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1、第三讲第三讲 农业数据库及农业数据库及管理信息系统管理信息系统第一节第一节 农业数据库农业数据库一、农业数据库的概念一、农业数据库的概念二、农业数据库的类型二、农业数据库的类型三、农业数据库的特性三、农业数据库的特性四、农业数据库的发展四、农业数据库的发展五、农业数据库的设计五、农业数据库的设计六、农业数据库的应用六、农业数据库的应用一、农业数据库的概念一、农业数据库的概念1.1.数据库（数据库（DatabaseDatabase）及其相关概念）及其相关概念数据：描述事物的符号记录数据：描述事物的符号记录数据库：是指在计算机系统中，按照一定的方式进行组织、数据库：是指在计算机系统中，按照一定的方
2、式进行组织、存储和使用的相关数据集合。存储和使用的相关数据集合。数据库系统数据库系统:是基于数据库的计算机应用系统。是基于数据库的计算机应用系统。它它包包括括了了以以数数据据为为主主体体的的数数据据库库和和管管理理数数据据库库系系统统的的系系统统软软件件DBMSDBMS，还还包包括括了了支支持持数数据据库库系系统统的的计计算算机机硬硬件件环环境境和和操操作作系系统统环环境境、管管理理和和使使用用数数据据库库系系统统的的人人、方方便便使使用和管理系统的各种技术说明书和使用说明书。用和管理系统的各种技术说明书和使用说明书。数据库、数据库管理系统和数据库系统是三个不同的概数据库、数据库管理系统和数据
3、库系统是三个不同的概念。念。数据库数据库强调的是数据，强调的是数据，数据库管理系统数据库管理系统强调的是系统软强调的是系统软件，而件，而数据库系统数据库系统强调的是数据库的整个运行系统。数据库强调的是数据库的整个运行系统。数据库系统包括了数据库、数据库管理系统、数据库管理员等多方系统包括了数据库、数据库管理系统、数据库管理员等多方面内容。面内容。数据库技术的发展数据库技术的发展2.2.农业数据库农业数据库（Database in AgricultureDatabase in Agriculture）是指把农业生产中出现的一些客观事件、是指把农业生产中出现的一些客观事件、事物或现象的有关信息，通
4、过文字、符号事物或现象的有关信息，通过文字、符号或语言，按照某种方式进行组织存储和表或语言，按照某种方式进行组织存储和表达的数据集合达的数据集合.外模式：外模式：亦称为子模式或用户模式，是数据库用户看到的数据亦称为子模式或用户模式，是数据库用户看到的数据视图，它涉及的是数据的局部逻辑结构，通常是模式的子集。视图，它涉及的是数据的局部逻辑结构，通常是模式的子集。模式：模式：亦称为逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特亦称为逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特性的描述，是所有用户的公共数据视图，它描述的是数据的全性的描述，是所有用户的公共数据视图，它描述的是数据的全局逻辑结构。局逻辑结构
5、。内模式：内模式：亦称为存储模式，是数据在数据库系统内部的表示，亦称为存储模式，是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和方式的描述即对数据的物理结构和方式的描述。特点：特点：(1)(1)实现数据共享。实现数据共享。(2)(2)减少数据的冗余度。同文件系统相比，由于数据库实现了数据共享，从减少数据的冗余度。同文件系统相比，由于数据库实现了数据共享，从而避免了用户各自建立应用文件。减少了大量重复数据，减少了数据冗而避免了用户各自建立应用文件。减少了大量重复数据，减少了数据冗余，维护了数据的一致性。余，维护了数据的一致性。(3)(3)数据的独立性。数据的独立性包括数据库中数据库的逻辑结构和
6、应用程数据的独立性。数据的独立性包括数据库中数据库的逻辑结构和应用程序相互独立，也包括数据物理结构的变化不影响数据的逻辑结构。序相互独立，也包括数据物理结构的变化不影响数据的逻辑结构。(4)(4)数据实现集中控制。文件管理方式中，数据处于一种分散的状态，不同数据实现集中控制。文件管理方式中，数据处于一种分散的状态，不同的用户或同一用户在不同处理中其文件之间毫无关系。利用数据库可对的用户或同一用户在不同处理中其文件之间毫无关系。利用数据库可对数据进行集中控制和管理，并通过数据模型表示各种数据的组织以及数数据进行集中控制和管理，并通过数据模型表示各种数据的组织以及数据间的联系。据间的联系。(5)(
7、5)数据一致性和可维护性，以确保数据的安全性和可靠性。主要包括：数据一致性和可维护性，以确保数据的安全性和可靠性。主要包括：安全性控制：以防止数据丢失、错误更新和越权使用；安全性控制：以防止数据丢失、错误更新和越权使用；完整性控制：保证数据的正确性、有效性和相容性；完整性控制：保证数据的正确性、有效性和相容性；并发控制：使在同一时间周期内，允许对数据实现多路存取，又能防并发控制：使在同一时间周期内，允许对数据实现多路存取，又能防止用户之间的不正常交互作用；止用户之间的不正常交互作用；故障的发现和恢复：由故障的发现和恢复：由数据库管理系统数据库管理系统提供一套方法，可及时发现故提供一套方法，可及
8、时发现故障和修复故障，从而防止数据被破坏障和修复故障，从而防止数据被破坏v(一一)农业资源数据库：可细分为：农业资源数据库：可细分为：1.1.地理资源数据库地理资源数据库 把国家的水土资源进行科学归类形成的资源库。2.2.种质资源数据库种质资源数据库 包括植物、动物、昆虫、微生物的整个生物群体。3.3.基因资源数据库基因资源数据库 是育种工程的重要保证。4.4.人力资源数据库人力资源数据库 人力资源是资源中最重要的组成部分。(二二)农业技术数据库农业技术数据库 从科研到科普、从种植到养殖再到市场等农业产业化的全过程的技术。主要包括农业栽培技术、农业养殖技术、农副产品加工技术、农业资源综合开发利
9、用技术、专利项目等信息。三、农业数据库的特性三、农业数据库的特性1 1数据库要具有相当规模。数据库要具有相当规模。2 2数据库中的数据具有可重复利用性，重复使用不会发生损数据库中的数据具有可重复利用性，重复使用不会发生损耗。耗。3 3数据库中的数据要具有可用性、准确性。数据库中的数据要具有可用性、准确性。4 4数据库要有集成性、多种形式化。数据库要有集成性、多种形式化。5 5数据库可作为一种资源，可为公众共享或一定范围内的使数据库可作为一种资源，可为公众共享或一定范围内的使用者分享。用者分享。6 6数据库可以动态的增删内容，进行有效的维护。数据库可以动态的增删内容，进行有效的维护。7 7数据库
10、具有促进、加快大量信息传播的功能。数据库具有促进、加快大量信息传播的功能。农业应用的主要数据库类型农业应用的主要数据库类型1 1、大型关系数据库、大型关系数据库 主要使用的产品有主要使用的产品有SYBASESYBASE、ORACLEORACLE，采用采用Client/ServerClient/Server结构，支持多用户查询，主要应用于科结构，支持多用户查询，主要应用于科技文献管理、科技项目管理等。技文献管理、科技项目管理等。2 2、小型关系数据库、小型关系数据库 主要使用的产品有主要使用的产品有DBASEDBASE、FOXBASEFOXBASE、FOXPROFOXPRO、ACCESSACCE
11、SS，运行在单机上，由各个职能部门使用，数，运行在单机上，由各个职能部门使用，数据基本上不共享，主要应用于各部门内部管理，如人事档案、据基本上不共享，主要应用于各部门内部管理，如人事档案、工资发放、固定资产、业绩考核等系统。工资发放、固定资产、业绩考核等系统。3 3、全文检索型数据库、全文检索型数据库 主要使用的产品有主要使用的产品有TRSTRS全文检索系全文检索系统。统。四、农业数据库技术发展趋势四、农业数据库技术发展趋势1 1、分布式数据库、分布式数据库 目前分布式数据库系统主要应用在证券交易和银行目前分布式数据库系统主要应用在证券交易和银行清算系统中。（分布在多台物理地址服务器上）清算系
12、统中。（分布在多台物理地址服务器上）2 2、多媒体数据库、多媒体数据库 （视频等多媒体存储的方法）（视频等多媒体存储的方法）3 3、面向对象数据库、面向对象数据库 (ODBC)(ODBC)4 4、进一步适应、进一步适应InternetInternet发展发展 （基于（基于web serviceweb service的数的数据库存储的中间件）据库存储的中间件）国际农业数据库开发现状国际农业数据库开发现状国际上四个重要的农业数据库国际上四个重要的农业数据库由由FAOFAO创办的创办的AGRISAGRIS（Agricultural Information Agricultural Informati
13、on SystemSystemfor Agriculturefor AgricultureScienceScienceand Technology and Technology）1975 1975年创建，现有年创建，现有1 1，000000，000000份以上的农业科技参份以上的农业科技参考资料，有考资料，有130130多个国家和地区参加了该情报网络。多个国家和地区参加了该情报网络。FAOFAO还开发了具有各种特定用途的数据库还开发了具有各种特定用途的数据库4242个，并实个，并实现计算机化，包括人口、劳力、农业经济、灌溉、施肥、现计算机化，包括人口、劳力、农业经济、灌溉、施肥、种子、营养需求
14、、投入种子、营养需求、投入/产出、价格、资源、农产品贮存产出、价格、资源、农产品贮存和加工、家畜生产和林业产品等资源、环境、生产和经和加工、家畜生产和林业产品等资源、环境、生产和经济信息。济信息。国际农业生物中心数据库（国际农业生物中心数据库（CABI）英联邦农业局（Commonwealth Agricultural Bureaux）成）成立于立于19271927年，年，19851985年改名为年改名为Commonwealth Agricultural Bureaux International，19931993年更名为国际农业和生物科学年更名为国际农业和生物科学中心中心（Centre for
15、 Agriculture and Biosciences International）-CABI-CABI；20002000年改为国际应用生物科学中心。年改为国际应用生物科学中心。CABI CABI是一个重要的国际农业机构，目前，加入该组织的是一个重要的国际农业机构，目前，加入该组织的成员国达成员国达4141个，中国于个，中国于19951995年年8 8月正式成为月正式成为CABICABI成员国。成员国。CABI CABI数据库涉及农业、林业、生物科学、人类健康和自数据库涉及农业、林业、生物科学、人类健康和自然资源管理等方面，收录了世界上然资源管理等方面，收录了世界上130130多个国家和地区
16、的多个国家和地区的1400014000多种出版物、专业报告、书籍和会议集以及国际上出多种出版物、专业报告、书籍和会议集以及国际上出版的其它各种专著等。包括农业、林业和生命科学中的相关版的其它各种专著等。包括农业、林业和生命科学中的相关学科等各种课题。该数据库配有源自学科等各种课题。该数据库配有源自7575种语言出版的原始论种语言出版的原始论文的英文文摘。文的英文文摘。美国农业图书馆和农业部共同开发的美国农业图书馆和农业部共同开发的AGRICOLA数据库数据库 创建于创建于19701970年，是作为美国国家农业图书馆的编目索引系统年，是作为美国国家农业图书馆的编目索引系统（CAINCAIN）。存
17、有）。存有2525，000000，000000条记录，可通过条记录，可通过DIALOGDIALOG和和BRSBRS进行存取（进行存取（DIALOGDIALOG是世界上最大的联机情报检索系统，由美是世界上最大的联机情报检索系统，由美国洛克希德公司研发。国洛克希德公司研发。BRSBRS是设在美国的一种主机，可提供是设在美国的一种主机，可提供约约2525种最广泛使用的书目数据的存取）种最广泛使用的书目数据的存取）IFIS(International food information service)IFIS(International food information service)数据库数据库
18、由国际食品情报局编制出版，收录了世界上由国际食品情报局编制出版，收录了世界上18001800多种有关食多种有关食品科技方面的期刊及图书、会议录、专利、法规等文献，涉品科技方面的期刊及图书、会议录、专利、法规等文献，涉及及4040多个语种，年增加多个语种，年增加2 2万余条记录，目前数据库累计文献万余条记录，目前数据库累计文献量量5050余万条，内容覆盖了整个食品科技领域，包括食品化学、余万条，内容覆盖了整个食品科技领域，包括食品化学、食品微生物学、食品卫生与毒理学、食品工程、食谱、酒精食品微生物学、食品卫生与毒理学、食品工程、食谱、酒精与非酒精饮料，水果蔬菜、糖和谷物、畜禽类食品、添加剂与非酒
19、精饮料，水果蔬菜、糖和谷物、畜禽类食品、添加剂等方面。等方面。“信息共享服务信息共享服务”情况情况 对外服务数据库的比例超过所有数据库的一半。对外服务数据库的比例超过所有数据库的一半。农业领域服务比率最高，达农业领域服务比率最高，达68.32%68.32%，科技管理领域却仅，科技管理领域却仅有有31.25%31.25%。各数据库的有效服务总比例仅各数据库的有效服务总比例仅35.09%35.09%，其中农业领域约，其中农业领域约60.46%60.46%，工程与技术领域次之，为，工程与技术领域次之，为32.03%32.03%；科技管理领域最；科技管理领域最低，为低，为21.09%21.09%。数据
20、库主要服务对象集中在科研机构，其次是政府，不数据库主要服务对象集中在科研机构，其次是政府，不足足32%32%面向企业。面向企业。数据库信息基础环境较差数据库信息基础环境较差 近四成数据库保存在单机或局域网中，不具备网上共近四成数据库保存在单机或局域网中，不具备网上共享服务条件。享服务条件。能上网的数据库中，能上网的数据库中，24%24%的数据库通过的数据库通过PCPC机上网，没机上网，没有专用服务器。有专用服务器。在高等院校、国家海洋局、国家林业局、国土资源部、在高等院校、国家海洋局、国家林业局、国土资源部、水利部等部门比例高达水利部等部门比例高达40%40%以上，数据库保存和管理条件以上，数
21、据库保存和管理条件堪忧。堪忧。不同领域中的数据库现状不同领域中的数据库现状资源环境领域，地矿和土地科学数据库最多，达资源环境领域，地矿和土地科学数据库最多，达311311个；个；遥感数据数据量最大，达遥感数据数据量最大，达243.89TB243.89TB。2222亿元的数据库建设投资，非科字头部门投入最多，亿元的数据库建设投资，非科字头部门投入最多，有有9.649.64亿元。亿元。在气象科学、地震科学、海洋科学、水文水资源科学、在气象科学、地震科学、海洋科学、水文水资源科学、地矿和土地科学地矿和土地科学5 5个子领域，都建有各自的行业信息中心，个子领域，都建有各自的行业信息中心，数据库个数和数
22、据量都占到该领域的数据库个数和数据量都占到该领域的90%90%以上。以上。人口与健康领域数据库总数人口与健康领域数据库总数221221个，数据量个，数据量15.21TB15.21TB，建库单位涉及约建库单位涉及约5050多个科研院所和医院。其中，卫生部多个科研院所和医院。其中，卫生部系统建设的数据库达系统建设的数据库达103103个。个。本领域数据积累年限较短，以本领域数据积累年限较短，以3 3年内数据为主。年内数据为主。46.15%46.15%的数据库可共享，但有效服务比例只有的数据库可共享，但有效服务比例只有27.6%27.6%。基础科学与若干科学前沿领域有数据库基础科学与若干科学前沿领域
23、有数据库120120个，数据量个，数据量50TB50TB，数据记录超过，数据记录超过23.223.2亿条。亿条。在各子领域中，地球系统科学领域数据库在各子领域中，地球系统科学领域数据库3838个，数据个，数据量量45TB45TB，是本领域中最大的子领域。，是本领域中最大的子领域。由于本领域数据库大多通过各类科研项目获得数据建由于本领域数据库大多通过各类科研项目获得数据建成，所属单位比较分散，多由研究室自行管理。成，所属单位比较分散，多由研究室自行管理。10个有代表性的农业数据库个有代表性的农业数据库 中国农林文献数据库中国农林文献数据库 中国农业文摘数据库中国农业文摘数据库 中国农作物种质资源
24、数据库中国农作物种质资源数据库 农副产品深加工题录数据库农副产品深加工题录数据库 植物检疫病虫草害名录数据库植物检疫病虫草害名录数据库 农牧渔业科技成果数据库农牧渔业科技成果数据库 中国畜牧业综合数据库中国畜牧业综合数据库 全国农业经济统计资料数据库全国农业经济统计资料数据库 农产品集市贸易价格行情数据库农产品集市贸易价格行情数据库 农业合作经济数据库农业合作经济数据库 农业资源库在近农业资源库在近1010年发展很快。包括农业气象、土年发展很快。包括农业气象、土壤信息、农作物品种资源等。如美国壤信息、农作物品种资源等。如美国“种质植物资源信种质植物资源信息网息网”数据库，收集了数以百万计的种子
25、和植物，数以数据库，收集了数以百万计的种子和植物，数以千亿计的基因信息。中国农科院作物品种资源研究所研千亿计的基因信息。中国农科院作物品种资源研究所研制的制的“国家作物种质资源数据库系统国家作物种质资源数据库系统”包括包括141141种作物、种作物、2727万余份种质信息、万余份种质信息、12591259万余个数据项，总数量万余个数据项，总数量590590多多兆。兆。农业数据库存在的问题农业数据库存在的问题 (1)(1)数据库规模方面数据库规模方面 多数农业数据库的规模不大，数据不能包多数农业数据库的规模不大，数据不能包容所代表的领域情况，有的信息源类型包括不全，覆盖面不大；容所代表的领域情况
26、，有的信息源类型包括不全，覆盖面不大；有的和库名称对应的信息源信息收集不全。有的和库名称对应的信息源信息收集不全。（2 2）数据库维护及更新方面）数据库维护及更新方面 有的数据信息不够准确和完整，有的数据信息不够准确和完整，有的缺乏数据来源、著者等，相关项目出处等没有标识，数据有的缺乏数据来源、著者等，相关项目出处等没有标识，数据维护及更新不及时，不能准确反映状况，使用者没有依据。维护及更新不及时，不能准确反映状况，使用者没有依据。（3 3）数据库标准化、规范化方面）数据库标准化、规范化方面 信息的标准化、规范化程度信息的标准化、规范化程度差，农业计量单位、专业技术术语等在信息处理时没有按标准
27、差，农业计量单位、专业技术术语等在信息处理时没有按标准去做，同物异名、同名异物的现象，造成数据死角，甚至产生去做，同物异名、同名异物的现象，造成数据死角，甚至产生了信息垃圾，有的可能在建设中没有查重手段，造成信息重复了信息垃圾，有的可能在建设中没有查重手段，造成信息重复收录，占用了数据库的空间。收录，占用了数据库的空间。（4 4）数据库规划方面）数据库规划方面 数据库在建设初期没有进行准确的设数据库在建设初期没有进行准确的设计，缺乏很好的规划，加工人员对所处理的信息知识不了解，计，缺乏很好的规划，加工人员对所处理的信息知识不了解，出现专业选题、表达错误，有的甚至出现原则性的输入错误。出现专业选
28、题、表达错误，有的甚至出现原则性的输入错误。信息资源缺乏多样性，多媒体信息和全文信息少，信息的开信息资源缺乏多样性，多媒体信息和全文信息少，信息的开放性和共享程度低，检索和导航系统设计不合理，低水平重放性和共享程度低，检索和导航系统设计不合理，低水平重复建设，数据库的利用率没有充分的发挥。复建设，数据库的利用率没有充分的发挥。（5 5）数据库的作用方面）数据库的作用方面 目前农业行业内没有一家上规模目前农业行业内没有一家上规模的为自己服务的全文数据库，几个有影响的数据库虽然也有的为自己服务的全文数据库，几个有影响的数据库虽然也有涉农服务，但所含信息内容仍有相当遗漏。科技部、农业部涉农服务，但所
29、含信息内容仍有相当遗漏。科技部、农业部资金支持的农业专题库的规模小，而且各个数据库间的内容资金支持的农业专题库的规模小，而且各个数据库间的内容有交叉重复，造成利用率不高。有交叉重复，造成利用率不高。农业数据库的发展方向农业数据库的发展方向1.示范库建设示范库建设 在有关部门的协调下建设一批示范性数据库在有关部门的协调下建设一批示范性数据库,尽快成立国家农业农业数据中心。这一批数据库要在标准尽快成立国家农业农业数据中心。这一批数据库要在标准化、规范化上加以研究。具有一定的规模，使信息流能够化、规范化上加以研究。具有一定的规模，使信息流能够带动物流。要结合科研、生产、流通的不同领域进行命题，带动物
30、流。要结合科研、生产、流通的不同领域进行命题，公开招标，选择一些有实力的企业建设数据库。公开招标，选择一些有实力的企业建设数据库。2.整合库建设整合库建设 国家在摸清情况的基础上，对现有的数据库国家在摸清情况的基础上，对现有的数据库进行调查、摸底，并给予一定的资金扶持，整合一部分数进行调查、摸底，并给予一定的资金扶持，整合一部分数据库。如此操作，节约人力和财力，投资少，见效快。要据库。如此操作，节约人力和财力，投资少，见效快。要尽快使数据库成为商品，种类多样化，开发的数据库要很尽快使数据库成为商品，种类多样化，开发的数据库要很好得以维护，进行规范化，建立和健全相关农业信息法律，好得以维护，进行
31、规范化，建立和健全相关农业信息法律，使农业数据总量及结构快速提升到农业信息化要求的程度。使农业数据总量及结构快速提升到农业信息化要求的程度。3.3.特色库建设特色库建设 如果建设了专为农业服务的全文数据库，如果建设了专为农业服务的全文数据库，就可以开发多种特色数据库包括地域特色数据库、学科就可以开发多种特色数据库包括地域特色数据库、学科特色数据库，旨在使某一学科、某一专业领域所收藏的特色数据库，旨在使某一学科、某一专业领域所收藏的文献信息，具备专、深、全等特点。加强特色数据库建文献信息，具备专、深、全等特点。加强特色数据库建设可使我国数据库产业走出困境，赶超国际先进水平，设可使我国数据库产业走
32、出困境，赶超国际先进水平，提高利用效率，推动数据库建设走上良性发展的轨道。提高利用效率，推动数据库建设走上良性发展的轨道。4.4.创建农业中文品牌库创建农业中文品牌库 (一一)数据库设计准则数据库设计准则 数据库设计数据库设计是指建立数据库及其应用系统的技术。包括设计数据库结构和以数据库为基础的应用程序系统。评价数据库设计结果好坏的准则主要有：1.1.完备性完备性 设计结果应能表示应用领域所需要的所有信息。2.2.一致性一致性 数据库中的信息是协调一致的，不能有语义或值的冲突。3.3.优化规范性优化规范性 在满足完备性和一致性的前提下，数据库模式应该规范化（冗余小，语义清楚简单）和应用效率高（
33、易于查询/操纵、速度快）五、农业数据库的设计五、农业数据库的设计数据库设计的基本步骤(二二)数据库设计的基本步骤数据库设计的基本步骤设计步骤 六阶段六阶段：需求分析需求分析（用户需求（用户需求 数据流图、字典数据流图、字典 ）概念结构设计概念结构设计（局部视图局部视图集成视图集成视图）逻辑结构设计逻辑结构设计（逻辑结构逻辑结构优化模型优化模型）物理结构设计物理结构设计（物理结构物理结构评价结构评价结构）数据库实施数据库实施（物理实现物理实现试运行试运行）数据库运行和维护数据库运行和维护 (各阶段中规范设计法有一定差异）各阶段中规范设计法有一定差异）系统需求分析阶段系统需求分析阶段1.收集资料
34、确定目标确定目标 数据库的总体要求数据库的总体要求 确定由计算机完成的功能确定由计算机完成的功能 2.分析整理 抽象所收集的数据 求解的模型 3.数据流图 描述所需数据和事务处理过程的关联 其中处理过程的处理逻辑借助判定表/数来描述 数据库的概念设计阶段数据库的概念设计阶段 概概念念设设计计的的目目标标是是产产生生反反映映用用户户需需求求的的数数据据库库概概念念结结构构。概概念念结结构构是是独独立立于于数数据据库库逻逻辑辑结结构构和和具具体体的的数数据据库库管管理理系系统统的的、关关于于现现实实世世界界用用户户需需求求的的“纯纯粹粹”描描述述，是是用用户户、数数据据库库设设计计者者和和数数据据
35、库库管管理理者者之之间间的的主主要要界界面面。具具有有易易理理解解，易易反反映映需需求求变变动动，易易向向各各种种具具体体数数据据模型转换等特点。模型转换等特点。进进行行概概念念设设计计最最常常用用的的是是著著名名的的E-R方方法法。采采用用E-R模模型型（实实体体-联联系系模模型型，Entity-Relationship Model）进进行行数数据据库库设设计计的的方方法法称称为为E-R方方法法。E-R模模型型是是一一种种重重要要的的数数据据模模型型，它它结结构构简简单单，语语义义表表现现力力丰丰富富，描描述述力力强强，同同时时又又能能方方便便地地转转换换为为其其他他经经常常使使用用的的网网
36、状状、层层次次或关系模型，所以，在数据库设计中得到广泛应用或关系模型，所以，在数据库设计中得到广泛应用。E-R模型中最基本的概念是实体、联系和属性模型中最基本的概念是实体、联系和属性。E-R(Entity-Relationship)图方法图方法 实体实体-联系方法联系方法:描述所有实体属性和实体之间的联系描述所有实体属性和实体之间的联系 三要素三要素:实体实体矩形框表示矩形框表示,框内标注实体名称框内标注实体名称;属性属性椭圆框表示椭圆框表示,并用连线与实体连接起来并用连线与实体连接起来;实体之间的联系实体之间的联系菱形框表示菱形框表示,框内标注联系名称框内标注联系名称 其中有三种类型的联系其
37、中有三种类型的联系一对一联系一对一联系(1:1);一对多联系一对多联系(1:n);多对多联系多对多联系(m:n).q数据库的逻辑结构设计数据库的逻辑结构设计 对未来入库的全体数据进行综合分析，并做合理布局性技术对未来入库的全体数据进行综合分析，并做合理布局性技术安排，最后见诸于数据集合的结构性实施方案，称为安排，最后见诸于数据集合的结构性实施方案，称为数据库的逻数据库的逻辑设计辑设计。逻辑结构设计的目标是从概念结构导出以特定数据库管理系逻辑结构设计的目标是从概念结构导出以特定数据库管理系统（统（Database Management System，简称，简称DBMS）规定表示的数）规定表示的数
38、据库逻辑结构。据库逻辑结构。这种转换一般可分为两步进行。首先从概念结构按一定规则这种转换一般可分为两步进行。首先从概念结构按一定规则导出以关系式、网络式或层次数据模型表示的逻辑模型；其次是导出以关系式、网络式或层次数据模型表示的逻辑模型；其次是根据特定的根据特定的DBMS的规定，从逻辑模型导出的规定，从逻辑模型导出DBMS支持的数据库支持的数据库逻辑模式。逻辑模式。q数据库的物理设计阶段数据库的物理设计阶段 物理数据库设计是在二级存储数据库实现的描述，它描述基物理数据库设计是在二级存储数据库实现的描述，它描述基本表、文件组织、用户高效访问数据的索引和相关的完整性约束本表、文件组织、用户高效访问
39、数据的索引和相关的完整性约束及安全性限制。在物理数据库设计阶段，确定如何在目标关系及安全性限制。在物理数据库设计阶段，确定如何在目标关系DBMS中物理地实现逻辑设计。这个阶段允许设计者决定如何实中物理地实现逻辑设计。这个阶段允许设计者决定如何实现数据库。因此，物理设计与特定的现数据库。因此，物理设计与特定的DBMS有关。有关。(三三)农业数据库设计过程农业数据库设计过程1.1.根据行业特点和系统需要筛选数据，并设计数据收集的方案根据行业特点和系统需要筛选数据，并设计数据收集的方案;2.2.设计数据库和数据表设计数据库和数据表;3.3.根根据据数数据据量量选选择择适适当当的的数数据据库库系系统统
40、.如如SQL SQL ServerServer、AccessAccess、FoxproFoxpro、ExcelExcel;4.4.通过实验、调查、文献查阅和购买等多种方式收集数据通过实验、调查、文献查阅和购买等多种方式收集数据;5.5.进行数据筛选和分类，并输入数据库进行数据筛选和分类，并输入数据库;6.6.对入库的数据进行仔细检验和校对，确保数据源的准确对入库的数据进行仔细检验和校对，确保数据源的准确;7.7.数数据据进进行行标标准准化化处处理理，如如数数据据库库结结构构规规范范化化、数数据据单单位位的的统统一一;8.8.对数据进行最并，减少数据冗余。补充、完善数据库的数据。对数据进行最并，
41、减少数据冗余。补充、完善数据库的数据。六、农业数据库的应用六、农业数据库的应用 数据库建设是信息技术发展的基础，我国农业数据库建设是信息技术发展的基础，我国农业数据库建设取得了巨大成绩，如：数据库建设取得了巨大成绩，如：“国家作物种国家作物种质资源数据库系统质资源数据库系统”、家畜禽品种资源数据库、家畜禽品种资源数据库、“农产品集市贸易价格行情数据库农产品集市贸易价格行情数据库”、“全国部全国部分大中城市农副产品供求分大中城市农副产品供求-价格数据库价格数据库”等。等。20072007年对中国科学院科学数据库的访问情况统计（截至年对中国科学院科学数据库的访问情况统计（截至20072007年年8
42、 8月月2828日）日）数据库名称页面访问数访问人数请求数传输量中国自然资源数据库322199284027MB中国土壤数据库1184868239MB化学专业数据库8769817495MB全国资源环境遥感数据库564230340846341110MB中国湖泊数据库451142193277666046269MB大气科学与环境数据库29086874874822510276545MB黄土高原水土保持数据库286913571399856376797494MB中国微生物资源数据库24540581803711037126706MB植物数据库1954327651624518MB中国科学院高级专家信息数据库18
43、783510466256690574MB中国遥感卫星图像检索数据库186231181353369661997MB材料数据库177841180573560386724MB中国植物图谱数据库1660905897861227510535MB工程化学数据库14913413971301289770MB中国岩矿地球化学数据库142294442552054670MB中国沼泽湿地数据库网站95106238220MB中国寒区旱区特色数据库74499125891237031566MB高能物理与相关学科数据库57823144322117014215MB中国东北黑土农业生态数据库5428913013182261240
44、7MB新疆资源生态环境数据库528539370154051553MB动力大地测量与资源环境数据库345293971441210MB中国大地构造数据库34478613754315274MB应用化学数据库3298616563843186MB理化性能及分析数据库325147843113474517MB中国山地环境与灾害数据库24570855788186358MB中国水生生物专业数据库207245804547273261MB基因组生物信息学数据库12470532884065368MB空间环境数据库1238311812123836MB基因电脑克隆和基因组多态性数据库8639218216219107MBv
45、表表2-2 2-2 不同年份对中国科学院科学数据库的访问量情况（截至不同年份对中国科学院科学数据库的访问量情况（截至20072007年年8 8月月2828日）日）v年份 页面访问数 访问人数 请求数 传输量v2003 422925 160149 2584272 20550v2004 2983653 572878 15490724 63848v2005 10318438 1202876 35265211 598541v2006 17835069 2163616 61648921 3322864v2007 12421981 1570234 34764012 7726008v 第二节第二节 农业管理
46、信息系统的概念与特征农业管理信息系统的概念与特征 管理信息系统管理信息系统(Management Information Systems(Management Information Systems，缩，缩写写MIS)MIS)是一个不断发展的新兴学科是一个不断发展的新兴学科,随着科技的进步随着科技的进步MISMIS的的定义也在不断更新。目前普遍认为定义也在不断更新。目前普遍认为MISMIS是由人和计算机设备是由人和计算机设备或其他信息处理手段组成并用于管理信息的系统或其他信息处理手段组成并用于管理信息的系统,是一门管是一门管理科学、信息科学、系统科学与计算机技术相结合的综合理科学、信息科学、系
47、统科学与计算机技术相结合的综合性学科。性学科。MISMIS特征：特征：人人-机系统、综合性和动态性机系统、综合性和动态性3 3个特点。个特点。农业管理信息系统农业管理信息系统是收集和加工农业系统管理过程中是收集和加工农业系统管理过程中的有关信息、为管理决策过程提供帮助的信息处理系统，的有关信息、为管理决策过程提供帮助的信息处理系统，可根据管理目的而建立，在数据支持下进行与农业相关的可根据管理目的而建立，在数据支持下进行与农业相关的事务处理、信息服务和辅助管理决策。事务处理、信息服务和辅助管理决策。二、农业管理信息系统研制二、农业管理信息系统研制 农业信息综合基础数据库（农业信息综合基础数据库（
48、Integrated Database of Integrated Database of Basic Agricultural InformationBasic Agricultural Information，缩写，缩写IDBAIIDBAI）的建设是农）的建设是农业信息技术工作的基础。业信息技术工作的基础。农业管理信息系统的类型农业管理信息系统的类型 农业管理信息系统（农业管理信息系统（Agricultural Management Agricultural Management Information SystemInformation System，缩写，缩写AMISAMIS）按其内容
49、，可分为土地资源）按其内容，可分为土地资源信息系统、土壤资源信息系统、水资源信息系统、农业气候资信息系统、土壤资源信息系统、水资源信息系统、农业气候资源信息系统和肥料资源信息系统以及农业种质资源管理信息系源信息系统和肥料资源信息系统以及农业种质资源管理信息系统等。统等。农业管理信息系统的组成及开发流程农业管理信息系统的组成及开发流程 农业管理信息系统的组成农业管理信息系统的组成 一一个个理理想想的的农农业业管管理理信信息息系系统统，包包括括土土壤壤圈圈、生生物物圈圈、地地圈圈、大大气气圈圈与与水水圈圈的的信信息息，包包括括影影响响农农业业资资源源的的各各种种自自然然因因素素与与社社会会经经济济
50、条条件件的的信信息息。AMISAMIS具具有有专专业业应应用用特特点点，是是一一个个专专题题信信息息系系统统。专专题题信信息息系系统统可可从从软软件件部部分分专专门门分分出出应应用用模模型型。这这样样，AMISAMIS应应由由5 5个个基基本本部部分分组组成成，即即计计算算机机硬硬件件、计计算算机机软软件件、数数据据、应应用用模模型型和和系系统统的的组组织织管管理理者者。下图示意下图示意AMISAMIS的主要构成（图的主要构成（图2 23 3）。）。农业管理信息系统的开发流程农业管理信息系统的开发流程 目目前前信信息息系系统统开开发发经经常常采采用用周周期期法法，该该方方法法将将整整个个信信息