信息傳輸與存儲信息管理與管理信息系統詳解演示文稿當前1頁，總共84頁。優選信息傳輸與存儲信息管理與管理信息系統當前2頁，總共84頁。學習任務信息傳輸

信息存儲

Clicktoaddtitleinhere12本章主要涉及：當前3頁，總共84頁。5.1信息傳輸當前4頁，總共84頁。5.1.1古代信息傳輸在古代，我國是世界上最早建立有組織的傳遞信息系統的國家之一。早在三千多年前的商代，信息傳遞就已見諸記載。乘馬傳遞曰驛，驛傳是早期有組織的通信方式。秦漢時期，形成了一整套驛傳制度。特別是漢代，將所傳遞文書分出等級，不同等級的文書要由專人、專馬按規定次序、時間傳遞。當前5頁，總共84頁。5.1.1古代信息傳輸唐代的官郵交通線以京城長安為中心，向四方輻射，直達邊境地區，大致30里設一驛站。據《大唐六典》記載，最盛時全國有1639個驛站，專門從事驛務的人員共二萬多人，其中驛兵一萬七千人。郵驛分為陸驛、水驛、水路兼并三種，各驛站設有驛舍，配有驛馬、驛驢、驛船和驛田。當前6頁，總共84頁。5.1.2信息傳輸的概念

信息傳輸是從一端將命令或狀態信息經信道傳送到另一端，并被對方所接收。包括傳送和接收。傳輸介質分有線和無線兩種，有線為電話線或專用電纜；無線是利用電臺、微波及衛星技術等。信息傳輸過程中不能改變信息，信息本身也并不能被傳送或接收。必須有載體，如數據、語言、信號等方式，且傳送方面和接收方面對載體有共同解釋。當前7頁，總共84頁。5.1.2信息傳輸的概念

信息傳輸的特性包括：①有效性有效性用頻譜復用程度或頻譜利用率來衡量。提高有效性的措施是，采用性能好的信源編碼以壓縮碼率，采用頻譜利用率高的調制減小傳輸帶寬。②可靠性可靠性用信噪比和傳輸錯誤率來衡量。提高數字傳輸可靠性的措施是，采用高性能的信道編碼以降低錯誤率。③安全性安全性用信息加密強度來衡量。提高安全性的措施是，采用高強度的密碼與信息隱藏或偽裝的方法。當前8頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型1.數據通信網絡的結構在數據通信網絡中信息的發出者稱其為信源；信息的接收者稱為信宿；發送器對發送信號編碼或轉換，產生能夠傳輸的光、電信號；接收器將收到的信號轉換成信宿設備可以處理的信號；傳輸系統是連接信源與信宿之間的復雜線路網絡。連接信源與信宿的物理和邏輯設備稱為信道。當前9頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型2.數據通信方式①并行通信和串行通信并行通信方式是將一組數據按數位寬度同時進行傳輸，每一個數位都要有自己的數據傳輸線和發送、接收設備。并行通信的傳輸速率高，但傳輸設備多，并行通信方式一般用在距離近、傳輸速率要求高的通信中。串行通信方式是在一根數據傳輸線上，每次傳送一位二進制數據，即數據一位接一位地傳送。在傳輸距離遠，傳輸數字數據的場合，都采用串行傳輸方式，如計算機網絡。當前10頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型②單工通信與雙工通信按照數據傳輸方向及其時間關系可將通信方式分為單工、半雙工和全雙工三種。在單工通信中，發送設備和接收設備之間只有一個傳輸通道，數據單方向的從發送端到接收端，傳輸通道的方向不能改變。在半雙工通信中，兩個設備之間有兩個傳輸通道，可以輪流雙方向地傳送，但不能同時進行。在全雙工通信中，兩個設備之間有兩個傳輸通道，并且可同時雙向傳送數據，相當于兩個相反方向的單工通信的組合。當前11頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型③基帶傳輸與頻帶傳輸基帶傳輸是指在數字信道直接傳輸數字信號。當進行遠距離通信時，往往將數字數據轉換成模擬信號（調制）后傳輸，在接收端再進行信號的恢復（解調），當調制成頻率信號的頻率范圍在音頻范圍（200Hz—3.4kHz）內時，這種傳輸方式稱為頻帶傳輸。其頻率范圍比音頻范圍寬時，則稱之為寬帶傳輸。當前12頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型④同步傳輸與異步傳輸在串行通信通訊中，發送與接收方必須以同樣的速率在相同的時段內發送和接收數據，否則收發會產生微小誤差，微小誤差的積累，會導致傳輸錯誤，為此要用到同步技術。所謂同步是指接收端要按照發送端所發送的每個數據的起止時間和重復頻率來接收數據，即收發雙方在時間上必須一致（同步）。當前13頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型數據傳輸的同步方式有異步傳輸與同步傳輸兩種。異步傳輸是以字符為單位的數據傳輸。每個字符都要附加1位起始位“0”、1位寄偶校驗位和l位停止位“1”，以標記一個字符的開始和結束。起始位和停止位結合起來，便可實現字符的同步。同步傳輸是以數據塊為單位的數據傳輸。每個數據塊的頭部和尾部都要附加一個特殊的字符或比特序列，標記一個數據塊的開始和結束，一般還要附加一個校驗序列，以便對數據塊進行差錯控制。當前14頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型3.數據通信傳輸介質傳輸介質分為有線介質和無線介質。有線介質常用的有雙絞線、同軸電纜和光纖三種。雙絞線是以螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導線組成的。兩根線扭在一起是為了減少相互間的輻射電磁干擾。

光纖是光導纖維的簡稱，它由能傳導光波的石英玻璃纖維，外加保護層構成。用光纖來傳輸電信號時，在發送端先要將其轉換成光信號，而在接收端又要由光檢波器還原成電信號。當前15頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型同軸電纜也像雙絞線那樣由一對導體組成，但它們是按“同軸”形式構成線對。基帶同軸電纜用來直接傳輸數字信號。寬帶同軸電纜多用于頻分多路復用的模擬信號發送。閉路電視所使用的CATV電纜就是寬帶同軸電纜。當前16頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型無線傳輸介質是通過大氣傳輸，目前有三種技術：微波、紅外線和激光。微波通信是在對流層視線距離范圍內利用無線電波進行傳輸的一種通信方式，頻率范圍為2GHz-40GHz。衛星通信是微波通信的特殊形式，衛星接收來自地面發送站發出的電磁波信號后，再以廣播方式用不同的頻率發回地面，為地面工作站接收。當前17頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型紅外通信和激光通信也像微波通信一樣，有很強的方向性，都是沿直線傳播的。所不同的是紅外通信和激光通信把要傳輸的信號分別轉換為紅外光信號和激光信號，直接在空間傳播。當前18頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型4.調制和解調調制即把數字數據對應的原始電脈沖信號變換成適合于遠距離模擬傳輸線路傳輸的模擬信號，反之模擬信號還原為數字信號稱為解調。調制方法有以下幾種：振幅、頻率、相位。調幅方式也稱為幅移鍵控法ASK，它是用固定頻率的正弦信號的兩種不同幅度來表示二進制數的“1”和“0”。通常對“1”信號，調制器送出一幅度恒定的固定頻率的模擬信號；而對于“0”，輸出幅度為0的信號。當前19頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型調頻方式也稱移頻鍵控法FSK，它是用載波信號的兩種不同的頻率來表示二進制數的“1”和“0”。一般用載波頻率附近的兩個不同頻率表示兩個二進制的值。調相方式即移相鍵控法PSK，它是用載波信號的不同相位來表示二進制數。根據確定相位參考點的不同，調相方式可分為絕對調相和相對調相（或差分調相）。當前20頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型5.多路復用技術在一條介質上同時傳送多路信號的傳輸方式，叫做介質的多路復用。有頻分、時分和波分三種。信道所能傳輸的信號頻率有一定的范圍，這一范圍稱作該信道頻帶的寬度，即帶寬。頻分多路復用（FDM）技術應用的基本條件是傳輸介質的可用帶寬必須超過各路給定信號所需帶寬的總和。傳輸介質的帶寬劃分為若干個窄頻帶，每一路信號占用一個窄頻帶的方法稱為頻分多路復用。當前21頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型時分多路復用（TDM）應用的基本條件是傳輸介質能達到的數據傳輸率應超過各路傳輸數字信號所需的數據傳輸率的總和。即將每一條物理信道按時間分成若干時間片，使其每個信號按時間片輪流交替地使用單一信道，這種使多個數字信號在宏觀上同時進行傳輸的方法稱為時分多路復用（TDM）。波分多路復用（WDM）用于光纖，允許在一條光纖中同時傳送多束互不干擾的不同波長的激光光束。當前22頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型6.數據交換技術通常采用的數據傳送技術有3種：電路交換、報文交換和分組交換。①電路交換在數據傳輸期間，源節點與目的節點之間有一條利用中間節點構成的專用的物理連接線路，在數據傳輸結束之前，一直保持這條線路。用電路交換技術完成的數據傳輸要經歷如下三個過程：電路建立、數據傳輸和電路拆除。當前23頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型②報文交換不需在兩個站點之間建立一條專用通路，其數據傳輸的單位是報文（站點一次發送的數據塊），長度不限且可變。在某一時間內，報文的傳輸只占用兩個節點之間的一段線路。而在兩個通信用戶間的其它線路段，可傳輸其它用戶的報文，不像電路交換那樣必須端到端信道全部占用。當前24頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型傳送過程采用存儲—轉發方式，即發送站在發送一個報文時，把目的地址附加在報文上，途經的網絡節點在收下整個報文后，暫存這個報文并檢查有無錯誤，然后利用目的地址和路由信息找出下一個節點的地址，再把整個報文傳送給下一個節點，通過逐個節點轉送直到目的站點。當前25頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型③分組交換為了更好地利用信道容量，并降低節點中數據量的突發性，可以使用分組交換。在分組交換網絡中，每個分組的長度有一個上限，因此，一個較長的報文必須分成若干個分組，每個分組中包括數據和目的地址。其傳輸過程與報文交換類似，但由于限制了每個分組的長度，因此大大地改善了網絡傳輸的性能。分組交換可分為虛電路分組交換和數據報分組交換兩種。

當前26頁，總共84頁。5.1.3數據信息傳輸模型在虛電路方式中，仍然要經歷建立虛電路、交換數據和拆除虛電路三個過程。邏輯通路所以是“虛”的，是因為這條電路不是專用的。在數據報方式中，每個分組的傳送是被單獨處理的，每個分組被稱為一個數據報，每個數據報自身帶有分組序號和地址信息，傳送過程亦采用存儲—轉發方式。當某一個站點要發送報文時，先把報文拆成若干個數據報，依次發送到網絡節點。但以后，各個數據報所走的路徑就可能不再相同，從而各個數據報的到達也不保證是按順序的，目的站必須對到達的數據報排序重組。當前27頁，總共84頁。5.2信息存儲當前28頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統1.數據庫概述（1）數據庫技術的產生在20世紀50年代中期以前沒有專門用于數據管理的軟件，操作系統出現以后可以通過操作系統管理數據。但是操作系統是以文件為單位進行管理的，文件之間沒有聯系，很難解決數據在多個文件中重復存儲和數據不一致的問題。為此，20世紀60年代后期出現了數據庫系統。數據庫的產生使得信息系統的研制圍繞共享的數據庫為中心來進行，實現了數據的集中管理，提高了數據的利用率和一致性，從而能更好地為決策服務。當前29頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統數據庫系統數據與程序的關系

當前30頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統（2）數據庫系統基本概念主要有數據、數據庫、數據庫管理系統、數據庫系統四個概念。數據（data）是描述事物的符號記錄，是數據庫中存貯的基本對象。數據庫（database，DB）是長期存儲在計算機內、有組織的、統一管理的相關數據的集合。DB能為各種用戶共享，具有較小冗余度、數據間聯系緊密而又有較高的數據獨立性等。當前31頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統數據庫管理系統（databasemanagementsystem，DBMS）是位于用戶與操作系統之間的一層數據管理軟件，它為用戶或應用程序提供訪問DB的方法，包括DB的建立、查詢、更新及各種數據控制，并能夠保證數據的安全性、完整性。數據庫系統（databasesystem，DBS）是實現有組織地、動態地存儲大量關聯數據，方便多用戶訪問的計算機硬件、軟件和數據資源組成的系統，即它是采用數據庫技術的計算機系統。一般由數據庫、數據庫管理系統、應用系統、數據庫管理員和用戶構成。當前32頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統2.數據庫的三級模式在數據模型中有型（type）和值（value）的概念。型是指對某一類數據的結構和屬性的說明，值是型的一個具體賦值。例如：學生記錄的型為（學號，姓名，性別，系別，年齡，籍貫），該記錄型的一個記錄值為（900201，李明，男，計算機，22，江蘇）。當前33頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統（1）三級模式數據庫系統采用外模式、模式和內模式三級模式結構

當前34頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統模式（schema）又叫邏輯模式、概念模式。模式是數據庫中全體數據的邏輯結構和特性的描述，是所有用戶的公共數據視圖。DBMS提供數據定義語言DDL來描述邏輯模式，嚴格定義數據的邏輯結構（數據項的名字、類型、取值范圍等）以及數據間的相互關系和數據的約束等。當前35頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統模式僅僅涉及到型的描述，不涉及到具體的值。模式的一個具體值稱為模式的一個實例。同一個模式可以有很多實例。模式是相對穩定的，而實例是相對變動的。模式反映的是數據的結構及其關系，而實例反映的是數據庫某一時刻的狀態。數據庫中的數據經常變化，而數據庫的結構在一定時間范圍內不會改變。當前36頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統內模式（internalschema）又叫物理模式、存儲模式。內模式是數據在數據庫系統的內部表示，即對數據的物理結構/存儲方式的描述。外模式（externalschema）又叫用戶模式、子模式。外模式是模式的子集，是與某一應用有關的數據的邏輯表示。當前37頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統（2）兩級映象在三級模式中提供了兩級映象，這不僅在三級數據庫模式之間建立了聯系，也保證了數據庫系統的數據獨立性,如圖所示。外模式/模式映象定義并保證了外模式和模式之間的對應關系。當前38頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統數據庫系統投入使用后，可能有必要修改模式（如增加新關系、屬性、改變類型），這時可以重新定義外模式/模式映象，而使現存外模式和應用程序保持不變，保證了數據的邏輯獨立性。這些映象定義通常包含在各自外模式的描述中。當前39頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統模式/內模式映象定義并保證了模式和內模式之間的對應關系。當內模式發生變化時，重新定義模式/內模式映象，從而使模式和外模式保持不變，建立在外模式上的應用程序也保持不變，保證了數據的物理獨立性。該映象定義通常包含在模式描述中。當前40頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統3.數據模型（datamodel）（1）概述模型是現實世界事物特征的模擬和抽象。如航模飛機是對實際飛機的模擬和抽象，它不是真正的飛機，但又真實的反映了實際飛機的屬性和特征。為便于人和計算機都能理解，信息抽象采用逐步抽象的方法，把數據模型分成兩個不同的層次：按用戶的觀點來對現實世界的抽象稱為概念模型（也稱信息模型）；以計算機系統的觀點模擬現實世界的模型叫做數據模型。

當前41頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統也就是說，首先按人們的認識觀點將現實世界抽象為信息世界的概念模型，然后再通過數據模型將信息世界轉換為機器（計算機）世界。數據模型又可進一步細分為邏輯（數據）模型和物理（數據）模型兩個分層次。如下圖所示。模型的轉換

當前42頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統①概念模型（conceptualdatamodel，CDM）概念模型就是概念層次的數據模型，簡稱為概念模型。是現實世界的事物經過人腦的抽象加工，提取出對用戶有用的信息，經過組織整理加工形成的。概念模型按用戶的觀點來對現實世界進行建模，這種建模方法是缺乏計算機知識的用戶最容易理解的，并便于和數據庫設計人員進行交流，是系統分析員、程序設計員、維護人員、用戶之間相互理解的共同語言；概念模型必須轉換成邏輯模型，才能在DBMS中實現。當前43頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統②邏輯模型（logicaldatamodel，LDM）邏輯數據模型是用戶通過數據庫管理系統看到的現實世界，它描述了數據庫數據的整體結構。是具體的DBMS所支持的數據模型，不同的DBMS提供了不同的邏輯數據模型，如層次模型、網狀模型、關系模型、面向對象模型等。當前44頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統③物理模型（physicaldatamodel，PDM）物理數據模型用來描述數據的物理存儲結構和存儲方法，面向具體的DBMS，面向操作系統和機器。PDM不僅與具體的DBMS有關，還與操作系統和硬件有關。每一種邏輯模型在實現時都有其對應的物理模型。DBMS為保證其獨立性和可以執行，大部分PDM的實現工作由系統自動完成，而設計者只設計某些特殊結構。也就是說，一般用戶看不到物理數據結構，所以無須過多了解。當前45頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統（2）概念模型實體-聯系模型（簡稱E-R模型）是由于1976年首先提出的。它提供不受任何DBMS約束的面向用戶的表達方法，在數據庫設計中被廣泛用作數據建模的工具。E-R數據模型問世后，經歷了許多修改和擴充。分類E-R模型的構成成分是實體集、屬性和聯系集.當前46頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統E-R圖為實體-聯系圖，提供了表示實體型、屬性和聯系的方法，用來描述現實世界的概念模型。構成E-R圖的基本要素是實體型、屬性和聯系，其表示方法為：·實體型：用矩形表示，矩形框內寫明實體名；·屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體連接起來；·聯系：用菱形表示，菱形框內寫明聯系名，并用無向邊分別與有關實體連接起來，同時在無向邊旁標上聯系的類型（1:1，1:n或m:n）。當前47頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統聯系示意圖當前48頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統(3)概念模型的表示方法最常用的概念模型表示方法是實體—聯系方法，該方法用E-R圖來描述某一組織的概念模型。E-R圖用矩形方框表示實體集合，方框內標明實體集合名稱；用橢圓框表示屬性，通過無向邊連接到實體集。只有一個屬性的實體集可用屬性代替，附加到它參加的聯系上；當前49頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統如某屬性為實體的關鍵字，用下劃線在屬性名上標明；用菱形框表示聯系，框內標明聯系的名稱，通過無向邊連接到參加聯系的每個實體集合；在用無向邊連接聯系到實體集時，在邊上注明1或n（多）來標明聯系的類型。若實體之間聯系也具有屬性，則把屬性和菱形代表的實體聯系也用無向邊連接上。

當前50頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統例如，一個學生可選多門課程，而一門課程又有多個學生選修，一個教師至多可講三門課程，一門課程至多只有一個教師教授，該教學組織的E-R圖如圖所示。

教學E-R模型

當前51頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統（3）（邏輯）數據模型①數據模型三要素邏輯數據模型是數據庫系統的核心和基礎，常簡稱為數據模型。邏輯數據模型包含數據結構、數據操作和數據完整性約束三個部分，稱為數據模型三要素。當前52頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統數據結構描述數據的靜態特征，是指對實體類型和實體間聯系的描述。數據操作描述數據的動態特征，是指對數據庫中各種數據對象允許執行的操作的集合。數據約束條件是一組數據完整性規則的集合，給出數據及其聯系應具有的制約和依賴規則，數據庫中的數據必須滿足這組規則。當前53頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統②常見數據模型數據模型主要有層次模型、網狀模型、關系模型、面向對象模型等四種。層次模型（hierarchicalmodel）用樹形結構來表示各類實體以及實體間的聯系。記錄類型描述的是實體，對應一個節點，字段描述實體的屬性。上層節點叫父節點，下層節點叫子節點，同一雙親的節點叫兄弟節點。只有一個節點沒有雙親節點，稱之為根節點。根以外的其它節點有且只有一個雙親節點。當前54頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統網狀模型（networkmodel）：用有向圖結構表示實體類型及實體間聯系的數據模型。與層次模型一樣每個節點表示一個記錄類型，每個記錄類型可包含若干個字段，節點之間的連線表示記錄類型間的聯系。關系模型（relationalmodel）：用二維表表示實體和實體之間的聯系。當前55頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統面向對象模型（object-orientedmodel）：面向對象程序設計方法和面向對象數據庫技術相結合就產生了面向對象數據庫系統。面向對象模型將實體視為對象，對象是現實世界中實體的模型化。當前56頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統（4）關系模型和關系數據庫關系模型中數據的邏輯結構是一張二維表。關系數據庫系統是支持關系模型的數據庫系統。例如，下表的學生數據表表示了一個學生關系模型。當前57頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統①關系常用術語通常由行和列組成的二維表就是關系（relation）；表中的一行即為一個元組（tuple）；表中的一列即為一個屬性（attribute），屬性有名與值的區別；由屬性名組成的表頭為框架（framework）（關系的型）；元組中的一個屬性值（字段值）稱分量（component）；屬性的取值范圍是域（domain）；當前58頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統可以唯一確定一個元組的一個屬性或屬性組為候選碼（candidatekey，可簡稱為碼）；一個關系中常有多個候選碼，可指定一個為主碼；對關系的描述是關系模式（relationmodel），一般表示為：關系名（屬性1，屬性2，…，屬性n）。其中關系的主碼用下劃線指明，如：學生（學號，姓名，性別，系別，年齡，政治面貌）。當前59頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統②關系操作關系數據模型的理論基礎是集合論，關系操作采用集合操作方式，即操作的對象和結果都是集合。關系操作主要包含傳統集合運算（并、交、差等）和專門的關系運算（選擇、投影、連接等）。投影操作是對一個關系進行垂直分割，從二維表中選出所需要的列，消去其他列，并重新安排列的順序。當前60頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統選擇操作是根據某些條件對關系做水平分割，即選取符合條件的元組。聯接是對兩個關系的運算，它是將兩個關系在給定的屬性上滿足給定條件的元組連接起來而得到的一個新的關系。當前61頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統4.數據庫技術發展的趨勢

（1）下一代數據庫技術的發展主流面向對象的數據庫技術將成為下一代數據庫技術發展的主流。部分學者認為現有的關系型數據庫無法描述現實世界的實體,而面向對象的數據模型由于吸收了已經成熟的面向對象程序設計方法學的核心概念和基本思想,使得它符合人類認識世界的一般方法,更適合描述現實世界。甚至有人預言,數據庫的未來將是面向對象的時代。

當前62頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統（2）數據庫技術發展的新方向非結構化數據庫是部分研究者針對關系數據庫模型過于簡單,不便表達復雜的嵌套需要以及支持數據類型有限等局限,從數據模型入手而提出的全面基于因特網應用的新型數據庫理論。當前63頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統他們認為這種數據庫的最大區別就在于它突破了關系數據庫結構定義不易改變和數據定長的限制,支持重復字段、子字段以及變長字段并實現了對變長數據和重復字段進行處理和數據項的變長存儲管理,在處理連續信息(包括全文信息)和非結構信息(重復數據和變長數據)中有著傳統關系型數據庫所無法比擬的優勢。當前64頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統（3）數據庫技術發展的又一趨勢有學者指出

:數據庫與學科技術的結合將會建立一系列新數據庫,如分布式數據庫、并行數據庫、知識庫、多媒體數據庫等,這將是數據庫技術重要的發展方向。其中,許多研究者都對多媒體數據庫作為研究的重點,并認為多媒體技術和可視化技術引入多媒體數據庫將是未來數據庫技術發展的熱點和難點。①未來數據庫技術及市場發展的兩大方向分別為數據倉庫和電子商務.②面向專門應用領域的數據庫技術

當前65頁，總共84頁。5.2.1數據庫技術與數據庫管理系統5.數據庫管理系統的代表（1）Oracle

（2）PostgreSQL（3）MicrosoftSQLServer（4）MicrosoftAccess當前66頁，總共84頁。5.2.2數據倉庫1.什么是數據倉庫（DataWarehouse，DW）數據倉庫之父比爾·恩門（BillInmon）在1991年出版的“BuildingtheDataWarehouse”（《建立數據倉庫》）一書中所提出的定義被廣泛接受，數據倉庫是一個面向主題的（SubjectOriented）、集成的（Integrate）、相對穩定的（Non-Volatile）、反映歷史變化（TimeVariant）的數據集合，用于支持管理決策。當前67頁，總共84頁。5.2.2數據倉庫數據倉庫是一個過程而不是一個項目；數據倉庫是一個環境，而不是一件產品。數據倉庫提供用戶用于決策支持的當前和歷史數據，這些數據在傳統的操作型數據庫中很難或不能得到。數據倉庫技術是為了有效的把操作形數據集成到統一的環境中以提供決策型數據訪問，的各種技術和模塊的總稱。所做的一切都是為了讓用戶更快更方便查詢所需要的信息，提供決策支持。

當前68頁，總共84頁。5.2.2數據倉庫2.數據倉庫的特點（1）面向主題

（2）集成的（3）相對穩定的（4）反映歷史變化

從工程的角度來看，數據倉庫是一個集成的解決方案，由多種產品和專業技術服務組成，提供了一種對數據進行存儲與分析的技術手段。

當前69頁，總共84頁。5.2.2數據倉庫3.數據倉庫系統體系結構整個數據倉庫系統是一個包含四個層次的體系結構，如下圖所示。數據倉庫系統體系結構

當前70頁，總共84頁。5.2.2數據倉庫①數據源數據源是數據倉庫系統的基礎，通常包括內部信息和外部信息。內部信息包括存放于關系型DBMS中的各種業務處理數據和各類文檔數據。外部信息包括各類法律法規、市場信息和競爭對手的信息等。當前71頁，總共84頁。5.2.2數據倉庫②數據存儲與管理數據倉庫的核心是數據的存儲和管理。數據倉庫的組織管理方式決定了它有別于傳統數據庫，同時也決定了其對外部數據的表現形式。要決定采用什么產品和技術來建立數據倉庫，則需要從數據倉庫的技術特點著手分析。針對現有各業務系統的數據，進行抽取、清理、并有效集成，按照主題進行組織。當前72頁，總共84頁。5.2.2數據倉庫③OLAP服務器對分析需要的數據進行有效集成，按多維模型予以組織，以便進行多角度、多層次的分析，并發現趨勢。數據挖掘應建立在聯機分析處理OLAP的數據環境基礎之上。④前端工具主要包括各種報表工具、查詢工具、數據分析工具、數據挖掘工具以及各種基于數據倉庫的應用開發工具。其中數據分析工具主要針對OLAP服務器，報表工具、數據挖掘工具主要針對數據倉庫。當前73頁，總共84頁。5.2.2數據倉庫4.數據倉庫的組成

（1）數據倉庫數據庫

（2）數據抽取工具（3）元數據（4）訪問工具（5）數據集市（DataMarts）

當前74頁，總共84頁。5.2.2數據倉庫5.數據倉庫的建立步驟

數據倉庫的建立步驟如下：

1）收集和分析業務需求。

2）建立數據模型和數據倉庫的物理設計。

3）定義數據源。

4）選擇數據倉庫技術和平臺。

5）從操作型數據庫中抽取、凈化、和轉換數據到數據倉庫。

6）選擇訪問和報表工具。

7）選擇數據庫連接軟件。

8）選擇數據分析和數據展示軟件。

9)更新數據倉庫。

當前75頁，總共84頁。5.2.2數據倉庫6.數據倉庫和數據集市

有關決策支持型數據庫的數據集市是面向企業中的某個部門或是項目小組的。一些專家顧問將數據集市的建造描述為建立數據倉庫全過程中的一步。首先，一個儲存企業全部信息的數據倉庫被創建，其中，數據均具備有組織的、一致的、不變的格式。數據集市隨后被創立，其目的是為不同部門提供他們所需要的那部分信息。數據倉庫聚集了所有詳細的信息，而數據集市中的數據則是針對用戶們的特定需求總結而出的。

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