計算機導論05.ppt

1、第五章 信息處理與數(shù)據(jù)庫技術(shù),問題的提出： 什么是信息？信息有什么特征？ 在沒有計算機的情況下，我們是如何來管理自己的資料信息的？財務(wù)是如何管理單位帳目的？,教學要求,了解信息系統(tǒng)的有關(guān)概念和信息處理的一般方法和過程 理解信息系統(tǒng)開發(fā)、管理過程中與數(shù)據(jù)庫技術(shù)的關(guān)系，知道數(shù)據(jù)庫技術(shù)在計算機應(yīng)用方面的重要地位 理解計算機在數(shù)據(jù)存儲中數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和實際數(shù)據(jù)物理存儲結(jié)構(gòu)的聯(lián)系 了解數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的趨勢,信息系統(tǒng)概述,信息的定義：信息是經(jīng)過加工后的數(shù)據(jù)，或者說是數(shù)據(jù)加工后的結(jié)果。它對接受者有用，對決策或行為的發(fā)生有實現(xiàn)的或潛在的價值。 1、信息是客觀世界中各種事物的特征反映?？陀^世界中的任何事物都在不停

2、的運動和變化，呈現(xiàn)出不同的特征，經(jīng)數(shù)據(jù)加工后的信息反映了事物的有關(guān)屬性和狀態(tài)，如時間、地點、程度等等。 2、信息是可以通信的。這里的通信是廣義上的信息傳播，可以是人類發(fā)明的各種通信形式，也可以是大自然本身所固有的信息傳播形式，像春天萬物復(fù)蘇的信息就是大自然本身的造化。 3、信息形成知識和知識發(fā)現(xiàn)。這是對我們?nèi)祟惗缘?。所謂知識反映客觀世界中事物的各種信息進入我們大腦，對神經(jīng)細胞作用后所留下的痕跡，是對客觀世界事物規(guī)律性的認識和總結(jié)。,信息的屬性 事實性。事實性是信息的核心價值，是信息的第一屬性。不符合事實性的信息不僅沒有價值，還會產(chǎn)生誤導。 時效性。信息的實時接收與其效用的大小是直接關(guān)聯(lián)的，過

3、時的信息沒有價值的。 傳輸性。信息可以通過各種方式進行傳輸和擴散。信息的傳輸可以加快資源的傳輸。 共享性。信息可以共享，但不存在交換。我們平時說的交換信息實際上是信息共享。 不完全性。這是由于客觀事物的復(fù)雜性和人們認識的局限性所決定的。所以，在收集數(shù)據(jù)時不要求全，而是要抓主要的，舍去次要的這樣才能正確地使用信息。 層次性。這也是由于人們認識的不同而導致對信息價值判斷、需求不同而不同。特別是在管理信息系統(tǒng)中更為明顯，可以分為戰(zhàn)略信息、戰(zhàn)術(shù)信息和作業(yè)信息等。,信息的度量 信息量一個與接收主體有關(guān)的量。 根據(jù)申農(nóng)（Shannon）對信息量的定義: 這里xi 表示x的第i個狀態(tài)，p(xi)代表出現(xiàn)第i

4、個狀態(tài)的概率。 H（xi）表示為消除對事件x的不確定性程度所需的信息量，單位是bit,信息系統(tǒng)的定義：信息系統(tǒng)（Information System,簡記為IS）。一般指的是人造系統(tǒng)。所謂信息系統(tǒng)是人們?yōu)榱诉M行有效的管理建構(gòu)的完成數(shù)據(jù)收集、傳輸、儲存、加工、維護和使用的人機系統(tǒng)，主要是由人和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。 幾種常見的信息系統(tǒng) 事務(wù)處理信息系統(tǒng) 管理信息系統(tǒng)（簡稱MIS） 決策支持系統(tǒng) 數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng) 信息處理與數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)模型,層次模型,網(wǎng)絡(luò)模型,關(guān)系模型,數(shù)據(jù)庫的三級結(jié)構(gòu),概 念 視 圖,存 貯 視 圖,用戶視圖,用戶視圖,用戶視圖,用戶級,概念級,內(nèi)部級,數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu),內(nèi)層：直接

5、與硬件交互的數(shù)據(jù)庫管理軟 件， 它決定了數(shù)據(jù)存儲在存儲設(shè)備的實際位置。 概念層：定義數(shù)據(jù)的邏輯視圖。在這層中定義了數(shù)據(jù)模型和模式圖表，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能都在這一層。管理系統(tǒng)將來自數(shù)據(jù)內(nèi)部的視圖轉(zhuǎn)化為用戶的外部視圖，起一個中介作用，使用戶不直接與內(nèi)層打交道。 外層：直接與用戶交互的接口。本層將來自概念層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為用戶所熟悉的格式和視圖。,Database architecture,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）,硬件 軟件 數(shù)據(jù) 用戶 最終用戶 應(yīng)用程序 規(guī)程,數(shù)據(jù)庫建庫的要求,良好的共享性。 數(shù)據(jù)冗余最少 數(shù)據(jù)的一致性要求 實施統(tǒng)一的管理控制 數(shù)

6、據(jù)獨立 減少應(yīng)用程序開發(fā)與維護的代價 統(tǒng)一安全、保密和完整性要求。 良好的用戶界面和容易操作性,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成,應(yīng)用程序 1,應(yīng)用程序 m,應(yīng)用程序 2,集成數(shù)據(jù)庫管理軟件,DBMS （數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）,OS,D,B,應(yīng)用程序員,系統(tǒng)維護員,DBA 數(shù)據(jù)庫管理,用戶,用戶,用戶,用戶,應(yīng)用程序子 模 快,模 式,DBMS,OS,D B,存貯模式,系統(tǒng)緩沖區(qū),存取數(shù)據(jù)庫的過程,3,2,7,8,6,5,4,應(yīng)用程序A 狀態(tài) 工作區(qū),5.3 信息系統(tǒng)開發(fā)的一般方法與步驟,三個世界的抽象模型,現(xiàn) 實 世 界,信 息世 界,計算機 世 界,物質(zhì)系統(tǒng),信息系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),ER圖及其作用,教 師,學 生

7、,課 程,S#,Name,age,TS,TC,SC,Teacher,Student,Course,T#,TN,TD,TG,S#,SN,SD,SA,C#,CN,PC,實體表示,屬性表示,聯(lián)系表示,實體與其屬性的連接,教師號 姓名 系列 教研室 學號 姓名 系別 年齡 課程號 課程名 預(yù)修課號,Student,Teacher,TS,S#,SN,SD,SA,T#,TN,TD,TG,SC,TS,Course,S#,CN,PC,聯(lián)系與實體集間的聯(lián)連,統(tǒng)一建模語言（UML）,信息系統(tǒng)開發(fā)步驟,1可行性分析 2信息系統(tǒng)規(guī)劃階段 3信息系統(tǒng)分析階段 4信息系統(tǒng)設(shè)計階段 5信息系統(tǒng)開發(fā)實施階段 6信息系統(tǒng)測試階

8、段 7信息系統(tǒng)安裝調(diào)試階段 8信息系統(tǒng)試運行階段 9信息系統(tǒng)運行維護階段 10信息系統(tǒng)更新階段,信息系統(tǒng)開展的方法與步驟,系統(tǒng)的方法 ：系統(tǒng)方法的要點歸結(jié)起來就是應(yīng)用系統(tǒng)的思想、數(shù)學方法和計算機技術(shù)的有機的結(jié)合。系統(tǒng)的思想就是把研究對象作為一個整體，既考慮信息系統(tǒng)的一般特性，也考慮種類信息的個性，并應(yīng)用定量分析的方法，即數(shù)學的方法來研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，建立起數(shù)學模型和運行模型，應(yīng)用計算機技術(shù)進行模擬，以實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，實現(xiàn)對現(xiàn)實世界較精確的描述。在數(shù)學與計算機技術(shù)的結(jié)合上往往最終都歸結(jié)到數(shù)據(jù)庫的研制開發(fā)上。 系統(tǒng)的開發(fā)中要按“三維結(jié)構(gòu)”即時間維、邏輯維和知識維組成的立體結(jié)構(gòu)進行：,時間維又劃為7

9、個階段來進行 規(guī)劃階段：對系統(tǒng)進行定義、確定系統(tǒng)目標，制定開發(fā)規(guī)劃和策略。 制定方案提出具體實施方案。 研制階段：實現(xiàn)系統(tǒng)的研制方案。 試運行階段：將研制結(jié)果投入試運行。 安裝調(diào)試階段：將整個系統(tǒng)安裝好，擬定運行維護規(guī)范和運行計劃。 運行階段：按預(yù)期目標運行系統(tǒng)。 更新階段：改進舊系統(tǒng)，使之成為新系統(tǒng)。,邏輯維是指系統(tǒng)開發(fā)過程中每個階段所經(jīng)歷的步驟。分為7個步驟： 問題確定：通過收信數(shù)據(jù)、弄清問題的癥結(jié)，確定這個階段應(yīng)該解決的問題。 確定目標及評價標準，即確定解決問題應(yīng)該達到的目標以及對階段成果進行驗證的標準。 系統(tǒng)綜合：研究達到目標的各種方案和策略。 系統(tǒng)分析：通過建模，推斷可供選擇的各種方

10、案的可能結(jié)果。 最優(yōu)化：對各種方案的可能結(jié)果進行比較分析，求出最優(yōu)的系統(tǒng)方案。 系統(tǒng)決策：在系統(tǒng)最優(yōu)方案中進行選擇，做出最后決策。 計劃實施：將決策方案付諸實施。,知識維是指完成各階段、各步驟所需的知識。這里涉及的是多學科知識的應(yīng)用，包括工程知識、數(shù)學知識、社會科學、行為科學、控制論、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、法律等。 信息系統(tǒng)在進行了充分的可行性研究調(diào)查之后，開發(fā)步驟也就是按照霍爾提出的方法在“三維空間”中展開，當然這是一個要經(jīng)歷多次反復(fù)的復(fù)雜的過程。,信息系統(tǒng)開發(fā)要注意的方面（1）,1、數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)的審核和數(shù)據(jù)的處理是整個信息系統(tǒng)開發(fā)的核心。必須采集到是夠多的數(shù)據(jù)、并保證數(shù)據(jù)來源的可靠性，

11、整個信息系統(tǒng)的設(shè)計上必須是關(guān)于以數(shù)據(jù)分析處理為主要技術(shù)手段，確保數(shù)據(jù)在信息系統(tǒng)中的核心地位。 2、數(shù)據(jù)模型的穩(wěn)定性與處理數(shù)據(jù)的多變性。 3、用戶參與開發(fā)的原則。 4、嚴格區(qū)分工作階段，每個階段規(guī)定明確的任務(wù)和所應(yīng)取得的成果。特別是要給規(guī)劃、設(shè)計方案以充分的時間、考慮充分。技術(shù)型人才往往會犯忽視方案規(guī)劃設(shè)計，急于編程的傾向，這往往帶來返工造成更大的人力，時間資源的浪費。,信息系統(tǒng)開發(fā)要注意的方面（2）,5、按系統(tǒng)的觀點，自頂向下地完成研制工作。任何問題的解決都要從全局出發(fā)，從高層入手，從宏觀到微觀的解決過程。 6、充分考慮變化的情況。瞬息萬變的市場需求的影響，在任何一個階段上都有可能必須做出調(diào)整

12、，這在開發(fā)中是必須有充分的準備和技術(shù)上的對策。 7、重視開發(fā)文檔的規(guī)范化管理。這是保證信息系統(tǒng)開發(fā)能連續(xù)進行的根本保證。文檔資料記錄了開發(fā)人員的思維過程，記錄了開發(fā)的軌跡，是系統(tǒng)開發(fā)人員與用戶交流的媒介，也是開發(fā)人員之間交流的紐帶。規(guī)范文檔的建立、歸檔、存檔工作是保證系統(tǒng)開發(fā)不因人員變動，而使開發(fā)工作陷于被動的基礎(chǔ)性工作，應(yīng)以高度的重視。,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫簡介（RDBMS）,關(guān)系：關(guān)系就是二維表。在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，它的數(shù)據(jù)外部視圖就是關(guān)系或表的集合。 但數(shù)據(jù)的存儲并不是以表的形式存儲，數(shù)據(jù)的物理存儲與數(shù)據(jù)的邏輯組織方式毫無關(guān)系。 名稱：在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，每一種關(guān)系都有唯一的 名稱。 屬性：表（關(guān)系）

13、中的每一列都稱為屬性，屬性是表的頭。 元組：表（關(guān)系）中的每一行叫元組。元組定義了一組屬性值。元組（行）的總數(shù)稱為關(guān)系的基數(shù),Relation,關(guān)系的操作,插入(Insert operation),刪除(Delete operation):,更新（Update operation）,選擇（Select operation）,投影（Project operation）,連接,（Join operation）,并,（Union operation）,交,（Intersection operation）,差,（Intersection peration）,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）軟件,數(shù)據(jù)庫管理系

14、統(tǒng)（DBMS）的功能 （1）數(shù)據(jù)庫定義功能。包括全局邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義、局部邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義、存儲結(jié)構(gòu)定義、保密定義和信息格式定義。 （2）數(shù)據(jù)庫管理功能。包括系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)存取及更新管理、數(shù)據(jù)完整性及安全控制和并發(fā)控制等。當然這些控制功能的實現(xiàn)是在計算機操作系統(tǒng)的支持下實現(xiàn)的。 （3）數(shù)據(jù)庫建立和維護功能。包括了數(shù)據(jù)庫的建立、更新、再組織、結(jié)構(gòu)維護、恢復(fù)及性能監(jiān)視等。 （4）通信功能。通過計算機操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的支持，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)操作有關(guān)的通信。,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的組成 （1）數(shù)據(jù)定義語言。用于定義數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，定義記錄中每一個字段的名字、字段長度和字段類型。 （2）數(shù)據(jù)操作語言。包

15、含用戶和數(shù)據(jù)庫管理人員（DBM）操作和使用數(shù)據(jù)庫的所有操作命令。用戶和管理人員可以通過這些命令實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問和管理。常用的命令有查看數(shù)據(jù)、添加新記錄、刪除記錄、對記錄進行排序和改變記錄結(jié)構(gòu)等。有關(guān)的命令的使用和使用范圍都由授權(quán)所決定，以確保數(shù)據(jù)的一致性、完整性和數(shù)據(jù)庫的安全性。 （3）查詢語言。用戶在使用數(shù)據(jù)庫時可以根據(jù)自己的要求條件查詢自己所關(guān)心的數(shù)據(jù)。當前，最流行的查詢語言是結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）。 （4）報告生成器。用于幫助用戶設(shè)計和生成打印格式的報告和圖表。,結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）:SQL是用于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標準化語言。它是一種描述性語言，在使用時只需聲明它，而無需編寫詳細的程序。 常用的查詢簡單語句 插入操作 刪除操作 更新操作 選擇操作 投影操作 連接操作 并