129628606934687500第二章 管理信息系统的技术基础

1《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系本章要点:数据处理数据库技术（数据库系统的构成、数据库设计主要内容、E-R图、数据模型、关系的规范化）计算机网络第二章管理信息系统的技术基础2《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.1数据处理指把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据，用一定的设备和手段，按一定的使用要求，加工成另一种形式的数据。一、概念二、数据处理的目的把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形式。从大量的原始数据中抽取、推导出对人们有价值的信息以作为行动和决策的依据。科学地保存和管理已经过处理（如校验、整理等）的大量数据，以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。3《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.1数据处理数据收集数据转换数据的筛选、分组和排序数据的组织数据的运算数据的存储数据的检索数据输出三、数据处理的基本内容4《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.1数据处理简单应用（20世纪50年代以前）无外存；无操作系统；数据是程序的组成部分四、发展过程文件系统（50年代后期到60年代中期）出现大容量的硬盘；出现操作系统；数据有结构，组织在文件内。数据库系统（60年代后期开始）5《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.1数据处理四、发展过程特点文件系统阶段数据库管理阶段程序与数据的关系数据共享数据独立数据结构一致性存取方法应用程序1应用程序2应用程序n文件1文件2文件n较少共享(冗余小)工资:BH,XM,BM,JB,JBGZ……人事:BH,XM,BM,JB,出身,籍贯…工资:BH,XM,BM,JB,JBGZ…人事:BH,出身,籍贯…数据面向一个或几个应用程序独立性差应用程序与数据基本无关独立性好内部有结构;整体无结构整体结构化不好可以避免数据不一致数据库DBMS程序1程序2程序n6《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术一、数据库系统的构成计算机软硬件系统目的手段、工具数据库DBMS用户7《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术二、数据库设计的内容现实世界客观事物及联系映射抽象表达实体属性联系实体1实体2实体3联系111nnm变换关系层次网状变换数据结构用户要求用户视图概念结构模型(E-R图)逻辑结构模型物理模型数据世界数据化信息世界概念化8《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系客观事物类：事物相关性质集合人实体实体集合及实体联系相关属性集合加工、转换数文件据记录库相关数据项集合加工转换存储二进制数据集合结构计算机世界DBMS数据世界信息世界认识选择描述现实世界E-R模型信息的转换数据模型9《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术1976年，P.P.S.Chen提出Ｅ-Ｒ模型（Entity-RelationshipModel），用Ｅ-Ｒ图来描述概念模型。观点：世界是由一组称作实体的基本对象和这些对象之间的联系构成的。三、实体联系(EntityRelation)图,即E-R图10《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术三、实体联系(EntityRelation)图,即E-R图实体:客观存在并可相互区分的事物叫实体。–可以是人、物、抽象的概念，可以指事物的本身，也可指事物之间的联系。如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论。属性:实体具有的某种特征。实体型(EntityType)：实体名与其属性名集合共同构成实体型。例，学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年级）。–注意实体型与实体（值）之间的区别，后者是前者的一个特例。如(9808100，王平，21，男，计算机系，2)是一个实体。11《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术三、实体联系(EntityRelation)图,即E-R图实体集(EntitySet)：-同型实体的集合称为实体集。如全体学生。联系:联系(Relationship)：–实体之间的相互关联。–如学生与老师间的授课关系，学生与学生间有班长关系。–联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系，每个选课联系都有一个成绩作为其属性。–同类联系的集合称为联系集。12《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术三、实体联系(EntityRelation)图,即E-R图联系的种类–实体之间的联系的数量，即一个实体通过一个联系集能与另一实体集相关联的实体的数目。–可以有一对一的（1:1），一对多的（1:m），多对多的（m:n）几种情况。例如：管理组成班主任班级学生111n13《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术学生课程选修学号姓名系别课程名先修课主讲老师成绩用矩形表示实体集，在框内写上实体名用椭圆表示实体的属性用无向边把实体与其属性连接起来用菱形表示实体间的联系将参与联系的实体用线段连接例：学生选修课程mn联系的数量三、实体联系(EntityRelation)图,即E-R图14《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术E-R模型示例(教学实体联系模型）学工部:学号,姓名,性别,年龄,籍贯,入校时间,各科成绩……教务科:学号,姓名,课程,学时,学分,成绩,任课教师,职称……人事部:教师姓名,性别,年龄,职称,评价……课程学生教师mnmnnm课号课名学分成绩学号姓名……评价教号姓名职称15《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术四、数据模型层次模型有且仅有一个节点无双亲（根）其它节点有且仅有一个双亲网状模型可有一个以上节点无双亲至少有一个节点有多于一个的双亲关系模型16《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术关系模型每一个关系为一张二维表，相当于一个文件。实体间的联系均通过关系进行描述。下表用m行n列的二维表表示了具有n元组(n-Tuple)的付款关系。每一行即一个n元组,相当于一个记录,用来描述一个实体。结算编码合同号数量金额J0012HT1008100030000J0024HT110760012000J0036HT111520004000关系模式的描述：关系名（属性1，属性2，…，属性n）17《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术实体关系属性关系的属性学生（学号，姓名，系别）E-R模型向关系模式的转换学生学号姓名系别18《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术E-R模型向关系模式的转换一对一联系：•若联系一方全部参与，则将联系另一方的关键字作为全部参与一方的属性。例如：班级（班号，人数……教师编号）或教师(教师编号,职称……班号)例如：班主任班级管理11管理（教师编号，班级号）•若联系双方均部分参与，则将联系定义为一个新的关系，属性为参与双方的关键字。19《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术E-R模型向关系模式的转换一对多联系：班级学生组成1n学生(学号,姓名……班级号)多对多联系：将联系定义为新的关系，双方的关键字作为联系实体的属性。学生课程选修mn选修(学号,课程号,成绩)将一方的关键字作为多方实体的属性。20《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术E-R模型向关系模式的转换E-R模型示例学工部:学号,姓名,性别,年龄,籍贯,入校时间,各科成绩……教务科:学号,姓名,课程,学时,学分,成绩,任课教师,职称……人事部:教师姓名,性别,年龄,职称,评价……课程学生教师mnmnnm课号课名学分成绩学号姓名……评价教号姓名职称21《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术E-R模型向关系模式的转换E-R模型示例转换为5个关系•选修(学号,课程号,成绩)•授课(教师号,课程号,评价)•学生(学号,姓名,……)•课程(课程号,课程名,学分)•教师(教师号,教师姓名,职称……)学生课程教师选修授课22《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术五、关系的规范化关系模式的设计问题示例：考虑为管理职工的工资信息而设计一个关系模式。职工级别工资赵明4500钱广5600孙志6700李开5600周祥670023《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术五、关系的规范化问题：麻烦!麻烦!!好麻烦!!!唉，剪不断，理还乱关系模式的设计问题插入异常：如果没有职工具有8级工资，则8级工资的工资数额就难以插入。删除异常：如果仅有职工赵明具有4级工资，如果将赵明删除，则有关4级工资的工资数额信息也随之删除了。数据冗余：职工很多，工资级别有限，每一级别的工资数额反复存储多次。更新异常：如果将5级工资的工资数额调为620，则需要找到每个具有5级工资的职工，逐一修改。24《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术解决之道：分解!分解!!再分解!!!职工级别赵明4钱广5孙志6李开5周祥6关系模式的设计问题级别工资450056006700哇，原来生活可以如此简单五、关系的规范化25《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术五、关系的规范化有关学生的关系模式S(S#,SN,SD,DEAN,C#,G)S#SNSDDEANC#GS01杨明D01思齐C0190S02李婉D01思齐C0187S01杨明D01思齐C0292S03刘海D02述圣C0195S04安然D02述圣C0278S05乐天D03省身C0182快速热身：它有哪些数据冗余？望闻问切：不良的数据依赖关系模式的设计问题26《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术五、关系的规范化函数依赖如果在一个关系R中，数据元素B的取值依赖于数据元素A的取值，我们称B函数依赖于A。句话说，A决定B。用“AB”表示。27《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术五、关系的规范化范式（NormalForm)•定义:范式是对关系的不同数据依赖程度的要求。通过模式分解将一个低级范式转换为若干个高级范式的过程称作规范化。28《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术五、关系的规范化第一范式（1NF）定义关系中每一分量不可再分。S#C#S1C1C2S1C1C229《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术数据冗余：如果一个学生选修了k门课，则有关他的所在系的信息重复。五、关系的规范化第二范式（2NF）关系模式S(S#,SN,SD,DEAN,C#,G)•不良特性插入异常：如果学生没有选课，关于他的个人信息及所在系的信息就无法插入。删除异常：如果删除学生的选课信息，则有关他的个人信息及所在系的信息也随之删除了。更新异常：如果学生转系，若他选修了k门课，则需要修改k次。30《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术五、关系的规范化第二范式（2NF）定义如果一个符合1NF的关系，它所有的非关键字数据元素都完全函数依赖于整个关键字，我们称它是第二规范化形式，简称2NF。31《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术五、关系的规范化第二范式（2NF）学号S#姓名SN系名SD系主任DEAN课程号C#成绩G改造将S分解SC(S#,C#,G)S_SD(S#,SN,SD,DEAN)非主属性有两种，一种完全依赖于关键字，一种部分依赖于关键字。根据2NF的定义，如果一个满足1NF的关系，其关键字仅由一个数据元素组成，那么它必然属于2NF。32《管理信息系统》课程C湖北汽车工业学院信息管理系2.2数据库技术五、关系的规范化第三范式（3NF）数据冗余：每个学生都存储了