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1、精选优质文档-倾情为你奉上第六章 信息系统与数据库一. 计算机信息系统：(一) 定义：使用各种先进成熟的软件开发工具设计维护的，以提供信息服务为主要目的的数据密集型、人机交互的计算机应用系统。(二) 特点：1. 数据量大：数据一般需存放在辅助存储器（外存）中，内存中设置缓冲区，只暂存当前要处理的一小部分数据。2. 数据（绝大部分）持久：不随程序运行的结束而消失，长期保留在计算机系统中。3. 数据共享(三) 结构：1. 基础设施层2. 资源管理层：1) 功能：实现信息采集、存储、传输、存取和管理2) 主要组成：数据库管理系统3. 业务逻辑层4. 应用表现层：功能：通过人机交互方式，向用户展现信息
2、处理结果(四) 发展趋势：1. 信息多媒体化2. 系统集成化：基础通信集成、数据集成、应用集成、业务流程集成、企业与企业或部门与部门之间的集成3. 功能智能化4. 结构分布化：计算机辅助协同工作（CSCW）：在分布式信息系统中，用户共享数据等各种计算机资源，并在系统的支持下，合作完成某一任务（如共同决策、共同拟订计划、共同设计产品等）。二. 信息和数据(一) 数据表达了一定的内容，即“客观事实、概念或指令”，数据具有一定的格式，可以是数值型数据和非数值型数据，包括数字、文字、图画、声音、图像(二) 在信息处理领域中，信息指的是人们要解释的那些数据的含义。(三) 信息处理的实质是数据处理，数据处
3、理的目的是获取有用的信息。(四) 信息不是把数据简单的符号化三. 数据库系统（DataBase System，DBS）：(一) 定义：具有管理和控制数据库功能的计算机系统(二) 特征：统一管理和共享数据（比文件系统管理更多的数据）(三) 组成： 1. 应用程序：利用DBS资源开发的、解决管理和决策的各种应用软件2. 计算机支持系统1) 硬件：2) 软件：DBMS、操作系统、应用系统开发工具3. 数据库（DB）1) 定义：按一定的数据模型组织，长期存放在外存上的可共享的相关数据集合2) 要求：反映应用单位数据本身的内容、数据之间的联系3) 存储内容：A. 用户直接使用的数据B. “元数据”：关于
4、数据之间联系的描述，即数据的数据。4. 数据库管理系统（DBMS）：1) 数据库系统的核心软件2) 基本功能有数据定义、数据操作和数据库管理等3) 数据库的一切操作都是通过DBMS来进行的5. 人员1) 数据库管理员（DBA）：解决系统设计、运行中出现的问题，并对数据库进行有效管理和控制的专门机构（或人员）2) 系统分析设计员3) 用户(四) 特点：1. 数据结构化（描述数据及数据之间的联系）2. 数据共享性高，冗余度低（零冗余做不到）3. 数据独立于程序1) 逻辑独立性：用户的应用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，应用程序不需要改变。2) 物理独立性：用户的应用程序与存
5、储在数据库中的数据相互独立，数据的物理存储改变不影响用户的应用程序。4. 统一管理和控制数据5. 系统灵活利于扩充6. 具有良好的用户接口四. 数据库控制(一) 数据库系统的安全性：1. 定义：指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、修改或破坏。1) 安全措施：用户标识与鉴别（用户名和口令）2) 访问控制（授权）3) 审计功能（追踪和监视） 4) 数据加密 （加密算法）(二) 视图的保护（数据对无权限的人隐藏）数据库的备份和恢复1. 数据库系统使用冗余技术进行故障的恢复2. 金融系统将本地数据传输到异地的数据中心进行备份，将有利于信息安全和灾难恢复。(三) 数据库的完整性1. 定义：指
6、数据库中数据应始终保持正确的状态，防止不符合语义的错误数据输入，以及无效操作所造成的错误结果。2. 措施：完整性约束(四) 数据库的并发控制（一致性）1. 产生原因：在多用户共享数据库系统中，多个事务可能同时对同一数据进行操作，这就不可避免地发生冲突。2. 措施：封锁、串行化技术3. 在数据库系统中，应用程序执行操作的基本单元为事务。五. 数据模型：(一) 定义：DBS中用于数据表示和操作的一组概念和定义(二) 组成：数据结构、数据操作、数据约束(三) 分类（按实体集之间的不同结构）：1. 层次模型2. 网状模型3. 关系数据模型：1) 用二维表结构表示实体集以及实体集之间联系的数据模型2)
7、信息世界中的一个实体集反映在关系数据库中可以是一个关系（二维表）3) 地位：使用最为广泛4. 面向对象模型六. 现实世界对象转换到关系数据模型：(一) 关系概念模型（结构）1. 概述：按用户观点准确地模拟抽象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）2. 建模工具：实体联系方法（EntityRelationship, E R）1) 相关术语：A. 实体：客观对象B. 属性每个属性的取值范围为值域C. 实体主键：能够唯一标识实体且最常用的属性或属性组（如学号）D. 联系：a) 实体集内部联系b) 实体集之间联系（二元联系）：1:1、1:n、m:n2) E-R图：A. 矩形框实体集B
8、. 菱形框联系C. 椭圆（圆形）属性D. 加斜杠线属性主键3. 建模最终目的：按计算机系统所支持的数据模型来组织数据(二) 关系数据模型：1. 逻辑结构：二维表 二维表=表名+元组（行）+属性（列）2. 关系数据模式（二维表结构）1) 定义：用关系数据模型对一个具体单位中客观对象的实体集、属性和联系的结构描述2) 一般描述形式：R（A1，A2，Ai，An）A. R为关系模式名（二维表名）B. Ai（1in）是属性名C. 例：C（CNO，CNAME，LHOUR，SEMESTER）3. 特点：1) 对二维表的操作的结果也是二维表2) 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
9、立性和安全性好。4. 关系数据模型中对每个关系的限制1) 不同的属性可有相同的值域，但必须给出不同的属性名2) 关系中每一个属性是不可再分的原子数据3) 关系中不允许出现相同的元组（即不允许出现重复的行记录）4) 元组的个数可以为05) 关系中元组的次序可以任意交换（不生成新的关系）6) 关系中属性的顺序可以任意交换（不生成新的关系）5. 基本术语对照表关系模型程序员（文件系统）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6. 特别说明：1) （关系）数据模型VS（关系数据）模式A. 数据模型是用一组概念和定义描述数据的手段B. 数据模式是用某种数据
10、模型对具体情况下相关数据结构的描述C. （关系数据）模式以（关系数据）模型为基础2) 关系（数据）模式VS关系（二维表）A. 关系模式反映了二维表的静态结构，相对稳定B. 关系是关系模式在某一时刻的状态，反映二维表内容（动态变化）7. 完整性规则关系数据库规范化手段之一1) 实体完整性：若属性A为关系R的主键，则A不能为空值（Null）或重值。2) 引用完整性：在关系中不允许引用不存在的实体（即元组）。3) 用户定义完整性约束七. 关系操作(一) 关系数据模型提供了关系操作的能力(二) 传统的集合操作1. 并1) 二元操作（即两个关系）2) 并相容：关系R和关系S有相同的关系模式且其对应属性取
11、值同一个域。3) RS：生成的新关系的元组由属于R的元组和属于S的元组共同组成2. 差1) 二元操作2) 并相容3) R-S：生成的新关系，其元组由属于R，但不属于S的元组组成3. 交1) 二元操作2) 并相容3) RS：生成的新关系，其元组由既属于R又属于S的元组组成4) 关系的交可以用差来表示(三) 关系专用的操作1. 插入、删除、更改（一元操作）2. 选择1) 一元操作2) 从关系中选择满足条件的元组组成一个新关系3) 从行的角度进行的操作3. 投影1) 一元操作2) 从关系的属性中选择属性列，由这些属性列组成一个新关系。3) 从列的角度进行的操作4. 连接( 自然连接)1) 二元操作2
12、) 特殊的等值连接3) 要求两个关系中进行比较的属性必须是相同的属性列（共同属性），并且在结果中把重名的属性列去掉八. 关系数据库语言(一) 性质：关系数据库语言是一种非过程语言。(二) SQL语句是用户与数据库的接口，既可在联机交互方式下使用，又可嵌入到宿主语言中使用。(三) 代表：SQL（Structured Query Language，结构化查询语言）1. 支持SQL的DBMS产品：Oracle、Sybase、DB2、SQL Server、Access、VFP2. SQL功能：1) 数据查询：2) 数据操作（操纵）：对数据库中的数据进行查询、插入、修改和删除等操作3) 数据定义（DDL
13、）：4) 数据控制：参见数据库控制5) 数据管理：(四) SQL 数据库的三级体系结构1. 局部模式：1) 模式的子集，是数据的局部逻辑结构，也是数据库用户看到的数据视图2) 用户可以用SQL语言对基本表和视图进行查询2. 全局模式：数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的描述，也是所有用户的公共数据视图3. 存储模式（内模式）：数据在数据库中的内部表示，即数据的物理结构和存储方式的描述4. 综述：应用系统的全局关系模式对应于基本表，其存储结构对应于存储文件，面向用户的局部关系模式只要对应于视图或部分基本表(五) SQL包括了所有对数据库的操作，用SQL语言可实现数据库应用过程中的全部活动。使用
14、SQL必须指出需要何类数据（做什么）和获得这些数据的步骤（如何做）。1. 定义新的基本表（CREATE）2. 数据查询1) SQL语言提供了SELECT语句进行数据库查询，其一次查询的结果可以是多个元组。2) 基本形式：SELECT A1，A2，An （指出目标表的列名或列表达式序列，相当于投影）FROM R1，R2，Rm （指出基本表或视图序列，相当于连接）WHERE F (F为条件表达式，相当于选择）3. 数据更新1) 插入语句( INSERT)2) 修改语句(UPDATE)3) 删除数据( DELETE ) DELETE FROM WHERE 注意：DELETE仅删除满足WHERE子句条件的记录，表的定义仍在数据字典中。4. 视图1) 视图可由基本表或其他视图导出2) 视图是虚表，在数据字典中保留其逻辑定义，并不存储数据3) 提高DBS安全性措施之一4) 建立视图的基本形式：CREATE VIEW 视图名 5. 索引九. 数据库系统及应用新技术(一) 数据库系统体系结构的发展1. 集中式数据库系统数据是集中的，数据的管理也是集中的2. 客户/服务器结构（Client/Server，C/S）应用程序都放在客户机上3. 浏览器/服务器结构（Browser/Server，B/S）客户端使用一个通用的浏览器，用户的所有操作都是
