（計算機應用技術專業(yè)論文）科研管理信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn).pdf

北京化工大學碩士學位論文 科研管理信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn) 摘要 數(shù)據(jù)庫技術出現(xiàn)于2 0 世紀6 0 年代末，是計算機科學技術中發(fā)展 最快的領域之一。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已在當代社會生活中獲得了廣泛的應用， 滲透到了工農業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)、行政管理、科學研究、教育、工程技術 和國防軍事等各行各業(yè)，而且已圍繞數(shù)據(jù)庫技術形成了一個巨大的軟 件產(chǎn)業(yè)，即數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和各類工具軟件的開發(fā)和經(jīng)營。 北京化工大學科研管理信息系統(tǒng)( 以下簡稱本系統(tǒng)) 是為了適應 網(wǎng)絡環(huán)境下的科研管理任務而開發(fā)設計的一套軟件，它以網(wǎng)絡為媒體 提供對各種科研信息的處理功能。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為本系統(tǒng)的一部分， 它起著方便數(shù)據(jù)管理、為數(shù)據(jù)的完整性和安全性提供保障以及實現(xiàn)數(shù) 據(jù)的共享等作用，是系統(tǒng)中必不可少的重要部分。本文是針對本系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn)來進行的。 首先，本文系統(tǒng)討論了數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生和發(fā)展趨勢，對管理信息系 統(tǒng)作了簡單的介紹。在對各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能作了初步測試的基礎 上，選定了本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫適合的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。并且探討了數(shù)據(jù)庫的開 發(fā)應用模式。 其次，本文通過對數(shù)據(jù)庫開發(fā)過程的討論，討論了本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 的設計開發(fā)過程。重點討論了數(shù)據(jù)庫設計實現(xiàn)過程中的如下幾個階段， 需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計和物理結構設計。 最后，本文對本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的安全和優(yōu)化作了討論。一方面，通 過對數(shù)據(jù)庫安全方面的討論，論述了本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的安全措施。另一 方面，通過對數(shù)據(jù)庫優(yōu)化的定義和方法論述，討論了本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的 優(yōu)化方法。 關鍵字：數(shù)據(jù)庫技術，管理信息系統(tǒng)，設計開發(fā)，數(shù)據(jù)庫安全，數(shù)據(jù) 庫優(yōu)化 u i 北京化工大學碩士學位論文 t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f s c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m sd a t a b a s e a b s t r a c t d a t a b a s et e c 圭l i l o l o g ym a th a sb e e np r o m o t e ds i n c e1 9 6 0 si so n eo f m e f a s t e s t d e v e l o p i n gd o m a i n si nc o m p m e rs c i e n c et e c h n o l o g y d a t a b a s e s y s t e mh a sb e e na p p l i e dw i d e l yi nm a n ys c o p e so fc u r r e n ts o c i e t yl i f es u c h a si n d u s t 搿a n da g r i c u l t u r ep r o d u c t i o n ，c o m m e r c e ，a d m i n i s t r a t i o n ，s c i e n c e r e s e a r c h ，e d u c a t j o n ，e n g i n e e r i n g ，n a t i o n a ld e f e n s ea n dm i l i t a ua n 江i r sa 1 1 d s on o f u t h e r m o r eal a 唱es o n w a r ei n d u s n ya b o u ti th a sc o m ei n t ob e i n g ， w h i c hi st h e d e v e l o p m e n ta r l dm a n a g e m e n to f d a t a b a s em a n a g e m e n t s y g t e ma n da 1 1l 【i n d so f t o o ls o f t w a r e s c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g 鋤e n ti n f o n n a t j o n s y s t e mo fb u c t ( f o r s h o r c ：m i ss y s t e m ) i sas o f t w a r es e n ，e dt om a t e r i a l i z e dm em a n a g e m e n to f s c i e n t i f i cr e s e a r c hm r o u 曲i n t e m e t i tp r o v i d e st h ep r o c e s s i n gf u n c t i o no f a l ls o r t so fs c i e n t i f i cr e s e a r c hi n f o r m a t i o nt l l r o u g ht h em e d i ao fi m e m e t d a t a b a s e s y s t e m i sa n i m p o r t a n tp a r t i nt h i s s y s t e m i tc a nm a k e d a t a 。m a i l a g e m e n te x p e d i e m l y ，c a ne n s u r ei m e g r a l i t ya n ds e c u r i t ym ed a t a a 1 1 dc a n i m p l e m e md a t a - s h a r ea n ds oo n i ti sa na b s o l u t e l yn e c e s s a r i l yp a n i nm i ss y s t e m 1 1 1 i sp 印e ra i m sa ts t u d y i n gm ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n o f t h i ss y s t e m sd a t a b a s e f i r s t l y ， t h i s p 印e rs y s t e m a t i c a l l y i n t r o d u c e st h e d e v e l o p m e n to f d a t a b a s et e c h n o l o g i e s ，f e l l o w e db yt h eb r i e fi n t r o d u c t i o no fm a n a g e m e n t i n f o n n a t i o ns y s t e m c h o o s et h ep r o p e rd a t a b a s es y s t e mf o rt h i ss y s t e m b a s e do np r i m a r yt e s t i n g so fd i f r e r e n tk i n d so f d a t a b a s es y s t e m i nt h ef i r s t j ! 室垡三盔堂堡主堂焦堡苧 - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ ，一 一 t h ep a p e ra l s od i s c u s s e st h ee m p o l d e rm o d e o f d a t a b a s es y s t e m s e c o n d l y ，t h i sp 印e rd i s c u s s e s t l l e e m p 0 1 d e rp r o c e s s o ft h i ss y s t e m m r o u g hd i s c u s s e st h ee m p o l d e rp r o c e s s o fd a t a b a s es y s t e m t h ep 印e r f 0 c u s e so ns e v e r a l p h a s e s o ft l l e e i n p o l d e rp r o c e s s ， s u c ha s r e q u i r e m e n t a n a l y s i s ，c o n c e p t _ s t m c t u r e d e s i g n ，1 0 9 j c s t r u c t u r e 。d e s i g n a n d p h y s i c s - s t r u c t u r e - d e s i g n t h i r d l y ，t h i sp 印e rd i s c u s s e sm es e c u r i t ya n do p t i m i z a t i o no f d a t a b a s e s y s t e m 0 no n eh a f l d ，t h ep 印e rd i s c u s s e s t h es e c u r i t y - m e a s u r eo ft h i s s y s t e mt h r o u g hd i s c u s s e sd a t a b a s e - s e c u r i t y 0 nt h eo t h e rh a n d ，t h ep 印e r d i s c u s s e st h eo p t i m i z a t i o n m e t h o do fm i ss y s t e mt h r o u g hd i s c u s s e st h e d e f i n i t i o na n dm e t h o do fd a t a b a s e o p t i m i z a t i o n k e yw o r d s ：d a t a b a s et e c h n o l o g i e s ，m a n a g e m e n ti n f o n 芏1 a t i o ns y s t e m ， d e s i g na n de x p l o i t a t i o n ，d a t a b a s es e c u r i t y ，d a t a b a s eo p t i m i z a t i o n v 北京化工大學碩士學位論文 北京化工大學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨 立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內容外，本論 文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的 研究做出重要貢獻的個人和集體，均己在文中以明確方式標明。本人 完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 作者簽名：生圭塹：壟三 日期：! ：形 關于論文使用授權的說明 學位論文作者完全了解北京化工大學有關保留和使用學位論文的 規(guī)定，即：研究生在校攻讀學位期間論文工作的知識產(chǎn)權單位屬北京 化工大學。學校有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件 和磁盤，允許學位論文被查閱和借閱；學校可以公布學位論文的全部 或部分內容，可以允許采用影印、縮印或其它復制手段保存、匯編學 位論文。 保密論文注釋：本學位論文屬于保密范圍，在土年解密后適用本 授權書。非保密論文注釋：本學位論文不屬于保密范圍，適用本授權 書。 作者簽名： 導師簽名： 日期： 日期： ，1 r ? t 參 2 ：查：! 亟 北京化工大學碩士學位論文 1 。1 課題來源與背景 第一章緒論 本課題來源于實際項目北京化工大學科研管理信息系統(tǒng)( 以下簡稱北化科 研系統(tǒng)) 數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn)。北化科研系統(tǒng)是在原有的多個c s 管理系統(tǒng)的基 礎上開發(fā)的以o r a c i e 數(shù)據(jù)庫為中心，以j 2 e e 技術為平臺，b s 結構的科研管理信 息系統(tǒng)u j 為我校的科研管理工作的自動化提供了強有力的支持，目前，本項目已 基本開發(fā)成功。數(shù)據(jù)庫作為科研管理信息系統(tǒng)的重要組成部分。起著實現(xiàn)數(shù)據(jù)信 息的存貯管理、完成數(shù)據(jù)集成和共享的作用。我參與了該項目的開發(fā)與實現(xiàn)，本 論文主要研究內容是以該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn)、安全和優(yōu)化為背景來論述。 1 2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)溉述 本論文研究的主要內容是數(shù)據(jù)庫的設計與開發(fā)，下面從數(shù)據(jù)庫的基本概念及 其產(chǎn)生與發(fā)展等方面來對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行簡單論述。 1 21 數(shù)據(jù)庫的常用術語和基本概念 1 、數(shù)摒心( d a t a ) 數(shù)掘是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象。數(shù)據(jù)在大多數(shù)人頭腦中的第一個反應就是 數(shù)字。其中數(shù)字只是最簡單的一種數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)的一種傳統(tǒng)和狹義的理解。廣義 的理解，數(shù)據(jù)的種類很多，文字、圖形、圖像、聲音、學生的檔案記錄等，這些 都是數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)可以定義如下：描述事物的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。描述事物的符號可以是 數(shù)字，也可以是文字、圖形、圖像、聲音、語言等，數(shù)據(jù)有多種表現(xiàn)形式，它們 都可以經(jīng)過數(shù)字化后存入計算機。 2 、數(shù)據(jù)庫閉( d a t a b a s e ，簡稱d b ) 數(shù)據(jù)庫，顧名思義，是存放數(shù)據(jù)的倉庫。只不過這個倉庫是在計算機存儲設 備上，而且數(shù)據(jù)是按一定格式存放的。 所謂數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計算機內的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合，數(shù)據(jù) 所謂數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計算機內的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合，數(shù)據(jù) 北京化丁大學碩十學位論文 庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存，具有較小的冗余度、較高的數(shù) 據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。 3 、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)( d a t a b a s em a l l a g e m e n ts y s t e m ，簡稱d b m s ) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，是數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)的重要組成部分。它的主要功能包括以下幾個方面： ( 1 ) 數(shù)據(jù)定義功能，d b m s 提供數(shù)據(jù)定義語言( d a t ad e f l n i t i o nl a n g u a g e ， 簡稱d d l ) ，用戶通過它可以方便地對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象進行定義。 ( 2 ) 數(shù)據(jù)操縱功能，d b m s 還提供數(shù)據(jù)操縱語言( d a t am a i l i p u l a t i o nl a n g u a g e ， 簡稱d m l ) ，用戶可以使用d m l 操作數(shù)據(jù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作，如查詢、插 入、刪除和修改等。 ( 3 ) 數(shù)據(jù)庫的運行管理，數(shù)據(jù)庫的建立、運用和維護是由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng) 一管理、統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及 發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復。 ( 4 ) 數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能，它包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入、轉換功能， 數(shù)據(jù)庫的轉儲、恢復功能，數(shù)據(jù)庫的重組織功能和性能監(jiān)視、分析功能等。這些 功能通常是由一些實用程序完成的。 4 、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)( d a t a b a s es y s t e m ，簡稱d b s ) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù) 庫管理系統(tǒng)( 及其開發(fā)工具) 、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構成。應當指出的 是，數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護等工作只靠一個d b m s 遠遠不夠，還要有專門的 人員來完成。這些人被稱為數(shù)據(jù)庫管理員( d a 協(xié)b a s ea d m i n i s t r a t o r ，簡稱d b a ) 。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以用圖1 1 表示。 圖1 1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) f i g 1 一l 廿l ed a t a b a s es y s t e m 北京化工大學碩士學1 ：i ) = 論文 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在整個計算機系統(tǒng)中的地位如圖1 2 所示。 圖l - 2 數(shù)據(jù)庫在計算機系統(tǒng)中的地位 f 培1 _ 2 t h es t 咖1 so fd a t a b a s ei nc o m p u t e rs y t e m 1 2 2 數(shù)據(jù)庫技術的產(chǎn)生和發(fā)展 數(shù)據(jù)庫技術是應數(shù)據(jù)管理任務的需要而產(chǎn)生的。隨蓿科學技術的發(fā)展。人們掌 握和處理的信息越來越多，要想充分的開發(fā)與利用這些信息資源，就必須對大量 的信息進行識別、存儲、處理與傳遞 3 1 。以計算機為基礎的數(shù)據(jù)庫技術，由于具有 信息存儲量大、處理和傳輸速度快、邏輯推理嚴密、重復性高、能有效合理地存 儲各種信息、能為有關應用準確快速地提供有用信息等特點，很快成為了信息處 理的強有力的工具。 人們借助計算機進行數(shù)據(jù)處理是近三十年的事情。研制計算機的初衷是利用它 進行復雜的科學計算【4 l 。隨著計算機技術的發(fā)展，其應用遠遠地超出了這個范圍。 在應用需求的推動下，在計算機硬件、軟件發(fā)展的基礎上，數(shù)據(jù)庫管理技術經(jīng)歷 了人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個階段。這三個階段的特點及其比較如表 1 1 所示。 北京化_ i = 大學碩十學位論文 表1 1 數(shù)據(jù)管理三個階段的比較 t h b l el - 1t h ec o m p a r i s o no f t h ed 吐am a n a g e m e n t ，s 也r e ep h a s e s 比較內容 人j ：管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 應用背景科學計算科學計算、管理火規(guī)模管理 背無直接 硬件背景 存取存儲設備 磁盤、磁鼓大容量磁盤 景 軟件背景沒有操縱系統(tǒng)有文件系統(tǒng)有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 聯(lián)機實時處理、聯(lián)機實時處理、 處理方式批處理 批處理分布處理、批處理 數(shù)據(jù) 的管理者 用戶( 程序員)文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù) 面向的對象 某一應用程序 某一應用 現(xiàn)實世界 特 數(shù)據(jù)無共享，共享性差，共享性高， 的共享程度冗余度極大冗余度大冗余度小 點 數(shù)據(jù)不獨立，高度的物理獨立性， 的獨立性完全依賴于程序 獨立性差 一定的邏輯獨立性 數(shù)據(jù) 記錄內有結構， 楚體結構化， 的結構化 無結構 整體無結構用數(shù)據(jù)模型描述 由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)應用程序應用程序 提供數(shù)據(jù)的安全性、 控制能力自己控偉0自己控制 完整性、并發(fā)控制 和恢復能力 l 、人工管理階段 2 0 世紀5 0 年代中期以前，計算機主要用于科學計算。當時的硬件狀況是，外 存只有紙帶、卡片、磁帶，沒有磁盤等直接存取的存儲設備；軟件狀況是，沒有 操作系統(tǒng)，沒有管理數(shù)據(jù)的軟件；數(shù)據(jù)處理方式是批處理。人工管理數(shù)據(jù)具有如 下特點： ( 1 ) 數(shù)據(jù)不保存 由于當時計算機主要用于科學計算，一般不需要將數(shù)據(jù)長期保存，只是在計算 某一課題時將數(shù)據(jù)輸入，用完就撤走。不僅對用戶數(shù)據(jù)如此處置，對系統(tǒng)軟件有 時也是這樣。 ( 2 ) 應用程序管理數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)需要由應用程序自己管理，沒有相應的軟件系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)的管理工作。應 用程序中不僅要規(guī)定數(shù)據(jù)的邏輯結構，而且要設計物理結構，包括存儲結構、存 4 北京化r 大學碩十學位論文 取方法、輸入方式等。因此程序員負擔很重。 ( 3 ) 數(shù)據(jù)不共享 數(shù)據(jù)是面向應用的，一組數(shù)據(jù)只能對應一個程序。當多個應用程序涉及某些相 同的數(shù)據(jù)時，由于必須各自定義，無法互相利用、互相參照，因此程序與程序之 間有大量的冗余數(shù)據(jù)。 ( 4 ) 數(shù)據(jù)不具有獨立性 數(shù)據(jù)的邏輯結構或物理結構發(fā)生變化后，必須對應用程序做相應的修改，這進 一步加重了程序員的負擔。 2 、文件系統(tǒng)階段 2 0 世紀5 0 年代后期到6 0 年代中期，這時硬件方面已有了磁盤、磁鼓等直接 存取存儲設備；軟件方面，操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門的數(shù)據(jù)管理軟件，一般稱為 文件系統(tǒng)；處理方式不僅有了批處理，而且能夠聯(lián)機實時處理。用文件系統(tǒng)管理 數(shù)據(jù)具有如下特點： ( 1 ) 數(shù)據(jù)可以長期保存 由于計算機大量用于數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)需要長期保留在外存上反復進行查詢、修 改、插入和刪除等操作。 ( 2 ) 由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù) 由專門的軟件即文件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)管理，文件系統(tǒng)把數(shù)據(jù)組織成相互獨立的數(shù) 據(jù)文件，利用“按文件名訪問，按記錄迸行存取”的管理技術，可以對文件進行 修改、插入和刪除的操作。文件系統(tǒng)實現(xiàn)了記錄內的結構性，但整體無結構。程 序和數(shù)據(jù)之間由文件系統(tǒng)提供存取方法進行轉換，使應用程序與數(shù)據(jù)之間有了一 定的獨立性，程序員可以不必過多地考慮物理細節(jié)，將精力集中于算法。而且數(shù) 據(jù)在存儲上的改變不一定反映在程序上，大大節(jié)省了維護程序的工作量。但是， 文件系統(tǒng)仍存在以下缺點。 ( 3 ) 數(shù)據(jù)共享性羞，冗余度大 在文件系統(tǒng)中，一個文件基本上對應于一個應用程序，即文件仍然是面向應用 的。當不同的應用程序具有部分相同的數(shù)據(jù)時，也必須建立各自的文件，而不能 共享相同的數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)的冗余度大，浪費存儲空間。同時由于相同數(shù)據(jù)的重 復存儲、各自管理，容易造成數(shù)據(jù)的不一致性，給數(shù)據(jù)的修改和維護帶來了困難。 ( 4 ) 數(shù)據(jù)獨立性羞 文件系統(tǒng)中的文件是為某一特定應用服務的，文件的邏輯結構對應用程序來說 是優(yōu)化的，因此要想對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)在增加新的應用會很困難，系統(tǒng)不容易擴充。 一旦數(shù)據(jù)的邏輯結構改變，必須修改應用程序，修改文件結構的定義。應用程序 的改變，例如應用程序改用不同的高級語言等，也將引起文件的數(shù)據(jù)結構的改變。 因此數(shù)據(jù)與程序之間仍缺乏獨立性?？梢?，文件系統(tǒng)仍然是一個不具有彈性的無 北京化工大學碩士學位論文 結構的數(shù)據(jù)集合，即文件之間是孤立的，不能反映現(xiàn)實世界事物之間的聯(lián)系。 3 、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 2 0 世紀6 0 年代后期以來，計算機用于管理的規(guī)模越來越大，應用越來越廣泛， 數(shù)據(jù)量急劇增長，同時多種應用、多種語占互相覆蓋地共享數(shù)據(jù)集合的要求越來 越強烈。 這時硬件已有大容量磁盤，硬件價格下降：軟件則價格上升，為編制和維護系 統(tǒng)軟件及應用程序所需的成本相對增加；在處理方式上，聯(lián)機實時處理要求更多， 并開始提出和考慮分布處理。在這種背景下，以文件系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)管理手段已經(jīng) 不能滿足應用的需求，于是為解決多用戶、多應用共享數(shù)據(jù)的要求，使數(shù)據(jù)為盡 可能多的應用服務，數(shù)據(jù)庫技術便應用而生，出現(xiàn)了統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)的專門軟件系 統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來管理數(shù)據(jù)比文件系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點，從文件系統(tǒng)到數(shù)據(jù)庫系 統(tǒng)，標志著數(shù)據(jù)管理技術的飛躍。 1 2 3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點 與人工管理和文件系統(tǒng)相比，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點主要有以下幾個方面： 1 、數(shù)據(jù)結構化 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結構化，是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一，也是數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質區(qū)別。 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)不再針對某一應用，而是面向全組織，具有整體的結 構化。不僅數(shù)據(jù)是結構化的，而且存取數(shù)據(jù)的方式也很靈活，可以存取數(shù)據(jù)庫中 的某一個數(shù)據(jù)項、一組數(shù)據(jù)項、一個記錄或一組記錄。而在文件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的 最小存取單位是記錄，粒度不能細到數(shù)據(jù)項。 2 、數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴充 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)，不再面向整個應用而是面向整個系 統(tǒng)，因此數(shù)據(jù)可以被多個用戶、多個應用共享使用。數(shù)據(jù)共享可以大大減少數(shù)據(jù) 冗余，節(jié)約存儲空間。數(shù)據(jù)共享還能夠避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性。 所謂數(shù)據(jù)的不一致性是指同一數(shù)據(jù)不同拷貝的值不一樣。采用人工管理或文 件管理時，由于數(shù)據(jù)被重復存儲，當不同的應用使用和修改不同的拷貝時就很容 易造成數(shù)據(jù)的不一致。在數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)共享，減少了由于數(shù)據(jù)冗余造成的不一致 現(xiàn)象。 由于數(shù)據(jù)面向整個系統(tǒng)，是有結構的數(shù)據(jù)，不僅可以被多個應用麩享使用， 而且容易增加新的應用，這就使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)彈性大，易于擴充，可以適應各種 北京化工大學碩士學位論文 用戶的要求?？梢匀≌w數(shù)據(jù)的各種子集用于不同的應用系統(tǒng)，當應用需求改變 或增加時，只要重新選取不同的子集或加上部分數(shù)據(jù)便可以滿足新的需求。 3 、數(shù)據(jù)獨立性高 數(shù)據(jù)獨立性是數(shù)據(jù)庫領域中一個常用術語，包括數(shù)據(jù)的物理獨立性和數(shù)據(jù)的 邏輯獨立性。 物理獨立性是指用戶的應用程序與存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是相互獨 立的。也就是說，數(shù)據(jù)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中怎樣存儲是由d b m s 管理的，用戶程 序不需要了解，應用程序要處理的只是數(shù)據(jù)的邏輯結構，這樣當數(shù)據(jù)的物理存儲 改變了，應用程序不用改變。 邏輯獨立性是指用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結構相互獨立的，也就是說， 數(shù)據(jù)的邏輯結構改變了，用戶程序也可以不變。 數(shù)據(jù)與程序的獨立，把數(shù)據(jù)的定義從程序中分離出去。加上數(shù)據(jù)的存取又有 d b m s 負責，從而簡化了應用程序的編制，大大減少了應用程序的維護和修改。 4 、數(shù)據(jù)由d b m s 統(tǒng)一管理和控制 數(shù)據(jù)庫的共享是并發(fā)的( c o n c u r r c n c y ) 共享，即多個用戶可以同時存取數(shù)據(jù) 庫中的數(shù)據(jù)甚至可以同時存取數(shù)據(jù)庫中的同一個數(shù)據(jù)。為此，d b m s 還必須提供 以下方面的數(shù)據(jù)控制功能： ( 1 ) 數(shù)據(jù)的安全性( s e c u r i t y ) 保護 數(shù)據(jù)的安全性是指保護數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞。 使每個用戶只能按規(guī)定，對某些數(shù)據(jù)以某些方式進行使用和處理。 ( 2 ) 數(shù)據(jù)的完整性( i n t e g r i t y ) 檢查 數(shù)據(jù)的完整性指數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。完整性檢查將數(shù)據(jù)控制在 有效的范圍內，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關系。 ( 3 ) 并發(fā)( c o n c u h 弓n c v ) 控制 當多個用戶的并發(fā)進程同時存取、修改數(shù)據(jù)庫時，可能會發(fā)生相互干擾而得 到錯誤的結果或使得數(shù)據(jù)塊的完整性遭到破壞，因此必須對多用戶的并發(fā)操作加 以控制和協(xié)調。 ( 4 ) 數(shù)據(jù)庫恢復( r e c o v e r y ) 計算機系統(tǒng)的硬件故障、軟件故障、操作員的失誤以及故意的破壞也會影響 數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，甚至造成數(shù)據(jù)庫部分或全部數(shù)據(jù)的丟失。d b m s 必須具 有將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復到某一己知的正確狀態(tài)( 己成為完整狀態(tài)或一致狀態(tài)) 的功能，這就是數(shù)據(jù)庫的恢復功能。 數(shù)據(jù)庫管理階段應用程序與數(shù)據(jù)之間的對應關系如圖1 3 所示。 北京化工大學碩士學位論文 圖1 3 數(shù)據(jù)庫管理階段應用程序與數(shù)據(jù)之間的對麻關系 f i g 1 - 3 m er e ia l i o no f a p p l i c a t i o na n dd a t ai nd a l i b a s em a n a g e m e n tp h a s e 綜上所述，數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內有組織的大量的共享的數(shù)據(jù)集合。 它可以供各種用戶共享，具有最小冗余度和較高的數(shù)據(jù)獨立性。d b m s 在數(shù)據(jù)庫 建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性，并 在多用戶同時使用數(shù)據(jù)庫時進行并發(fā)控制，在發(fā)生故障后對系統(tǒng)進行恢復。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的出現(xiàn)使信息系統(tǒng)從以加工數(shù)據(jù)的程序為中心轉向圍繞共享的數(shù) 據(jù)庫為中心的新階段。這樣既便于數(shù)據(jù)的集中管理，又有利于應用程序的研制和 維護，提高了數(shù)據(jù)的利用率和相容性，提高了決策的可靠性。 1 3 數(shù)據(jù)庫技術領域的發(fā)展趨勢 1 3 1 國際數(shù)據(jù)庫研究界動態(tài) 數(shù)據(jù)庫技術從誕生到現(xiàn)在，在不到半個世紀的時間里，形成了堅實的理論基礎、 成熟的商業(yè)產(chǎn)品和廣泛的應用領域，吸引了越來越多的研究者加入使得數(shù)據(jù)庫 成為一個研究者眾多且被廣泛關注的研究領域，隨著信息管理內容的不斷擴展和 新技術的層出不窮，數(shù)據(jù)庫技術面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。面對新的數(shù)據(jù)形式，人 們提出了豐富多樣的數(shù)據(jù)模型( 層次模型、網(wǎng)狀模型、關系模型、面向對象模型、 半結構化模型等) ，同時也提出了眾多新的數(shù)據(jù)庫技術( x m l 數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)流 管理、w e b 數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)挖掘等) 。 每隔幾年，國際上一些資深的數(shù)據(jù)庫專家就會聚集一堂，探討數(shù)據(jù)庫的研究現(xiàn) 狀、存在的問題和未來需要關注的新的技術焦點，其中包括：1 9 8 9 年在l a g u n a b e a c h ，c a l i f 1 9 9 0 年和1 9 9 5 年在p a l o a l t o ，c a l i j ，“l(fā) a 窟u i l i t a ”，1 9 9 6 年在 c 枷b r i d g e ，m a s s 【8 1 9 9 8 年在a s i l o m a r ，c a l i f 1 9 】和2 0 0 3 年在l o w e l l ，m a s s 【l 0 】 舉行的研討會。與會的學者集中討論了信息的存儲、組織、管理和訪問等問題。 這些問題受新型應用、技術趨勢、相關領域的協(xié)同工作和領域本身的技術變革所 北京化工大學碩士學位論文 驅動，信息的本質和來源在不斷變化，每個人都意識到i n t e r n e t 、w e b 、自然科學 和電子商務是信息和信息處理的巨大源泉。同時，另一個巨大的信息源即將到來， 即廉價的微型傳感器技術使得大部分的物體可以實時上報它們的位置和狀態(tài)。這 類信息能支持對移動對象的狀態(tài)和位置的監(jiān)視等應用。 伴隨新的制約與機會，傳感信息的處理將會引發(fā)許多新環(huán)境下的極有趣味的數(shù) 據(jù)庫問題。在應用領域，i n t e r n e t 是目前主要的驅動力，特別是在支持“跨企業(yè)” 的應用上。在歷史上，應用都是企業(yè)內部的，可以在一個行政領域內進行完善的 制定和優(yōu)化。但是現(xiàn)在，大部分企業(yè)感興趣的是如何與供應商和客戶進行更密切 的交流，以便提供更好的客戶支持。這類應用從根本上說是跨企業(yè)的，需要安全 和信息集成的有力工具。由此產(chǎn)生的新問題需要數(shù)據(jù)庫研究人員去解決。 越來越重要的另一個應用領域是自然科學，特別是物理科學、生物科學、保健 科學和工程領域，這些領域產(chǎn)生了大量復雜的數(shù)據(jù)集，需要比現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品 更高級的數(shù)據(jù)庫的支持。這些領域同樣也需要信息集成機制的支持。除此之外， 它們也需要對數(shù)據(jù)分析器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)管道進行管理，需要對有序數(shù)據(jù)進行存儲和 查詢( 如時間序列、圖像分析、網(wǎng)絡計算和地理信息) ，需要世界范圍內數(shù)據(jù)網(wǎng) 格的集成。 除了在信息管理領域遇到的這些挑戰(zhàn)之外，在傳統(tǒng)的d b m s 相關的問題上，諸 如數(shù)據(jù)模型、訪問方法、查詢處理代數(shù)、并發(fā)控制、恢復、查詢語言和d b m s 的用 戶界面等主題也面臨著巨大的變化。 另一個推動數(shù)據(jù)庫研究發(fā)展的動力是相關技術的成熟。比如，在過去的幾十年 里，數(shù)據(jù)挖掘技術已經(jīng)成為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)重要的一個組成部分。w e b 搜索引擎導致了 信息檢索的商品化，并需要和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫查詢技術集成。 許多人工智能領域的研究成果也和數(shù)據(jù)庫技術融合起來，這些新的技術使得我 們可以處理語言、自然語言，進行不確定性推理和機器學習等。 1 3 2 數(shù)據(jù)庫主流技術發(fā)展趨勢 目前，數(shù)據(jù)庫的主流技術包括以下幾個方面： l 、信息集成 信息系統(tǒng)集成技術已經(jīng)歷了2 0 多年的發(fā)展，已經(jīng)提出了很多信息集成的體系 結構和實現(xiàn)方案，然而這些方法所研究的主要集成對象是傳統(tǒng)的異構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 隨著i n t e m e t 的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡迅速成為一種重要的信息傳播和交換的手段，尤其 是在w 曲上，有著極其豐富的數(shù)據(jù)來源。如何獲取w 曲上的有用數(shù)據(jù)并加以綜合 利用，即構建w 曲信息集成系統(tǒng)，成為一個引起廣泛的研究領域。信息集成系統(tǒng) 北京化工大學碩士學位論文 的方法可以分為【l l 】：數(shù)據(jù)倉庫方法和w h p p e 刪e d i a t o r 方法。 2 、數(shù)據(jù)流管理 測量和監(jiān)控復雜的動態(tài)的現(xiàn)象，如遠程通信、w 曲應用、金融事務、大氣情況 等，產(chǎn)生了大量、不間斷的數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流處理對數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)、算法、網(wǎng)絡和 其他計算機科學領域的技術挑戰(zhàn)已經(jīng)開始顯露，這是數(shù)據(jù)庫界一個活躍的研究領 域，包括新的流操作、s q l 擴展、查詢優(yōu)化方法、操作調度( o p e r a t o rs c h e d u l i n g ) 技術等【8 】。 3 、傳感器數(shù)據(jù)庫技術 新的傳感器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要考慮大最的傳感器設備的存在，以及它們的移動和 分散性。因此，新的傳感器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要解決一些新的問題。主要包括： ( 1 ) 傳感器數(shù)據(jù)的表示和傳感器查詢的表示； ( 2 ) 在傳感器節(jié)點上處理查詢分片：傳感器資源的有限性，要求必須有效地 處理各個節(jié)點上的查詢； ( 3 ) 分布查詢分片：產(chǎn)生和傳輸傳感器數(shù)據(jù)都需要花費代價，必須考慮單個 節(jié)點的查詢效率和網(wǎng)絡傳輸代價的平衡； ( 4 ) 適應網(wǎng)絡調節(jié)的改變； ( 5 ) 處理站點失敗和傳輸失敗的情況； ( 6 ) 傳感器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：必須利用系統(tǒng)中的所有傳感器，而且可以像傳統(tǒng)數(shù) 據(jù)庫那樣方便、簡潔地管理傳感器數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)等。 4 、x m l 數(shù)據(jù)管理 目前大量的x m l 數(shù)據(jù)以文本文檔的方式存儲，難以支持復雜高效的查詢。用 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲x m l 數(shù)據(jù)的問題在于模式映射帶來的效率下降和語義丟失。x m l 數(shù)據(jù)是半結構化的，不像關系數(shù)據(jù)庫那樣是嚴格的結構化數(shù)據(jù)，這樣就給x m l 數(shù) 據(jù)庫中的存儲系統(tǒng)帶來更大的靈活性，同時，也帶來了更大的挑戰(zhàn)。恰當?shù)挠涗?劃分和簇聚，能夠減少i ，o 次數(shù)，提高查詢效率；反之，不恰當?shù)膭澐趾痛鼐?，則 會降低查詢效率。研究不同存儲粒度對查詢的支持也是x m l 存儲面臨的一個關鍵 性問題1 1 2 j 。 5 、網(wǎng)格數(shù)據(jù)管理 簡單地講，網(wǎng)格是把整個網(wǎng)絡整合成一個虛擬的巨大的超級計算環(huán)境，實現(xiàn) 計算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源和專家資源的全面共享。目的是解決 多機構虛擬組織中的資源共享和協(xié)同工作問題。按照應用層次的不同可以把網(wǎng)格 分為三種：計算網(wǎng)格，提供高性能計算機系統(tǒng)的共享存??；數(shù)據(jù)網(wǎng)格，提供數(shù)據(jù) 庫和文件系統(tǒng)的共享存??；信息服務網(wǎng)格則支持應用軟件和信息資源的共享存取。 由于得到政府和企業(yè)的大力支持，近年來，網(wǎng)格技術在國內外都得到飛速發(fā) 展。網(wǎng)格研究呈現(xiàn)了實驗室研究和實際應用緊密結合的局面，網(wǎng)格技術的應用從 0 北京化工大學碩士學位論文 單純的科學計算領域擴展到企業(yè)計算領域，并推動了相關的產(chǎn)業(yè)化進程。 6 、d b m s 的自適應管理 隨著r d b m s 復雜性增強以及新功能的增加，使對數(shù)據(jù)庫管理人員的技術需 求和熟練數(shù)據(jù)庫管理人員的薪水支付都在大幅度增長，導致企業(yè)人力成本支出也 在迅速增加。隨著關系數(shù)據(jù)庫規(guī)模和復雜性的增加，系統(tǒng)調整和管理的復雜性相 應增加，現(xiàn)在，一個d b a 必須了解磁盤分區(qū)，并行查詢執(zhí)行，線程池和用戶定義 的數(shù)據(jù)類型?；谏鲜鲈颍瑪?shù)據(jù)庫系統(tǒng)自調優(yōu)和自管理工具的需求增加，對數(shù) 據(jù)庫自調優(yōu)和自管理的研究也逐漸成為熱點。 7 、移動數(shù)據(jù)管理 目前，蜂窩通信、無線局域網(wǎng)以及衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務等技術的迅速發(fā)展，使得人 們可以隨時隨地訪問信息的愿望成為可能。在不久的將來，越來越多的人將會擁 有一臺掌上型或筆記本電腦，或者個人數(shù)字助理( p d a ) 甚至智能手機，這些移 動計算機都將裝配無線聯(lián)網(wǎng)設備，從而能夠與固定網(wǎng)絡甚至其他的移動計算機相 聯(lián)。用戶不再需要固定地聯(lián)接在某一個網(wǎng)絡中不變，而是可以攜帶移動計算機自 由地移動，這樣的計算環(huán)境，稱之為移動計算( m o b i l ec o m p u t i n g ) 。 研究移動計算環(huán)境中的數(shù)據(jù)管理技術，已成為目前分布式數(shù)據(jù)庫研究的一個 新的方向，即移動數(shù)據(jù)庫技術。 8 、微小型數(shù)據(jù)庫技術 數(shù)據(jù)庫技術一直隨著計算的發(fā)展而不斷進步，隨著移動計算時代的到來，嵌 入式操作系統(tǒng)對微小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需求為數(shù)據(jù)庫技術開辟了新的發(fā)展空間。微 小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個只需很小的內存來支持的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內核。內存限制是決 定微小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特征的重要因素。根據(jù)占用內存的大小可以分為：超微d b m s ( p i c o d b m s ) 、微小d b m s ( m i c r o d b m s ) 和嵌入式d b m s 三種。 微小型數(shù)據(jù)庫技術【i3 ?！薄磕壳耙呀?jīng)從研究領域逐步走向應用領域，各種微小型 數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品紛紛涌現(xiàn)，尤其是對移動數(shù)據(jù)處理和管理需求的不斷提高，緊密結合 各種智能設備的嵌入式移動數(shù)據(jù)庫技術得到了學術界、工業(yè)界、軍事領域和民用 部門等各方面的重視部不斷實用化。 9 、數(shù)據(jù)庫用戶界面 一直以來，一個普遍的悲哀是數(shù)據(jù)庫學術界在用戶界面方面做得工作太少了。 目前，計算機已經(jīng)有足夠的能力在桌面上運行很復雜的可視化系統(tǒng)。然而，對于 一個d b m s 繪定的信息類型，如何使它在可視化上達到最優(yōu)還不清楚。2 0 世紀8 0 年代是，提出了少數(shù)優(yōu)秀的可視化系統(tǒng)，尤其是q b e 和s ic a lc 。但至今仍沒有 更優(yōu)秀的系統(tǒng)出現(xiàn)，因此迫切需要在這方面有所創(chuàng)新【l o 】。 數(shù)據(jù)庫界面的研究在我國一直未引起足夠的重視，因此缺乏適合我國用戶的 數(shù)據(jù)庫界面。開展數(shù)據(jù)庫中文自然語言界面的研究十分有意義。中文自然語言查 北京化工大學碩士學位論文 詢系統(tǒng)n c h i q l 【1 6 1 7 l 在這方面做了有益的嘗試。特別在今天，計算機的漢語語音識 別已初步達到實用的階段，中文語言查詢界面若與語音識別配套，前景十分誘人。 1 4 北化科研系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 本論文主要是以北化科研系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫為背景來進行數(shù)據(jù)庫設計和實現(xiàn)的研 究，下面首先簡單介紹管理信息系統(tǒng)，然后論述了北化科研系統(tǒng)產(chǎn)生的背景，最 后對北化科研系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的重要性進行了論述。 1 4 1 管理信息系統(tǒng)簡介 1 、管理信息系統(tǒng)的定義 管理信息系統(tǒng)m i s ( m a n a g e m e n ti n f o n a l i o ns y s t e m ) 是從2 0 世紀6 0 年代發(fā) 展起來的。管理信息系統(tǒng) 18 j 是一個以人為主導、利用計算機硬件、軟件、網(wǎng)絡通 信設備以及其他辦公設備，進行信息的收集、傳輸、加工、儲存、更新和維護， 以企業(yè)戰(zhàn)略竟優(yōu)、提高效益和效率為目的，支持企業(yè)高層決策、中層控制、基層 運作的集成化人機系統(tǒng)。通過管理信息系統(tǒng)可以實測企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動過程中的 實際運行情況，并能利用歷史數(shù)據(jù)對未來進行預測，從全局出發(fā)輔助管理人員做 出科學決策。 管理信息系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展和現(xiàn)代化管理的客觀需要而形成的。 管理科學、系統(tǒng)科學、信息科學、計算機科學和現(xiàn)代通信技術都對管理系統(tǒng)的形 成和發(fā)展起到了巨大的促進和推動作用【l9 1 。管理信息系統(tǒng)作為現(xiàn)代化管理的重要 手段和標志，已經(jīng)成為管理活動中必不可少的個組成部分。 2 、管理信息系統(tǒng)的功能和特點 根據(jù)管理信息系統(tǒng)的定義，可以看出管理信息系統(tǒng)具有以下的基本功能： ( 1 ) 數(shù)據(jù)處理功能：管理信息系統(tǒng)能對各種形式的原始數(shù)據(jù)進行收集、整 理及保存，以便向管理者及時、全面、準確地提供所需要的各類信息； ( 2 ) 預測功能：根據(jù)一定的數(shù)學方法和預測模型，可以利用歷史的數(shù)據(jù)對 未來進行預測； ( 3 ) 計劃功能：對各種具體工作能合理地計劃和安排，對不同的管理層次 提出不同的要求，提供不同的信息，以提高管理工作效率； ( 4 ) 控制功能：對整個系統(tǒng)的各個部門及各個環(huán)節(jié)的運行情況進行監(jiān)測， 可以及時發(fā)現(xiàn)問題進行綱正； 北京化工大學碩十學位論文 ( 5 ) 決策功能：在系統(tǒng)中利用運籌學的方法和技術，可以為最佳決策提供 科學依據(jù)，以便合理地利用各種資源，提高效益。 管理信息系統(tǒng)的基本特點，概括起來可以有以下幾個方面： ( 1 ) 管理信息系統(tǒng)是一個人機系統(tǒng)：利用計算機強大的處理和存儲能力，這 既是管理現(xiàn)代化的客觀要求，也是管理信息系統(tǒng)的基本特點。但是，人 在利用計算機的同時，必須考慮到各自的特長，使管理信息系統(tǒng)成為一 個人機協(xié)調的系統(tǒng)； ( 2 ) 管理信息系統(tǒng)是一個人機一體化的集成系統(tǒng)：管理信息系統(tǒng)是以系統(tǒng)思 想為指導進行設計和建立的。因此保證了整個系統(tǒng)的統(tǒng)一和協(xié)調，使得 系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)具有一致性和共享性?，F(xiàn)代的網(wǎng)絡技術和數(shù)據(jù)庫技術是實 現(xiàn)管理信息系統(tǒng)一體化的重要技術基礎； ( 3 ) 數(shù)據(jù)庫的應用：其有集中統(tǒng)一規(guī)劃的數(shù)據(jù)庫是現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)的重要 特點：它標志著管理信息系統(tǒng)真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一，使數(shù)據(jù)成為 各種用戶共享的資源； ( 4 ) 數(shù)據(jù)模型的應用：在管理信息系統(tǒng)中利用計算機的計算功能和判斷能力 來分析數(shù)據(jù)，進行預測和輔助決策，是管理信息系統(tǒng)的又一顯著特點， 通過應用數(shù)學模型可以為管理人員進行最佳決策提供必要的信息。 3 、管理信息系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀 由于管理信息系統(tǒng)的實用性和它給社會帶來的巨大經(jīng)濟效益，所以從它問世 以來，一直受到各國的普遍重視。隨著科學技術特別是計算機科學和現(xiàn)代通信技 術的迅速發(fā)展，管理信息系統(tǒng)得到了極為快速的發(fā)展。 在理論上，管理信息系統(tǒng)的知識體系已經(jīng)形成，并且有了一套完整的解決問 題的方法和程序。目前，在一些高等院校已建立管理信息系統(tǒng)專業(yè)，也有一些院 校將管理信息系統(tǒng)課程作為管理類、財經(jīng)類和計算機專業(yè)的課程。從這一點上， 也可以看出它在理論上已經(jīng)走上成熟。 在實際應用中，由于新技術革命的興起和微型計算機的迅速普及，以計算機 為主要信息處理手段的管理信息系統(tǒng)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應用。例如金融、 通信等行業(yè)，都越來越多的借助管理信息系統(tǒng)，使其管理邁上了一個新臺階。 4 、管理信息系統(tǒng)的發(fā)展方向 隨著科學技術的發(fā)展和管理水平的提高，無論在深度上還是在廣度上，管理 信息系統(tǒng)都有著廣闊的發(fā)展前景。 在理論上，管理信息系統(tǒng)正朝著以下幾個方向發(fā)展： ( 1 ) 管理信息系統(tǒng)研究方法的進一步系統(tǒng)化的研究： ( 2 ) 管理信息系統(tǒng)研制工具的進一步改善和完善的研究； ( 3 ) 管理信息系統(tǒng)模型的進一步研究： 北京化工大學碩士學位論文 ( 4 ) 管理信息系統(tǒng)對人、組織和社會影響的進一步研究。 在實際應用上，概括起來是向著高層次和普及性兩個方向發(fā)展。從普及性方 面來說，隨著微型計算機功能的增強和廣泛應用，以微型計算機為主要信息處理 工具的、功能完善的管理信息系統(tǒng)將越來越多地受到各級管理者的歡迎，并且要 逐漸地向著用于支持個人獨立思考和決策活動的方向發(fā)展。 從管理信息系統(tǒng)應用的高層次上來講，以大型計算機為中央處理機的分布式 管理信息系統(tǒng)也將是一個重要的發(fā)展方向，利用微型計算機和大型主機聯(lián)網(wǎng)，可 以為管理者提供更加廣泛的信息和決策支持。另外，各種類型的專家系統(tǒng)、人工 智能系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)也將得到進一步的研究和發(fā)展，并逐步走進應用領域。 從管理信息系統(tǒng)的體系結構看，傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)一般采用兩層c s 結構， 這種結構集中了大中型系統(tǒng)及文件服務器的優(yōu)點，并有良好的系統(tǒng)開放性和可擴 展性，它一般應用于局域網(wǎng)。但是，隨著信息的全球化，區(qū)域的界限已經(jīng)被打破， 人們已經(jīng)越來越不滿足于只在一個小的區(qū)域內共享信息，尤其是近年來的電子商 務在i m e m c t 的興起，已成為一種強大的驅動力，迫使c s 模式從局域網(wǎng)( l a n ) 向廣域網(wǎng)( w a n ) 延伸。如今，i m e m e t 已經(jīng)成為全球最大的網(wǎng)絡互連環(huán)境，在i n t e m e t 的環(huán)境下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的