計算機基礎第7章信息系統(tǒng)概述

1、一、信息系統(tǒng)概述一、信息系統(tǒng)概述 一、信息與數(shù)據(jù)一、信息與數(shù)據(jù) ? ?21數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBSDBS） 用戶用戶1用戶用戶2用戶用戶N數(shù)據(jù)庫管數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫應用程序系統(tǒng)應用程序系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員24一、概念模型一、概念模型 概念模型是按用戶的觀點從現(xiàn)實世界到信息概念模型是按用戶的觀點從現(xiàn)實世界到信息世界的第一層抽象。世界的第一層抽象。概念模型與具體計算機概念模型與具體計算機平臺無關平臺無關 。 實體實體- -聯(lián)系聯(lián)系（Entity-Entity-Relationship,ERelationship,E-R-R）模）模型是一種概念模型。它型是一種概念模型。它將

2、現(xiàn)實世界事物轉(zhuǎn)化將現(xiàn)實世界事物轉(zhuǎn)化為實體、屬性和聯(lián)系等基本概念，并用為實體、屬性和聯(lián)系等基本概念，并用E-RE-R圖圖形象、直觀地表示出來。形象、直觀地表示出來。 251 1。實體。實體客觀存在并可以相互區(qū)別的事物稱為客觀存在并可以相互區(qū)別的事物稱為實體實體。實體。實體可以是具體的人、事物，也可以是抽象的概念或可以是具體的人、事物，也可以是抽象的概念或聯(lián)系。例如，一個工人、一名學生，學生考試等。聯(lián)系。例如，一個工人、一名學生，學生考試等。同類實體組成實體集，如全體學生等同類實體組成實體集，如全體學生等 。 實體的各種特性稱為實體的屬性實體的各種特性稱為實體的屬性。例如工人的工。例如工人的工號、

3、姓名、性別、年齡、工資等均為工人的屬性號、姓名、性別、年齡、工資等均為工人的屬性。屬性的具體值稱為屬性值，例如，屬性的具體值稱為屬性值，例如，33893389，張文，張文，男，男，3030，25002500等可以表示一個工人的屬性值。等可以表示一個工人的屬性值。 2 2。屬性。屬性263 3。關鍵字關鍵字能惟一標識實體的屬性或?qū)傩约Q為能惟一標識實體的屬性或?qū)傩约Q為關鍵字關鍵字或或碼碼。如學生學號是唯一的，學號可作為如學生學號是唯一的，學號可作為學生學生的關鍵字。的關鍵字。 兩個實體集之間的聯(lián)系有三類：兩個實體集之間的聯(lián)系有三類：一對一一對一聯(lián)系聯(lián)系：記作：記作1:11:1。 如：如：校長實

4、體集和學校實體集校長實體集和學校實體集。 一對多一對多聯(lián)系聯(lián)系：記作：記作1:n1:n。 如：如：學校實體集和學生實體集學校實體集和學生實體集。多對多多對多聯(lián)系聯(lián)系：記作：記作m:nm:n。 如：如：學生實體集和課程實體集學生實體集和課程實體集。4 4。聯(lián)系聯(lián)系275 5。E-RE-R圖圖 E-RE-R圖圖可以直觀、形象地表示實體、屬性和聯(lián)系等?？梢灾庇^、形象地表示實體、屬性和聯(lián)系等。 實體實體用用矩形框矩形框表示表示。屬性屬性用用橢圓框橢圓框表示表示。實體與其屬性用直線連實體與其屬性用直線連接接。 實體間的聯(lián)系實體間的聯(lián)系用用菱形框菱形框表示表示。用直線分別與。用直線分別與有關實體或聯(lián)系連接

5、起來，并在直線旁標明有關實體或聯(lián)系連接起來，并在直線旁標明聯(lián)系類型。聯(lián)系類型。28E-R圖圖實體、屬性和聯(lián)系等可以用實體、屬性和聯(lián)系等可以用E-R圖直觀、形象地表示。圖直觀、形象地表示。姓名姓名性別性別職稱職稱校長校長管理管理學校學校學校代碼學校代碼學校名稱學校名稱電話電話11一對一一對一聯(lián)系聯(lián)系E-R圖圖一對多一對多聯(lián)系聯(lián)系E-R圖圖學校代碼學校代碼學校名稱學校名稱電話電話學校學校包含包含學生學生 學號學號姓名姓名性別性別1n29課程代碼課程代碼課程名稱課程名稱學學 分分出生年月出生年月學生學生選課選課成績成績課程課程mn學號學號姓名姓名性別性別30二、數(shù)據(jù)模型二、數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

6、（數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)內(nèi)容、性質(zhì)數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)內(nèi)容、性質(zhì)和和數(shù)據(jù)間的聯(lián)系數(shù)據(jù)間的聯(lián)系 ）數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作（對（對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)允許執(zhí)行的操作集數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)允許執(zhí)行的操作集合，包括操作及其操作規(guī)則。合，包括操作及其操作規(guī)則。 ）數(shù)據(jù)完整性約束數(shù)據(jù)完整性約束（完整性規(guī)則的集合。完完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約條件整性規(guī)則是數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約條件和存儲規(guī)則。包括：實體完整性、參照完整和存儲規(guī)則。包括：實體完整性、參照完整性、用戶定義的完整性約束性、用戶定義的完整性約束） 概念模型可以轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫中的存儲形式，概念模型可以轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫中的存儲形式，即數(shù)據(jù)模型。即數(shù)據(jù)模型。1 1。數(shù)據(jù)模型

7、的三要素：。數(shù)據(jù)模型的三要素：312. 2. 常用數(shù)據(jù)模型常用數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型有數(shù)據(jù)模型有層次模型、網(wǎng)狀模型和關系模型層次模型、網(wǎng)狀模型和關系模型三種。三種。 層次模型層次模型用用樹型結(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)來表示實體及實體之間的聯(lián)系。來表示實體及實體之間的聯(lián)系。結(jié)點結(jié)點表示實體，連線表示實體之間的聯(lián)系。表示實體，連線表示實體之間的聯(lián)系。能表示能表示一一對一對一和和一對多一對多聯(lián)系。聯(lián)系。特點：特點： 有且僅有一個結(jié)點沒有父結(jié)點，該結(jié)點稱為有且僅有一個結(jié)點沒有父結(jié)點，該結(jié)點稱為根結(jié)點根結(jié)點，處在，處在樹型結(jié)構(gòu)的最高層次。樹型結(jié)構(gòu)的最高層次。 根結(jié)點以外的結(jié)點有且僅有一個父結(jié)點。根結(jié)點以外的結(jié)點有且僅有一

8、個父結(jié)點。 32大學大學信息學院信息學院建筑學院建筑學院工商學院工商學院藝術學院藝術學院計算機系計算機系電子系電子系光學系光學系學校行政部門的層次結(jié)構(gòu)學校行政部門的層次結(jié)構(gòu)33 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型用用網(wǎng)狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)來表示實體及實體之間的聯(lián)系。來表示實體及實體之間的聯(lián)系。結(jié)結(jié)點表示實體，連線表示實體之間的聯(lián)系。網(wǎng)狀點表示實體，連線表示實體之間的聯(lián)系。網(wǎng)狀模型能表示模型能表示一對一對一、一、一對多一對多和和多對多多對多的聯(lián)系的聯(lián)系。特點：特點： 允許多個結(jié)點允許多個結(jié)點沒有父結(jié)點，所以，沒有父結(jié)點，所以，不存在根不存在根結(jié)點結(jié)點。 允許結(jié)點有多個父結(jié)點。允許結(jié)點有多個父結(jié)點。 34供應商供應商A零

9、件零件3零件零件2零件零件1零件零件4部件甲部件甲部件乙部件乙供應商與零件的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)供應商與零件的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)供應商供應商B供應商供應商C35 關系關系模型模型關系模型是一個關系模型是一個二維表格二維表格，表格各欄目構(gòu)成關系，表格各欄目構(gòu)成關系的框架，框架中填滿的數(shù)據(jù)表達了關系。的框架，框架中填滿的數(shù)據(jù)表達了關系。關系模型的優(yōu)點：關系模型的優(yōu)點： 采用二維表格描述實體及實體之間的聯(lián)系，采用二維表格描述實體及實體之間的聯(lián)系，結(jié)構(gòu)簡單，符合習慣；結(jié)構(gòu)簡單，符合習慣； 能直接表達實體之間的三種聯(lián)系；能直接表達實體之間的三種聯(lián)系； 建立在嚴格的關系數(shù)學基礎之上。建立在嚴格的關系數(shù)學基礎之上。36廠名廠名廠

10、長廠長品名品名價格（元）價格（元）A電視機廠電視機廠張青張青21寸彩電寸彩電1000A電視機廠電視機廠張青張青25寸彩電寸彩電1400B電視機廠電視機廠王云王云25寸彩電寸彩電1450B電視機廠電視機廠王云王云29寸彩電寸彩電2500C電視機廠電視機廠李林李林29寸彩電寸彩電2300一對一的聯(lián)系一對一的聯(lián)系：一個廠名的值決定了惟一的廠長。：一個廠名的值決定了惟一的廠長。一對多的聯(lián)系一對多的聯(lián)系：同一個廠名的值對應不同的品名和價格。：同一個廠名的值對應不同的品名和價格。多對多的聯(lián)系多對多的聯(lián)系：同一個廠名的值對應不同的品名，同一個：同一個廠名的值對應不同的品名，同一個品名的值對應不同的廠名。品名

11、的值對應不同的廠名。 37采用關系模型的數(shù)據(jù)庫稱為關系數(shù)據(jù)庫，采用關系模型的數(shù)據(jù)庫稱為關系數(shù)據(jù)庫，關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是目前最流行的數(shù)據(jù)關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是目前最流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。庫管理系統(tǒng)。Visual FoxPro 39關系數(shù)據(jù)庫以關系模型為基礎，以關系運算表示關系數(shù)據(jù)庫以關系模型為基礎，以關系運算表示數(shù)據(jù)操作。數(shù)據(jù)操作。一、關系模型的基本概念一、關系模型的基本概念關系模型中，把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)歸結(jié)為滿足一定關系模型中，把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)歸結(jié)為滿足一定條件的二維表數(shù)據(jù)模型。條件的二維表數(shù)據(jù)模型。序號序號 名稱名稱 班級班級 人數(shù)人數(shù)1 11系系12124804802 22系系20205605

12、603 310系415系系9 9265265北京理工大學登記表北京理工大學登記表每一每一列列代表實體代表實體屬性屬性（字段字段）每一每一行行為一個為一個元組元組（記錄記錄）。由若干個數(shù)據(jù)表組成由若干個數(shù)據(jù)表組成40 學生登記表學生登記表 以文件的形式以文件的形式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫文件文件記錄（記錄（Record）一個實體的全一個實體的全部屬性的集合部屬性的集合字段（字段（Field）所有實體的同所有實體的同一屬性的集合一屬性的集合關系表關系表字段名字段名41字字 段段記記 錄錄庫文庫文件件 字段名唯一字段名唯一 表中有唯一確定元組的關鍵字表中有唯一確定元組的關鍵字 同同一列

13、的數(shù)據(jù)類型相同一列的數(shù)據(jù)類型相同 行、列順序任意行、列順序任意 表中任一項都不可再分表中任一項都不可再分 元組元組(記錄記錄)：表中的一行：表中的一行屬性屬性(字段字段)：表中的一列：表中的一列 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫庫域：域： 屬性的取值范圍屬性的取值范圍屬性名對應字段名屬性名對應字段名屬性值對應字段值屬性值對應字段值421. 1. 屬性屬性 表格中垂直方向的列對應屬性（字段），列標表格中垂直方向的列對應屬性（字段），列標題就是屬性名（字段名）題就是屬性名（字段名） 2. 2. 元組元組 表格中水平方向的行（除列標題行之外）對應表格中水平方向的行（除列標題行之外）對應元組（記錄）元組（記錄） 3. 3.

14、 域域 一組相同數(shù)據(jù)類型值的集合稱為域，例如整數(shù)一組相同數(shù)據(jù)類型值的集合稱為域，例如整數(shù)域。屬性的取值范圍就是該屬性的域。例如，域。屬性的取值范圍就是該屬性的域。例如，“性別性別”的域為的域為 男，女男，女 。434. 4. 關鍵字（碼）和主關鍵字（主碼）關鍵字（碼）和主關鍵字（主碼） 關鍵字（碼關鍵字（碼或或候選碼）候選碼）： 能惟一確定一個元組的屬性（組）。能惟一確定一個元組的屬性（組）。 關系：學生（關系：學生（學號學號，姓名，性別，年齡），姓名，性別，年齡） 選修（選修（學號學號，課程代碼課程代碼，成績，成績 ） 主關鍵字（主碼）主關鍵字（主碼）： 在多個關鍵字中選擇一個作為在多個關鍵

15、字中選擇一個作為主關鍵字。主關鍵字。445. 5. 關系模式關系模式 關系名（屬性關系名（屬性1 1，屬性，屬性2 2，屬性屬性n n） 選修（選修（學號學號，課程代碼課程代碼，成績，成績 ） 6 6關系的特點關系的特點 關系中的列表示屬性（字段），屬性是不可再關系中的列表示屬性（字段），屬性是不可再分的數(shù)據(jù)項；分的數(shù)據(jù)項； 關系中屬性不能重名，各屬性排列順序任意；關系中屬性不能重名，各屬性排列順序任意； 關系中的行表示元組（記錄），不能出現(xiàn)相同關系中的行表示元組（記錄），不能出現(xiàn)相同元組，各元組的排列順序任意。元組，各元組的排列順序任意。 45二、關系基本運算二、關系基本運算 1 1傳統(tǒng)的集

16、合運算傳統(tǒng)的集合運算關系關系R與關系與關系S的并運算記作的并運算記作RS。RS是把兩是把兩個關系所有元組合并在一起，并消除重復元組個關系所有元組合并在一起，并消除重復元組 。關系的基本運算關系的基本運算 傳統(tǒng)的集合運算傳統(tǒng)的集合運算 專門的關系運算專門的關系運算 并并 46 關系關系R與關系與關系S的交運算記作的交運算記作RS。RS是由同是由同時屬于時屬于R和和S的所有元組組成的所有元組組成 。 交交 （A）RS （B）RS （C）R-S 并、交、差 差差 關系關系R與關系與關系S的差運算記作的差運算記作R-S。R-S是由屬于是由屬于R而不屬于而不屬于S的所有元組組成的所有元組組成 。47集合

17、的集合的3種基本運算（并、交、差）種基本運算（并、交、差）RSRSRSR-S張平張平48 2 2專門的關系運算專門的關系運算從關系中從關系中選擇若干屬性選擇若干屬性組成新關系的操作稱為投組成新關系的操作稱為投影操作。所以影操作。所以, ,關系中通常只包含原關系的部分關系中通常只包含原關系的部分屬性。屬性。 投影運算投影運算 49 表表11-11=課程編號，課程名稱課程編號，課程名稱（表（表11-4）對關系對關系:表表11-4 選擇選擇課程編號課程編號和和課程名稱課程名稱屬性進行屬性進行投影操作后得到新關系投影操作后得到新關系: 表表11-11.50 從關系中從關系中按條件選擇若干元組按條件選擇

18、若干元組構(gòu)成新關系的操作構(gòu)成新關系的操作稱為選擇操作。所以稱為選擇操作。所以, ,關系中通常關系中通常只包含原關系只包含原關系的部分元組的部分元組。 選擇運算選擇運算 51 表表11-12=課程編號課程編號=02101（表（表11-5）對關系對關系:表表11-5 按條件按條件”課程編號課程編號=02101”進行選進行選擇操作后得到新關系擇操作后得到新關系:表表11-12,表表11-12 中包含表中包含表11-5中滿足條件的元組中滿足條件的元組。52 關系關系R R和關系和關系S S進行連接運算進行連接運算, ,記作記作R RS S得到的新關系是兩個關系滿足下列條件的并集得到的新關系是兩個關系滿

19、足下列條件的并集: :R RS S中只包含兩個關系中中只包含兩個關系中公共屬性值相同公共屬性值相同的兩個的兩個元組的連接。元組的連接。 連接運算連接運算 53 表表11-511-5和表和表11-411-4進行連接進行連接運算運算, ,其結(jié)果為表其結(jié)果為表11-1311-13 59 二維表格，主要存儲數(shù)據(jù)庫中基本數(shù)據(jù)，二維表格，主要存儲數(shù)據(jù)庫中基本數(shù)據(jù)，并為其他對象提供數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)庫的基礎和核并為其他對象提供數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)庫的基礎和核心。心。 Access Access數(shù)據(jù)庫中至少有一個表數(shù)據(jù)庫中至少有一個表，沒有表的，沒有表的數(shù)據(jù)庫稱為數(shù)據(jù)庫稱為空數(shù)據(jù)庫空數(shù)據(jù)庫。 例：對學生例：對學生“成績表成

20、績表1”，查詢，查詢英語英語=80 的記錄的記錄?！俺煽児芾沓煽児芾怼睌?shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫中的中的“成績表成績表1”數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫“成績管理成績管理”數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫中的中的“查詢查詢1” 表表成績表成績表查詢表查詢表 66 頁就是數(shù)據(jù)訪問頁，數(shù)據(jù)訪問頁是直接頁就是數(shù)據(jù)訪問頁，數(shù)據(jù)訪問頁是直接鏈接到數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的一種鏈接到數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的一種Web 頁。頁。 數(shù)據(jù)訪問頁可以實現(xiàn)遠程發(fā)布數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)訪問頁可以實現(xiàn)遠程發(fā)布數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)庫中內(nèi)容發(fā)布到數(shù)據(jù)庫中內(nèi)容發(fā)布到 Internet 上，使用戶可上，使用戶可以遠程瀏覽。以遠程瀏覽。 有修改權限的用戶可以遠程登錄到數(shù)據(jù)有修改權限的用戶可以遠程登錄到數(shù)據(jù)訪問

21、頁，對其中信息進行編輯和更新，所做訪問頁，對其中信息進行編輯和更新，所做的修改能反映到數(shù)據(jù)訪問頁的數(shù)據(jù)源上。的修改能反映到數(shù)據(jù)訪問頁的數(shù)據(jù)源上。 68 1創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建名為創(chuàng)建名為“訂貨管訂貨管理理”的新數(shù)據(jù)庫：的新數(shù)據(jù)庫：單擊單擊Access窗口窗口“文件文件”菜單的菜單的“新建新建”命令命令,并選并選擇擇”數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫”,即可即可創(chuàng)建一個空數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建一個空數(shù)據(jù)庫(命名為命名為”訂貨管訂貨管)理理” )二、數(shù)據(jù)庫基本操作二、數(shù)據(jù)庫基本操作 692創(chuàng)建數(shù)據(jù)表創(chuàng)建數(shù)據(jù)表 建立表結(jié)構(gòu)建立表結(jié)構(gòu)雙擊雙擊 數(shù)據(jù)庫窗口的數(shù)據(jù)庫窗口的“使用設計器創(chuàng)建表使用設計器創(chuàng)建表”，打開數(shù)據(jù)庫表設計窗口打開

22、數(shù)據(jù)庫表設計窗口分別輸入各字段的字分別輸入各字段的字段名稱、數(shù)據(jù)類型等。段名稱、數(shù)據(jù)類型等。 關閉窗口關閉窗口,并命名該表并命名該表(如如:定貨定貨) .定義關鍵字：定義關鍵字：右擊字段左側(cè)，在出現(xiàn)右擊字段左側(cè)，在出現(xiàn)的菜單中選擇的菜單中選擇“主鍵主鍵” 70 輸入表數(shù)據(jù)輸入表數(shù)據(jù)雙擊數(shù)據(jù)表（如：訂貨），在出現(xiàn)的雙擊數(shù)據(jù)表（如：訂貨），在出現(xiàn)的“訂貨訂貨”表窗口，依次輸入記錄數(shù)據(jù)即可。表窗口，依次輸入記錄數(shù)據(jù)即可。 71用同樣方法建立產(chǎn)品表用同樣方法建立產(chǎn)品表 72 單擊數(shù)據(jù)庫窗口左單擊數(shù)據(jù)庫窗口左側(cè)的的側(cè)的的“查詢查詢”對象，對象，雙擊雙擊”在設計視圖創(chuàng)在設計視圖創(chuàng)建查詢建查詢”。 在出現(xiàn)的

23、在出現(xiàn)的“顯示表顯示表”對話框中選擇與查詢對話框中選擇與查詢有關的表（如：訂有關的表（如：訂貨），并單擊貨），并單擊“添加添加”按鈕。按鈕。3創(chuàng)建單表查詢創(chuàng)建單表查詢 73 在查詢設計視圖的在查詢設計視圖的上方出現(xiàn)所選數(shù)據(jù)表。上方出現(xiàn)所選數(shù)據(jù)表。 將需要顯示的字段將需要顯示的字段（訂貨號、產(chǎn)品號、（訂貨號、產(chǎn)品號、數(shù)量等）拖動到下部數(shù)量等）拖動到下部設計表格的字段行中設計表格的字段行中 在在“條件條件”行可以行可以輸入對字段的輸入對字段的查詢條查詢條件件. 關閉窗口關閉窗口,并命名查并命名查詢?yōu)樵優(yōu)椤辈樵儾樵?1”.確定查詢條件確定查詢條件 74數(shù)據(jù)庫查詢對象中出現(xiàn)新建立的數(shù)據(jù)庫查詢對象中出現(xiàn)新建立的“查詢查詢1”。選。選擇擇“查詢查詢1”并單擊并單擊“打開打開”按鈕，立即顯示按鈕，立即顯示“查詢查詢1”得到的查詢結(jié)果（數(shù)量得到的查詢結(jié)果（數(shù)量15的產(chǎn)品）。的產(chǎn)品）。 執(zhí)行查詢執(zhí)行查詢 75在出現(xiàn)的在出現(xiàn)的“編輯關編輯關系系”對話框中顯示維對話框中顯示維系關系的共有字段和系關系的共有字段和關系類型。關系類型。單擊單擊“創(chuàng)建創(chuàng)建”按鈕即按