定义语言)： 用于定义数据的结构，如创建、修改或者删除数据库对象；,DCL(Data Control Language，数据控制语言)：用于定义数据库用户的权限。 DML组可以细分为以下的几个语句： SELECT：用于检索数据； INSERT：用于增加数据到数据
9、库； UPDATE：用于从数据库中修改现存的数据； DELETE：用于从数据库中删除数据。 DDL语句可以用于创建用户和重建数据库对象。下面是DDL命令： CREATE TABLE，ALTER TABLE，DROP TABLE，CREATE INDEX，DROP INDEX。,7.1.3 数据库设计技术的发展方向,1多媒体数据库 所谓多媒体数据库，是指数据库中相互关联的数据的集合，是多媒体文档的汇集。其中包括文本、图片、音频、视频、半结构化数据、存储在数据库系统中的元数据等。在传统的数据库中引入多媒体的数据和操作，是一个极大的挑战。多媒体数据库具有以下特点： (1) 数据量巨大，数据长度的差异
10、也极大，这给数据的组织和存储方法带来复杂性。由于数据量巨大，且数据的大小是可变的，无法预先估计，因此就需要组织好多媒体数据库中的数据，包括通过网络加以分布存储，选择设计合适的物理结构和逻辑结构，保证磁盘的充分利用和快速存取。,(2) 媒体种类增多，非格式化的数据多，数据结构复杂，给数据处理增加了困难。多媒体数据对应的是一个复杂的对象，每一种数据类型都要有自己的基本概念、数据定义、描述语言、数据结构、存取方法及操作语言等，很难构造出像常规数据一样的固定模型，也不能适应传统的关系数据库的处理方式。 (3) 需要支持声音与视频的同步机制。音、视频数据具有时间相关性、连续性、等时性(数据之间具有严格的
11、时间间隔限制)、容错性(即使有一定的数据错误率，影响也不大)等特性，它们要求多媒体技术必须提供媒体流内部的同步机制、媒体流间的同步机制和人机交互的同步机制。,(4) 传统的只处理精确数据的概念和查询特点面临挑战，非精确匹配和相似性查询需求有待满足。多媒体的复合性和形象化特点，决定了只通过字符进行查询已不能适应需求，而应通过媒体的语义进行查询，但目前对基于多媒体内容的语义信息的确定和处理难度还比较大。 (5) 设备依赖性大，用户接口支持。对于多媒体的共性，每一种媒体的个性，都要在用户的接口上体现；用户对自己查询要求的描述，丰富的多媒体信息的查询结果，也需在用户接口上表现。,(6) 数据传送的要求
12、高。无论音频媒体还是视频媒体，都要求连续传送或输出，否则将导致严重失真，影响效果。它要求CPU计算能力、I/O系统的吞吐率、动态内存的刷新速度、网络传送带宽、服务质量及软件算法等要比处理常规数据时高一个档次。,2面向对象数据库技术 面向对象的方法和技术最适合描述复杂对象，它通过引入对象的类型、方法、消息、封装和继承等概念，可以有效地描述各种对象及其内部结构和联系。在面向对象的系统中，用对象来描述数据和程序实体；对象按其性质可划分为不同的类；某一特定类的操作与规则称为方法；对象间的通信采用消息；每一对象的数据和操作该类对象的方法被封装在一起；通过继承可以在一个类的基础上建立子类，这样，多媒体资料
13、可以抽象为被类型链链接在一起的结点网络。,利用上述特点就可以方便地描述多媒体信息，但目前面向对象数据库系统还不足以支持大规模数据的复杂查询。在这里需要指出的是，在支持XML格式的多媒体数据库的实现上，学术界是有不同看法的，一部分学者认为下一代数据库将是支持XML模型的新型的数据库，而另一部分学者则对此持否定态度，认为关系技术仍然是主流，无论是多媒体内容管理、XML数据支持，还是复杂对象支持等都将是在关系系统内核技术基础上的扩展。,7.1.4 数据库应用一般开发步骤 数据库应用的一般开发步骤如下： (1) 需求分析：这个阶段主要是通过调查研究，了解用户的具体需要，包括系统要实现哪些功能、数据完整
14、性要求、系统安全性要求等。这一步的工作往往得不到重视，从而造成在后面的设计中出现不必要的麻烦，所以一定要重视需求分析阶段的工作，要尽可能写出详细的分析报告。 (2) 概念结构设计：这一步主要是产生一个概念模型，简要说明系统的数据流程。 (3) 逻辑结构设计：逻辑结构设计阶段的主要工作是把概念模型转换为关系数据模型。,(4) 物理结构设计：数据库的物理结构设计完全依赖于数据库软件和硬件设备，不同的数据库管理系统对物理结构设计的要求有很大差别，目前的关系数据库，对物理结构设计的要求很少，所以有时可以对这一步不作太多的考虑。 (5) 数据库的实施：首先要选择一种数据库管理软件来作为开发工具。数据库设
15、计好后就是录入数据了，对大量的数据，可以设计导入模块来加快录入速度；对少量数据，可以用录入模块来实现。当然，对数据库的查询、修改等操作，也要设计出相应的模块。,(6) 数据库的运行与维护：数据库开发完毕后，就可以投入试运行了。该阶段主要是对系统进行调试和维护，优化系统性能，修改软件运行中出现的一些错误，有时还应根据用户要求对系统进行升级。 当然，根据所开发系统的复杂程度，有些步骤可以简略，对于关键步骤则一定要做出详细的设计。,7.2 设计实例1：学生宿舍管理系统(VFP编程),7.2.1 开发背景简介 随着中国高等教育规模的不断扩大，各高校都面临着各种各样的问题，而共有的一个问题就是学生宿舍日
16、益紧张。如何合理安排学生住宿是高校后勤改革中必须考虑的一个重要问题。设计一个宿舍管理系统可以使这个问题变得简单易行，并有一定的通用性，可以推广到不同的高校。,7.2.2 系统设计的基本要求,1基本要求 宿舍信息系统应该便于院系的宿舍管理，提高工作效率。能有效地对数据进行更新查询，并能在一定程度上实现自动化。 (1) 本系统的主要功能：数据管理功能、查询统计功能、学生宿舍管理功能、系统维护功能。数据管理功能为：学生信息管理、学院系班级管理、宿舍管理员管理、宿舍楼管理、宿舍管理、维修损坏物登记、宿舍评比管理、数据输入输出。查询统计功能为：查询学生信息、查询宿舍信息、查询空房空床信息、查询评比信息、统计评比信息。学生宿舍管理功能包括：新生入住分配宿舍、调换房间、学生退房功能。系统维护功能包括：用户管理、数据恢复、数据备份、数据维护功能。,(2) 系统性能：应方便快捷地完成宿舍管理的各项工作，数据查询速度快，查询安全、准确，数据合法性检验程度高。 (3) 系统输入：学生的各种信息。包括专业信息、系信息、班级信息。 (4) 系统输出：各种报表信息。,2设计条件
