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1、第三章第三章 管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础第一节第一节 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、生产实践和社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手段，按一定的使用要求，加工成另一种形式的数据。据。（一）数据处理的主要目的（一）数据处理的主要目的 1、把数据转换成便于观察分析、传送或进一、把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形式。步处理的形式。2、从大量的原始数据中抽取、推导出对人、从大量的原始数据中
2、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。们有价值的信息以作为行动和决策的依据。3、科学地保存和管理已经过处理（如校验、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。利用这些宝贵的信息资源。（二）数据处理的基本内容（二）数据处理的基本内容 1、数据收集、数据收集 2、数据转换、数据转换 3、数据的筛选、分组和排序、数据的筛选、分组和排序 4、数据的组织、数据的组织 5、数据的运算、数据的运算 6 6、数据存储、数据存储 7 7、数据检索、数据检索 8 8、数据输出、数据输出二、数据组织
3、二、数据组织 （一）数据结构（一）数据结构 数据结构分为数据的逻辑结构和物理结构。数据结构分为数据的逻辑结构和物理结构。逻辑结构是指数据间的逻辑关系逻辑结构是指数据间的逻辑关系 物理结构又称存储结构，指数据元素在计算机物理结构又称存储结构，指数据元素在计算机存储器中的存储方式存储器中的存储方式 1、指针与链、指针与链 2、线性表、线性表 3、链表、链表 4、树、树 （二）数据文件（二）数据文件 1、数据文件的概念、数据文件的概念 数据文件（简称文件）是为了某一特定目的数据文件（简称文件）是为了某一特定目的而形成的同类记录的集合。而形成的同类记录的集合。记录是文件中可存取的最小单位，它由若干数记
4、录是文件中可存取的最小单位，它由若干数据项构成据项构成 数据项是文件中可使用的最小单位数据项是文件中可使用的最小单位 记录中能惟一地标志该记录的数据项称作主键记录中能惟一地标志该记录的数据项称作主键 数据库数据库:按一定方式组织起来的逻辑相关的文按一定方式组织起来的逻辑相关的文件集合形成数据库件集合形成数据库 2、数据文件的组织方式。、数据文件的组织方式。顺序文件顺序文件 顺序文件即文件中的记录是按照某些关键字排顺序文件即文件中的记录是按照某些关键字排序的文件。序的文件。索引文件索引文件 为了便于检索，除文件本身外，另外建一张指为了便于检索，除文件本身外，另外建一张指示逻辑记录和物理记录之间对
5、应关系的索引表，示逻辑记录和物理记录之间对应关系的索引表，这类包括文件数据区和索引表两大部分的文件称这类包括文件数据区和索引表两大部分的文件称为索引文件。为索引文件。索引分为索引顺序文件和索引非顺序文件索引分为索引顺序文件和索引非顺序文件记录地址学号姓名数学物理A889401张三6878B889405李四7280C889412王五8060D889418赵六9288E889422孙七8090主关键字（学号）记录地址889401A889405B889412C889418D889422E索引顺序文件索引顺序文件记录地址学号姓名数学物理A889412王五8060B889422孙七8090C889401
6、张三6878D889418赵六9288E889405李四7280主关键字（学号）记录地址889401C889405E889412A889418D889422B索引非顺序文件索引非顺序文件链表文件链表文件 表组织中，用指针建立许多不同的逻辑表组织中，用指针建立许多不同的逻辑联系，以适合多变情况下文件记录的检索联系，以适合多变情况下文件记录的检索 记录的指针在文件组织中是用一个数记录的指针在文件组织中是用一个数据项来表示的，这个数据项的内容指向下据项来表示的，这个数据项的内容指向下一个相关记录的地址一个相关记录的地址 通过指针项将具有某一属性值的数据通过指针项将具有某一属性值的数据记录链接在一起，
7、形成一条信息链记录链接在一起，形成一条信息链 信息链有链头、链及链尾组成信息链信息链有链头、链及链尾组成信息链 下面的例子是一个链接部门的链表下面的例子是一个链接部门的链表记录地址职工号姓名部门编号工作年限透支现额A1111anayDT40B1121smithNW11100C1981morolDT23200D2014ellenDT20E2084jonesNW30F2918billNW40G3001elmerEA16100H3101bonesDT70I3241granceEA15100J3358greenDT12100K3861edNE90L3871brownNE18100记录地址职工号姓名部门
8、编号部门指南工作年限DT入口A1111anayDTC4NW入口B1121smithNWE11C1981morolDTD23D2014ellenDTH2E2084jonesNWF3F2918billNW4EA入口G3001elmerEAI16H3101bonesDTJ7I3241granceEA15J3358greenDT12NE入口K3861edNEL9L3871brownNE18 3、数据文件的操作。、数据文件的操作。数据文件的建立数据文件的建立 数据文件的修改数据文件的修改 数据文件中记录的删除数据文件中记录的删除 数据文件的排序数据文件的排序 数据文件的更新数据文件的更新 数据文件的检索
9、数据文件的检索 计算、显示和打印计算、显示和打印（三）数据库（三）数据库第二节第二节 数据库技术数据库技术一、数据库系统的产生和构成一、数据库系统的产生和构成 （一）数据库系统的产生（一）数据库系统的产生 数据库产生的标志性事件数据库产生的标志性事件 1、1969年，年，IBM公司开发了基于层次结构公司开发了基于层次结构的数据库管理系统的数据库管理系统IMS（Information Management System）。）。2、美国数据系统语言协商会（、美国数据系统语言协商会（Conference On Data System Language,CODA-SYL）的数据库任）的数据库任务组（务
10、组（Data Base Task Group，DBTG）于）于60年代年代末到末到70年代初提出了年代初提出了DBTG报告。它基于网状结报告。它基于网状结构，是数据库网状模型的基础和代表。构，是数据库网状模型的基础和代表。3、1970年，年，IBM公司公司San Jose研究实验室研研究实验室研究员究员E.F.Codd提出了数据库的关系模型，开创了提出了数据库的关系模型，开创了关系方法和关系数据研究，为关系数据库的发展关系方法和关系数据研究，为关系数据库的发展奠定了理论基础。奠定了理论基础。（二）数据库系统的构成（二）数据库系统的构成 数据库系统数据库系统是由计算机系统、数据库、数据是由计算机
11、系统、数据库、数据库管理系统和有关人员组成的具有高度组织的总库管理系统和有关人员组成的具有高度组织的总体。体。数据库系统的主要组成部分有数据库系统的主要组成部分有：1、计算机系统、计算机系统 2、数据库、数据库 数据库定义：数据库定义：数据库是以一定的组织方式存数据库是以一定的组织方式存储在一起的为一个或多个用户服务的在计算机上储在一起的为一个或多个用户服务的在计算机上运行的相关数据的集合。运行的相关数据的集合。3、数据库管理系统（、数据库管理系统（DBMS）。）。4、人员、人员 包括：数据库管理员包括：数据库管理员 系统程序员系统程序员 用户（应用程序员用户（应用程序员、专门用、专门用 户户
12、、参数用户、参数用户）二、数据库设计的主要内容二、数据库设计的主要内容 1、现实世界、现实世界 2、观念世界、观念世界 3、数据世界、数据世界 三、数据模型三、数据模型 数据模型分为两个层次：概念模型（也称为数据模型分为两个层次：概念模型（也称为信息模型）和数据模型（如网状、层次及关系模信息模型）和数据模型（如网状、层次及关系模型）型）（一）概念模型（一）概念模型 概念模型的主要概念有：概念模型的主要概念有：1、实体（、实体（Entity）。）。2、属性。、属性。3、联系。、联系。联系的三种类型：一对一联系联系的三种类型：一对一联系 一对多联系一对多联系 多对多联系多对多联系 （二）（二）ER
13、图（概念模型的表示方法）图（概念模型的表示方法）符号：符号：实体名实体名实体实体联系名联系名联系联系属性名属性名属性属性1、供应单位：属性有单位号、单位名、供应单位：属性有单位号、单位名、地址、联系人、邮政编码。地址、联系人、邮政编码。表示为：表示为：供应单位供应单位单位号单位号单位名单位名 地址地址 联系人联系人 邮政编码邮政编码 2、物资：属性有物资代码、名称、规、物资：属性有物资代码、名称、规格、备注。格、备注。物物 资资物资代码物资代码名称名称 规格规格 备注备注 3、库存：属性有入库号、日期、货位、库存：属性有入库号、日期、货位、数量。数量。库存库存入库号入库号日期日期 货位货位 数
14、量数量 4、合同：属性有合同号、数量、金额、合同：属性有合同号、数量、金额、备注。备注。合同合同合同号合同号数量数量 金额金额备注备注 5、结算：属性有结算编号、用途、金、结算：属性有结算编号、用途、金额、经手人。额、经手人。结算结算结算编号结算编号用途用途 金额金额经手人经手人 1、入库：一种物资可以分多次入库，、入库：一种物资可以分多次入库，所以是所以是1:N联系。联系。使用使用ER图来表示可以表示为：图来表示可以表示为：物物 资资物资代物资代码码名称名称 规格规格 备注备注 入库入库库存库存入库号入库号日期日期 货位货位 数量数量 1 1N N2、验收：一份合同订购的物资可以分多次、验收
15、：一份合同订购的物资可以分多次验收，所以是验收，所以是1:N联系。联系。3、购进：一次购进的物资可以经多次结算，、购进：一次购进的物资可以经多次结算，而一次结算可以承办多次购进的物资，所以是多而一次结算可以承办多次购进的物资，所以是多对多的联系。其属性为：入库号、结算编号、数对多的联系。其属性为：入库号、结算编号、数量、金额。量、金额。4、付款：也是多对多的联系，其属性值为：、付款：也是多对多的联系，其属性值为：结算编号、合同号、数量、金额。结算编号、合同号、数量、金额。5、订货：这是一个数量超过两个的不同类、订货：这是一个数量超过两个的不同类型实体之间的联系。在订货业务中，一种物资可型实体之
16、间的联系。在订货业务中，一种物资可由多家供应，产生多笔合同。反之，一个供应单由多家供应，产生多笔合同。反之，一个供应单位可供应多种物资，产生多笔合同，所以，在图位可供应多种物资，产生多笔合同，所以，在图中用中用M:N:L的结构来表示。订货联系的属性为：的结构来表示。订货联系的属性为：物资代码、单位号、合同号、数量、单价。物资代码、单位号、合同号、数量、单价。L LM MN NM MN N1 1N NN NN NM M1 1物物 资资入库入库库存库存订货订货验收验收购进购进付款付款供应单位供应单位合同合同结算结算n举例说明举例说明E-R图的构建过程图的构建过程n假定某企业的信息系统，要求适应以下
17、假定某企业的信息系统，要求适应以下各部门的要求，请根据要求设计各部门的要求，请根据要求设计E-R图图n供应科处理采购业务供应科处理采购业务n供应商供应原材料和零部件供应商供应原材料和零部件n生产科处理产品组装业务生产科处理产品组装业务n零部件组装成产品零部件组装成产品n产品的生产需要原材料产品的生产需要原材料n零部件可以由其他的零部件组成零部件可以由其他的零部件组成n总务科处理仓储业务总务科处理仓储业务n产品和材料都要放在仓库中保管产品和材料都要放在仓库中保管n构建局部构建局部E-R图图n（a）供应科）供应科供应商供应商材料材料供应供应mn零部件零部件k供应商供应商供应供应m供应商供应商材料材
18、料零部件零部件供应供应mnkn（b）生产科）生产科产品产品材料材料使用使用nm零部件零部件产品产品组装组装nm零部件零部件装配装配nm零部件零部件产品产品组装组装nm材料材料使用使用nm装配装配nmn（c）总务科）总务科产品产品仓库仓库存放存放1m材料材料仓库仓库存放存放1n仓库仓库产品产品存放存放m1材料材料nn汇总后的汇总后的E-R图图nmmnmnnm装配装配零部件零部件组装组装产品产品供应商供应商供应供应使用使用存放存放材料材料仓库仓库mnk1nE-R图的综合中需要注意的问题：图的综合中需要注意的问题：n同一实体只出现一次同一实体只出现一次 n实体间多余的联系应该被删掉实体间多余的联系应
19、该被删掉nE-R模型是对现实世界的一种抽象，抽模型是对现实世界的一种抽象，抽取人们所关心的信息，忽略非本质的细取人们所关心的信息，忽略非本质的细节，并对这些信息进行精确的描述节，并对这些信息进行精确的描述（三）数据模型（三）数据模型数据库发展过程中，使用过的数据模型有：数据库发展过程中，使用过的数据模型有：1、层次模型也叫树型模型，其特征是：有且、层次模型也叫树型模型，其特征是：有且仅有一个节点无双亲，这个节点称为根节点。其仅有一个节点无双亲，这个节点称为根节点。其它节点有且仅有一个双亲，但可以有零个或若干它节点有且仅有一个双亲，但可以有零个或若干个子结点。没有子结点的结点称为终端结点或叶个子
20、结点。没有子结点的结点称为终端结点或叶结点。结点。2、网状模型、网状模型网状模型又叫网络模型，记录和记录之间相网状模型又叫网络模型，记录和记录之间相互联系，不存在根节点的概念，任何一个节点都互联系，不存在根节点的概念，任何一个节点都可以双亲节点和子孙节点。可以双亲节点和子孙节点。3关系模型关系模型关系模型的基本组成是关系，从用户的观点来看，关系模型的基本组成是关系，从用户的观点来看，在关系模型下，数据的逻辑结构是一张二维表，在关系模型下，数据的逻辑结构是一张二维表，即关系，每一个关系就是一张二维表格。即关系，每一个关系就是一张二维表格。物资代码物资代码名称名称规格规格备注备注03070307电
21、钻电钻500W500W03020302电锯电锯2424寸寸关系模型术语关系模型术语1 1、关系。一个关系对应于一张二维表。、关系。一个关系对应于一张二维表。2 2、元组。表中一行称为一个元组。、元组。表中一行称为一个元组。3 3、属性。表中一列称为一个属性，给每列起一个、属性。表中一列称为一个属性，给每列起一个名即为属性名。名即为属性名。4 4、主码（、主码（Primary KeyPrimary Key，也称主关键字）。表中，也称主关键字）。表中的某个属性组，它的值惟一地标识一个元组。的某个属性组，它的值惟一地标识一个元组。5 5、域。属性的取值范围。、域。属性的取值范围。6 6、分量。元组中
22、的一个属性值。、分量。元组中的一个属性值。7 7、关系模式。对关系的描述，用关系名（属性、关系模式。对关系的描述，用关系名（属性1 1，属性，属性2 2，属性，属性n n）来表示。）来表示。四、关系的规范化四、关系的规范化 1、第一范式（、第一范式（1 NF）属于第一范式的关系应满足的基本条件是元属于第一范式的关系应满足的基本条件是元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项。组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项。入库入库单号单号日期日期物资物资代码代码名称名称规格规格单位单位数量数量货货 款款单价单价金额金额210299.1.50307电钻电钻500W个个25001000210399.1.
23、90302电锯电锯24寸寸台台315004500入库入库单号单号日期日期物资物资代码代码名称名称规格规格单位单位数量数量单价单价金额金额210299.1.50307电钻电钻500W个个25001000210399.1.90302电锯电锯24寸寸台台315004500 2、第二范式（、第二范式（2NF）所谓第二范式，指的是这种关系不仅满足第所谓第二范式，指的是这种关系不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主码。一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主码。主码主码 非主码非主码入入库库单单号号物物资资代代码码日日期期名名称称规规格格单单位位数数量量单单价价金金额额部分依赖函数部分依赖函数 完
24、全依赖函数完全依赖函数第二范式的关系：第二范式的关系：入库单号入库单号 日期日期物资代码物资代码 名称名称 规格规格 单位单位入库单号入库单号 物资代码物资代码 数量数量 单价单价 金额金额 所谓第三范式，指的是这种关系不仅满足第所谓第三范式，指的是这种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二范式，而且它的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字。赖于任何主关键字。产品代码产品代码 产品名产品名 生产厂名生产厂名 生产厂地址生产厂地址第三范式：第三范式：产品关系：产品代码、产品名、生产厂名产品关系：产品代码、产品名、生产厂名生产厂关系：生产厂名、生产厂地址生产厂关系：生产厂
25、名、生产厂地址n关系数据库的规范化过程关系数据库的规范化过程关关 系系1NF1NF2NF2NF3NF3NF每一分量不可再分每一分量不可再分消除部分依赖消除部分依赖消除传递依赖消除传递依赖n将下列关系转化为满足第三范式的关系将下列关系转化为满足第三范式的关系n教师（教师代码，姓名，职称，研究课题教师（教师代码，姓名，职称，研究课题号，研究课题名）号，研究课题名）n学生（学号，姓名，班级，系别，系主任）学生（学号，姓名，班级，系别，系主任）n存货（货号，品名，价格，仓库号，地点，存货（货号，品名，价格，仓库号，地点，面积，存放数量）面积，存放数量）n教师（教师代码，姓名，职称，教师（教师代码，姓名
26、，职称，研究课题号，研究课题名）研究课题号，研究课题名）n教师教师1（教师代码教师代码，姓名，职称），姓名，职称）n教师教师2（研究课题号研究课题号，研究课题名），研究课题名）n教师教师3（教师代码，研究课题号教师代码，研究课题号）五、从五、从E-RE-R图导出关系数据模型图导出关系数据模型 nE-RE-R图中每个实体，都相应地转换为一个图中每个实体，都相应地转换为一个关系关系 n该关系应包括对应实体的全部属性，并该关系应包括对应实体的全部属性，并应根据该关系表达的语义确定出关键字应根据该关系表达的语义确定出关键字n关系中的关键字属性是实现不同关系联关系中的关键字属性是实现不同关系联系的主要手
27、段系的主要手段 根据不同的联系方式，对根据不同的联系方式，对E-RE-R图的转换图的转换 如果两个实体间是如果两个实体间是1:11:1联系，可将任一方的主联系，可将任一方的主键作为另一方的属性键作为另一方的属性 如果两实体间是如果两实体间是1:n1:n联系，将联系，将“1”“1”方实体方实体的关键字纳入的关键字纳入“n”“n”方实体对应的关系中作为外方实体对应的关系中作为外部关键字，同时把联系的属性也一并纳入部关键字，同时把联系的属性也一并纳入“n”“n”方的关系中方的关系中 如果两实体间是如果两实体间是m:nm:n联系，则需对联系单独联系，则需对联系单独建立一个关系，用来联系双方实体，该关系
28、的属建立一个关系，用来联系双方实体，该关系的属性中至少要包括被它所联系的双方实体的关键字，性中至少要包括被它所联系的双方实体的关键字，如果联系有属性，也要归于这个关系中如果联系有属性，也要归于这个关系中一对一联系 一对多联系 多对多联系 练习n请将下列请将下列E-R图转换为关系模型图转换为关系模型nmn1客户客户订单订单产品产品发出发出订货订货客户代号客户代号公司名称公司名称城市城市电话电话订单代号订单代号订购日期订购日期运货费运货费产品代号产品代号产品名称产品名称单价单价数量数量nE-R图转换为关系模型为：图转换为关系模型为：n客户（客户（客户代号客户代号，公司名称，城市，电话），公司名称，
29、城市，电话）n订单（订单（订单代号订单代号，订购日起，运货费，订购日起，运货费，客客户代号户代号）n产品（产品（产品代号产品代号，产品名称，单价），产品名称，单价）n订货（订货（订单代号，产品代号订单代号，产品代号，数量），数量）第四节第四节 计算机网络计算机网络 一、计算机网络的概念一、计算机网络的概念（一）计算机网络的概念（一）计算机网络的概念 计算机网络是用通信介质把分布在不同地理计算机网络是用通信介质把分布在不同地理位置的计算机和其他网络设备连接起来，实现信位置的计算机和其他网络设备连接起来，实现信息互通和资源共享的系统。息互通和资源共享的系统。计算机网络中的一些概念计算机网络中的一些
30、概念 网络介质：网络介质：数据传输的通理通道。数据传输的通理通道。协议：协议：网络设备间进行通信的一组约定。网络设备间进行通信的一组约定。节点：节点：网络中某分支的端点或网络中若干条网络中某分支的端点或网络中若干条分支的公共汇交点。分支的公共汇交点。链路：链路：是指两个相邻节点之间的通信线路。是指两个相邻节点之间的通信线路。（二）网络拓扑结构（二）网络拓扑结构 网络拓扑网络拓扑结构是指网络连接的物理形式。结构是指网络连接的物理形式。1、总线型结构、总线型结构 ComputerComputer2、树型结构、树型结构 ComputerComputerComputerComputerComputer
31、ComputerComputer3、环形结构、环形结构 ComputerComputerComputer4、星型结构、星型结构 ComputerComputerComputerComputerComputerComputerC5、网状结构、网状结构 ComputerComputerComputerComputer 6、混合型结构、混合型结构 在连接中使用了以上连接方式中的两种以上在连接中使用了以上连接方式中的两种以上的方式。的方式。二、局域网技术二、局域网技术 （一）网络体系结构（一）网络体系结构 1、文件服务器工作站、文件服务器工作站 2、客户服务器（、客户服务器（Client/Server）3、分布式处理环境、分布式处理环境 4、浏览器服务器（、浏览器服务器（Browser/Server）（二）网络操作系统（二）网络操作系统 网络操作系统是管理网络资源的系统软件，网络操作系统是管理网络资源的系统软件，是网络运行的基础。是网络运行的基础。三、计算机网络的分类三、计算机网络的分类 局域网局域网 广域网广域网 Internet网网