管理信息系統作者：程宏

責任編輯：周衛群

出版日期：2008年9月IDPN：308-2008-015課件章數：121第四章信息系統的數據管理數據結構和數據存儲數據庫概念關系數據庫管理系統數據倉庫和數據挖掘知識要點：2本章學習目標了解傳統的文件組織和管理技術了解數據庫系統的數據組織方式掌握四種數據模型的主要特點掌握關系數據庫的數據結構及完整性的要求了解數據庫的新發展3第一節數據結構與數據處理系統的基礎----數據管理數據管理方式的演化文件系統數據庫系統人工管理高級數據庫系統數據結構與數據存儲4人工數據管理程序與數據的關系應用程序1數據集1應用程序2應用程序n數據集2數據集n…………5文件系統應用程序1應用程序2應用程序n文件1文件2文件n……文件系統中程序與數據的關系6文件系統數據庫系統時間50年代后期到60年代中期60年代后期開始基本特征具有面向應用的數據管理功能，工作方式是仍然是分散、非手工的。支持多用戶、多應用共享數據的需求應用背景硬件：外存有了很大的發展，除了磁帶機，還出現了大容量的硬盤和靈活的軟磁盤軟件：出現了操作系統、文件管理系統和多用戶的分時系統，專用于商業事務管理的高級語言COBOL硬件：大容量磁盤已經出現、硬件價格大幅下降軟件：聯機實時處理業務增多、面向組織的復雜數據結構、數據冗余度小，易于擴充、數據與程序獨立、統一的數據控制功能。主要特點數據管理方面，實現了數據對程序的一定的獨立性，數據不再是程序的組成部分，修改數據不必修改程序，數據有結構，被組織到文件內，存儲在磁帶、磁盤上，可以反復使用和保存。文件邏輯結構向存儲結構的轉換由軟件系統自動完成，系統開發和維護工作得到減輕。面向全組織的復雜數據結構。數據庫中的數據結構不僅描述了數據自身，而且描述了整個組織數據之間的聯系，實現了整個組織數據的結構化。文件類型有了索引文件、鏈接文件、直接存取文件等，而且能對排序文件進行多碼檢索。主要以表的形式存放在數據庫里數據存取以記錄為單位以表為單位7傳統文件環境下的數據整理8Problem？數據冗余（DataRedundancy）----同樣的信息可能在不同的文件中重復出現數據不一致（DataInconsistency）程序-數據相互依賴（Program-datadependence）----對數據的改變都必須改變所有訪問該數據的程序數據完整性問題安全性低（poorsecurity）數據缺乏彈性9數據庫管理模式定義數據庫（database）是指將收集整理過的資料，集中存放并減少重復的數據，以有效率地提供給多方面的應用10數據的層次11一條客戶資料記錄包含的信息關鍵字段12關鍵字段（KeyField

）特點存在于每一條記錄中該記錄中唯一的識別性用于檢索、更新或分類13

Database的特色數據與應用程序相互獨立。應用程序不必包括文件數據細節，甚至物理存放數據的方法與細節數據標準化數據輸入只有一次數據共享數據整合14數據庫管理系統（DBMS）Databasemanagementsystem15二、數據庫管理系統數據庫系統的邏輯結構數據庫系統的三級模式：概念模式、外模式、內模式參見P11616數據庫系統的構成應用系統應用開發工具數據庫管理系統操作系統數據庫用戶用戶用戶數據庫管理員17數據庫用以存儲數據，可分為兩大類：用戶數據系統數據如前述的客戶資料數據關于數據庫定義的數據，如數據庫表的結構定義、系統中的用戶及其權限、各種統計信息等數據字典DD（DataDictionary）18數據庫管理系統（DBMS）數據定義語言（datadefinitionlanguage，DDL）----描述和定義數據庫的結構和內容，包括數據庫用戶模式、邏輯模式、存儲模式和安全保密等數據操縱語言（datamanipulationlanguage，DML）----對數據庫中的數據進行基本操作，如查詢、插入、修改和刪除等---SQL數據庫運行控制數據庫的建立和維護功能----為便于數據共享而提供對數據的統一管理和控制機制，以保證數據安全、完整19軟硬件支持系統和數據庫應用系統必須有足夠大的存儲空間，包括系統的輸入/輸出效率，這些除有賴完善的硬件支持外，還需有良好的軟件環境，包括支持DBMS運行的操作系統、與數據庫接口的高級語言和實用程序人員系統開發人員、數據庫管理人員、用戶等20層次（樹狀）型數據庫系統的數據模型21網狀模型----層次模型的擴展以學生選課為例：一個學生可以選多門課，一門課也可為多個學生所選22關系型----利用表格來描述數據所有的數據元素都存在于稱作“關系”的二維表格中，這種表格邏輯上等同于文件。在二維表格中，每一行是獨特的一條記錄，而每一列則為一種屬性的字段（參加教材圖4-10）關系型數據庫的最大優勢，在于其簡化的數據模型概念，并且能夠以非事先設定的方式連接到某條記錄23三、關系型數據庫概述幾個基本概念：實體（Entity）屬性（Attribute）關系（Relation）記錄（Record）字段（Field）關系數據庫概述24供貨商表格零件表格訂單表格關系型數據庫舉例25查詢數據庫：SQL的組成SQL：StructuredQueryLanguage1、SELECTSELECTColumn_Name1，Column_Name2，…FROMTable_Name

SELECTPart_Number，Part_Description，Unit_PriceFromPART；零件號碼零件描述單價137145150152門鎖門把防塵套壓縮機22.5026.256.0070.00SELECTFROMWHERE26條件式選擇SELECT

Part_Number，Part_Descriptioin，Unit_Price

FromPARTWHERE

Unit_Price<25.00；零件號碼零件描述

單價137150門鎖

22.50防塵套

6.0027連接兩個表格SELECTPART.Part_Number，SUPPLIER.Supplier_Number，SUPPLIER.Supplier_Name，SUPPLIER.Supplier_Address

FROMPART，SUPPLIERWHEREPART.Supplier_Number=SUPPLIER.Supplier_Number；零件號碼供應商號碼供應商名稱供應商地址1371451501524058203840581125天津鎖具一廠上海五金三廠天津鎖具一廠杭州壓縮機總廠天津明祥路30號上海南京西路120號天津明祥路30號杭州天目山路300號28當前流行的DBMS當前最流行的關系型DBMS有：VisualFoxpro,Access,Foxbase.更完善的關系型DBMS有：Oracle8/8i,SYBASE,Informix,SQLserver等。----關系型數據庫系統29四、數據庫的發展面向對象數據庫----ObjectOrientedDataBase，OODB分布式數據庫多媒體數據庫

Web數據庫并行數據庫數據庫技術與計算機網絡相結合的產物可極大地提高數據庫的相應速度利用數字化或數據壓縮技術，以適應對多媒體數據的管理是互聯網時代數據庫系統的發展方向30數據倉庫----DataWarehouseOLTPOLAP聯機事務處理聯機分析處理定義數據倉庫是一個面向主題（SubjectOriented）的、集成的（Integrated）、相對穩定的、反映歷史變化的數據集合----W.H.Inmon

31數據比較操作型數據細節的在存取瞬間是準確的可更新操作需求事先可知道對性能要求高一個時刻操作一單元事物驅動面向應用一次操作數據量小支持日常操作分析型數據綜合的，或提煉的代表過去的數據不更新操作需求事先不知道對性能要求寬松一個時刻操作一集合分析驅動面向分析一次操作數據量大支持管理需求32系統比較數據庫系統數據庫：操作型數據，增、刪、改操作頻繁數據庫核心：功能強大，面向OLTP應用數據庫工具：以查詢工具為主數據倉庫系統數據倉庫：分析型數據，極少有更新操作數據倉庫管理系統：因極少有更新操作，故功能簡單數據倉庫工具：以分析工具為主33數據倉庫特征數據倉庫數據是面向主題的（SubjectOriented）數據倉庫的數據是集成的（Integrated）數據倉庫的數據是不可更新的（反映歷史化）數據倉庫的數據是隨時間不斷變化的（穩定性）34數據挖掘----利用各種軟件工具在大量數據中找出隱藏的模式與關系，并且從中推論出規則，用來預測未來的行為與作為決策的依據數據挖掘常用方法：關聯分析（association）序列模式（sequence）分類分析（classification）聚類分析（clustering）----DataMining35數據挖掘的應用銀行、電信、保險、交通、零售（大型超市）……數據庫營