第四講數據資源管理技術(管理信息系統成都信息工程學課件1第四講數據資源管理技術第四講數據資源管理技術2教學計劃教學進度表

授課主題 學時狀態備注1：MIS的基本概念 （6）2：MIS的技術基礎 （4）3：數據資源管理 （6）No.14：MIS的應用 （6）6：MIS的開發方法 （6）7：MIS的分析與設計 （6）8：MIS的實施 （4）9：實驗項目 （10）10：課程評價 （2）教學計劃教學進度表授課主題 學時3教學目標理解并掌握數據資源的管理觀數據資源的管理技術教學目標理解并掌握4教學內容本講共計4學時第十章4學時教學內容本講共計4學時5第十章數據資源管理技術主要內容文件組織數據庫技術第十章數據資源管理技術主要內容610.引言企業的重要資源勞動力、原材料、資金、設備、信息廣義的數據資源管理包括：文件組織數據庫數據規劃數據管理10.引言企業的重要資源710.1文件組織數據組織的層次人們需要用數據來進行決策和采取行動如果這些數據能夠在限定的時間內被檢索處理，這些數據就產生了價值，成為信息。因此需要將數據有序的組織起來，才能對數據進行有效的處理。數據的邏輯組織有四個基本的邏輯元素：數據項記錄文件數據庫10.1文件組織數據組織的層次810.1續數據組織的層次數據庫文件1文件2文件n文件n-1記錄1記錄2記錄n-1記錄n數據項1數據項2數據項n-1數據項n…...…...…...姓名、性別等若干學生學生文件學生數據庫10.1續數據組織的層次數據庫文件1文件2文件n文件n-1910.1續數據組織的相關概念數據項是組成數據系統的有意義的最小基本單位。它的作用是描述一個數據處理對象的某些屬性。記錄與數據處理的某一對象有關的一切數據項構成了該對象的一條記錄。標識記錄的數據項稱為關鍵項。文件相關（同類）記錄的集合稱為文件。數據庫按一定方式組織起來的邏輯相關的文件集合形成數據庫。10.1續數據組織的相關概念1010.1續文件的管理觀大量的企業數據不可能存放在主存中某一時刻，企業只使用其中的一部分數據企業的數據一般以文件形式組織起來分類按存儲介質光盤文件磁盤文件打印文件按文件在信息系統中所執行的功能主文件事務文件報告文件工作文件程序文件10.1續文件的管理觀分類1110.1續數據的物理儲存與傳送自學問題磁盤與磁帶在數據存儲方面各有什么特點？什么是數據的邏輯組織？什么是數據的物理組織？如何實現邏輯組織與物理組織之間的數據傳送？10.1續數據的物理儲存與傳送1210.1續文件組織形式建立并確定數據記錄的物理順序和邏輯順序之間的對立關系。邏輯數據記錄物理存儲方式順序文件索引文件鏈表文件倒排文件順序映射關系10.1續文件組織形式邏輯物理順序文件順序映射關系1310.1續順序文件文件中數據記錄的物理順序與邏輯順序一致，文件記錄按關鍵字值的遞增（或遞減）次序排序，形成其邏輯順序。870001張三456870002李四645870003王五587870004孫六676870005錢七565………………12345……文件記錄物理設備關鍵字值相對磁道10.1續順序文件870001張三456870002李四61410.1續索引文件具有索引表的文件稱為索引文件。索引文件主文件索引表數據記錄區索引區記錄原始信息記錄關鍵字+記錄地址組成映射加工10.1續索引文件索引文件主文件索引表數據記錄區索引區記錄1510.1續舉例記錄地址學號姓名成績A870005張三456B870002李四645C870001王五587D870004孫六676E870003錢七565主關鍵字（學號）記錄地址870001C870002B870003E870004D870005A主文件索引表關鍵字學號與學生記錄地址的對應表10.1續舉例記錄地址學號姓名成績A870005張三4561610.1續鏈表文件倒排文件帶有輔索引或倒排索引的文件稱為倒排文件記錄記錄記錄記錄^入口10.1續鏈表文件記錄記錄記錄記錄^入口1710.2數據庫技術傳統文件處理系統存在問題數據冗余與數據不一致性數據結構的不一致，數據聯系弱缺少數據字典，缺少靈活性應用程序1數據文件1應用程序2應用程序3數據文件2數據文件3用戶用戶用戶10.2數據庫技術傳統文件處理系統應用程序1數據文件1應用1810.2續銀行文件處理系統客戶財務報表分期貸款程序帳戶核對處理存款處理分期貸款處理貸款分析報告客戶票據存款文件修改文件修改核對帳戶核對程序分期貸款文件修改存款程序客戶交易客戶交易10.2續銀行文件處理系統客戶財務分期貸帳戶核對存款處理分1910.2續數據庫處理系統優點完善的數據字典和數據模型數據獨立性方便的接口完整的數據控制功能提高了系統的靈活性應用程序1應用程序2應用程序3DBMS數據庫中央數據庫用戶用戶用戶10.2續數據庫處理系統應用程序1應用程序2應用程序3DB2010.2續銀行數據庫處理系統客戶交易處理數據庫管理系統核對帳戶程序存款帳目程序分期貸款程序客戶數據庫..查詢10.2續銀行數據庫處理系統客戶交易處理數據2110.2續數據庫管理系統（DBMS）功能DBMS是一組計算機程序，控制組織和用戶的數據庫的生成、維護和使用。具有以下功能：數據庫開發數據庫查詢數據庫維護應用與開發..操作系統數據庫管理系統應用程序數據庫數據字典用戶10.2續數據庫管理系統（DBMS）功能..操作系統數據庫2210.2續數據庫管理系統（DBMS）數據庫開發：利用數據定義語言（DDL）開發與說明數據內容、相互關系及每個數據庫的結構。并把這些信息存儲在一個專用的數據定義和說明的數據庫中，稱為數據字典。數據字典由數據庫管理員控制、管理和維護。數據庫查詢：用戶使用DBMS的查詢語言詢問數據庫中的數據。最常用的查詢語言是結構化查詢語言（SQL）。數據庫維護應用開發10.2續數據庫管理系統（DBMS）2310.2續數據庫有哪些類型？企業數據庫的種類操作數據庫管理數據庫信息倉庫分布式數據庫外部數據庫文本數據庫多媒體數據庫10.2續數據庫有哪些類型？2410.2續數據庫模型模型功能使數據以記錄的形式組織在一起，綜合反映各種業務信息，既綜合又沒有冗余。模型能反映用戶各業務信息所存在的內在聯系，而且與DBMS數據模型一致。模型的類型網狀型層次型關系型（目前最流行的是關系型數據庫）10.2續數據庫模型2510.2續數據庫系統的三級模式模式即邏輯模式。是數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數據視圖。外模式用戶模式或者子模式。是數據庫用戶能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述。內模式物理模式或者存儲模式。是數據物理結構和存儲方式的描述，是數據在數據庫內部的表示方法。參見159頁圖10.1110.2續數據庫系統的三級模式2610.2續數據庫系統的三級模式（圖）物理模型內模式用戶A用戶B用戶D用戶E外模式1（子模式1）外模式2（子模式2）概念模型（模式）DBMSOS子模式/概念模式映射A子模式/概念模式映射B模式/內模式映射10.2續數據庫系統的三級模式（圖）物理模型內模式用戶A用2710.2續數據庫的二級映射外模式/模式映射：當模式改變時，使外模式保持不變，從而應用程序不變，保證了數據與程序的邏輯獨立性。模式/內模式映射：當數據庫存儲結構改變，使模式保持不變，從而應用程序不變，保證了數據與程序的物理獨立性10.2續數據庫的二級映射2810.2續數據庫數據的存取過程應用程序A用戶工作區狀態碼系統緩沖區數據庫OSDBMS物理數據庫描述概念模式應用程序A的子模式10.2續數據庫數據的存取過程應用程序A用戶工作區狀態碼系2910.2續信息的轉換客觀事物類：事物相關性質集合人實體實體集合及實體聯系相關屬性集合加工、轉換數文件據記錄庫相關數據項集合加工轉換存儲二進制數據集合結構計算機世界DBMS數據世界DBMS的數據模型信息世界認識選擇描述現實世界E-R模型10.2續信息的轉換客觀事物類：人實體實3010.2續三個不同世界術語客觀世界信息世界數據世界

組織（事物及其聯系）實體及其聯系數據庫（概念模型）

事物類（總體）實體集文件

事物（對象、個體）實體記錄

特征（性質）屬性數據項實體及其聯系概念模型E—R圖10.2續三個不同世界術語實體及其聯系概念模型E—R圖3110.3E-R信息模型的設計與應用E-R圖描述現實世界的概念模型實體：屬性：聯系：一對一聯系一對多聯系多對多聯系實體集屬性聯系集線段10.3E-R信息模型的設計與應用E-R圖描述現實世界的概3210.3續E—R圖設計原則真實性原則避免冗余原則簡單性原則合適性原則（用實體或屬性或聯系集）注意對客觀對象的約束映射約束、鍵碼約束、參照完整性約束10.3續E—R圖設計原則3310.3續實體（Entity）：是一個有著一系列顯著的、易辨認的屬性的對象。實體可以是具體的（物體、人物等。）實體也可以抽象的（事、概念、事物之間的聯系）確定實體的指導 找出問題中的大模塊問題陳述中的名詞10.3續實體（Entity）：3410.3續屬性（Attribute）實體的特性,它描述了實體的一個部分。一個實體可由若干個屬性來刻畫。如學生（學號，姓名，性別，……）碼（Key）：唯一標識實體的屬性集。如：學號為學生的碼。確定屬性的指導可能將名詞當作屬性,但不應將其和實體混淆.10.3續屬性（Attribute）3510.3續E—R圖繪制圖書作者寫作出版社類別頁數ISBN書名姓名出生地身份證號定稿時間價格包含實體集“圖書”和“作者”的E—R圖10.3續E—R圖繪制圖書作者寫作出版社類別頁數ISBN書3610.3續E—R圖向關系數據模型的轉換1、E—R圖中每個實體，相應轉換為一個關系，該關系包括對應實體的全部屬性，并確定出該關系的關鍵字。2、對于“聯系集”，根據聯系方式不同，采取不同手段以使被它聯系的實體所對應的關系彼此實現某種聯系。10.3續E—R圖向關系數據模型的轉換3710.3續E—R圖向關系數據模型的轉換轉換過程示意圖E-R圖關系模型DBMS10.3續E—R圖向關系數據模型的轉換轉換過程示意圖E-R3810.3續E—R圖的轉換將E-R圖轉換成相應的表表是行和列的集合，實體被表示成表的形式。用列標題表示實體的屬性用行表示關于實體的實際數據關于表和屬性的命名規則屬性名和表名中不能包含空格表名對實體的描述應該是有意義的。

如student(cStuID,cStuName,nStuAge,……)表名只能描述一個主題10.3續E—R圖的轉換3910.3續轉換舉例一廠長號姓名年齡廠長廠號廠名地點工廠管理11廠長（廠長號，廠號，姓名，年齡）工廠（廠號，廠名，地點）10.3續轉換舉例一廠長號姓名年齡廠長廠號廠名地點工廠管理4010.3續轉換舉例二倉庫號地點面積倉庫貨號品名價格產品存放1n倉庫（倉庫號，地點，面積）產品（貨號，品名，價格，倉庫號，數量）數量10.3續轉換舉例二倉庫號地點面積倉庫貨號品名價格產品存放4110.3續轉換舉例三學號姓名年齡學生課程號課程名學時數課程學習nn學生（學號，姓名，年齡）課程（課程號，課程名，學時數）成績學習（學號，課程號，成績）10.3續轉換舉例三學號姓名年齡學生課程號課程名學時數課程4210.4數據庫設計規范化數據庫設計規范化——范式理論篇（P345）必要性：解決在關系模式設計時，存在的數據存儲異常現象：數據冗余、修改異常、插入異常、刪除異常等。ISBN書名頁數價格出版社作者7-04-001968-O.719概率論4035.8高教出版社盛聚7-04-001968-O.719概率論4035.8高教出版社謝式千7-111-06887-4可靠性模型與應用27019.0機械工業出版社蔣仁言7-111-06887-4可靠性模型與應用27019.0機械工業出版社左明健7-5327-1224.9/1.717基督山伯爵142818.0止海譯文出版社大仲馬7-5237-1224-9/1.321三個火槍手98216.7上海譯文出版社大仲馬10.4數據庫設計規范化數據庫設計規范化——范式理論篇（P4310.4續第一規范型：如果一個關系模式中的屬性都是單純的（即不可再分為更小的屬性），則稱該模式是屬于第一規范型（FirstNormalForm,即1NF）。姓名地址省市街道郵編甲江蘇南京衛崗21009510.4續第一規范型：姓名地址省市街道郵編甲江蘇南京衛崗24410.4續第二規范型：如果一個關系模式屬于1NF，并且所有的非關鍵字都完全地依賴于關鍵字（即不存在部分依賴），則稱該關系模式屬于第二規范型,即2NF。10.4續第二規范型：4510.4續第三規范型：如果一個關系模式屬于2NF，并且不存在非關鍵字傳遞地依賴于關鍵字，則稱該關系模式屬于第三規范型（3NF）。職工號職工職務工資1001張三工程師2001002李四技術員1201005王五高工35010.4續第三規范型：職工號職工職務工資1001張三工程師4610.4續適當的規范化規范化程度越高數據冗余更新異常連接運算時間查詢時間效率10.4續適當的規范化規范化程度越高數據冗余更新異常連接運47自學任務自學任務48再見Doyouhavemadeaprogresstoday?再見Doyouhavemadeaprogress49第四講數據資源管理技術(管理信息系統成都信息工程學課件50第四講數據資源管理技術第四講數據資源管理技術51教學計劃教學進度表

授課主題 學時狀態備注1：MIS的基本概念 （6）2：MIS的技術基礎 （4）3：數據資源管理 （6）No.14：MIS的應用 （6）6：MIS的開發方法 （6）7：MIS的分析與設計 （6）8：MIS的實施 （4）9：實驗項目 （10）10：課程評價 （2）教學計劃教學進度表授課主題 學時52教學目標理解并掌握數據資源的管理觀數據資源的管理技術教學目標理解并掌握53教學內容本講共計4學時第十章4學時教學內容本講共計4學時54第十章數據資源管理技術主要內容文件組織數據庫技術第十章數據資源管理技術主要內容5510.引言企業的重要資源勞動力、原材料、資金、設備、信息廣義的數據資源管理包括：文件組織數據庫數據規劃數據管理10.引言企業的重要資源5610.1文件組織數據組織的層次人們需要用數據來進行決策和采取行動如果這些數據能夠在限定的時間內被檢索處理，這些數據就產生了價值，成為信息。因此需要將數據有序的組織起來，才能對數據進行有效的處理。數據的邏輯組織有四個基本的邏輯元素：數據項記錄文件數據庫10.1文件組織數據組織的層次5710.1續數據組織的層次數據庫文件1文件2文件n文件n-1記錄1記錄2記錄n-1記錄n數據項1數據項2數據項n-1數據項n…...…...…...姓名、性別等若干學生學生文件學生數據庫10.1續數據組織的層次數據庫文件1文件2文件n文件n-15810.1續數據組織的相關概念數據項是組成數據系統的有意義的最小基本單位。它的作用是描述一個數據處理對象的某些屬性。記錄與數據處理的某一對象有關的一切數據項構成了該對象的一條記錄。標識記錄的數據項稱為關鍵項。文件相關（同類）記錄的集合稱為文件。數據庫按一定方式組織起來的邏輯相關的文件集合形成數據庫。10.1續數據組織的相關概念5910.1續文件的管理觀大量的企業數據不可能存放在主存中某一時刻，企業只使用其中的一部分數據企業的數據一般以文件形式組織起來分類按存儲介質光盤文件磁盤文件打印文件按文件在信息系統中所執行的功能主文件事務文件報告文件工作文件程序文件10.1續文件的管理觀分類6010.1續數據的物理儲存與傳送自學問題磁盤與磁帶在數據存儲方面各有什么特點？什么是數據的邏輯組織？什么是數據的物理組織？如何實現邏輯組織與物理組織之間的數據傳送？10.1續數據的物理儲存與傳送6110.1續文件組織形式建立并確定數據記錄的物理順序和邏輯順序之間的對立關系。邏輯數據記錄物理存儲方式順序文件索引文件鏈表文件倒排文件順序映射關系10.1續文件組織形式邏輯物理順序文件順序映射關系6210.1續順序文件文件中數據記錄的物理順序與邏輯順序一致，文件記錄按關鍵字值的遞增（或遞減）次序排序，形成其邏輯順序。870001張三456870002李四645870003王五587870004孫六676870005錢七565………………12345……文件記錄物理設備關鍵字值相對磁道10.1續順序文件870001張三456870002李四66310.1續索引文件具有索引表的文件稱為索引文件。索引文件主文件索引表數據記錄區索引區記錄原始信息記錄關鍵字+記錄地址組成映射加工10.1續索引文件索引文件主文件索引表數據記錄區索引區記錄6410.1續舉例記錄地址學號姓名成績A870005張三456B870002李四645C870001王五587D870004孫六676E870003錢七565主關鍵字（學號）記錄地址870001C870002B870003E870004D870005A主文件索引表關鍵字學號與學生記錄地址的對應表10.1續舉例記錄地址學號姓名成績A870005張三4566510.1續鏈表文件倒排文件帶有輔索引或倒排索引的文件稱為倒排文件記錄記錄記錄記錄^入口10.1續鏈表文件記錄記錄記錄記錄^入口6610.2數據庫技術傳統文件處理系統存在問題數據冗余與數據不一致性數據結構的不一致，數據聯系弱缺少數據字典，缺少靈活性應用程序1數據文件1應用程序2應用程序3數據文件2數據文件3用戶用戶用戶10.2數據庫技術傳統文件處理系統應用程序1數據文件1應用6710.2續銀行文件處理系統客戶財務報表分期貸款程序帳戶核對處理存款處理分期貸款處理貸款分析報告客戶票據存款文件修改文件修改核對帳戶核對程序分期貸款文件修改存款程序客戶交易客戶交易10.2續銀行文件處理系統客戶財務分期貸帳戶核對存款處理分6810.2續數據庫處理系統優點完善的數據字典和數據模型數據獨立性方便的接口完整的數據控制功能提高了系統的靈活性應用程序1應用程序2應用程序3DBMS數據庫中央數據庫用戶用戶用戶10.2續數據庫處理系統應用程序1應用程序2應用程序3DB6910.2續銀行數據庫處理系統客戶交易處理數據庫管理系統核對帳戶程序存款帳目程序分期貸款程序客戶數據庫..查詢10.2續銀行數據庫處理系統客戶交易處理數據7010.2續數據庫管理系統（DBMS）功能DBMS是一組計算機程序，控制組織和用戶的數據庫的生成、維護和使用。具有以下功能：數據庫開發數據庫查詢數據庫維護應用與開發..操作系統數據庫管理系統應用程序數據庫數據字典用戶10.2續數據庫管理系統（DBMS）功能..操作系統數據庫7110.2續數據庫管理系統（DBMS）數據庫開發：利用數據定義語言（DDL）開發與說明數據內容、相互關系及每個數據庫的結構。并把這些信息存儲在一個專用的數據定義和說明的數據庫中，稱為數據字典。數據字典由數據庫管理員控制、管理和維護。數據庫查詢：用戶使用DBMS的查詢語言詢問數據庫中的數據。最常用的查詢語言是結構化查詢語言（SQL）。數據庫維護應用開發10.2續數據庫管理系統（DBMS）7210.2續數據庫有哪些類型？企業數據庫的種類操作數據庫管理數據庫信息倉庫分布式數據庫外部數據庫文本數據庫多媒體數據庫10.2續數據庫有哪些類型？7310.2續數據庫模型模型功能使數據以記錄的形式組織在一起，綜合反映各種業務信息，既綜合又沒有冗余。模型能反映用戶各業務信息所存在的內在聯系，而且與DBMS數據模型一致。模型的類型網狀型層次型關系型（目前最流行的是關系型數據庫）10.2續數據庫模型7410.2續數據庫系統的三級模式模式即邏輯模式。是數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數據視圖。外模式用戶模式或者子模式。是數據庫用戶能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述。內模式物理模式或者存儲模式。是數據物理結構和存儲方式的描述，是數據在數據庫內部的表示方法。參見159頁圖10.1110.2續數據庫系統的三級模式7510.2續數據庫系統的三級模式（圖）物理模型內模式用戶A用戶B用戶D用戶E外模式1（子模式1）外模式2（子模式2）概念模型（模式）DBMSOS子模式/概念模式映射A子模式/概念模式映射B模式/內模式映射10.2續數據庫系統的三級模式（圖）物理模型內模式用戶A用7610.2續數據庫的二級映射外模式/模式映射：當模式改變時，使外模式保持不變，從而應用程序不變，保證了數據與程序的邏輯獨立性。模式/內模式映射：當數據庫存儲結構改變，使模式保持不變，從而應用程序不變，保證了數據與程序的物理獨立性10.2續數據庫的二級映射7710.2續數據庫數據的存取過程應用程序A用戶工作區狀態碼系統緩沖區數據庫OSDBMS物理數據庫描述概念模式應用程序A的子模式10.2續數據庫數據的存取過程應用程序A用戶工作區狀態碼系7810.2續信息的轉換客觀事物類：事物相關性質集合人實體實體集合及實體聯系相關屬性集合加工、轉換數文件據記錄庫相關數據項集合加工轉換存儲二進制數據集合結構計算機世界DBMS數據世界DBMS的數據模型信息世界認識選擇描述現實世界E-R模型10.2續信息的轉換客觀事物類：人實體實7910.2續三個不同世界術語客觀世界信息世界數據世界

組織（事物及其聯系）實體及其聯系數據庫（概念模型）

事物類（總體）實體集文件

事物（對象、個體）實體記錄

特征（性質）屬性數據項實體及其聯系概念模型E—R圖10.2續三個不同世界術語實體及其聯系概念模型E—R圖8010.3E-R信息模型的設計與應用E-R圖描述現實世界的概念模型實體：屬性：聯系：一對一聯系一對多聯系多對多聯系實體集屬性聯系集線段10.3E-R信息模型的設計與應用E-R圖描述現實世界的概8110.3續E—R圖設計原則真實性原則避免冗余原則簡單性原則合適性原則（用實體或屬性或聯系集）注意對客觀對象的約束映射約束、鍵碼約束、參照完整性約束10.3續E—R圖設計原則8210.3續實體（Entity）：是一個有著一系列顯著的、易辨認的屬性的對象。實體可以是具體的（物體、人物等。）實體也可以抽象的（事、概念、事物之間的聯系）確定實體的指導 找出問題中的大模塊問題陳述中的名詞10.3續實體（Entity）：8310.3續屬性（Attribute）實體的特性,它描述了實體的一個部分。一個實體可由若干個屬性來刻畫。如學生（學號，姓名，性別，……）碼（Key）：唯一標識實體的屬性集。如：學號為學生的碼。確定屬性的指導可能將名詞當作屬性,但不應將其和實體混淆.10.3續屬性（Attribute）8410.3續E—R圖繪制圖書作者寫作出版社類別頁數ISBN書名姓名出生地身份證號定稿時間價格包含實體集“圖書”和“作者”的E—R圖10.3續E—R圖繪制圖書作者寫作出版社類別頁數ISBN書8510.3續E—R圖向關系數據模型的轉換1、E—R圖中每個實體，相應轉換為一個關系，該關系包括對應實體的全部屬性，并確定出該關系的關鍵字。2、對于“聯系集”，根據聯系方式不同，采取不同手段以使被它聯系的實體所對應的關系彼此實現某種聯系。10.3續E—R圖向關系數據模型的轉換8610.3續E—R圖向關系數據模型的轉換轉換過程示意圖E-R圖關系模型DBMS10.3續E—R圖向關系數據模型的轉換轉換過程示意圖E-R8710.3續E—R圖的轉換將E-R圖轉換成相應的表表是行和列的集合，實體被表示成表的形式。用列標題表示實體的屬性用行表示關于實體的實際數據關于表和屬性的命名規則屬性名和表名中不能包含空格表名對實體的描述應該是有意義的。

如student(cStuID,cStuName,nStuAge,……)表名只能描述一個主題10.3續E—R圖的轉換8810.3續轉換舉例一廠長號姓名年齡廠長廠號