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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3.1 计算机软件计算机软件3.2 数据处理数据处理3.3 数据资源管理技术数据资源管理技术3.4 计算机网络计算机网络13.1 计算机软件计算机软件3.1.1 计算机软件的概念计算机软件的概念3.2.2 系统软件系统软件3.3.3 程序设计语言程序设计语言23.1.1 计算机软件的概念计算机软件的概念3.1.1.1 软件分类计算机软件分为系统软件和应用软件两类。系统软件系统软件系统软件系统软件：当计算机在执行各类信息处理任务时，那些管理与支持计算机系统资源及操作的程序，称为系统软件。应用软件应用软件应用软件应用软件：那些综合用户处理需
2、求的，直接处理特定应用的程序称之为应用软件。如下图3计算机软件系统软件应用软件操作系统操作环境数据库管理系统通信管理器系统应用程序执行管理器安全管理器程序设计语言翻译器程序设计环境计算机辅助软件工程包字处理电子表通信绘图会计通用账务市场销售分析制造产品控制财务投资预算系统管理程序 系统支持程序 系统开发程序通用应用程序专业应用程序43.1.1.2 软件发展趋势第一代第二代第三代第四代第五代软件用户编写程序机器语言组装程序符号语言操作系统高级语言操作系统数据库管理系统第四代语言微型机组件自然语言多目标图形接口软件包专家辅助软件趋势（1）程序设计语言向对话式，自然语言方向发展（2）向更容易使用的多
3、目标应用软件包方向发展53.1.2 系统软件系统软件3.1.2.1 系统软件的分类系统软件分为三类：系统管理程序、系统支持程序、系统开发程序系统管理程序系统管理程序系统管理程序系统管理程序：在计算机系统执行各种用户信息处理任务时，这种程序用于管理计算机系统的硬件、软件和数据资源。最重要的系统管理程序是操作系统和操作环境，并且在操作系统和操作环境的支持下，运行数据库管理系统和通信管理器。系统支持程序系统支持程序系统支持程序系统支持程序：这类程序通过提供各种支持服务，以支持计算机系统操作和管理。主要支持程序有系统应用程序，系统执行管理器以及安全管理器。这些程序往往依附于系统管理程序。系统开发程序系
4、统开发程序系统开发程序系统开发程序：这类程序主要帮助用户开发信息系统的应用程序。包括各种语言翻译器，程序设计工具及计算机辅助软件。63.1.2.2 操作系统（operating system,OS）重要性OS是计算机最基本也是最重要的软件包。它管理CPU的操作，控制计算机系统的输入/输出，存储资源的分配及一切活动，当计算机执行用户应用时提供各种服务。73.1.2.3 操作系统（operating system,OS）（续）操作系统的功能（如图）用户界面资源管理任务管理文件管理实用程序和其它功能管理硬件资源的使用管理任务的完成管理数据和程序文件提供多种支持服务操作系统提供的用户帮助用户实现与计算
5、机系统的交流。这种用户界面有三种：命令驱动、菜单驱动及图形用户界面操作系统管理计算机系统的所有硬件资源包括CPU、主存储器、二级存储设备以及其他输入/输出设备。操作系统文件管理程序控制数据和程序文件的生成、删除和存取。操作系统的任务管理程序保证终端用户计算任务的完成。该程序给每个任务分配一个时间片，并能对每个任务进行中断、以便转交给另一个任务。83.1.2.4 操作系统（operating system,OS）（续）操作系统的类型（如图）分类方法操作系统类型按系统功能划分批处理操作系统 单道（程序）批处理、多道（程序）处理 分时操作系统 实时操作系统按计算机配置划分单机配置（大型机操作系统、小
6、型机操作系统、微型机操作系统、多媒体操作系统）多机配置（网络操作系统、分布式操作系统）按用户划分单用户操作系统 多用户操作系统按任务数量划分单任务操作系统 多任务操作系统93.1.2.5 其他系统管理程序数据库管理系统（database management system,DBMS）：一种系统软件包，可帮助企业开发、使用、维护组织的数据库。通信管理器：现代信息系统基本都具备终端用户与其他计算机系统或其他组织数据库进行电子通信能力。因此都需要有称为通信管理器的软件包，这些软件包一般安装在网络的主机计算机端（host）或作为网络前端处理机和网络服务器的计算机系统上。系统支持程序：属于系统软件一类。
7、实用程序（utility program）、执行监视器、安全监视器等属于系统支持程序。103.1.3 程序设计语言程序设计语言3.1.3.1 机器语言机器语言早期的计算机不配置任何软件，这时的计算机称为“裸机”（bare machine）。裸机只认0和1两种代码，程序设计人员只能用一连串的0和1构成机器指令来编写程序，这就是机器语言程序。其特点其特点：（1）采用二进制代码（2）指令随机器而异（面向机器）113.1.3.2 汇编语言机器语言存在着严重的缺点（1）易于出错；（2）编程繁琐，工作量大；（3）不直观。于是人们想用符号（助记符）来代替机器语言中的二进制代码的方法，设计了汇编语言。汇编语言
8、又称符号语言，其指令的操作码和操作数据地址全都用符号表示，大大方便了记忆，但它仍是一种面向机器的程序设计语言，机器语言所具有的缺点它都有。用汇编语言书写的程序保持了机器语言速度快的优点，但它送入计算机后，必须被翻译成机器语言形式表示的程序，才能由计算机识别和执行。123.1.3.3 高级语言Basic Pascal Cobol 属于高级语言其优点（1）高级语言更接近于自然语言，一般采用英语表达语句，便于理解、记忆和掌握。（2）高级语言语句与机器指令并不存在一一对应关系，一个高级语言语句通常对应多个机器指令，因而用高级语言编写的程序短小精悍，不仅便于编写，而且易于查找错误和修改。（3）高级语言基
9、本上与具体计算机无关，即通用性强。高级语言也是不能被计算机直接识别的和执行的，必须翻译成机器指令才能执行。翻译方式有两种：一是解释方式，二是编译方式。133.1.3.4 第四代语言相对于第一代、第二代和第三代而言。大多数第四代语言让用户和程序员使用非过程化的语言说明他们的要求，而由计算机决定实现这个要求的指令序列。3.3.5 面向对象的语言（OOPL）最早起源于60年代的Smelltalk。大多数程序设计语言将数据元素从执行它们的过程或活动中分离，而面向对象的语言却要把数据一过程结合起来与对象相联系。因此一个对象把数据和在这些数据上执行的活动组织在一起。143.2 数据处理数据处理数据处理的概
10、念和发展阶段数据组织数据文件的操作15一、数据处理的概念和发展阶段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，其主要目的可归纳为：（1）把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形式；（2）把数据加工成对正确决策有用的数据；（3）把数据编辑后存储起来，供以后取用。16数据处理的基本内容数据处理的基本内容数据处理的基本内容数据处理的基本内容：数据收集、数据转换、数据的筛选、数据的组织、数据的运算、数据存储、数据检索和数据输出等。进行数据处理是管理活动的最基本内容，也是管理信息系统的基本功能。数据处理一般不涉及
11、复杂的数据计算，但要求处理的数据量很大，因此，进行数据处理时需要考虑以下问题需要考虑以下问题需要考虑以下问题需要考虑以下问题（1）数据以何种方式存储在计算机中；（2）采用何种数据结构能有利于数据的存储和取用；（3）采用何种方法从已组织好的数据中检索数据。17数据处理的发展过程：（1）简单应用（简单应用（50年代以前）年代以前）：本阶段最基本特征是无数据管理及完全分散的手工方式，它表现在：无外存或只有磁带外存，输入输出设备简单；无操作系统、无文件管理系统、无软件进行数据管理；数据是程序的组成部分，数据不独立；文件系统尚未出现，程序员必须自行设计数据的组织方式。18（2）文件系统（文件系统（50年
12、代后期到年代后期到60年代中期）年代中期）：基本特征是有了面向应用的数据管理功能，工作方式是分散的、非手工的，其表现为外存有了很大的发展，除磁带外出现了大容量的硬盘和灵活的软磁盘，输入输出大大加强；系统软件方面出现了操作系统、文件管理系统和多用户的分时系统，出现了专用于商业事务管理的高级语言COBOL。它用于文件处理，可以进行非数值处理；数据方面，实现了数据对程序的一定的独立性，数据不再是程序的组成部分；文件已经多样化；数据存取以记录为单位。这一阶段数据管理的不足之处表现在：这一阶段数据管理的不足之处表现在：这一阶段数据管理的不足之处表现在：这一阶段数据管理的不足之处表现在：数据冗余度大数据与
13、程序独立性仍不高19（3）数据库系统（60年代后期开始）本阶段计算机在管理中的应用更加广泛，数据量急剧增大，对数据共享的要求越来越迫切；同时，大容量磁盘已经出现，联机实时处理业务增多；软件价格在系统中的比重日益上升，硬件价格大幅下降，编制和维护应用软件所需成本相对增加，在这种情况下，为了解决多用户、多应用共享数据的需求，使数据为尽可能多的应用程序服务，出现了数据库系统，其特点：面向全组织的复杂数据结构；数据冗余度小，易于扩充；数据与程序独立；统一的数据检测功能。数据库的上述特点，使得信息系统的研制从围绕加工数据的以程序为中心转移到围绕共享的数据库来进行，实现了数据的集中管理，提高了数据的利用率
14、和一致性，从而能更好地为决策服务。因此，数据库技术在信息系统应用中正起着越来越重要的作用。20二、数据组织（一）数据结构：是计算机信息处理中的一个重要概念，包括数据的存储结构及结构上的运算或操作。分为数据的逻辑结构逻辑结构逻辑结构逻辑结构和物理结构物理结构物理结构物理结构。物物物物理结构又称存储结构理结构又称存储结构理结构又称存储结构理结构又称存储结构，指数据元素在计算机存储器中的存放方式，而数据的逻辑结构数据的逻辑结构数据的逻辑结构数据的逻辑结构是指数据间的逻辑关系。数据的逻辑结构包括串、队列、堆栈、表结构、树、图等，而线性表和链表等则是存储结构。对于给定的逻辑结构需要寻找一种恰当的与其对应
15、的存储结构，以便在计算机中存储。通常把这种对应关系称为映象映象映象映象。21指针与链指针与链在数据结构中，表征某一数据结构特点及其连接方式的基本单位称为结构的结点（结点（结点（结点（NodeNode）。一个结点可以是一个字符、一个数字，也可以是一个记录。一个结点通常有几个域，用来存放与结点有关的信息，存放结点本身信息的域称为信息域信息域信息域信息域，存放结点与其他结点关系信息的域，称为地址域或指针域，地址域或指针域，地址域或指针域，地址域或指针域，其中存放与结点有关的结点的地址称为指针。若干带指针的结点组成的集合，称为链。一个典型的结点结构如下图所示LLINK 左指针INFO信息RLINK右指
16、针在信息域中可以加入一个或多个信息，指针可多个或一个通常与前一个结点相接的结点叫作前继结点通常把指针指向的下一结点叫作后继结点数据组织数据组织22举例说明：如下表是职工登记表NO.NAMEAGE0512过荣霞220256王三281234林杜252345梁昌勇240001李明28每个职工登记项有三项：工作证号、姓名和年龄。对应于这样一个数据结构，信息域有四个：标志职工基本信息的三项和指向下一个职工记录的指针NEXT，如下图。NO.NAME AGE NEXT上述职工登记表的链结构如右图H0152 过荣霞 221234林杜250001李明282345 梁昌勇 240256王三28数据组织数据组织23
17、线性表线性表线性表是指数据的结构形式本质上是一维的线性关系，其中每个结点都是同一类型的数据结构。线性表中每个结点中的元素可以是一个数字、一串字符或一项记录。当线性表中的元素用一组连续的存储单元存放时，由于所有结点具有相同的结构，其存放位置完全由元素在线性表中的顺序号所决定，这种线性表又成为顺序线性表。对于顺序线性表，若第一个元素的起始存放位置为LOC（K1），每个元素占用空间大小为L，则第i个元素Ki的存放位置可由下式直接计算得到因而，线性表对于任何一个元素的检索都很方便。数据组织数据组织24链表链表链表结构在每个结点设有链指针，用来指示下一个结点的位置，结点本身则可以存放在任意一组存储单元中
18、，这些存储单元可以是连续的，也可以分散的。在线性链表中，由于结点之间的逻辑关系是由指针表示的，所以，在插入和删除操作中，只需改变前后结点的指针，而不需要进行大量的数据移动，如下图。HABCDHAB CD HACDBHACD删除结点删除结点插入结点插入结点不利方面：单链表在搜索时，只能沿一个方向进行，并且每搜索一个结点，都必须从头结点开始，搜索效率很低。改进：把最后一个结点的指针指向头结点，形成循环；在每个结点中加上一个指向前趋的指针，则构成双向链表；若结点中多于两个指针，则构成多重链表。数据组织数据组织25树树树是结点之间有分支的、层次关系的结构，类似于自然界中的树。树结构在数据处理中应用最广
19、泛，也是最重要的一类非线性结构，是在大规模数据处理中，经常会有大量的层次化嵌套数据，树结构为这类数据的表示提供了自然的表示方法及高效的运算手段。如下图。直径 长度指针1长度指针2代码 直径指针1直径指针2代码 直径指针1直径指针2直径 长度指针1长度指针2长度单价库存量 长度单价库存量长度单价库存量 长度单价库存量优势：上例若不采用树结构，而是采用一系列指针与反映各种不同直径规格的记录间的联系，每种直径规格的记录又通过另外一引起指针与不同长度规格的记录相联系，则虽可把许多数据项综合到一个记录中，但这样记录的长度会随着规格数的变化而变化，记录的长度也可能拉长，给数据处理造成不便。而采用树形结构，
20、则可以把复杂的数据联系表示成固定长度的记录，方便数据处理。数据组织数据组织26（二）数据文件数据文件数据文件数据文件：数据文件是为了某一特定目的而形成的同类记录的集合。记录记录记录记录是文件中可存取的最小单位，它由若干数据项构成。数据项数据项数据项数据项是文件中可使用的最小单位。若用文件描述某一事物的总体（如：工资单），则文件中的若干记录描述的就是总体中的个体情况（如各人的工资情况），而数据项都有一个代表事物某一方面属性的名，同时对于每一条记录来说，对应着该属性的名，还都有一个数据项的值。记录中能唯一地标志该记录的数据项称主键。主键。主键。主键。此外，还可能把另外一些数据项定为副键，主键和副键
21、统称鉴别键，其功能是用来鉴别和搜索记录。在信息系统中，数据组织一般采用文件组织和数据库组织。数据组织数据组织27文件系统是数据处理的主要方式，建造容易，使用灵活，处理速度快，特别适合单项业务系统使用。数据文件的组织方式是指文件内部构造数据的方式，主要有以下几种：（1）顺序文件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序的文件。（2）索引文件索引文件索引文件索引文件：除文件本身外，另建一张指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部分的文件称为索引文件。（3）直接存取直接存取直接存取直接存取文件（散列文件）文件（散列文件）文件（散列文件）文件（散列文
22、件）：其方式有直接地址法、相对键法、杂凑法。数据组织数据组织28（三）数据库：是比文件系统更高级的一种数据组织方式，在文件系统中，文件由记录构成，通过种种数据结构描述应用领域的数据及其关系，数据的存取以记录为单位。由于文件系统的结构只限于记录内部，因而仅能适用于单项应用的场合。对于一个组织的管理信息系统而言，要求从整体上解决问题，不仅要考虑某个应用的数据结构，而且要考虑全局数据结构。数据组织数据组织29三、数据文件的操作三、数据文件的操作1.数据文件的建立2.数据文件的排序3.数据文件的合并4.数据文件的更新合并5.检索30数据文件的建立数据文件的建立建立数据文件是把原始的数据通过键盘或其他方
23、式输入计算机的外存以数据文件的形式保存起来。手工输入数据出错可能较大，为了及时发现和修改这种人为的错误，编制建立数据文件的程序时，应在程序中考虑数据输入的校验问题。此外，为了保证代码输入的正确性，常常采用代码的校验位校验方法（暂略，后面再讲）数据文件操作数据文件操作31数据文件的排序数据文件的排序将数据文件记录按某个鉴别键顺序调整成为一个有序序列，是数据文件处理中的一种重要运算。由于顺序文件可采用折半查找，其搜索效率远比顺序查找为优，因而在需经常进行查找操作的应用中，都要对数据文件排序。由于文件组织结构不同，排序方法也就不同，通常，文件有三种存储结构：（1）文件中相邻两个记录在存储位置上也是相
24、邻的，这时要移动记录来实现排序；（2）文件中物理记录位置是任意的，相邻记录之间以指针相连，即以链表存储结构，排序时无需移动记录，仅需修改相应指针即可。此类排序称为表排序表排序表排序表排序。（3）记录的位置任意，同时另设以地址向量依次指示文件中每个记录的物理位置，排序过程也无需移动记录，仅需修改地址向量中相应分量的值。此类排序称为地址排序地址排序地址排序地址排序。常见的内部排序方法有冒泡排序、插入排序、希尔排序等。数据文件操作数据文件操作32数据文件的合并数据文件的合并合并有以下几种情况1.把数据文件中具有相同鉴别键相同鉴别键的记录予以合并，形成一个新的数据文件，称为同键号合并。2.把两个或两个
25、以含有相同数据项相同数据项的文件合并为一个新的数据文件。数据文件操作数据文件操作33数据文件的更新合并数据文件的更新合并有时数据处理需要把不同关键字、不同数据项的数据文件合并为一个数据文件，就需要编写更新合并程序。例如：工资系统中需把人事文件与财务文件进行合并就属此类。数据文件操作数据文件操作005数据项36812数据项25021数据项1DA0042DA0026DA0018鉴别键9024数据项55670数据项4DA0042DA0032DA0018鉴别键A表B表更新合并文件是针对两个文件中的一个而言的。对数据文件A来说，把数据文件B中同键号的数据项和它串接成一个新记录，用数据文件B的内容修改文件
26、A的内容，叫更新更新更新更新；与此同时，把文件B中有而文件A中没有的键号及数据插入文件A中，形成一个新数据文件的过程，叫合并合并合并合并。34检索检索检索是数据处理中最常用的操作之一。检索操作可以从大量信息集中找出所需要的信息元素。检索方法很多，不同的文件组织有不同的检索方法。对顺序组织的文件，可以采用顺序查找、折半查找、分块查找等方法。数据文件操作数据文件操作353.3 数据库技术数据库技术一、数据库系统的产生和构成二、数据库设计的主要内容三、实体联系模型（E-R模型）四、数据模型五、关系数据库的规范化36一、数据库系统的产生和构成一、数据库系统的产生和构成数据库系统的产生：数据库系统的产生
27、：数据库技术萌芽于60年代中期。60年代末到70年代初数据库技术日益成熟，具有了坚实的理论基础，其主要标志为以下三个事件：（1）1969年，年，IBM公司研制开发了基于层次结构的商品化数据库管理公司研制开发了基于层次结构的商品化数据库管理系统系统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CODASYL（Comference On Data System Language)的数据库任务组的数据库任务组DBTG（Data Base Task Group）对数据库对数据库方法进行了系统的研究、讨论，并于方法进行了系统的研究
28、、讨论，并于60年代末到年代末到70年代初提出了年代初提出了若干报告，称为若干报告，称为DBTG报告。报告。（3）1970年，年，IBM公司公司San Jose实验室研究员实验室研究员E.F.Codd发表了题为发表了题为“大型共享数据库数据的关系模型大型共享数据库数据的关系模型”的论文，提出了数据库的关系的论文，提出了数据库的关系模型，开创了关系方法和关系数据的研究，为关系数据库的发展模型，开创了关系方法和关系数据的研究，为关系数据库的发展奠定了理论基础。奠定了理论基础。数据库技术数据库技术37数据库系统的构成1、计算机系统：指用于数据库管理的计算机硬软件系统2、数据库：既有存放数据的物理数据
29、库，也有存放数据逻辑结构的描述数据库3、数据库管理系统（DBMS）：是一组对数据库进行管理的软件。4、人员数据库管理员、系统程序员、用户。数据库技术数据库技术38二、数据库设计的主要内容二、数据库设计的主要内容用户要求分析用户要求分析用户要求分析用户要求分析概念结构设计概念结构设计概念结构设计概念结构设计：是根据用户需求设计的数据库模型。可用实体联系模型（E-R模型）表示，也可用3NF关系群表示（后面讲）逻辑结构设计逻辑结构设计逻辑结构设计逻辑结构设计：是将概念模型转换成某种数据库管理系统（DBMS）支持的数据模型物理结构设计物理结构设计物理结构设计物理结构设计：是为数据模型在设备上选定合适的
30、存储结构和存取方法数据库技术数据库技术39三、实体联系模型（三、实体联系模型（E-R模型）模型）实体（实体（实体（实体（entity)entity)：“实体”是观念世界中客观事物的概念。实体可以是人，也可以是物或抽象的概念；可以指事物本身，也可以指事物之间的联系，如一个人，一件物品，一个部门等都可以是实体属性属性属性属性：指实体具有的某种特性。属性用来描述一个实体。如：学生实体可由学号、姓名、年龄、性别、系、年级等属性来描述联系联系联系联系：现实世界的事物总是存在着各种各样的联系，这种联系必然在信息世界中得到反映。在信息世界中，事物间联系分为两类：实体内部和实体间的联系。我们讨论的主要是实体间
31、的联系数据库技术数据库技术40实体实体总体总体个体个体如：张三、李四分分分分 为为为为同质总体同质总体异质总体异质总体分分分分 为为为为总体泛指个体组成的集合.由不同性质的个体组成的集合.一个异质总体可以分解出多个同质总体设设A，B为两个包含若干个个体的总体，其间为两个包含若干个个体的总体，其间建立了某种联系，建立了某种联系，其联系方式可分为三类其联系方式可分为三类41数据库技术数据库技术1 1、一对一联系一对一联系一对一联系一对一联系CC如果对于如果对于A A中的一个实体，中的一个实体，B B中至多有一个实体与其发生联系，中至多有一个实体与其发生联系，反之，反之，B B中的每一实体至多对应中
32、的每一实体至多对应A A中一个实体，则称中一个实体，则称A A与与B B是一对是一对一联系一联系2 2、一对多联系一对多联系一对多联系一对多联系CC如果对于如果对于A A中的每一实体，实体中的每一实体，实体B B中有一个以上实体与之发生中有一个以上实体与之发生联系，反这，联系，反这，B B中的每一实体至多只能对应于中的每一实体至多只能对应于A A中的一个实体，中的一个实体，则称则称A A与与B B是一对多联系是一对多联系3 3、多对多联系多对多联系多对多联系多对多联系CC如果如果A A中至少有一实体对应于中至少有一实体对应于B B中的一个以上实体，反之，中的一个以上实体，反之，B B中也至少有
33、一个实体对应于中也至少有一个实体对应于A A中一个以上实体，称中一个以上实体，称A A与与B B为多对为多对多联系多联系42数据库技术数据库技术我们在考察了客观事物及其联系之后，即可着手建立我们在考察了客观事物及其联系之后，即可着手建立E-RE-R模型。首先根据分析阶段收集到的材料，利用分模型。首先根据分析阶段收集到的材料，利用分类、聚集、概括等方法抽象出实体，并一一命名，再类、聚集、概括等方法抽象出实体，并一一命名，再根据实体的属性描述其间的各种联系。根据实体的属性描述其间的各种联系。下图是工厂物资管理的下图是工厂物资管理的E-RE-R模型，图中用模型，图中用矩形表示实矩形表示实矩形表示实矩
34、形表示实体体体体。实体之间的关系用菱形表示实体之间的关系用菱形表示实体之间的关系用菱形表示实体之间的关系用菱形表示，用无向边把菱形与，用无向边把菱形与有关实体连接，在边上标明联系的类型。有关实体连接，在边上标明联系的类型。实体的属性实体的属性实体的属性实体的属性可用椭圆表示可用椭圆表示可用椭圆表示可用椭圆表示，并用无向边把实体与属性联系起来。，并用无向边把实体与属性联系起来。为了图示简明，图中未画属性，而在文字中列出。为了图示简明，图中未画属性，而在文字中列出。431NN1MNNMNML入库物资物资物资物资库存库存库存库存结算结算结算结算合同合同合同合同供方供方供方供方单位单位单位单位订货验收
35、付款购进工厂物资管理的工厂物资管理的E-R模型模型N供方单位：属性有单位号、单位名、地址、联系人、邮政编码N物资：属性有物资代码、名称、规格、备注N库存：属性有入库号、日期、货位、数量N合同：属性有合同号、数量、金额、备注N结算：属性有结算编号、用途、金额、经手人44四、数据模型四、数据模型数据模型数据模型数据模型数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述数据模型是数据库系统设计中用于提供信息表示和操作手段的形式构架，是数据库系统实现的基础目前，在实际数据库系统中支持的数据模型主要有三种：层次模型（Hierarchical Model），网状模型（Network Model）和关系模型（Rela
36、tional Model）其中关系模型是三种数据模型中最重要的模型（我们主要介绍关系模型）数据库技术数据库技术45数据库技术数据库技术从用户的观点来看，在关系模型下，数据的逻辑结构是一张二维表。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。有关关系模型有关关系模型有关关系模型有关关系模型举例说明举例说明举例说明举例说明 例如下表，用例如下表，用mm行行n n列的二维表表示了具有列的二维表表示了具有n n元组的元组的“付款付款”关系。每一行即一个元组，相当于一个记录，用来描述一个实关系。每一行即一个元组，相当于一个记录，用来描述一个实体体结算编码结算编码结算编码结算编码
37、合同号合同号合同号合同号数量金额J0012HT1008100030000J0024HT110760012000J0036HT11152000400046数据库技术数据库技术关系模型中的主要术语关系模型中的主要术语关系模型中的主要术语关系模型中的主要术语 关系关系关系关系一个关系对应于一张二维表一个关系对应于一张二维表 元组元组元组元组表中一行称为一个元组表中一行称为一个元组 属性属性属性属性表中一列称为一个属性，给每列起一个名即为属性名表中一列称为一个属性，给每列起一个名即为属性名 主键主键主键主键（主关键字）（主关键字）表中的某个属性组，它的值唯一地标识一表中的某个属性组，它的值唯一地标识一
38、个元组，如上表中的个元组，如上表中的结算编号结算编号结算编号结算编号和和合同号合同号合同号合同号共同组成了主键共同组成了主键 域域域域属性的取值范围属性的取值范围 分量分量分量分量元组中的一个属性值元组中的一个属性值 关系模式关系模式关系模式关系模式对关系的描述，用关系名（属性对关系的描述，用关系名（属性1 1、属性、属性2 )2 )表示表示47数据库技术数据库技术关系模型的主要特点关系模型的主要特点关系模型的主要特点关系模型的主要特点1.1.关系模型的概念单一关系模型的概念单一。对于实体和实体之间的联系均以关。对于实体和实体之间的联系均以关系来表示系来表示2.2.关系是规范化的关系关系是规范
39、化的关系。规范化是指在关系模型中，关系必。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个须满足一定的给定条件，最基本的要求是关系中的每一个分量都是不可分的数据项，即表不能多于二维。关于规范分量都是不可分的数据项，即表不能多于二维。关于规范化的条件与方法后面介绍化的条件与方法后面介绍3.3.关系模型中，用户对数据的检索和操作实际上是从原二维关系模型中，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，该子集仍是一个二维表表中得到一个子集，该子集仍是一个二维表48五、关系数据库的规范化五、关系数据库的规范化这里介绍三种范式这里介绍三种范式这里介绍三种范式这里
40、介绍三种范式数据库技术数据库技术1 1、第一范式（、第一范式（1NF1NF）yy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。简言之，第一范式指在同分量都必须是不可分割的数据项。简言之，第一范式指在同一表中没有重复项存在。如下表：不符合第一范式一表中没有重复项存在。如下表：不符合第一范式教师代码姓名工资基本工资附加工资1001张三500601002李四70080教师代码姓名基本工资附加工资1001张三500601002李四70080yy改改为：为：49数据库技术数据库技术2 2、第二范式（、第二范式（2NF2N
41、F）yy所谓第二范式，指的是这种关系不仅满足第一范式，而且所谓第二范式，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。如下表所有非主属性完全依赖于其主码。如下表教师代码姓名职称研究课题号研究课题yy表中关系虽满足表中关系虽满足1NF1NF，但不满足但不满足2NF2NF，因为它的非主属性不完全依赖于因为它的非主属性不完全依赖于由教师代码和研究课题号组成的主关键字，其中，姓名和职称只依赖于由教师代码和研究课题号组成的主关键字，其中，姓名和职称只依赖于主关键字的一个分量主关键字的一个分量教师代码，研究课题名只依赖于主关键字的另教师代码，研究课题名只依赖于主关键字的另一个分量一个分
42、量研究课题号研究课题号yy这种关系会这种关系会引起数据冗余和更新异常引起数据冗余和更新异常，当要插入新的研究课题数据时，当要插入新的研究课题数据时，往往缺少相应的教师代码，以致无法插入；当删除某位教师的信息时，往往缺少相应的教师代码，以致无法插入；当删除某位教师的信息时，常会引起丢失有关研究课题信息常会引起丢失有关研究课题信息yy解决方法：将一个非解决方法：将一个非2NF2NF的关系模式分解为多个的关系模式分解为多个2NF2NF关系模式关系模式50数据库技术数据库技术3 3、第三范式（、第三范式（3NF3NF）yy所谓第三范式，指的是这种关系不仅满足第二范式，而且它所谓第三范式，指的是这种关系
43、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于任何主关键字。如下表的任何一个非主属性都不传递依赖于于任何主关键字。如下表产品代码产品名生产厂名生产厂地址yy表中关系属表中关系属2NF2NF但不是但不是3NF3NF。由于生产厂名依赖于产品代码，由于生产厂名依赖于产品代码，生产厂地址又依赖于厂名，因而，生产厂地址生产厂地址又依赖于厂名，因而，生产厂地址传递传递传递传递依赖于产品依赖于产品代码。这样的关系同样存在着高度冗余和更新异常问题代码。这样的关系同样存在着高度冗余和更新异常问题yy解决方法：将原关系分解为如下几个解决方法：将原关系分解为如下几个3NF3NF关系关系 （1 1）产品关
44、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 （2 2）生产厂关系：生产厂名、生产厂地址）生产厂关系：生产厂名、生产厂地址513.4 计算机网络计算机网络一、计算机网络的概念及功能一、计算机网络的概念及功能一、计算机网络的概念及功能一、计算机网络的概念及功能（一）计算机网络的概念一）计算机网络的概念q计算机网络计算机网络计算机网络计算机网络是用通信介质把分布在不同地理位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，实现信息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分布式系统。互通和资源共享的分布式系统。q网络介质网络介质网络介质网络介质
45、：数据传输的物理通道，有同轴电缆、：数据传输的物理通道，有同轴电缆、双绞线、光纤、微波、卫星信道等。双绞线、光纤、微波、卫星信道等。q协议协议协议协议：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。52（二）计算机网络的主要功能二）计算机网络的主要功能&资源共享资源共享资源共享资源共享：这是计算机网络所提供的最主要的功能。：这是计算机网络所提供的最主要的功能。&均衡负荷及分布处理均衡负荷及分布处理均衡负荷及分布处理均衡负荷及分布处理：当网络中某台主机负荷过重时，可将：当网络中某台主机负荷过重时，可将作业通过网络送至其他主机处理，使网络上的多台主机协同进作业通过网络送至其他主机处
46、理，使网络上的多台主机协同进行分布处理，提高设备利用率。行分布处理，提高设备利用率。&信息的快速传输与集中处理信息的快速传输与集中处理信息的快速传输与集中处理信息的快速传输与集中处理：通过网络可实现方便、快速及：通过网络可实现方便、快速及低成本的信息传输，以便于数据的分散采集处理。低成本的信息传输，以便于数据的分散采集处理。&网络用户的通信与合作网络用户的通信与合作网络用户的通信与合作网络用户的通信与合作：利用网络所提供的电子邮件、公告：利用网络所提供的电子邮件、公告板等功能，使网络用户可以进行跨地区交流。板等功能，使网络用户可以进行跨地区交流。&综合信息服务综合信息服务综合信息服务综合信息服
47、务：通过网络向全社会提供多种增值服务，如信：通过网络向全社会提供多种增值服务，如信息查询、咨询服务。息查询、咨询服务。53二、计算机通信网络的演变和发展二、计算机通信网络的演变和发展二、计算机通信网络的演变和发展二、计算机通信网络的演变和发展（1 1）第一代计算机通信网络）第一代计算机通信网络&第一代计算机通信网络实际上是以第一代计算机通信网络实际上是以单个计算机单个计算机为中心的远程联机系统，亦称为中心的远程联机系统，亦称为面向终端的计算机网络。为面向终端的计算机网络。&问题问题1 1：在远程联机系统中，随着所连远程在远程联机系统中，随着所连远程终端个数的增多终端个数的增多，主干中心计算，主
48、干中心计算机要承担的和各终端间通信的任务也必然加重，使得以数据处理为主要任务的机要承担的和各终端间通信的任务也必然加重，使得以数据处理为主要任务的主干计算机增加了许多主干计算机增加了许多管理数据传输的额外开销管理数据传输的额外开销，实际工作效率下降。，实际工作效率下降。&解决方法：解决方法：由此出现了数据处理和通信的分工，即在主干由此出现了数据处理和通信的分工，即在主干 计算机前面增设计算机前面增设一个一个前端处理前端处理FEPFEP（front end processorfront end processor有时也简称前端机）有时也简称前端机），而让主干机专门，而让主干机专门进行数据处理，这
49、样就提高了效率。进行数据处理，这样就提高了效率。&问题问题2 2：若每台远程终端都用一条专用通信线路与主干计算机连接，则线路若每台远程终端都用一条专用通信线路与主干计算机连接，则线路的利用率低，且随着终端个数的不断增大，通信费用将达到难以负担的程度。的利用率低，且随着终端个数的不断增大，通信费用将达到难以负担的程度。&解决方法解决方法：在终端比较集中的地点设置一个终端控制器：在终端比较集中的地点设置一个终端控制器TCTC（terminal terminal controllercontroller）。）。这个这个TCTC通过低速线路将附近各终端连起来，再通过高速线路与远通过低速线路将附近各终端
50、连起来，再通过高速线路与远54程主干计算机的前端处理机相连。它可以利用一些终端的空闲时间来传送其他程主干计算机的前端处理机相连。它可以利用一些终端的空闲时间来传送其他处于工作状态终端的数据，提高了远程线路的利用率，降低了通信费用。处于工作状态终端的数据，提高了远程线路的利用率，降低了通信费用。&典型的结构如下图。图中典型的结构如下图。图中MM代表调制觖调器（代表调制觖调器（modemmodem）是利用模拟通信线路是利用模拟通信线路远程传输数字信号所必须附加的设备；远程传输数字信号所必须附加的设备；T T代表终端（代表终端（terminalterminal）计算机FEP前端处理机MM调制解调器M