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1、第三章第三章 管理信息管理信息系统的技术基础系统的技术基础第一节第一节 信息技术概述信息技术概述第二节第二节 数据处理数据处理第三节第三节 数据库技术数据库技术第四节第四节 计算机网络计算机网络第一节第一节 信息技术概述信息技术概述一、计算机硬件技术一、计算机硬件技术 计算机硬件技术的快速发展使其应用领域得计算机硬件技术的快速发展使其应用领域得到迅速扩张，如文字处理、决策支持、数据库管到迅速扩张，如文字处理、决策支持、数据库管理、绘图、通信、工程、教育以及娱乐等领域。理、绘图、通信、工程、教育以及娱乐等领域。 第一节第一节 信息技术概述信息技术概述 第一代计算机第一代计算机电子管计算机电子管计
2、算机 第二代计算机第二代计算机晶体管计算机晶体管计算机 第三代计算机第三代计算机集成电路计算机集成电路计算机 第四代计算机第四代计算机大规模集成电路计算机大规模集成电路计算机 第五代计算机第五代计算机向智能化发展向智能化发展第一节第一节 信息技术概述信息技术概述二、计算机软件技术二、计算机软件技术 计算机软件技术主要是指研究计算机系统软计算机软件技术主要是指研究计算机系统软件、应用软件及其所依赖的基础理论件、应用软件及其所依赖的基础理论 ( (如数据结如数据结构、数据库原理等构、数据库原理等) )和基本方法和基本方法 ( (如系统开发方法如系统开发方法等等) )。 三、数据通信技术三、数据通信
3、技术 数据通信系统是以计算机为中心，结合分数据通信系统是以计算机为中心，结合分散在远程的终端装置或其他计算机，通过散在远程的终端装置或其他计算机，通过通信线路彼此连接起来，进行数据的传输、通信线路彼此连接起来，进行数据的传输、交换、存储和处理的设备总称。数据通信交换、存储和处理的设备总称。数据通信系统模型如下图所示。系统模型如下图所示。 CCP=Communication Control Processor 通信控制处理机第二节第二节 数据处理数据处理 本节内容本节内容 一、数据处理的概念一、数据处理的概念 二、数据处理的主要目的二、数据处理的主要目的 三、数据处理的基本内容三、数据处理的基本
4、内容 四、数据处理的发展过程四、数据处理的发展过程 五、数据组织五、数据组织第二节第二节 数据处理数据处理一、数据处理的概念一、数据处理的概念 数据处理指把来自科学研究、生产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实践和社会经济活动等领域中的原始数据数据, , 用一定的设备和手段用一定的设备和手段, , 按一定按一定的使用要求的使用要求, , 加工成另一种形式的数加工成另一种形式的数据的过程。据的过程。 二、数据处理的主要目的二、数据处理的主要目的1.1.把数据转换成便于观察分析、传送或把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形式。进一步处理的形式。2.2.从大量的原
5、始数据中抽取，推导出对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人们有价值的信息以作为行动和决策的依据。依据。3.3.利用计算机科学地保存和管理已经处利用计算机科学地保存和管理已经处理理过过( (如校验、整理等如校验、整理等) )的大量数据的大量数据, ,以以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。信息资源。 “啤酒与尿布啤酒与尿布”的故事的故事 在一家超市里，有一个有趣的现象：尿布和啤酒赫在一家超市里，有一个有趣的现象：尿布和啤酒赫然摆在一起出售。但是这个奇怪的举措却使尿布和然摆在一起出售。但是这个奇怪的举措却使尿布和啤酒的销量双
6、双增加了。这不是一个笑话，而是发啤酒的销量双双增加了。这不是一个笑话，而是发生在美国沃尔玛连锁店超市的真实案例，并一直为生在美国沃尔玛连锁店超市的真实案例，并一直为商家所津津乐道。原来，美国的妇女们经常会嘱咐商家所津津乐道。原来，美国的妇女们经常会嘱咐她们的丈夫下班以后要为孩子买尿布。而丈夫在买她们的丈夫下班以后要为孩子买尿布。而丈夫在买完尿布之后又要顺手买回自己爱喝的啤酒，因此啤完尿布之后又要顺手买回自己爱喝的啤酒，因此啤酒和尿布在一起购买的机会还是很多的。酒和尿布在一起购买的机会还是很多的。 是什么让沃尔玛发现了尿布和啤酒之间的关系呢？是什么让沃尔玛发现了尿布和啤酒之间的关系呢？正是商家通
7、过对超市一年多原始交易数字进行详细正是商家通过对超市一年多原始交易数字进行详细的分析处理，才发现了这对神奇的组合。的分析处理，才发现了这对神奇的组合。 三、数据处理的基本内容三、数据处理的基本内容数据收集数据收集数据转换数据转换数据的筛选、数据的筛选、分组和排序分组和排序数据的组织数据的组织数据的运算数据的运算数据存储数据存储数据检索数据检索数据输出数据输出1.1.数据以何种方式存储在计算机中；数据以何种方式存储在计算机中；2.2.采用何种数据结构能有利于数据的存采用何种数据结构能有利于数据的存储和取用；储和取用；3.3.采用何种方法从已组织好的数据中检采用何种方法从已组织好的数据中检索数据。
8、索数据。进行数据处理时需要考虑的问题进行数据处理时需要考虑的问题四、数据处理的发展过程四、数据处理的发展过程 1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） 这一阶段计算机主要用于科学计算。这一阶段计算机主要用于科学计算。 硬件中的外存只有卡片、纸带、磁带，没有磁硬件中的外存只有卡片、纸带、磁带，没有磁盘等直接存取设备。盘等直接存取设备。 软件只有汇编语言，没有操作系统和管理数据软件只有汇编语言，没有操作系统和管理数据的软件。的软件。 数据处理的方式基本上是批处理数据处理的方式基本上是批处理。人工管理阶段的特点如下：人工管理阶段的特点如下：1. 1. 数据不保存数据不保存因为当
9、时计算机主要用于科学计算，对于数据保存因为当时计算机主要用于科学计算，对于数据保存的需求尚不迫切。的需求尚不迫切。2. 2. 系统没有专用的软件对数据进行管理系统没有专用的软件对数据进行管理每个应用程序都要包括数据的存储结构、存取方法、每个应用程序都要包括数据的存储结构、存取方法、输入方式等，程序员编写应用程序时，还要安排数输入方式等，程序员编写应用程序时，还要安排数据的物理存储，因此程序员负担很重。据的物理存储，因此程序员负担很重。人工管理阶段的特点如下：人工管理阶段的特点如下：3. 3. 数据不共享数据不共享数据是面向程序的，一组数据只能对应一个程序。数据是面向程序的，一组数据只能对应一个
10、程序。多个应用程序涉及某些相同的数据时，也必须各自定义，多个应用程序涉及某些相同的数据时，也必须各自定义，因此程序之间有大量的冗余数据。因此程序之间有大量的冗余数据。4. 4. 数据不具有独立性数据不具有独立性程序依赖于数据，如果数据的类型、格式、或输入输出程序依赖于数据，如果数据的类型、格式、或输入输出方式等逻辑结构或物理结构发生变化，必须对应用程序方式等逻辑结构或物理结构发生变化，必须对应用程序做出相应的修改。做出相应的修改。访问访问访问数据1数据2数据n程序1程序2程序n手工管理阶段手工管理阶段四、数据处理的发展过程 2 2文件系统阶段（文件系统阶段（5050年代后期至年代后期至6060
11、年代中期）年代中期） 这一阶段，计算机不仅用于科学计算，还大量用这一阶段，计算机不仅用于科学计算，还大量用于信息管理。于信息管理。 硬件有了磁盘、磁鼓等直接存储设备。硬件有了磁盘、磁鼓等直接存储设备。 在软件方面，出现了高级语言和操作系统。在软件方面，出现了高级语言和操作系统。 操作系统中有了专门管理数据的软件，一般称为操作系统中有了专门管理数据的软件，一般称为文件系统。文件系统。 处理方式有批处理，也有联机处理。处理方式有批处理，也有联机处理。文件管理数据的特点如下：文件管理数据的特点如下：1. 1. 数据以文件形式可长期保存下来数据以文件形式可长期保存下来 用户可随时对文件进行查询、修改和
12、增删等用户可随时对文件进行查询、修改和增删等处理。处理。2. 2. 文件系统可对数据的存取进行管理文件系统可对数据的存取进行管理 程序员只与文件名打交道，不必明确数据的程序员只与文件名打交道，不必明确数据的物理存储，大大减轻了程序员的负担。物理存储，大大减轻了程序员的负担。文件管理数据的特点如下：文件管理数据的特点如下：3. 3. 文件形式多样化文件形式多样化 有顺序文件、倒排文件、索引文件等，因而对文件的有顺序文件、倒排文件、索引文件等，因而对文件的记录可顺序访问，也可随机访问，更便于存储和查找记录可顺序访问，也可随机访问，更便于存储和查找数据。数据。 4. 4. 程序与数据间有一定独立性程
13、序与数据间有一定独立性 由专门的软件即文件系统进行数据管理，程序和数据由专门的软件即文件系统进行数据管理，程序和数据间由软件提供的存取方法进行转换，数据存储发生变间由软件提供的存取方法进行转换，数据存储发生变化不一定影响程序的运行。化不一定影响程序的运行。文件系统阶段文件系统阶段数据1数据2数据n存取方式程序1程序2程序nOS文件系统阶段文件系统阶段补贴系别姓名学号劳资科住址系别性别姓名学号房产科学位学分系别姓名学号学籍科学位 出身年龄系别性别姓名学号人事科与人工管理阶段相比，文件系统阶段对数与人工管理阶段相比，文件系统阶段对数据的管理有了很大的进步，但一些根本性据的管理有了很大的进步，但一些
14、根本性问题仍没有彻底解决，主要表现在以下三问题仍没有彻底解决，主要表现在以下三方面：方面：1. 1. 数据冗余度大数据冗余度大2. 2. 数据独立性低数据独立性低3. 3. 数据一致性差数据一致性差四、数据处理的发展过程 3数据库系统阶段（数据库系统阶段（60年代末开始）年代末开始） 6060年代后期，计算机应用于管理的规模年代后期，计算机应用于管理的规模更加庞大，数据量急剧增加；更加庞大，数据量急剧增加； 硬件方面出现了大容量磁盘，使计算机硬件方面出现了大容量磁盘，使计算机联机存取大量数据成为可能；联机存取大量数据成为可能； 3数据库系统阶段（数据库系统阶段（60年代末开始）年代末开始） 6
15、060年代后期，计算机应用于管理的规模越来越年代后期，计算机应用于管理的规模越来越大，并且软件硬件水平有了更大的发展。大，并且软件硬件水平有了更大的发展。 硬件方面出现了大容量的磁盘，使计算机联机硬件方面出现了大容量的磁盘，使计算机联机存取数据成为可能。存取数据成为可能。 软件方面出现了数据库系统软件，使多个用户软件方面出现了数据库系统软件，使多个用户多个应用程序可以共享数据。多个应用程序可以共享数据。数据库系统阶段数据库系统阶段数据1统一存取数据2数据n程序2程序1程序n五、数据组织五、数据组织 数据结构数据结构 逻辑结构逻辑结构 物理结构物理结构 数据文件数据文件 顺序文件顺序文件 索引文
16、件索引文件数据结构数据结构逻辑结构逻辑结构 指数据之间的逻辑关系指数据之间的逻辑关系 与存储位置无关与存储位置无关 逻辑结构包括两大类：线性结构和非线性逻辑结构包括两大类：线性结构和非线性结构结构数据结构数据结构物理结构物理结构 指存储结构，数据元素在计算机存储器指存储结构，数据元素在计算机存储器上的存储方式上的存储方式 包括顺序存储、链接存储、索引存储以包括顺序存储、链接存储、索引存储以及散列存储及散列存储数据文件数据文件-顺序文件顺序文件 文件中的记录是按照某些关键字排序的文文件中的记录是按照某些关键字排序的文件。件。 在顺序文件中，记录的物理次序与连接次在顺序文件中，记录的物理次序与连接
17、次序一致，对于每个记录，按照关键字的顺序一致，对于每个记录，按照关键字的顺序赋予序号序赋予序号k,k,则它的物理顺序也为则它的物理顺序也为k k。数据文件数据文件索引文件索引文件 包括各项数据和索引表两部分。包括各项数据和索引表两部分。 职工号 姓 名 职 称 其他 35 梁昌勇 副教授 03 李明 讲师 02 王红 副教授 42 陈力 讲师 12 周林 高工 17 方波 工程师 53 何力 教授 64 张影 讲师 物理记录号 101 102 104 105 108 112 113 114 （a）数据文件 关键字物理记录号0210403 1021210817112351014210553 11
18、364 114(b)索引表 第三节 数据库技术本节内容：本节内容：一、数据库技术的产生、发展一、数据库技术的产生、发展二、数据库系统的构成二、数据库系统的构成三、数据库设计的主要内容三、数据库设计的主要内容四、实体联系模型四、实体联系模型五、数据模型五、数据模型六、关系的规范化六、关系的规范化七、数据库操作七、数据库操作八、数据库保护八、数据库保护一、数据库技术的产生、发展一、数据库技术的产生、发展 数据库是以一定的组织方式存储在一起数据库是以一定的组织方式存储在一起的相关数据的集合，它能以最佳的方式、的相关数据的集合，它能以最佳的方式、最少的数据冗余为多种应用服务，程序最少的数据冗余为多种应
19、用服务，程序与数据具有较高的独立性。与数据具有较高的独立性。 按照数据模型的进展情况，数据库系统的发展可划分按照数据模型的进展情况，数据库系统的发展可划分为三代：为三代： 第一代：层次数据库系统和网状数据库系统第一代：层次数据库系统和网状数据库系统 19691969年年 IBM(International Business Machine)IBM(International Business Machine)基于基于层次结构的数据库管理系统层次结构的数据库管理系统IMSIMS（Information Information Management SystemManagement System）
20、 19691969年美国数据系统语言协会（年美国数据系统语言协会（Conference On Data Conference On Data System LanguageSystem Language）下属的数据库任务组（）下属的数据库任务组（Database Database Task GroupTask Group）发表了若干个报告，奠定了网状数据模）发表了若干个报告，奠定了网状数据模型的很多概念、方法和技术。型的很多概念、方法和技术。 第二代：关系数据库系统第二代：关系数据库系统 19701970年，年，IBMIBM公司的研究员公司的研究员E.F.CoddE.F.Codd发表了论文发表
21、了论文“大大型共享数据库的关系模型型共享数据库的关系模型”，为关系数据库的发展奠，为关系数据库的发展奠定了理论基础。定了理论基础。 。 第三代：新一代数据库系统第三代：新一代数据库系统面向对象数据库系统面向对象数据库系统 基于扩展的关系数据模型或面向对象数据模型的尚未基于扩展的关系数据模型或面向对象数据模型的尚未完全成熟的一代数据库系统完全成熟的一代数据库系统 。（一）数据库系统的组成（一）数据库系统的组成1.计算机系统：指用于数据库管理的计算机硬件软计算机系统：指用于数据库管理的计算机硬件软件及网络系统。件及网络系统。2.数据库：存放实际数据的物理数据库，也存放数数据库：存放实际数据的物理数
22、据库，也存放数据逻辑结构的描述数据库。据逻辑结构的描述数据库。二、数据库系统的构成二、数据库系统的构成（一）数据库系统的组成（一）数据库系统的组成 3.数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS）：是对数据进行）：是对数据进行管理的大型系统软件，它是数据库系统的核心管理的大型系统软件，它是数据库系统的核心组成部分，用户在数据库系统中的一切操作，组成部分，用户在数据库系统中的一切操作，包括数据定义、查询、更新及各种控制，都是包括数据定义、查询、更新及各种控制，都是通过通过DBMS进行的。进行的。DBMS就是实现把用户意就是实现把用户意义下的抽象的逻辑数据处理转换成计算机中的义下的抽象的逻辑数据处理
23、转换成计算机中的具体的物理数据的处理软件，这给用户带来很具体的物理数据的处理软件，这给用户带来很大的方便。大的方便。二、数据库系统的构成二、数据库系统的构成 4.4.人员人员数据库管理员（数据库管理员（DBADBA）系统程序员：设计系统程序员：设计DBMSDBMS的人员。的人员。 用用 户：应用程序员；户：应用程序员； 专门用户：参数用户；专门用户：参数用户； 5.5.技术说明书与使用说明书技术说明书与使用说明书数据库系统层次结构图如下图数据库系统层次结构图如下图由上图看出：由上图看出： DBMS在操作系统（在操作系统（OS）的支持下工作，）的支持下工作， 应用程序在应用程序在DBMS支持下才
24、能使用数据库。支持下才能使用数据库。一个简化的数据库系统环境三、数据模型三、数据模型根据模型应用的不同目的，数据模型分为两种根据模型应用的不同目的，数据模型分为两种类型：类型：概念模型（也称信息模型）概念模型（也称信息模型）:独立于计算机之外独立于计算机之外的模型，这种模型不涉及信息在计算机中如何的模型，这种模型不涉及信息在计算机中如何表示，而是用来描述某一特定范围内人们所关表示，而是用来描述某一特定范围内人们所关心的信息结构，它是按用户的观点来对数据和心的信息结构，它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。信息建模，主要用于数据库设计。数据模型（如网状、层次及关系模型）数据模型
25、（如网状、层次及关系模型）:它是直它是直接面向计算机的，是按计算机系统的观点对数接面向计算机的，是按计算机系统的观点对数据进行建模，主要用于据进行建模，主要用于DBMSDBMS的实现。的实现。 下图显示了把现实世界中的具体事物抽下图显示了把现实世界中的具体事物抽象、组织为某一象、组织为某一DBMSDBMS支持的数据模型的支持的数据模型的过程。过程。 在概念上我们常常首先将现实世界抽象在概念上我们常常首先将现实世界抽象为为信息模型信息模型（也称为（也称为概念模型概念模型），然后），然后将信息模型（概念模型）转换为计算机将信息模型（概念模型）转换为计算机实现的形式。实现的形式。三类世界1 1现实世
26、界现实世界 人们头脑之外的客观世界，它包含客观事物及其人们头脑之外的客观世界，它包含客观事物及其相互联系。相互联系。2 2观念世界观念世界 现实世界在人们头脑中的反映，又称信息世界。现实世界在人们头脑中的反映，又称信息世界。3 3数据世界数据世界 信息世界中信息的数据化。现实世界中的事物及信息世界中信息的数据化。现实世界中的事物及其联系，在数据世界中用数据模型描述。其联系，在数据世界中用数据模型描述。 （一）概念模型（一）概念模型 概念模型概念模型是按用户的观点对数据和信息建模。是按用户的观点对数据和信息建模。概念模型涉及的基本概念及内容概念模型涉及的基本概念及内容1）实体）实体(Entity
27、)：客观存在并且可以相互区别的客观存在并且可以相互区别的“事物事物”称为称为实体。实体可以是可触及的对象，如一个学生，一本书，一辆实体。实体可以是可触及的对象，如一个学生，一本书，一辆汽车；也可以是抽象的事件，如一堂课，一次比赛等。汽车；也可以是抽象的事件，如一堂课，一次比赛等。2) 实体集实体集(Entity Set)：具有相同特征或能用同样特征描述的实体具有相同特征或能用同样特征描述的实体的集合称为实体集。的集合称为实体集。概念模型涉及的基本概念及内容概念模型涉及的基本概念及内容 3) 3) 属性（属性（AttributeAttribute）：属性为实体的某一）：属性为实体的某一方面特征的
28、抽象表示。方面特征的抽象表示。 4) 4) 联系：现实世界的事物总是存在着这样或联系：现实世界的事物总是存在着这样或那样的联系，这种联系必然要在信息世界中那样的联系，这种联系必然要在信息世界中得到反映。得到反映。 在信息世界中，事物之间的联系分为：实体在信息世界中，事物之间的联系分为：实体内部的联系；实体之间的联系。内部的联系；实体之间的联系。（二）（二） 概念模型的表示方法概念模型的表示方法 1. E-R1. E-R方法方法 1) 1) 用长方形表示实体集，长方形内写用长方形表示实体集，长方形内写明实体集名。明实体集名。 2) 2) 用椭圆形表示实体集的属性，并用用椭圆形表示实体集的属性，并
29、用线段将其与相应的实体集连接起来。线段将其与相应的实体集连接起来。 3) 3) 用菱形表示实体集间的联系，菱形用菱形表示实体集间的联系，菱形内写上联系名，并用线段分别与有关内写上联系名，并用线段分别与有关实体集连接起来，在线段旁标出联系实体集连接起来，在线段旁标出联系的类型的类型 （二）（二） 概念模型的表示方法概念模型的表示方法 学生实体属性有：学号，姓名，班级，院学生实体属性有：学号，姓名，班级，院系，出生日期，性别系，出生日期，性别学生学号班级院系出生日期性别姓名 （1）两个实体集之间的联系）两个实体集之间的联系 1) 一对一联系（一对一联系（1:1） 2) 一对多联系（一对多联系（1:
30、n） 3) 多对多联系（多对多联系（m:n）2. 实体联系的类型实体联系的类型 班级班级班长班长任职任职11班级班级学生学生组成组成1n课程课程学生学生选修选修mn(2) 多实体集之间的联系多实体集之间的联系 1) 多实体集之间的一对多联系多实体集之间的一对多联系 2) 多实体集之间的多对多联系多实体集之间的多对多联系(3) 实体集内部的联系实体集内部的联系 物资入库管理涉及的实体包括：物资入库管理涉及的实体包括： 1.1.供资单位：属性有单位号、单位名、地址、联供资单位：属性有单位号、单位名、地址、联系人、邮编系人、邮编 2.2.物资：属性有物资代码、名称、规格、备注物资：属性有物资代码、名
31、称、规格、备注 3.3.库存：属性有入库号、日期、货位、数量库存：属性有入库号、日期、货位、数量 4.4.合同：属性有合同号、数量、金额、备注合同：属性有合同号、数量、金额、备注 5.5.结算：属性有结算编号、用途、金额、经手人结算：属性有结算编号、用途、金额、经手人实例解析（三）（三） 数据模型数据模型 1.1.数据模型的概念数据模型的概念 对客观事物及其联系的数据化描述。在数据库系对客观事物及其联系的数据化描述。在数据库系统中统中, ,对现实世界中数据的抽象、描述以及处理等对现实世界中数据的抽象、描述以及处理等都是通过数据模型来实现的。都是通过数据模型来实现的。 2. 2. 常见的数据模型
32、常见的数据模型关系模型（关系模型（Relational ModelRelational Model） (1) (1) 关系模型中的主要术语关系模型中的主要术语 1) 1) 关系（关系（RelationRelation）：）： 2) 2) 元组（元组（TupleTuple）：）： 3) 3) 属性（属性（AttributeAttribute）：）： 4) 4) 主码（主码（Primary KeyPrimary Key）：）： 5) 5) 域（域（DomainDomain）：）： 6) 6) 分量（分量（elementelement） 7) 7) 关系模式（关系模式（Relation ModeRe
33、lation Mode） (2) 关系模型中的数据全部用关系表示关系模型中的数据全部用关系表示关系模型的基本数据结构是二维表，简称表关系模型的基本数据结构是二维表，简称表 (Table)(Table)，一张二维表是由一个，一张二维表是由一个n n元属性（列）元属性（列）及及m m个元组（行）组成。个元组（行）组成。属性属性1属性属性2属性属性3属性属性NA1B1C1N1AmBmCmNm元组元组属性属性属性名名关系关系实例解析学生关系学生关系S S有学号有学号SnoSno、学生姓名、学生姓名SameSame、性、性别别SexSex、系名、系名SDSD、年龄、年龄AgeAge属性；课程关系属性；课
34、程关系C C有课程号有课程号CnoCno、课程名、课程名CnameCname、先修课程号、先修课程号PCnoPCno属性；学生选课关系属性；学生选课关系SCSC有学号有学号SnoSno、课、课程号程号CnoCno、成绩、成绩GradeGrade属性。写出这三个关属性。写出这三个关系模式。系模式。(1)(1)学生关系模式学生关系模式S S（SnoSno，SnameSname，SexSex，SDSD，AgeAge） (2)(2)课程关系模式课程关系模式C C（CnoCno，CnameCname，PCnoPCno）(3)(3)学生选课关系模式学生选课关系模式SCSC（SnoSno，CnoCno，Gr
35、adeGrade）。）。 关系模型具有以下特点关系模型具有以下特点: 1 1、关系模型的概念单一。对于实体和实体之间、关系模型的概念单一。对于实体和实体之间的联系均以关系来表示，例如的联系均以关系来表示，例如: : 库存库存( (入库号、日期、货位、数量入库号、日期、货位、数量) ) 购进购进( (入库号、结算编号、数量、金额入库号、结算编号、数量、金额) ) 2 2、关系是规范化的关系。、关系是规范化的关系。规范化是指在关系模型中，关系必须满足规范化是指在关系模型中，关系必须满足一定的给定条件，最基本的要求是关系中的每一定的给定条件，最基本的要求是关系中的每一个分量都是不可分的数据顶，即表不
36、能多于一个分量都是不可分的数据顶，即表不能多于二维。二维。 3 3、关系模型中，用户对数据的检索和操作实际、关系模型中，用户对数据的检索和操作实际上是从原二维表中得到一个子集，该子集仍是上是从原二维表中得到一个子集，该子集仍是一个二维表，大大提高了数据的独立性。一个二维表，大大提高了数据的独立性。 由于关系模型概念简单、清晰，用户易懂由于关系模型概念简单、清晰，用户易懂易用，有严格的数学基础，以及在此基础易用，有严格的数学基础，以及在此基础上发展的关系数据理论，简化了程序员的上发展的关系数据理论，简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作，因而关系工作和数据库开发建立的工作，因而关系模型自诞生之
37、日起迅速发展成熟起来，成模型自诞生之日起迅速发展成熟起来，成为深受用户欢迎的数据模型。为深受用户欢迎的数据模型。四、关系的规范化四、关系的规范化关系必须是规范化的关系，满足一定的约束条关系必须是规范化的关系，满足一定的约束条件。称为范式（件。称为范式（Normal FormNormal Form）1.1.第一范式第一范式2.2.第二范式第二范式3.3.第三范式第三范式1 1第一范式第一范式 关系应满足的基本条件就是元组中的每关系应满足的基本条件就是元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项，简单一个分量都必须是不可分割的数据项，简单的来讲，在同一表中没有重复项存在。的来讲，在同一表中没有重复项
38、存在。 工资属性有两工资属性有两个分量个分量基本工资基本工资附加工资附加工资符合第一范式的关系符合第一范式的关系2 2第二范式第二范式关系不仅满足第一范式，而且所有的非主属性完全依赖关系不仅满足第一范式，而且所有的非主属性完全依赖于主码，称关系符合第二范式。其中非主属性是指不被于主码，称关系符合第二范式。其中非主属性是指不被任何主码所包含的属性。任何主码所包含的属性。依赖依赖依赖依赖依赖依赖3 3第三范式第三范式关系不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属性都不关系不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属性都不传递依赖于主码，称关系符合第三范式。传递依赖于主码，称关系符合第三范式。依赖依赖生产
39、厂址依赖与生产厂名生产厂址依赖与生产厂名依赖依赖生产厂名依赖与产品代码生产厂名依赖与产品代码消除传递依赖关系的办法，是将原关系分解为如下关系：消除传递依赖关系的办法，是将原关系分解为如下关系：产品关系产品关系: :产品代码、产品名、生产厂名产品代码、产品名、生产厂名; ;生产厂关系生产厂关系: :生产厂名、生产厂地址。生产厂名、生产厂地址。生产厂址传递依赖生产厂址传递依赖与产品代码与产品代码 学生借书关系学生借书关系BORROWERS学号学号姓名姓名宿舍宿舍书号书号书名书名日期日期（学号，书号）是唯一的键码，非键属性（学号，书号）是唯一的键码，非键属性“书名书名”不不完全依赖键码，它完全依赖完
40、全依赖键码，它完全依赖“书号书号”，所以，所以BORROWERS不是不是2NF模式。同理模式。同理“宿舍宿舍”、“姓名姓名”也不完全依赖键码。上述模式分解为也不完全依赖键码。上述模式分解为B1（学号，姓名，（学号，姓名，宿舍）和宿舍）和B2（书号，书名）和（书号，书名）和B3 （学号，书号（学号，书号，日日期）期） 假定有语义规定：一个部门只能有一个经理，一假定有语义规定：一个部门只能有一个经理，一个部门内可有多个职员，一个职员对应唯一的职个部门内可有多个职员，一个职员对应唯一的职员号，一个职员只能在一个部门工作。员号，一个职员只能在一个部门工作。 职员号职员号职员姓名职员姓名所在部门所在部门
41、部门经理部门经理EMP由于由于“职员号职员号”“所在部门所在部门”，且，且“所在部所在部门门”“部门经理部门经理”，即，即“部门经理部门经理”传递依赖键传递依赖键码，说明关系模式码，说明关系模式EMP不是不是3NF模式。模式。上述模式分解为上述模式分解为B1（职员号，职员姓名（职员号，职员姓名,所在部门）所在部门）和和B2（所在部门，部门经理）（所在部门，部门经理）五、数据库保护五、数据库保护为了保证数据的安全可靠和正确有效，为了保证数据的安全可靠和正确有效，DBMSDBMS必须提供统一的数据保护功能，主要必须提供统一的数据保护功能，主要包括数据的安全性、完整性、并发控制和数包括数据的安全性、
42、完整性、并发控制和数据库恢复等内容。据库恢复等内容。1. 数据的安全性数据的安全性 数据的安全性是指保护数据库以防止不合法数据的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、更改和破坏。的使用所造成的数据泄露、更改和破坏。 数据的安全性可通过对用户进行标识和鉴定、数据的安全性可通过对用户进行标识和鉴定、存取控制、存取控制、OSOS级安全保护等措施得到一定的级安全保护等措施得到一定的保障。保障。2. 数据的完整性数据的完整性 数据的完整性是指数据的正确性、有效性和数据的完整性是指数据的正确性、有效性和相容性。相容性。 关系模型的完整性有实体完整性、参照完整关系模型的完整性有实体完整性、
43、参照完整性及用户定义的完整性。性及用户定义的完整性。 1）实体完整性）实体完整性 数据库中最重要的约束就是实体完整性约束，数据库中最重要的约束就是实体完整性约束，在在SQL ServerSQL Server中是通过说明某个属性或属性中是通过说明某个属性或属性集构成关系的主码来实现关系的实体完整性。集构成关系的主码来实现关系的实体完整性。简单的说就是简单的说就是一个表中保证不存在两个相同一个表中保证不存在两个相同的记录的记录 。2）参照完整性）参照完整性 具有一对多联系的两个表之间子表中与主表具有一对多联系的两个表之间子表中与主表的主关键字相关联的那个属性的值要么为空，的主关键字相关联的那个属性
44、的值要么为空，要么等于主表中主关键字的某个值。简单的要么等于主表中主关键字的某个值。简单的说说两个表之间数据保持同步两个表之间数据保持同步。 针对某一具体数据库的约束条件，由应用针对某一具体数据库的约束条件，由应用环境确定。简单的说就是环境确定。简单的说就是是某个字段的值是某个字段的值限制在某一合理范围内限制在某一合理范围内。比如月份限制在比如月份限制在1-12.1-12.3）用户定义的完整性）用户定义的完整性实例解析 一个最常见的并发操作的例子是火车一个最常见的并发操作的例子是火车/ /飞机订飞机订票系统中的订票操作。例如，在该系统中的一票系统中的订票操作。例如，在该系统中的一个活动序列：个
45、活动序列： 甲售票员读出某航班的机票张数余额甲售票员读出某航班的机票张数余额A A，设，设A=16A=16； 乙售票员读出同一航班的机票张数余额乙售票员读出同一航班的机票张数余额A A，也是也是1616； 甲售票员卖出一张机票，修改机票张数余额甲售票员卖出一张机票，修改机票张数余额A=A-1=15,A=A-1=15,把把A A写回数据库；写回数据库； 乙售票员也卖出一张机票，修改机票张数余乙售票员也卖出一张机票，修改机票张数余额额A=A-1=15,A=A-1=15,把把A A写回数据库。写回数据库。 分析结果 结果明明卖出两张机票，数据库中机票余额结果明明卖出两张机票，数据库中机票余额只减少只
46、减少1 1。这种情况称为数据库的不一致性。这种情况称为数据库的不一致性。这种不一致性是由甲、乙两个售票员并发操这种不一致性是由甲、乙两个售票员并发操作引起的。在并发操作情况下，对甲、乙两作引起的。在并发操作情况下，对甲、乙两个事务操作序列的调度是随机的。若按上面个事务操作序列的调度是随机的。若按上面的调度序列行，甲事务的修改就被丢失。这的调度序列行，甲事务的修改就被丢失。这是由于第是由于第4 4步中乙事务修改步中乙事务修改A A并写回覆盖了甲并写回覆盖了甲事务的修改。事务的修改。 3. 并发控制并发控制 当多个事务并发地存取数据库时就会产当多个事务并发地存取数据库时就会产生同时读取和生同时读取
47、和/ /或修改同一数据的情况。或修改同一数据的情况。若对并发操作不加控制就可能会存取和若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的一致存储不正确的数据，破坏数据库的一致性。所以数据库管理系统必须提供并发性。所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。控制机制。4. 数据库恢复数据库恢复 当计算机软、硬件或网络通信线路发生当计算机软、硬件或网络通信线路发生故障而破坏了数据或对数据库的操作失故障而破坏了数据或对数据库的操作失败使得数据出现错误或丢失时，系统应败使得数据出现错误或丢失时，系统应能进行应急处理，把数据库恢复到正常能进行应急处理，把数据库恢复到正常状态。状态。第四节 计算
48、机网络计算机网络本节内容：本节内容：一、计算机网络的概念与分类一、计算机网络的概念与分类二、局域网技术二、局域网技术三、网际互连三、网际互连-INTERNET-INTERNET技术技术将分散的多台计算机、终端和外部设备将分散的多台计算机、终端和外部设备用通信线路互连起来，实现彼此间通信，用通信线路互连起来，实现彼此间通信，且可以实现资源共享的整个体系叫做计且可以实现资源共享的整个体系叫做计算机网络算机网络 一、一、计算机网络的概念与分类计算机网络的概念与分类（一）基本概念（一）基本概念计算机网络计算机网络网络介质网络介质协议协议 网络协议网络协议节点节点 链路链路(二二)、网络拓扑结构网络拓扑
49、结构网络拓扑结构是指网络的链路和节点在地理上网络拓扑结构是指网络的链路和节点在地理上所形成的几何构形。所形成的几何构形。用户通过终用户通过终端可以访问端可以访问分布在各处分布在各处的主机上的的主机上的数据信息，数据信息，从而实现整从而实现整个系统的软个系统的软硬件、信息硬件、信息等资源的共等资源的共享。享。(三三)、计算机网络的分类计算机网络的分类1.根据根据网络的传输技术网络的传输技术进行分类进行分类1）广播式网络（共享信道网络）广播式网络（共享信道网络）在广播式网络中，所有联网计算机都共享在广播式网络中，所有联网计算机都共享一个公共通信信道。一个公共通信信道。 2）点到点式网络）点到点式网
50、络在点到点式网络中，每条物理线路连接一在点到点式网络中，每条物理线路连接一对计算机。对计算机。1）、广播式网络）、广播式网络 结构简单，可靠性好结构简单，可靠性好 各结点共用总线，广播式传输各结点共用总线，广播式传输 扩充性好，增减结点容易扩充性好，增减结点容易 总线长度有限总线长度有限2）、点到点式网络）、点到点式网络在采用点到点线路的通信子网中，每条物在采用点到点线路的通信子网中，每条物理线路连接一对节点。采用点到点线路的理线路连接一对节点。采用点到点线路的通信子网的基本拓扑构型有四类：星型、通信子网的基本拓扑构型有四类：星型、环型、树型和网状型，环型、树型和网状型，（a）物理连接）物理连