第6章 信息系统与数据库

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1、第第6章章 信息系统与数据库信息系统与数据库6.1 计算机信息系统计算机信息系统 什么是计算机信息系统什么是计算机信息系统 计算机信息系统计算机信息系统 的类型的类型 2第6章 信息系统与数据库(1)什么是计算机信息系统什么是计算机信息系统 (1)n n 计算机信息系统（计算机信息系统（Computer_based Information System ，简称信息系统）是一类以，简称信息系统）是一类以提供信息服务为主要目的的数据密集型、人机交互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。的计算机应用系统。n 4个主要技术特点：个主要技术特点：n 数据量大数据量大, 一般需存放

2、在外存中一般需存放在外存中 数据长久持续有效（持久性）数据长久持续有效（持久性） 数据共享使用（共享性）数据共享使用（共享性） 提供多种信息服务（功能多样性）提供多种信息服务（功能多样性） (管理管理,检索检索,分析分析,决策等决策等).3第6章 信息系统与数据库(1)计算机信息系统计算机信息系统 的类型的类型 (1)n 从信息处理的深度来区分信息系统从信息处理的深度来区分信息系统,n 基本可分为基本可分为3大类大类:业务处理系统业务处理系统信息检索系统信息检索系统信息分析系统信息分析系统管理业务系统管理业务系统辅助技术系统辅助技术系统办公信息系统办公信息系统4第6章 信息系统与数据库(1)计

3、算机信息系统计算机信息系统 的类型的类型 (2)n业务处理系统业务处理系统n n 由于在企事业单位由于在企事业单位中中,不同层次的业务不同层次的业务处理系统服务对象处理系统服务对象不同，因而可以进不同，因而可以进一步将划分一步将划分.管理业务系统管理业务系统辅助技术系统辅助技术系统办公信息系统办公信息系统5第6章 信息系统与数据库(1)计算机信息系统计算机信息系统 的类型的类型 (3)n 管理业务系统管理业务系统 辅助技术系统辅助技术系统 办公信息系统办公信息系统 面向操作层次面向操作层次 面向管理层次面向管理层次 业务处理自动化，业务处理自动化， 提高工效率和质量提高工效率和质量 .划分划分

4、:按业务层次进一步划分按业务层次进一步划分业务处理系统业务处理系统6第6章 信息系统与数据库(1)计算机信息系统计算机信息系统 的类型的类型 (4)n业务处理系统业务处理系统n n管理业务系统管理业务系统n n辅助技术系统辅助技术系统 n n办公信息系统办公信息系统 n又称又称OA，以先进设备与相关技术构成服，以先进设备与相关技术构成服务于办公事务的信息系统，按工作流技术务于办公事务的信息系统，按工作流技术充分利用信息资源，提高协同办公效率和充分利用信息资源，提高协同办公效率和质量质量辅助技术人员在特定应用领域（如辅助技术人员在特定应用领域（如工程设计、音乐制作、广告设计等）工程设计、音乐制作

5、、广告设计等）内完成相应的任务内完成相应的任务. 诸如诸如:.CAD,CAM,CAPP等等7第6章 信息系统与数据库(1)计算机信息系统计算机信息系统 的类型的类型 (5)n n 业务处理系统业务处理系统n n 信息检索系统信息检索系统n n 信息分析系统信息分析系统 一种高层次的信息系统，为管理决策人员掌握部门运行规一种高层次的信息系统，为管理决策人员掌握部门运行规律和律和 趋势，制订规划、进行决策的辅助系统。趋势，制订规划、进行决策的辅助系统。例如例如: 决策支持系统（决策支持系统（DSS）,专家系统专家系统 等等 将原始信息进一步处理并存储专门将原始信息进一步处理并存储专门供检索用的供检

6、索用的DB中。用户检索匹配获中。用户检索匹配获得信息得信息. 例如例如: 中国科技文献库、专中国科技文献库、专利数据库、学位论文数据库，利数据库、学位论文数据库，DIALOG、ORBIT以及以及WE检索系统检索系统等等.8第6章 信息系统与数据库(1)第第6章章 信息系统与数据库信息系统与数据库6.2 关系数据库系统关系数据库系统 数据库管理的发展数据库管理的发展 数据库系统的组成和特点数据库系统的组成和特点 关系数据模型关系数据模型(结构结构.完整性完整性.操作操作) 关系数据库语言关系数据库语言SQL 关系数据库系统以应用新技术关系数据库系统以应用新技术 9第6章 信息系统与数据库(1)6

7、.2.1 数据库系统概述数据库系统概述1.数据库管理技术的发展数据库管理技术的发展人工管理阶段（人工管理阶段（50年代中期以前年代中期以前 ）背景：背景：n计算机主要用于科学计算计算机主要用于科学计算 n数据量小、结构简单，如高阶方程、曲线拟和等数据量小、结构简单，如高阶方程、曲线拟和等 n外存为顺序存取设备外存为顺序存取设备 n磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取设备磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取设备 n没有操作系统，没有数据管理软件没有操作系统，没有数据管理软件 特点特点n数据依附应用程序数据依附应用程序n数据独立性差数据独立性差n数据不能共享数据不能共享10第6章 信息系统与数据库

8、(1)6.1.1数据库管理技术的发展数据库管理技术的发展文件管理阶段（文件管理阶段（50年代后期年代后期-60年代中期）年代中期） 特点数据独立性差数据冗余度大数据处理效率低数据是孤立的背景计算机不但用于科学计算，还用于管理 外存有了磁盘、磁鼓等直接存取设备 直接存取设备（DASD） 无须顺序存取 由地址直接访问所需记录11第6章 信息系统与数据库(1)6.1.1数据库管理技术的发展数据库管理技术的发展数据库管理管理阶段数据库管理管理阶段20世纪世纪60年代以来年代以来背景计算机管理的数据量大，关系复杂，共享性要求强（多种应用、不同语言共享数据） 外存有了大容量磁盘，光盘软件价格上升，硬件价格

9、下降，编制和维护软件及应用程序成本相对增加，其中维护的成本更高，力求降低12第6章 信息系统与数据库(1)6.2.2数据库系统的特点数据库系统的特点n 数据库系统的特点数据库系统的特点n 数据结构化。数据结构化。n 数据可共享数据可共享n数据独立于程序数据独立于程序n统一管理控制数据统一管理控制数据DBMS管理控制数据功能管理控制数据功能:安全性安全性,完整性完整性.并发控制并发控制,恢复恢复. 从全局分析和描述数据，适应从全局分析和描述数据，适应多个用户、多种应用共享数据的多个用户、多种应用共享数据的需求。可减少数据冗佘，节省存需求。可减少数据冗佘，节省存储空间，保证数据的一致性储空间，保证

10、数据的一致性. 数据面向全局应用，用数据模型数据面向全局应用，用数据模型描述数据和数据之间的联系。描述数据和数据之间的联系。逻辑独立性逻辑独立性:应用程序与应用程序与DB的逻辑的逻辑结构相互独立结构相互独立.物理独立性物理独立性:应用程序与应用程序与DB的存储的存储结构相互独立结构相互独立.13第6章 信息系统与数据库(1)6.2.3数据库系统组成数据库系统组成数据库系统组成数据库系统组成 指具有管理和控制数据库功能的计算机系统，它一指具有管理和控制数据库功能的计算机系统，它一般由计算机支持系统、数据库、数据库管理系统和有关般由计算机支持系统、数据库、数据库管理系统和有关人员组成。人员组成。n

11、 计算机支持系统（硬件、软件）计算机支持系统（硬件、软件）n 数据库（数据库（DB）n 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS）n数据定义（数据定义（DDL）n数据存取数据存取(DML)n数据库管理功能数据库管理功能n 应用程序应用程序n 人员人员n数据库管理员（数据库管理员（DBA）n系统分析设计员、系统程序员、用户系统分析设计员、系统程序员、用户14第6章 信息系统与数据库(1)数据模型数据模型n 数据模型的基本概念数据模型的基本概念n数据模型是对现实世界数据特征的抽象，是用来描数据模型是对现实世界数据特征的抽象，是用来描述数据的一组概念和定义。述数据的一组概念和定义。n概念模型可以按用

12、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。目前，常用E-R方法来建立概念模型。n数据模型用严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。n 现实世界（客观对象）抽象概念系统抽象计算机系统（概念模型）（数据模型）15第6章 信息系统与数据库(1)概念模型和概念模型和E-R图图2.概念模型和概念模型和E-R图图 术语：术语：n 实体实体n 属性属性n 实体主键实体主键n 联系联系一对一一对一一对多一对多多对多多对多16第6章 信息系统与数据库(1)实体型实体型1联系名联系名实体型实体型211一对一一对一实体型实体型1联系名联系名实体型

13、实体型2mn多对多多对多实体型实体型1联系名联系名实体型实体型21n一对多一对多班级和班长的联系班级和班长的联系班级和学生的联系班级和学生的联系课程和学生的联系课程和学生的联系概念模型和概念模型和E-R图图17第6章 信息系统与数据库(1)概念模型和概念模型和E-R图图2.概念模型和概念模型和E-R图图 E-R图：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ss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SEMESTERnm

14、1n11性别SEX身高HEIGHT注：矩形表示实体，椭圆表示属性18第6章 信息系统与数据库(1)数据模型数据模型 (续续)n 在常见的数据库系统中，根据实体集之间的不同结构，在常见的数据库系统中，根据实体集之间的不同结构，通常把数据模型分为层次模型、网状模型、关系模型和面通常把数据模型分为层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型向对象模型4种。种。n n 关系模型：用二维表关系模型：用二维表结构描述客观事物及其联系结构描述客观事物及其联系n 层次模型：用树形结构描述客观事物及其联系层次模型：用树形结构描述客观事物及其联系n 网状模型：用网状结构描述客观事物及其联系网状模型：用网状结构描述客

15、观事物及其联系n 面向对象模型：用更接近人的思维方式描述客观事物及其联系面向对象模型：用更接近人的思维方式描述客观事物及其联系国内国内DBS普遍采用关系模普遍采用关系模型型(95%以上以上),课程介绍关课程介绍关系模型系模型.19第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型n关系数据模型描述数据的逻辑结构关系数据模型描述数据的逻辑结构3要素要素:n 数据结构数据结构 (重点介绍重点介绍)n 数据完整性数据完整性 (参阅教学指导书参阅教学指导书)n 数据的操作数据的操作 (重点介绍重点介绍)20第6章 信息系统与数据库(1)关系模型的数据结构关系模型的数据结构n 为什么当今大多数为什么

16、当今大多数DBMS都支持关系数据模型都支持关系数据模型?当今大多数当今大多数DBMS都支持关系数据模型都支持关系数据模型 关系数据模型建立在严关系数据模型建立在严 格的数学理论基础上格的数学理论基础上: 集合论的集合论的“关系概念关系概念” 概念清晰，简洁，用统一概念清晰，简洁，用统一的结构表示数据对象和它们的结构表示数据对象和它们之间的联系之间的联系.21第6章 信息系统与数据库(1)关系模型的数据结构关系模型的数据结构 (续续) 关系数据模型的基本结构是关系数据模型的基本结构是关系关系。 在在用用户户观观点点下下，关关系系数数据据模模型型中中数数据据的的逻逻辑辑结结构构是是一一张张二二维表

17、（维表（Table），它由表名、行和列组成。），它由表名、行和列组成。 表的每一行称为一个元组（表的每一行称为一个元组（Tuple），）， 每一列称为一个属性（每一列称为一个属性（Attribute）。）。 例如，例表例如，例表1.学生登记表（学生登记表（S）: n 22第6章 信息系统与数据库(1)关系模型的数据结构关系模型的数据结构 (续续) 例表例表2 .课程开设表课程开设表 (C):23第6章 信息系统与数据库(1)关系模型的数据结构关系模型的数据结构 (续续)n例表例表3. 学生选课成绩表学生选课成绩表 (SC):24第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构)

18、 (续续)n 学生登记表学生登记表(S),课程开设表课程开设表(C)与学生选课成绩表之间与学生选课成绩表之间的联系的联系:25第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续) 数据库中数据的逻辑结构（二维表）纵观示意图数据库中数据的逻辑结构（二维表）纵观示意图:逻辑结构逻辑结构DBMSDB物理数据库从从用用户户角角度度看看数数据据库库中中数数据据的的逻逻辑辑结结构构 （二维表）（二维表）用户用户用户用户SCCS属性（列）S表表元组1（行）元组2（行）元组n（行）存储模式存储模式26第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续)n 关系数

19、据模式关系数据模式:数据的关系模型结构就是二维表结构数据的关系模型结构就是二维表结构3张二维表分别是数据对象张二维表分别是数据对象“学生学生(S)”、“课程开设课程开设(C)”和其联系和其联系“学生选课成绩学生选课成绩(SC)”的反映的反映这种用关系数据模型这种用关系数据模型对一个具体单位中对一个具体单位中客观对象及其联系客观对象及其联系的结构描述，称为的结构描述，称为关系数据模式关系数据模式(简称简称:关系模式关系模式)27第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续)n 关系模式的描述形式关系模式的描述形式:n 其中其中:R为关系模式名，即二维表名。为关系模式

20、名，即二维表名。n Ai（1in）是二维）是二维表中的列名。或者或者: R =（A1,A2,Ai,An）R（A1,A2,Ai,An） 28第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续)n.上述数据对象（上述数据对象（S和和C）以及数据对象之间的联系（）以及数据对象之间的联系（SC）表示成关系模式分别为：表示成关系模式分别为： S （SNO，SNAME，DEPART，SEX，BDATE，HEIGHT） C （CNO，CNAME，LHOUR，SEMESTER） SC（SNO，CNO，GRADE） 29第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构)

21、(续续)n这这3个关系模式也可以用汉字定义为个关系模式也可以用汉字定义为: 学生学生 （学号学号，姓名，系别，性别，出生日期，身高），姓名，系别，性别，出生日期，身高） 课程课程 ( 课程号课程号，课程名，学时，开课时间），课程名，学时，开课时间） 选课成绩选课成绩 （学号，课程号学号，课程号，成绩），成绩） 30第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续)n 关系模式关系模式(即二维表即二维表)主键主键:n 能够唯一标识二维表中指定元能够唯一标识二维表中指定元组的属性或者属性组组的属性或者属性组(这组属性的这组属性的任何真子集无此性质任何真子集无此性质),称为

22、该二维称为该二维表的表的候选键候选键.n 如果一个关系模式有多个候选如果一个关系模式有多个候选键存在键存在,则可从中选一个最常用的则可从中选一个最常用的作为该关系模式主键作为该关系模式主键,简称简称主键主键.候选键候选键: (学号学号) (姓名姓名,出生年月出生年月)主键主键:(学号学号)31第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续)n例如例如:n学生登记表中的学生有下列属性学生登记表中的学生有下列属性(列列)：学号，姓名，系：学号，姓名，系别，出生年月等，则学号可作为候选键，用它来标识一别，出生年月等，则学号可作为候选键，用它来标识一个学生。因学生可能有重名

23、，因而姓名不能作为候选键；个学生。因学生可能有重名，因而姓名不能作为候选键；但若学生的出生年月不同，则也可用属性组（姓名，出但若学生的出生年月不同，则也可用属性组（姓名，出生年月）作为候选键，必须再从这两个候选键中选其一生年月）作为候选键，必须再从这两个候选键中选其一（如学号）作为学生登记表的主键。（如学号）作为学生登记表的主键。32第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续)基本术语的对照基本术语的对照:关系模型中的术语来自关系数学关系模型中的术语来自关系数学,与程序员与程序员和用户的习惯说法是相对应的和用户的习惯说法是相对应的.33第6章 信息系统与数据库(

24、1) 关系模型的关系模型的存储结构存储结构 在关系数据模型中，数据在关系数据模型中，数据对象和数据对象之间的联对象和数据对象之间的联系都用二维表来表示。在系都用二维表来表示。在支持关系模型的数据库物支持关系模型的数据库物理组织理组织(即存储结构即存储结构)中，中，二维表以文件形式存储。二维表以文件形式存储。在大多数数据库中，二维在大多数数据库中，二维表与操作系统中的文件相表与操作系统中的文件相对应。对应。关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续)DB文件文件文件文件文件文件34第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续)n 关系数据模型是关系数据模型是197

25、0年由（美）年由（美）E.F.Codd首次提出首次提出的。关系数据库得以迅速发展和普遍应用，主要得力于的。关系数据库得以迅速发展和普遍应用，主要得力于关系数据模型所具有的下列特点：关系数据模型所具有的下列特点：n 关系模型建立在严格的数学理论基础上关系模型建立在严格的数学理论基础上n 关系数据模型的概念单一关系数据模型的概念单一n 对二维表的操作是对二维表的操作是“非非过程性程性”集合论的关集合论的关系概念系概念数据对象和联系都数据对象和联系都是二维表。对二维是二维表。对二维表的操作结果也是表的操作结果也是二维表。二维表。存取路径对用户透明，简化了程序员的存取路径对用户透明，简化了程序员的编程

26、工作；数据独立性和安全性好编程工作；数据独立性和安全性好E.F.Codd-关系数据库之父亲关系数据库之父亲35第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续)n 特别提示特别提示: n 严格地说明严格地说明,关系是一种规范化二维表中行的集合。在关系数关系是一种规范化二维表中行的集合。在关系数据模型中，对每个关系还作了如下限制：据模型中，对每个关系还作了如下限制：n每一个列对应一个域，列名不能相同每一个列对应一个域，列名不能相同.。n 关系中所有的列是原子数据关系中所有的列是原子数据 (原子数据是不可再分的原子数据是不可再分的)n 关系中不允许出现相同的行关系中不允许

27、出现相同的行 (即不能出现重复的行即不能出现重复的行)n 关系是行的集合，行的次序可以交换。关系是行的集合，行的次序可以交换。 (按集合的性质按集合的性质)n 行中列的顺序可以任意交换。行中列的顺序可以任意交换。(按集合的性质按集合的性质,但使用按定义顺序但使用按定义顺序)36第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续)n 特别提示特别提示: n 数据模型和模式是有区别的。数据模型和模式是有区别的。n 数据模型数据模型:用一组概念和定义描述数据的手段，用一组概念和定义描述数据的手段，n 数据模式数据模式:用某种数据模型对具体情况下相关数据用某种数据模型对具体情况

28、下相关数据n 结构的描述。结构的描述。n 具体地说，关系模式是以关系数据模型为基础，综合考虑了具体地说，关系模式是以关系数据模型为基础，综合考虑了用户的需求，并将这些需求抽象而得到的逻辑结构。因而不应用户的需求，并将这些需求抽象而得到的逻辑结构。因而不应将关系数据模型和关系模式相混淆，将关系数据模型和关系模式相混淆，n ( 正象不应把高级语言和用高级语言编写的程序模块混为一正象不应把高级语言和用高级语言编写的程序模块混为一谈一样，应注意它们在概念上的差异谈一样，应注意它们在概念上的差异 )37第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(结构结构) (续续)n 特别提示特别提示: n

29、关系模式关系模式:反映了二维表的静态结构，是相对稳定的。反映了二维表的静态结构，是相对稳定的。n关系关系:是关系模式在某一时刻的状态，它反映二维表是关系模式在某一时刻的状态，它反映二维表n 的内容，由于对关系的操作不断更新着二维表的内容，由于对关系的操作不断更新着二维表n 中的数据，因此关系是随时间动态变化的。中的数据，因此关系是随时间动态变化的。n 但在一般表述中，人们常常将关系模式和关系都称为关系，但在一般表述中，人们常常将关系模式和关系都称为关系，实际上对此二者应加以科学的区分。实际上对此二者应加以科学的区分。 38第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(操作操作)n 在

30、关系数据库中，通常可以定义一些操作来通过已在关系数据库中，通常可以定义一些操作来通过已知的关系知的关系(二维表二维表)创建新的关系创建新的关系(二维表二维表)。最常用的关系。最常用的关系操作有：操作有：n n 并并 插入插入n 交交 更新更新n 差差 删除删除n 笛卡尔积笛卡尔积 选择选择n 除除 连接连接n 投影投影专门的关系操作专门的关系操作传统集合的关系操作传统集合的关系操作39第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型(操作操作)n举例用例举例用例(5张二维表张二维表):SNAMEGRADE钱欣75张进元62张华68胡平平79周亮80SNAMEGRADE王宁100钱欣75顾

31、永华90黄进82胡平平79周亮80SC1:60-80分成绩表分成绩表SC2:70-100分成绩表分成绩表40第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型 (传统集合的关系操作传统集合的关系操作)n并并n 并操作是一个二元操作。它要求参与操作的两个关系有相同的关并操作是一个二元操作。它要求参与操作的两个关系有相同的关系模式。其作用是将两个关系组合成一个新的关系。根据集合论的定系模式。其作用是将两个关系组合成一个新的关系。根据集合论的定义，并操作创建的新关系中的每一个元组或者属于第一个关系、或者义，并操作创建的新关系中的每一个元组或者属于第一个关系、或者属于第二个关系，或者在两个关系中皆

32、有。属于第二个关系，或者在两个关系中皆有。结果关系表示结果关系表示选课程学生的选课程学生的“60100分成分成绩表绩表”41第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型 (传统集合的关系操作传统集合的关系操作)n交交n 交操作也是一个二元操作。它对两个具有相同关系模交操作也是一个二元操作。它对两个具有相同关系模n 式的关系进行操作，创建一个新关系。根据集合论的定义，式的关系进行操作，创建一个新关系。根据集合论的定义，n交操作所创建新关系中的每一个元组必须是两个原关系中交操作所创建新关系中的每一个元组必须是两个原关系中n共有的成员。共有的成员。结果表示选课结果表示选课学生学生“70分分

33、80分成绩表分成绩表”。42第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型 (传统集合的关系操作传统集合的关系操作)n.差差 差操作也是一个二元操作。它应用于具有相同关系模式的两差操作也是一个二元操作。它应用于具有相同关系模式的两个关系。生成新关系中的元组是存在于第一个关系而不存在于个关系。生成新关系中的元组是存在于第一个关系而不存在于第二个关系中的元组。第二个关系中的元组。 例如，关系例如，关系SC1与关系与关系SC2进行差操作进行差操作:结果关系包括结果关系包括那些在那些在SC1表表中而不在中而不在SC2表中的成绩信表中的成绩信息，即息，即“60 69分成绩表分成绩表” 43第6章

34、 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型 (传统集合的关系操作传统集合的关系操作)差差 (续续) 在集合操作中在集合操作中,“并并”和和“交交”具有交具有交换律的性律的性质,而而“差差”操作操作没有有交换律的性质交换律的性质. 例如，关系例如，关系SC2与关系与关系SC1进行差操作进行差操作:结果关系包括结果关系包括那些在那些在SC2表表中而不在中而不在SC1表中的成绩信表中的成绩信息，即息，即“81 100分成绩表分成绩表” SC2SC1差差SC1 SC2=SC2 SC1SC1SC2=SC2SC1SC1SC2SC2SC144第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型 (专

35、门的关系操作专门的关系操作)n插入插入n 插入操作是一种一元操作。它应用于一个关系，其操插入操作是一种一元操作。它应用于一个关系，其操作是在关系中插入新的元组（或另一个具有相同模式的作是在关系中插入新的元组（或另一个具有相同模式的关系）关系）.n 例如例如:在课程开设表（在课程开设表（C）中插入一个新的课程信息）中插入一个新的课程信息 n （CW101，论文写作论文写作，30，春春）。）。45第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型 (专门的关系操作专门的关系操作)n删除删除n 删除操作为一元操作。它根据要求删去表中相应的元删除操作为一元操作。它根据要求删去表中相应的元组。组。n

36、 例如例如:从课程表（从课程表（C）中删除课程）中删除课程CC112。46第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型 (专门的关系操作专门的关系操作)n更改更改n 更改操作也是一种一元操作，它应用于一个关系。用更改操作也是一种一元操作，它应用于一个关系。用来改变关系中指定元组中的部分属性值。来改变关系中指定元组中的部分属性值。n 例如例如:课程开设表课程开设表(C)中的课程中的课程ME234元组的元组的LHOUR值由值由“40”改为改为“30”，SEMESTER值由值由“秋秋”改为改为“春春”。 47第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型 (专门的关系操作专门的关系

37、操作)n选择选择n 选择操作是一元操作。它应用于一个关系并产生另一个新选择操作是一元操作。它应用于一个关系并产生另一个新关系。新关系中的元组（行）是原关系中元组的子集。选择操关系。新关系中的元组（行）是原关系中元组的子集。选择操作根据要求从原先关系中选择部分元组。结果关系中的属性作根据要求从原先关系中选择部分元组。结果关系中的属性（列）与原关系相同（保持不变）。（列）与原关系相同（保持不变）。n 例如例如:从学生登记表从学生登记表(S)中，选出性别为中，选出性别为“男男”的学生元组，的学生元组，组成一个新关系组成一个新关系“男学生登记表男学生登记表”。48第6章 信息系统与数据库(1)关系数据

38、模型关系数据模型 (专门的关系操作专门的关系操作)n投影投影n 是一元操作，它作用于一个关系并产生另一个新关系。新是一元操作，它作用于一个关系并产生另一个新关系。新关系中的属性（列）是原关系中属性的子集。在一般情况下，关系中的属性（列）是原关系中属性的子集。在一般情况下，虽然新关系中的元组属性减少了，但其元组（行）的数量与原虽然新关系中的元组属性减少了，但其元组（行）的数量与原关系保持不变。关系保持不变。n 例如例如:需要了解学生选课情况而不关心其成绩时，可对学生需要了解学生选课情况而不关心其成绩时，可对学生选课成绩表（选课成绩表（SC）进行相关的投影操作）进行相关的投影操作. n。其结果的每

39、个元组其结果的每个元组仅包括学（仅包括学（SNO） 课程号（课程号（CNO） 两个属性两个属性49第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型 (专门的关系操作专门的关系操作)n连接连接n 是一个二元操作。它基于共有属性把两个关系组合起来。连是一个二元操作。它基于共有属性把两个关系组合起来。连接操作比较复杂并有较多的变化。接操作比较复杂并有较多的变化。n 例如例如:学生登记表（学生登记表（S）和学生选课成绩表（）和学生选课成绩表（SC）的连接）的连接,生成一个生成一个信息更全面的关系信息更全面的关系.对于已选课程的学生而言，结果关系包对于已选课程的学生而言，结果关系包含含SC表原来的

40、信息，并增加了该学生表原来的信息，并增加了该学生选修课程号（选修课程号（CNO）和成绩）和成绩（GRADE）。）。50第6章 信息系统与数据库(1)关系数据模型关系数据模型 (关于关于“关系代数关系代数”的操作的操作)n 对于以上所介绍的关对于以上所介绍的关系操作，在理论上均可系操作，在理论上均可用一种称之用一种称之“关系代数关系代数”的逻辑运算来表示的逻辑运算来表示.n 参阅第参阅第6章阅读材章阅读材料料6.5设有关系设有关系R和关系和关系S,关系代数的操作有关系代数的操作有:51第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLn 数据库语言数据库语言n 以上讨论的关系操作，

41、比较直观地说明了其对二维以上讨论的关系操作，比较直观地说明了其对二维表运算的含意表运算的含意(数学上对关系操作的抽象描述是数学上对关系操作的抽象描述是“关系代关系代数数”)。在此基础上，关系数据库管理系统必须配置与此。在此基础上，关系数据库管理系统必须配置与此相应的语言，使用户可以对数据库进行各式各样的操作，相应的语言，使用户可以对数据库进行各式各样的操作，这就构成了用户和数据库的接口。由于这就构成了用户和数据库的接口。由于DBMS所提供的所提供的语言一般局限于对数据库的操作，不同于计算机的程序语言一般局限于对数据库的操作，不同于计算机的程序设计语言，因而称它为设计语言，因而称它为数据库语言数

42、据库语言. DB数据库语言数据库语言程序程序用户用户52第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLn 关系数据库语言关系数据库语言SQL特点特点n 是一是一种“非非过程程语言言”n 体现关系模型在结构体现关系模型在结构, ,完整性和操作方面的特征完整性和操作方面的特征n 有命令和嵌入程序两种使用方式有命令和嵌入程序两种使用方式n 功能齐全功能齐全,简洁易学简洁易学,使用方便使用方便n 为主流为主流DBMSDBMS产品所支持产品所支持用户只要指出用户只要指出“做什么做什么”,而而“如何做如何做”的的过程由过程由DBMS完成完成.命令式命令式:直接用语句操作直接用语句操作嵌入

43、式嵌入式:将语句嵌入程序将语句嵌入程序ORACLE,MS-SQL Server,Sybase DB2,(Access,VFP有接口有接口)53第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLn 关系数据库语言关系数据库语言SQL 3级体系结构级体系结构用户看到的关系模式用户看到的关系模式主要是视图主要是视图系统的全局关系模系统的全局关系模式是基本表式是基本表系统的存储结构是系统的存储结构是文件文件54第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLn SQL数据定义语言数据定义语言DDLn 作为建立数据库最重要的一步，根据关系模式定义所需的基本表，作为建立数据库

44、最重要的一步，根据关系模式定义所需的基本表，SQL语句表示为：语句表示为：n n其中其中:n 表示可含有该子句，也可为空表示可含有该子句，也可为空.n 基本表名字基本表名字.n 每个基本表可以由一个或多个列组成。每个基本表可以由一个或多个列组成。n 定义基本表时要指明每个列的类型和长度，同时还可定义基本表时要指明每个列的类型和长度，同时还可n 以定义与该表有关的完整性约束条件，以定义与该表有关的完整性约束条件，CREATE TABLE （列名数据类型完整性约束条件，（列名数据类型完整性约束条件，）55第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLnDDL例例: n 按照关系模

45、式按照关系模式S，定义学生基本表的，定义学生基本表的SQL语句语句:执行语句后，在数据库建立执行语句后，在数据库建立一个学生表一个学生表S的结构的结构 CREATE TABLE S （SNO CHAR（4） ， （类型为定长字符串）（类型为定长字符串） SNAME VARCHAR（8）（类型为变长字符串，串长为）（类型为变长字符串，串长为8） DEPART VARCHAR（12），）， SEX CHAR（2) BDATE DATE， （类型为日期型）（类型为日期型） HEIGHT DEC（5，2), （类型为（类型为5位十进制数，小数点后位十进制数，小数点后2位）位） PRIMARY KEY（

46、SNO）；（指明）；（指明SNO为为S的主键）的主键）56第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLn SQL的数据查询的数据查询n 查询是数据库的核心操作。查询是数据库的核心操作。SQL提供提供SELECT语句语句,具有灵具有灵活的使用方式和极强查询的功能。关系操作中最常用的是活的使用方式和极强查询的功能。关系操作中最常用的是“投投影、选择和连接影、选择和连接”,都体现在都体现在SELECT语句中语句中:n SELECT A1，A2，An n FROM R1，R2，Rmn WHERE Fn SELECT语句语义为：将语句语义为：将FROM子句所指出的子句所指出的R(基本

47、表或视图基本表或视图)进行连接，从中选取满足进行连接，从中选取满足WHERE子句中条件子句中条件F的行（元组），最后根的行（元组），最后根据据SELECT子句给出的子句给出的A(列名列名)将查询结果表输出。将查询结果表输出。指出目标表的列名指出目标表的列名,相应于相应于“投影投影”指出基本表或视图指出基本表或视图,相应于相应于“连接连接”F为为“选择选择”操作的条件操作的条件57第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLn单表查询单表查询n 从指定的一个表中找出符合条件的元组从指定的一个表中找出符合条件的元组.n 例如，查询所有男学生名的情况例如，查询所有男学生名的情况.

48、n SELECT * FROM S WHERE SEX男男；58第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLSNAMEDEPARTCNAMEGRADE张雷计算机软件工程84.5张雷计算机数据库82周光明自动控制软件工程92周光明自动控制数学分析92.5周光明自动控制人工智能90钱欣管理工程数据库75钱欣管理工程人工智能70.5连接查询连接查询 一个查询同时涉及两个以上的表，称连接查询。是关系数据库一个查询同时涉及两个以上的表，称连接查询。是关系数据库中最主要的查询。例如，查询每个男学生及其选修课程的情况。要中最主要的查询。例如，查询每个男学生及其选修课程的情况。要求列出学生

49、名，系别，选修课程名及成绩。求列出学生名，系别，选修课程名及成绩。SELECT SNANE，DEPART，CNAME，GRADE FROM S，C，SC WHERE S.SNOSC.SNO AND SC.CNOC.CNO AND S.SEX男男；查询涉及查询涉及S、C和和SC三个表，三个表，S和和SC表通过表通过SNO作连接作连接，C和和SC表通过表通过CNO来实现连接来实现连接59第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLn SQL的数据更新的数据更新nSQL提供了插入数据、更改数据和删除数据的提供了插入数据、更改数据和删除数据的3类语句类语句。n (1) 插入语句插入

50、语句n 插入语句插入语句INSERT可将一个记录插入到指定的表中：可将一个记录插入到指定的表中：n例如，将一个新的课程记录插入到课程开设表例如，将一个新的课程记录插入到课程开设表C中中:n INSERT INTO （，） VALUES（，）INSERT INTO S（CNO，CNAME，LHOUR，SEMESTER） VALUES（CW101，论文写作论文写作，30,春春)60第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLn（2）更改语句）更改语句n 对指定表中已有数据进行修改。语句格式如下：对指定表中已有数据进行修改。语句格式如下： 其功能是修改指定表中满足其功能是修改指定

51、表中满足WHERE子句条件的记录，其中子句条件的记录，其中SET子句给出子句给出的的值用于取代相应列的值值用于取代相应列的值. n例如例如 :将将ME234课程的课时改为课程的课时改为30,并改成春季开设：并改成春季开设：n UPDATE SET .WHEREUPDATE C SET LHOUR=30, SEMESTER春春 WHERE CNOME234 ；61第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLn（3）删除数据）删除数据n SQL删除语句的格式为：删除语句的格式为：n其功能是从指定表中删除满足其功能是从指定表中删除满足WHERE子句条件的记录。子句条件的记录。如果

52、省略如果省略WHERE子句，则删除表中所有记录子句，则删除表中所有记录. n 例如，从例如，从C表中删除课程号为表中删除课程号为CC112的记录：的记录：n DELETE FROM WHERE DELETE FROM C WHERE CNO=CC112;62第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLn SQL的的视图视图n 视图是视图是DBMS所提供的一种由用户观察数据库中数据的重所提供的一种由用户观察数据库中数据的重要机制。视图可由基本表或其他视图导出。它与基本表不同，要机制。视图可由基本表或其他视图导出。它与基本表不同，视图只是一个虚表，在数据字典中保留其逻辑定义，而

53、不作为视图只是一个虚表，在数据字典中保留其逻辑定义，而不作为一个表实际存储数据。一个表实际存储数据。n SQL用用CREATE VIEW语句建立视图，其格式为：语句建立视图，其格式为：n n CREATE VIEW 视图名列名，视图名列名，n AS 子查询子查询63第6章 信息系统与数据库(1)关系数据库语言关系数据库语言SQLnSQL视图的例视图的例:n例如，若建立管理工程系学生的视图例如，若建立管理工程系学生的视图ME_S，语句为：，语句为：n n 视图定义后，用户就可以象对基本表操作一样对视图进行查视图定义后，用户就可以象对基本表操作一样对视图进行查询。询。例如，在管理工程系的学生视图中

54、找出年龄大于例如，在管理工程系的学生视图中找出年龄大于25岁的学岁的学生生,其其SQL语句为语句为：n CREATE VIEW ME_s AS (SELECT SNO，SNAME，SEX，BDATE，HEIGHT FROM S WHERE DEPART管理工程管理工程) ；SELECT SNANE 2008-YEAR（BDATE） FROM ME_S WHERE 2008YEAR（BDATE）25；64第6章 信息系统与数据库(1)数据库系统及应用新技术数据库系统及应用新技术n数据库体系结构的发展数据库体系结构的发展n DBS运行在计算机系统之上，其体系结构与计算机体系结运行在计算机系统之上，

55、其体系结构与计算机体系结构密切相关。因此构密切相关。因此DBS的系统结构也随着它的硬件和软件支撑的系统结构也随着它的硬件和软件支撑环境的变化而不断演变。环境的变化而不断演变。n 集中式数据库系统集中式数据库系统。早期的。早期的DBMS以分时操作系统作为以分时操作系统作为运行环境，采用集中式的数据库系统结构，把数据库建立在本运行环境，采用集中式的数据库系统结构，把数据库建立在本单位的主计算机上，且不与其他计算机系统进行数据交互。在单位的主计算机上，且不与其他计算机系统进行数据交互。在这种系统中，不但数据是集中的，数据的管理也是集中的。这种系统中，不但数据是集中的，数据的管理也是集中的。.终端终端

56、DB65第6章 信息系统与数据库(1)数据库体系结构的发展数据库体系结构的发展n 客户客户/服务器结构服务器结构(C/S)n 是一种网络处理系统。有多台用作客户机的计算机和一至多是一种网络处理系统。有多台用作客户机的计算机和一至多台用作服务器的计算机。客户机直接面向用户，接收并处理任台用作服务器的计算机。客户机直接面向用户，接收并处理任务，将需要务，将需要DB操作的任务委托服务器执行；而服务器只接收这操作的任务委托服务器执行；而服务器只接收这种委托，完成对种委托，完成对DB的查询和更新，并把查询结果返回给客户机。的查询和更新，并把查询结果返回给客户机。C/S结构的结构的DBS虽然处理上是分布的

57、，但数据却是集中的，还虽然处理上是分布的，但数据却是集中的，还是属于集中式数据库系统。是属于集中式数据库系统。客户机客户机计算机网络计算机网络DB数据库服务器数据库服务器66第6章 信息系统与数据库(1)数据库体系结构的发展数据库体系结构的发展n 浏览器浏览器/服务器结构服务器结构(B/S)n n 由浏览器由浏览器,Web服务器服务器,数数据库服务器据库服务器3个层次组成个层次组成.客客户端使用一个通用的浏览器户端使用一个通用的浏览器代替了各种应用软件代替了各种应用软件.用户操用户操作通过浏览器执行作通过浏览器执行.n 客户机客户机计算机网络计算机网络DB浏览器浏览器数据库服务器数据库服务器6

58、7第6章 信息系统与数据库(1)数据库体系结构的发展数据库体系结构的发展n 分布式数据库系统分布式数据库系统n 数据共享和数据集中管理是数据库的主要特征。但面对应用数据共享和数据集中管理是数据库的主要特征。但面对应用规模的扩大和用户地理位置分散的实际情况，如果一个单位的规模的扩大和用户地理位置分散的实际情况，如果一个单位的计算机仍用联网式的集中数据库系统，将会产生很多问题计算机仍用联网式的集中数据库系统，将会产生很多问题:n 各个用户结点计算机要通过网络存取数据，各个用户结点计算机要通过网络存取数据，n 如何解决通信开销太大和延迟的问题如何解决通信开销太大和延迟的问题?n 一旦数据库不能工作还

59、将导致整个系统一旦数据库不能工作还将导致整个系统n 的瘫痪，如何保证系统的可用性和可扩性的瘫痪，如何保证系统的可用性和可扩性?68第6章 信息系统与数据库(1)数据库体系结构的发展数据库体系结构的发展n 在分布式在分布式DBS中，把一个单中，把一个单位的数据按其来源和用途，合理位的数据按其来源和用途，合理分布在系统的多个地理位置不同分布在系统的多个地理位置不同的计算机结点上的计算机结点上(局部数据库局部数据库)，使，使数据可以就近存取。数据在物理数据可以就近存取。数据在物理上分布后，由系统统一管理。系上分布后，由系统统一管理。系统中每个地理位置上的结点实际统中每个地理位置上的结点实际上是一个独

60、立的上是一个独立的DBS，它包括本，它包括本地结点用户、本地地结点用户、本地DBMS和应用和应用软件。每个结点上的用户都可以软件。每个结点上的用户都可以通过网络对其他结点数据库上的通过网络对其他结点数据库上的数据进行访问，就如同这些数据数据进行访问，就如同这些数据都存储在自己所在的结点数据库都存储在自己所在的结点数据库上一样。上一样。计算机网络计算机网络DBDBDBDDBMSnDDBMS2DDBMS1DDBMS是分布式数据库管理系统是分布式数据库管理系统69第6章 信息系统与数据库(1)数据库体系结构的发展数据库体系结构的发展n 并行数据库系统并行数据库系统n随着应用领域随着应用领域DB规模的

61、增长，规模的增长，n其运行负荷日益加重，对其运行负荷日益加重，对DBSn性能要求也越来越高性能要求也越来越高.需求需求:n计算机系统通过并行地使用多个计算机系统通过并行地使用多个 CPU和磁盘，可提高处理速度和磁盘，可提高处理速度和和IO速度。速度。技术技术:并行数据库系统并行数据库系统 并行处理技术很适宜与关系并行处理技术很适宜与关系DBS技术相结合，在关系技术相结合，在关系模型中，数据库二维表是元组的集合，模型中，数据库二维表是元组的集合，DBS操作也是集合操作也是集合操作；在许多情况下对集合的操作可分解为一系列对子集操作；在许多情况下对集合的操作可分解为一系列对子集的操作，这些子集操作存

62、在很好的并行性的操作，这些子集操作存在很好的并行性第第6章章 信息系统与数据库信息系统与数据库6.3 信息系统开发与管理信息系统开发与管理 软件工程与信息系统开发概述软件工程与信息系统开发概述 系统规划与分析系统规划与分析 系统设计系统设计 系统实施与运行维护系统实施与运行维护 71第6章 信息系统与数据库(1)信息系统开发与管理信息系统开发与管理n 难度难度n 复杂性复杂性n 人员要求高人员要求高信息系统信息系统开发和管理开发和管理 是一项系统工程是一项系统工程涉及多学科的综合技术涉及多学科的综合技术.开发周期长、投资大、风险大开发周期长、投资大、风险大比一般技术工程有更大复杂性比一般技术工

63、程有更大复杂性系统分析、设计和管理人员掌系统分析、设计和管理人员掌握多方面技术握多方面技术(软件工程，软件工程，DBS设计，程序设计方法设计，程序设计方法,领域业务领域业务知识知识)。了解应用环境。了解应用环境.72第6章 信息系统与数据库(1)软件工程与信息系统开发概述软件工程与信息系统开发概述n 软件危机与软件工程软件危机与软件工程n1960年代以来年代以来:n 计算机性能不断提高计算机性能不断提高n 应用范围越来越广泛应用范围越来越广泛n 软件系统开发越来越复杂。软件系统开发越来越复杂。 大型软件系统开发成本高，大型软件系统开发成本高，可靠性差，甚至有时人们无法可靠性差，甚至有时人们无法

64、管理自身所创造出来的管理自身所创造出来的复杂逻辑系统，致使软件生产复杂逻辑系统，致使软件生产和维护出现了很大的困难，和维护出现了很大的困难，当时人们称此为当时人们称此为“软件危机软件危机”。问题严重问题严重73第6章 信息系统与数据库(1)软件工程与信息系统开发概述软件工程与信息系统开发概述n软件危机与软件工程软件危机与软件工程软件危机软件危机 正确理解和表达应用需求是正确理解和表达应用需求是艰巨的任务艰巨的任务.但常常被忽略。但常常被忽略。 软件是逻辑产品。软件开发过软件是逻辑产品。软件开发过 程是思考过程，很难进行质量程是思考过程，很难进行质量管理和进度控制。管理和进度控制。 随着问题复杂

65、度的增加，处理问随着问题复杂度的增加，处理问 题的效率随之下降，而所需题的效率随之下降，而所需 时间和费用则随之增加。时间和费用则随之增加。大型软件开发必须有严密完整的工程技术和科学的过程，大型软件开发必须有严密完整的工程技术和科学的过程，向向“工程化工程化”发展发展: “软件工程软件工程”分析原分析原因因解解决决途途径径74第6章 信息系统与数据库(1)软件工程与信息系统开发概述软件工程与信息系统开发概述n 软件工程方法要点软件工程方法要点:n 软件开发技术。软件开发规范化和工程化软件开发技术。软件开发规范化和工程化,对开对开n 发中的策略、原则、步骤和文档做出规定发中的策略、原则、步骤和文

66、档做出规定.n 软件工程管理。对软件生产中重要环节，按计软件工程管理。对软件生产中重要环节，按计n 划、进度执行，实现预期的社会和经济效益划、进度执行，实现预期的社会和经济效益.n 软件开发方法。主要有：生命周期方法、原型软件开发方法。主要有：生命周期方法、原型n 法以及面向对象的分析设计方法等。法以及面向对象的分析设计方法等。n 软件开发工具。采用软件开发工具和环境软件开发工具。采用软件开发工具和环境,保证保证n 软件开发各个阶段任务的完成。软件开发各个阶段任务的完成。75第6章 信息系统与数据库(1)软件工程与信息系统开发概述软件工程与信息系统开发概述n 常用的信息系统开发方法常用的信息系

67、统开发方法(1)-结构化生命周期方法结构化生命周期方法n 信息系统从规划开始，经过分析设计、实施直到投信息系统从规划开始，经过分析设计、实施直到投入运行使用过程中入运行使用过程中,随其生存环境的变化而不断修改，当随其生存环境的变化而不断修改，当它不再适应需要时就要被淘汰，而由新的信息系统代替它不再适应需要时就要被淘汰，而由新的信息系统代替老的信息系统，这种循环称为老的信息系统，这种循环称为信息系统的生命周期信息系统的生命周期。n 结构化方法将信息系统软件生命分为系统规划，系结构化方法将信息系统软件生命分为系统规划，系统分析，系统设计，系统实施和系统维护统分析，系统设计，系统实施和系统维护5个阶

68、段。各阶个阶段。各阶段工作按顺序开展，形如自上而下的瀑布，所以又称段工作按顺序开展，形如自上而下的瀑布，所以又称瀑瀑布模型方法。布模型方法。76第6章 信息系统与数据库(1)软件工程与信息系统开发概述软件工程与信息系统开发概述n常用的信息系统开发方法常用的信息系统开发方法-结构化生命周期方法结构化生命周期方法 系统规划系统规划系统分析系统分析系统设计系统设计系统实施系统实施系统维护系统维护 每一个阶段都有每一个阶段都有明确的工程任务并明确的工程任务并产生规范的文档资产生规范的文档资料料, 且必须评审。且必须评审。用以及时发现错误，用以及时发现错误，防止将错误蔓延到防止将错误蔓延到后续阶段，避免

69、重后续阶段，避免重大损失。大损失。77第6章 信息系统与数据库(1)软件工程与信息系统开发概述软件工程与信息系统开发概述n 结构化生命周期法的分析和设计原则结构化生命周期法的分析和设计原则:n 自顶向下，逐层分解求精自顶向下，逐层分解求精,分析和设计整个系分析和设计整个系n 统，减小和控制开发过程的复杂性。统，减小和控制开发过程的复杂性。n 图示工具（如数据流程图和图示工具（如数据流程图和E-R图等）描述图等）描述n 分析和设计的内容，便于各类人员交流。分析和设计的内容，便于各类人员交流。n 明确阶段任务。例如，系统分析阶段明确系明确阶段任务。例如，系统分析阶段明确系n 统的结构和功能（做什么

70、），系统设计阶段统的结构和功能（做什么），系统设计阶段n 确定其如何实现（怎么做）。确定其如何实现（怎么做）。n 强调用户参予开发过程的作用。强调用户参予开发过程的作用。78第6章 信息系统与数据库(1)软件工程与信息系统开发概述软件工程与信息系统开发概述n 常用的信息系统开发方法常用的信息系统开发方法(2)-原型法原型法n 所谓所谓原型原型，是指分析设计人员与用户合作，在短期，是指分析设计人员与用户合作，在短期内定义用户基本需求的基础上，首先开发出一个具备基内定义用户基本需求的基础上，首先开发出一个具备基本功能、实验性的、简易的应用软件。运行这个原型，本功能、实验性的、简易的应用软件。运行这

71、个原型，并在相应的辅助开发工具的支持下，按照不断求优的设并在相应的辅助开发工具的支持下，按照不断求优的设计思想，通过反复的完善性实验而最终开发出符合用户计思想，通过反复的完善性实验而最终开发出符合用户要求的信息系统。要求的信息系统。79第6章 信息系统与数据库(1)软件工程与信息系统开发概述软件工程与信息系统开发概述n数据库系统设计概要数据库系统设计概要n 信息系统设计最重要的核心技术是软件工程和基于信息系统设计最重要的核心技术是软件工程和基于DBS的设计技术。的设计技术。n DBS设计任务设计任务:应用部门应用部门信息需求信息需求计算机环境计算机环境硬件硬件,OS,DBMS等等应用部门应用部

72、门处理需求处理需求DBS设计设计各类数据模式各类数据模式应用程序应用程序80第6章 信息系统与数据库(1)软件工程与信息系统开发概述软件工程与信息系统开发概述 DBSn设计步骤设计步骤81第6章 信息系统与数据库(1)系统规划和分析系统规划和分析n 系统规划系统规划 n n 系统规划任务系统规划任务: n 调查应用部门的环境、目调查应用部门的环境、目n 标和现行系统标和现行系统.n 根据其发展目标对新系统根据其发展目标对新系统n 的需求的需求,进行分析和预测进行分析和预测.n 考虑新系统所受的各种约束考虑新系统所受的各种约束.n 研究开发新系统的必要性研究开发新系统的必要性n 和可能性，提出方

73、案和计划和可能性，提出方案和计划.n 从管理、技术、经济和社会从管理、技术、经济和社会n 等方面进行可行性分析等方面进行可行性分析.系统规划过程系统规划过程:82第6章 信息系统与数据库(1)系统规划和分析系统规划和分析n 系统分析系统分析n(1) 系统分析的任务系统分析的任务n 采用系统工程的思想和方法，把复杂的对象分解成简单的采用系统工程的思想和方法，把复杂的对象分解成简单的n 组成部分组成部分,明确各部分用户的各种数据需求和处理需求明确各部分用户的各种数据需求和处理需求.n(2) 系统分析的方法系统分析的方法n 使用结构化分析方法（使用结构化分析方法（SA）。）。SA方法从最上层的组织机

74、方法从最上层的组织机n 构入手，采用自顶向下逐层分解的方法分析系统，并用构入手，采用自顶向下逐层分解的方法分析系统，并用n 形式化或半形式化的描述（如数据流程图和数据字典）说形式化或半形式化的描述（如数据流程图和数据字典）说n 明数据和处理过程的关系。明数据和处理过程的关系。83第6章 信息系统与数据库(1)系统规划和分析系统规划和分析n 系统分析系统分析n(3) 系统分析的工具系统分析的工具n 数据流程图（数据流程图（DFD）: 使用直观的图形符号，使用直观的图形符号，描述系统业务处理过程、描述系统业务处理过程、信息流和数据要求的工具。信息流和数据要求的工具。.外部实体系统对数据的处理逻辑数

75、据流（数据的外部来源和去处）数据流数据存储数据字典数据字典(DD):数据流程图表达了数据和数据流程图表达了数据和 处理的关系，数据字典则处理的关系，数据字典则是系统中各类数据定义和是系统中各类数据定义和描述的集合，是进行详细描述的集合，是进行详细的数据分析所获得的主要的数据分析所获得的主要成果。在数据字典中对数成果。在数据字典中对数据流程图中的数据项、数据流程图中的数据项、数据结构、数据流、处理逻据结构、数据流、处理逻 辑、数据存储和外部实体辑、数据存储和外部实体等进行定义等进行定义. 84第6章 信息系统与数据库(1)系统规划和分析系统规划和分析n 数据流程图实例数据流程图实例-某大学教学管

76、理信息系统数据流程图某大学教学管理信息系统数据流程图n 85第6章 信息系统与数据库(1)系统设计系统设计n(1) 系统设计的任务和内容系统设计的任务和内容n系统设计任务系统设计任务:为实现系统目标具体规定数据结构和系统功能为实现系统目标具体规定数据结构和系统功能.n系统设计的内容系统设计的内容: 概念结构设计概念结构设计和和逻辑结构设计逻辑结构设计.客观对象客观对象概念概念结构结构转换转换数据模式数据模式转换转换DB（E-R图）图）（二维表）（二维表）概念结构设概念结构设计计逻辑结构设计逻辑结构设计86第6章 信息系统与数据库(1)系统设计系统设计 (概念结构设计概念结构设计)n(2) 概念

77、结构设计概念结构设计n 将需求分析得到的用户需求转换为概念模型的将需求分析得到的用户需求转换为概念模型的n 过程就是过程就是概念结构设计概念结构设计。n 概念结构设计的方法和过程概念结构设计的方法和过程n 开发一个全局性的信息系统，由于其问题的复开发一个全局性的信息系统，由于其问题的复n 杂性，在系统规划和需求分析阶段一般采用自杂性，在系统规划和需求分析阶段一般采用自n 顶向下的方法。而在概念结构设计中则采用自顶向下的方法。而在概念结构设计中则采用自n 底向上的方法，即首先定义各局部应用的概念底向上的方法，即首先定义各局部应用的概念n 结构，然后将它集成起来得到全局的概念结构。结构，然后将它集

78、成起来得到全局的概念结构。87第6章 信息系统与数据库(1)系统设计系统设计 (概念结构设计概念结构设计)概念结构设计概念结构设计88第6章 信息系统与数据库(1)系统设计系统设计 (概念结构设计概念结构设计)n 概念结构设计的工具概念结构设计的工具(表示方式表示方式)n E-R图图n 用表示用表示“实体体-联系系概念念”的的E-R图图,对一个单位信息状况进行对一个单位信息状况进行直观说明，称为一个单位的直观说明，称为一个单位的E-R概念结构。概念结构。n E-R图中图中:n 矩形框表示实体集矩形框表示实体集n 菱形框表示联系菱形框表示联系n 椭圆（或圆形）框表示属性椭圆（或圆形）框表示属性n

79、 加斜杠线的属性组成相应实体集的主键加斜杠线的属性组成相应实体集的主键n 联系与实体集相连的线上注明联系的语义类型。联系与实体集相连的线上注明联系的语义类型。 89第6章 信息系统与数据库(1)系统设计系统设计 (概念结构设计概念结构设计)nE-R图的实例图的实例: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ss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HEIGHT90第6章 信息系统

80、与数据库(1)系统设计系统设计 (逻辑结构设计逻辑结构设计)n(3) 逻辑结构设计逻辑结构设计n n 面向系统的全局关系模式面向系统的全局关系模式: :把概念结构设把概念结构设n 计产生全局计产生全局E-R图中的实体和联系，转换图中的实体和联系，转换n 为关系为关系DBMS 所支持的关系型数据的逻所支持的关系型数据的逻n 辑结构，即面向系统的全局关系模式辑结构，即面向系统的全局关系模式.n n n 面向用户的视图面向用户的视图: :是是全局关系模式的子集全局关系模式的子集.n 用定义视图实现用定义视图实现按转换规则按转换规则(见阅读材料见阅读材料6.3)91第6章 信息系统与数据库(1)物理结

81、构设计物理结构设计n 物理结构设计物理结构设计n 反映数据关系模式的基本表对应于计算机外的存储文件反映数据关系模式的基本表对应于计算机外的存储文件. 物理物理设计的任务是选取相应的文件存储结构和文件存取路径设计的任务是选取相应的文件存储结构和文件存取路径.n 目标：目标：有效利有效利用存储用存储空间空间,提高性提高性能能.92第6章 信息系统与数据库(1)物理结构设计物理结构设计n 特别提示特别提示:n DBS的物理结构设计与多种因素有关的物理结构设计与多种因素有关:n 应用处理需求应用处理需求(内容和频率）变化内容和频率）变化n 数据特性（属性值分布，长度及个数）变化数据特性（属性值分布，长

82、度及个数）变化n 处理需求随应用环境而变化处理需求随应用环境而变化n n 由此由此,数据特性因数据库状态的改变而变化，导致数据特性数据特性因数据库状态的改变而变化，导致数据特性在在DBS设计阶段很难准确估计。因而，设计阶段很难准确估计。因而，数据库物理设计和一般数据库物理设计和一般产品设计有很大的区别产品设计有很大的区别: DBS设计往往只提供一种初始设计，设计往往只提供一种初始设计，在在DBS运行过程中还应根据用户要求不断调整。过分强调所谓运行过程中还应根据用户要求不断调整。过分强调所谓“精确设计精确设计”，企图一次成功，并不符合，企图一次成功，并不符合DBS的设计特点。的设计特点。93第6

83、章 信息系统与数据库(1)系统实施与运行维护系统实施与运行维护n(1).系统实施系统实施n系统实施的任务系统实施的任务:n 实现系统设计阶段提出的数据逻辑结构、存储结构实现系统设计阶段提出的数据逻辑结构、存储结构和软件结构，按实施方案完成一个可实际运行的信息系和软件结构，按实施方案完成一个可实际运行的信息系统，交付用户使用。统，交付用户使用。n具体工作具体工作:n 按系统逻辑结构和物理物理结构按系统逻辑结构和物理物理结构,用关系用关系DBMS-n SQL语言编制源代码，调试产生目标模式，并将语言编制源代码，调试产生目标模式，并将n 数据载入数据载入DB中；中；n 功能程序设计，按软件结构设计提

84、出的模块要求功能程序设计，按软件结构设计提出的模块要求n 进行程序编码、编译、联接以及测试的工作。进行程序编码、编译、联接以及测试的工作。 94第6章 信息系统与数据库(1)系统实施与运行维护系统实施与运行维护n(2).系统的运行和维护系统的运行和维护n n 在保证信息系统正常运行的前提下，为提高系统运行在保证信息系统正常运行的前提下，为提高系统运行的有效性而对系统的硬件、软件和文档所做的修改和完的有效性而对系统的硬件、软件和文档所做的修改和完善都称为系统维护。系统维护有善都称为系统维护。系统维护有3类：类：n 纠正性维护。纠正应用软件设计中遗留的种种错误。纠正性维护。纠正应用软件设计中遗留的

85、种种错误。n 适应性维护。适应硬件适应性维护。适应硬件/软件环境变更软件环境变更,对应用程序作对应用程序作 适当修改。适当修改。n 完善性维护。数据转储，为提高系统性能完善性维护。数据转储，为提高系统性能,对系统和应对系统和应n 用程序的修改等。用程序的修改等。95第6章 信息系统与数据库(1)系统实施与运行维护系统实施与运行维护n 特别提示特别提示:(1 )数据库维护是一项有一定技术难度数据库维护是一项有一定技术难度的工作，实质上它是再分析、再设计的工作，实质上它是再分析、再设计、再编程、再测试的过程，同时还、再编程、再测试的过程，同时还包括程序和各种文档的修改。包括程序和各种文档的修改。(

86、2) 从时间上看，维护是从时间上看，维护是DBS应用中应用中的最后一个阶段，但从工作性质来看，的最后一个阶段，但从工作性质来看，维护实际上是与维护实际上是与DBS管理和控制密切管理和控制密切相关的活动，是数据库应用的深化。相关的活动，是数据库应用的深化。第第6章章 信息系统与数据库信息系统与数据库6.4 典型信息系统典型信息系统 制造业信息系统制造业信息系统 电子商务和电子政务电子商务和电子政务 地理信息系统和数字地球地理信息系统和数字地球 远程教育和远程医疗远程教育和远程医疗 数字图书馆数字图书馆 第第6章章 信息系统与数据库信息系统与数据库6.5 信息化与信息社会信息化与信息社会 什么是信

87、息系统什么是信息系统 信息化推动工业化信息化推动工业化 98第6章 信息系统与数据库(1)什么是信息化什么是信息化?n 什么是什么是信息化信息化?n 是工业社会向信息社会前进的过程是工业社会向信息社会前进的过程,亦即加快信息高科技发亦即加快信息高科技发展及其产业化展及其产业化,提高信息技术在经济和社会各领域的推广应用水提高信息技术在经济和社会各领域的推广应用水平并推动经济和社会发展的过程平并推动经济和社会发展的过程.n 信息化建设的主要目标信息化建设的主要目标n 是在经济和社会活动中是在经济和社会活动中,通过普遍采用现代信息技术和有效通过普遍采用现代信息技术和有效地开展和利用信息资源地开展和利

88、用信息资源,推动经济发展和社会进步推动经济发展和社会进步,逐步使信息逐步使信息产业以及由于利用了信息技术和信息资源而创造的劳动价值在产业以及由于利用了信息技术和信息资源而创造的劳动价值在国民生产总值中的比重不断上升直至占主导地位国民生产总值中的比重不断上升直至占主导地位.99第6章 信息系统与数据库(1)什么是信息化什么是信息化?(续续)n 信息化建设的主要内容信息化建设的主要内容 (3个层面个层面,6个要素个要素)n 信息基信息基础设施施与信息信息资源的源的开发和建和建设 ( (基础基础) ) 3个层面个层面 信息技术与信息资源的应用信息技术与信息资源的应用 (核心与关键核心与关键)n 信息

89、产品制造业的不断发展信息产品制造业的不断发展 (重要支撑重要支撑)n 3个层面的发展过程个层面的发展过程n 是是 相互促进的过程相互促进的过程,n 也是工业社会向信息社会也是工业社会向信息社会、n 工工业经济向信息向信息经济演化的演化的动态过程程.100第6章 信息系统与数据库(1)什么是信息化什么是信息化?(续续)n信息化建设的信息化建设的6个要素个要素n n 信息基信息基础设施施n 信息信息资源源n 信息技信息技术与应用用n 信息信息产业n 信息化法信息化法规n 信息科技人才信息科技人才信息化建设信息化建设6个要素个要素又称又称信息高速公路信息高速公路.由通信网由通信网, ,计算机计算机,

90、 ,信息信息资源资源, ,信息设备与人信息设备与人成的互联互通成的互联互通, ,无所不在无所不在的信息网络的信息网络. .不受时间不受时间和地点的限制和地点的限制.可以可以获得各获得各种各样的信息资源和服务种各样的信息资源和服务. .101第6章 信息系统与数据库(1)信息化推动工业化信息化推动工业化n 党的十六大报告明确指出党的十六大报告明确指出:n “信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择.坚持以信息化带动工业化坚持以信息化带动工业化,以工业化促进信息化以工业化促进信息化,走出一条走出一条科技含量高科技含量高、经济效益好经济效益好、资源消耗

91、低资源消耗低、环境污染少环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子.”102第6章 信息系统与数据库(1)信息化推动工业化信息化推动工业化n 学习和理解党的十六大报告精神学习和理解党的十六大报告精神:n n 中国国情中国国情: :是一个发展中的国家是一个发展中的国家; ;n 信息化和工业化是两个具有本质差别又有一定联系信息化和工业化是两个具有本质差别又有一定联系n 的概念的概念, ,是两个性质不同的社会发展过程是两个性质不同的社会发展过程; ;n 从国际经验看从国际经验看, ,可以采取并行发展方针可以采取并行发展方针, ,实现工业化实现工业化, ,n 信息化的跨越式发展信息化的跨越式发展; ;n 我国目前处于工业化的中期阶段我国目前处于工业化的中期阶段, ,凭借凭借“后后发优势”n 促促进信息信息产业发展展, ,形成形成“工工业化化”与“信息化信息化”相相结n 合的新模式合的新模式. .n 103第6章 信息系统与数据库(1)n 第第6章章.结束结束