管理信息系統(tǒng)的技術基礎

管理信息系統(tǒng)的技術根底教學根本內(nèi)容與要求：

理解理解數(shù)據(jù)處理的概念、根本內(nèi)容，熟悉數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成、數(shù)據(jù)庫設計的主要內(nèi)容；理解計算機網(wǎng)絡的根本概念，了解計算機網(wǎng)絡技術。11/5/20241.第一節(jié)數(shù)據(jù)處理一、數(shù)據(jù)處理的概念1.數(shù)據(jù)處理：指把來自科學研究、生產(chǎn)實踐和社會經(jīng)濟活動等領域中的原始數(shù)據(jù)，用一定的設備和手段，按一定的使用要求，加工成另一種形式的數(shù)據(jù)的過程。數(shù)據(jù)處理是管理活動的最根本內(nèi)容，也是管理信息系統(tǒng)的根本功能!2.數(shù)據(jù)處理的主要目的〔1〕數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：便于分析、傳送或處理的形式〔代碼〕〔2〕抽取有價值的數(shù)據(jù)〔3〕便于保存和管理11/5/20242.第一節(jié)數(shù)據(jù)處理一、數(shù)據(jù)處理的概念3.數(shù)據(jù)處理的根本內(nèi)容〔1〕數(shù)據(jù)收集〔2〕數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換〔3〕數(shù)據(jù)篩選、分組和排序〔4〕數(shù)據(jù)組織〔5〕數(shù)據(jù)運算〔6〕數(shù)據(jù)存儲〔7〕數(shù)據(jù)檢索〔8〕數(shù)據(jù)輸出4.數(shù)據(jù)處理本卷須知：〔1〕以何種方式存儲〔2〕以何種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)便于存儲和取用〔3〕以何種方法檢索11/5/20243.第一節(jié)數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)組織是數(shù)據(jù)的組織方式及內(nèi)在的聯(lián)系方式。決定數(shù)據(jù)處理的效率，是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容之一。包括：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)庫1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)〔1〕構(gòu)成邏輯結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)指數(shù)據(jù)間的邏輯關系線性結(jié)構(gòu)非線性結(jié)構(gòu)如：線性表、棧、隊列、串如：樹、圖存儲結(jié)構(gòu)指存儲方式順序存儲鏈式存儲索引存儲散列存儲

同一種邏輯結(jié)構(gòu)采用不同的物理結(jié)構(gòu)得到不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對于給定的邏輯結(jié)構(gòu)需要尋找一種恰當?shù)奈锢斫Y(jié)構(gòu)以便于存儲。11/5/20244.第一節(jié)數(shù)據(jù)處理〔2〕數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關概念①結(jié)點：表征某一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點及其連接方式的根本單位稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)點〔Node〕。結(jié)點可以是:一個字符、數(shù)字、記錄、集合構(gòu)成：結(jié)點＝數(shù)據(jù)域＋指針域〔鏈域〕數(shù)據(jù)域：存放結(jié)點本身信息的域指針域〔鏈域〕：存放結(jié)點與其他結(jié)點關系信息的域②指針：存放與結(jié)點有關的結(jié)點的地址③鏈：假設干帶指針的結(jié)點組成的集合④結(jié)點的結(jié)構(gòu)：LLINK指針I(yè)NFO信息RLINK指針注意:數(shù)據(jù)域和指針域都可存放多個11/5/20245.第一節(jié)數(shù)據(jù)處理〔2〕數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關概念⑤結(jié)點的種類⑤單項鏈：每個結(jié)點只有一個指針，指向其下一個結(jié)點。⑥線性表：指數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)形式本質(zhì)上是一維的線性關系，其中的每個結(jié)點都是同一類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。后繼結(jié)點前趨結(jié)點〔直接后繼〕指針指向的下一個結(jié)點〔直接前趨〕與本結(jié)點鄰接的前一結(jié)點順序存儲鏈式存儲：線性表按順序方式存儲到計算機：線性表按鏈式方式存儲到計算機查詢方便，插入、刪除難插入、刪除容易11/5/20246.第一節(jié)數(shù)據(jù)處理〔2〕數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關概念⑦樹：是結(jié)點之間有分支和層次關系的結(jié)構(gòu)。是數(shù)據(jù)處理中應用最廣泛，最重要的非線性結(jié)構(gòu)。優(yōu)點：表示自然、處理方便、高效2.數(shù)據(jù)文件〔1〕數(shù)據(jù)文件：把數(shù)據(jù)按某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織起來存放存放在外部設備上，就構(gòu)成數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)文件是記錄的集合，記錄是數(shù)據(jù)項的集合。數(shù)據(jù)項是數(shù)據(jù)處理的最小單位。數(shù)據(jù)項描述個體的屬性。記錄中能唯一的標識該記錄的數(shù)據(jù)項稱為主鍵。把其他能夠鑒別記錄的數(shù)據(jù)項可定義為副鍵。主鍵和副鍵統(tǒng)稱為鑒別鍵。其功能：鑒別和搜索記錄11/5/20247.第一節(jié)數(shù)據(jù)處理〔3〕數(shù)據(jù)文件的組織方式①定義：數(shù)據(jù)文件的組織方式是指文件內(nèi)部構(gòu)造數(shù)據(jù)的方式。②種類：分兩類順序文件索引文件文件中的記錄是按照某些關鍵字排序的文件。特點存取第i個記錄，必須先存取前面的第i－1個記錄插入記錄只能加在末尾優(yōu)點：連續(xù)存取、速度快。用途：順序存取、批量修改除文件文身外，另外建一張指示邏輯記錄和物理記錄之間對應關系的索引表，這類包括文件數(shù)據(jù)區(qū)和索引表的文件稱為索引文件。優(yōu)點：檢索方便11/5/20248.第一節(jié)數(shù)據(jù)處理3.數(shù)據(jù)庫比文件系統(tǒng)更高級的一種數(shù)據(jù)組織方式。文件系統(tǒng)只限于記錄內(nèi)部，適用于單項應用。數(shù)據(jù)庫考慮全局數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，適用于整體。11/5/20249.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：是由計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和有關人員組成的具有高度組織的總體。2.構(gòu)成〔1〕計算機系統(tǒng)〔2〕數(shù)據(jù)庫：是以一定的組織方式存儲在一起的相關數(shù)據(jù)的集合。包括：物理數(shù)據(jù)庫〔存放實際數(shù)據(jù)〕和描述數(shù)據(jù)庫〔存放數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)〕〔3〕數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：是一組對數(shù)據(jù)庫進行管理的軟件，包括數(shù)據(jù)定義語言、數(shù)據(jù)操縱語言、數(shù)據(jù)管理例行程序和編譯程序。11/5/202410.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成〔4〕人員數(shù)據(jù)庫管理員系統(tǒng)程序員用戶應用程序用戶專門用戶參數(shù)用戶11/5/202411.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術二、數(shù)據(jù)模型1.數(shù)據(jù)模型：是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計中用于提供信息表示和操作手段的形式構(gòu)架。就是對現(xiàn)實世界中數(shù)據(jù)的抽象、描述以及處理等。2.種類：按應用的目的不同分：概念模型和數(shù)據(jù)模型3.概念模型〔信息模型〕：按用戶的觀點和信息建模。

11/5/202412.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術二、數(shù)據(jù)模型〔1〕相關概念：①實體：指現(xiàn)實世界中存在的對象和事物。實體有個體和總體之分?？傮w有同質(zhì)總體和異質(zhì)總體之分。數(shù)據(jù)文件描述的是同質(zhì)總體，數(shù)據(jù)庫描述的是異質(zhì)總體。②屬性：指實體具有的某種特性。③聯(lián)系：分實體內(nèi)部聯(lián)系和實體外部聯(lián)系〔2〕聯(lián)系的種類：①一對一〔1：1〕②一對多〔1：N〕③多對多〔M：N〕11/5/202413.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術二、數(shù)據(jù)模型4.實體－聯(lián)系方法〔Entity－relationApproach)簡稱：E－R方法〔1976年P.P.S.chen提出的〕最常用的概念模型的表示方法?！?〕實體：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名?！?〕屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體連接起來。〔3〕聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關實體連接起來,同時在無向邊旁標上聯(lián)系的類型(1:1，1:n或m:n)。如果一個聯(lián)系具有屬性，那么這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來。11/5/202414.練習一：書55練習二：企業(yè)物資管理實體有：倉庫屬性有倉庫號、面積、號碼。零件屬性有零件號、名稱、規(guī)格、單價、描述。供給商屬性有供給商號、姓名、地址、號碼、賬號。工程屬性有工程號、予算、開工日期。職工屬性有職工號、姓名、年齡、職稱。11/5/202415.11/5/202416.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術二、數(shù)據(jù)模型5.數(shù)據(jù)模型：對客觀事物及聯(lián)系的數(shù)據(jù)化描述?！?〕種類：包括網(wǎng)狀、層次和關系模型最常用是關系模型?！?〕關系模型：應用關系代數(shù)和關系演算等數(shù)學理論來處理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)關系。特點概念單一關系標準化易于理解，操作簡單、方便11/5/202417.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術〔3〕關系模型中的主要術語①關系：一個關系對應于一張二維表。②元組：表中一行稱為一個元組。③屬性：表中一列稱為一個屬性，列名即為屬性名。④主碼〔主關鍵字〕：表中的某個屬性組，它的值唯一的標識一個元組。⑤域：屬性的取值范圍。⑥分量：元組中的一個屬性值。⑦關系模式：對關系的描述。用關系名〔屬性1，屬性2，…，屬性n〕來表示例：學生〔學號，姓名，性別，專業(yè)〕11/5/202418.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術三、關系的標準化目的是優(yōu)化數(shù)據(jù)模型，優(yōu)化通常用標準化理論為指導。標準化理論是E.F.Codd在1971年提出的，主要包括五種標準化模式〔NormalForm，簡稱范式〕。在五種范式中通常只用前三種。1.第一范式〔1NF〕：在關系模式R中的每一個具體關系r中，如果每個屬性值都是不可再分的最小數(shù)據(jù)單位，那么稱R是第一范式的關系。記為R∈1NF。11/5/202419.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術三、關系的標準化教師代碼姓名工資基本工資附加工資1001張興500.0060.001002李明799.0070.001003王進400.0050.00表3.4表3.5符合第一范式教師代碼姓名基本工資附加工資1001張興500.0060.001002李明799.0070.001003王進400.0050.0011/5/202420.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術三、關系的標準化教師代碼姓名職稱研究課題號研究課題名2.第二范式〔2NF〕:如果關系模式R∈1NF，且R中的所有非主屬性都完全依賴于其主碼，那么稱關系R是第二范式的，記為R∈2NF。教師代碼姓名職稱教師代碼研究課題號研究課題名11/5/202421.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術三、關系的標準化3.第三范式〔3NF〕：如果關系模式R∈2NF,且R中的所有非主屬性對主碼都不存在傳遞依賴，那么稱關系R是第三范式，記為R∈3NF。假設R∈3NF，那么每一個非主屬性既不局部依賴于主碼也不傳遞依賴于主碼。傳遞依賴：假設A、B、C分別是同一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)R中的三個數(shù)據(jù)元素，或分別是R中假設干個數(shù)的集合，如果C函數(shù)依于B，即B→C，而B函數(shù)依賴于A，即A→B，那么顯然，C也依賴于A，我們稱這種依賴關系為“傳遞依賴〞，即“C傳遞依賴A〞。如：表3.711/5/202422.第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術三、關系的標準化產(chǎn)品代碼產(chǎn)品名生產(chǎn)廠名生產(chǎn)廠地址產(chǎn)品代碼產(chǎn)品名生產(chǎn)廠名生產(chǎn)廠名生產(chǎn)廠地址11/5/202423.廠名生產(chǎn)情況（每月）產(chǎn)品名稱數(shù)量F1P1P2P3P4P5P6300200400200100100F2P1P2300400F3P2200F4P2P3P4200300400廠名產(chǎn)品名稱數(shù)量F1F1F1F1F1F1F2F2F3F4F4F4P1P2P3P4P5P6P1P2P2P2P3P430020040020010010030040020020030040011/5/202424.職工號姓名級別工資學歷畢業(yè)時間001001001002張三張三張三李四技10技10技10技0983838362中專大學研究生大學1957196819811970表的內(nèi)容是實際問題的簡化，姓名這一項代表了職工的姓名、年齡、性別、住址等一系列根本情況信息，畢業(yè)時間代表與該職工學歷有關的畢業(yè)學校、專業(yè)、成績等信息，假定職工號是每個職工的唯一標識，而工資完全由級別所確定。那么，在這個表中各個數(shù)據(jù)項(即屬性)之間有以下的相互依賴關系。11/5/202425.(職工號)→姓名、級別、工資(職工號、學歷)→畢業(yè)時間這說明姓名、級別、工資等的取值依賴于職工號，而畢業(yè)時間要由職工號與學歷兩個屬性才能唯一確定：因而，在這個關系中就無法找到一個或幾個屬性可以共同作為唯一標識的主碼〔也叫主關鍵字〕以使其它非主屬性完全依賴于它而確定。11/5/202426.按此關系所建的數(shù)據(jù)庫就有以下幾個缺點：1)冗余度高。如張三這個職工的姓名等根本情況信息，由于他有三個學歷而要存儲三次，浪費了存儲空間。2)維護困難。這種關系對于數(shù)據(jù)的修改、刪除、插入等操作都十分不便，例如：張三的級別等根本信息修改時必須同時修改多處，張三記錄的刪除要三個同時刪去；而對李四增加一個學歷就要把他的根本情況再寫入一遍等。3)容易造成數(shù)據(jù)的矛盾。由于許多數(shù)據(jù)的屢次存儲，維護操作不便，稍有疏忽就會使同一數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的結(jié)果不同，同一個張三可能具有不同的工資，這就造成了數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的不一致。11/5/202427.所以，第一范式的關系必須進一步標準化為第二范式(2NF)。其方法是：從第一范式中分解出新的關系，使每個關系里都可確定一個或幾個屬性作為關系的主關鍵字，使該關系中的其他屬性都完全依賴于他而定，從而消去非主屬性對主關鍵字的不完全依賴性。由此所得關系叫做第二范式關系。對于上表，只要拆開為表1、表2兩個關系就可以使之滿足第二范式。職工號姓名級別工資001002張三李四技10技98362職工號學歷畢業(yè)時間001001001002中專大學研究生大學1957196819811970表1的關系中主關鍵字是職工號這一主屬性，表2的關系里主關鍵字由(職工號、學歷)兩個主屬性共同構(gòu)成，這兩個關系中所有的非主屬都完全依賴于主關鍵字，因而均是第二范式的關系。11/5/202428.符不符合第三范式？第二范式仍然會造成一些麻煩。請看上表這個關系，實際上可能很多人的級別都是技10級的，那么他們的工資應當也都是83元，如果現(xiàn)在要把技10級的工資改為87元，那么，技10級的職工工資都要修改，有一個人改錯了，就會造成同一級工資不一樣的錯誤，因而，這種關系也有數(shù)據(jù)冗余(同級工資存儲屢次)和易造成數(shù)據(jù)的不一致等問題，其原因就在于這些屬性間存在著如下所示的一種傳遞依賴關系：職工號→級別，級別→工資從而使：職工號→級別→工資也就是說：上表中雖然級別與工資兩個屬性完全依賴于主屬性職工號，但實際上是工資直接依賴于級別，由于級別依賴于職工號而使工資通過級別的傳遞作用間接依賴于職工號這個屬性。11/5/202429.進一步的標準化就是要消去非主屬性對主關鍵字的傳遞依賴性，變?yōu)榈谌妒健?NF〕。現(xiàn)在只要把第二范式的關系拆開為幾個關系即可到達目的。如上表的關系，拆開為以下兩表，它們就都能滿足第三范式了。職工號姓名級別級別工資11/5/202430.概括一下以上的標準化過程：先對二維表消去組合項與重復項化為第一范式，再消去非主屬性對主關鍵字的非完全函數(shù)依賴性而變?yōu)榈诙妒?，再消去非主屬性對主關鍵字的傳遞依賴就化為第三范式了。應注意：并非標準化程度越高越好，一般說，標準化程度高了，使用起來就不方便，同時又影響系統(tǒng)的運行效率。因為，標準化要將數(shù)據(jù)分解，形成多個關系，而當需要一個較全面的數(shù)據(jù)時，還得同時在這些分解了的關系中檢索記錄，這比起在一個關系中檢索這些數(shù)據(jù)要用許多時間。因此，一般軟件開發(fā)要求標準到3NF就可滿足需要。11/5/202431.二維表的四個性質(zhì)：在標準化理論中，把關系看做是二維表，它有以下四個性質(zhì)：1)在任一列上，數(shù)據(jù)項應該具有同一個屬性；2)在一個表中所有的行都是不相同的，即不允許有重復的組項出現(xiàn)；3)在一個個表中，行的順序是無關緊要的。4)在一個表中，每一個列〔屬性〕有不同的名稱，列的順序也無關緊要。也就是說，任何一個關系都必須是標準化的。11/5/202432.第三節(jié)計算機網(wǎng)絡一、計算機網(wǎng)絡的概念與分類1.相關概念〔1〕計算機網(wǎng)絡：是用通信介質(zhì)把分布在不同地理位置的計算機和其他網(wǎng)絡設備連接起來，實現(xiàn)信息互通和資源共享的系統(tǒng)。〔2〕網(wǎng)絡介質(zhì)：是數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢硗ǖ?。包括：同軸電纜、雙絞線、光纖、微波、衛(wèi)星等?！?〕協(xié)議：是網(wǎng)絡設備間進行通信的一組約定。指設備間通信的電氣性能、數(shù)據(jù)組織方式等。〔4〕節(jié)點：是網(wǎng)絡中某分支的端點或網(wǎng)絡中假設干條分子的公共匯交點?！?〕鏈路：是指兩個相鄰節(jié)點之間的通信線路。11/5/202433.第三節(jié)計算機網(wǎng)絡一、計算機網(wǎng)絡的概念與分類2.網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)〔1〕網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)：是指網(wǎng)絡的鏈路和節(jié)點在地理上所形成的幾何圖形。。對通信線路，不管它具體是哪種通信介質(zhì)，而統(tǒng)一把它們抽象成“線〞，從而用對“點〞、“線〞的研究取代對具體通信網(wǎng)絡的研究?！?〕計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)種類〔按通信信道的類型〕①點－點信道網(wǎng)絡：網(wǎng)絡中的每一條信道都連接到一對節(jié)點上。有：星形、環(huán)形、樹形、網(wǎng)興等。如3.11②共享信道網(wǎng)絡：所有節(jié)點共享一條通信信道，每個節(jié)點發(fā)送的信息可由所有節(jié)點檢測，但只有目的地址指定的節(jié)點能夠收到。有：總線型、樹形、環(huán)形等。11/5/202434.第三節(jié)計算機網(wǎng)絡一、計算機網(wǎng)絡的概念與分類3.計算機網(wǎng)絡的分類〔1〕按功能分：①資源子網(wǎng)②通信子網(wǎng)〔2〕按應用范圍和應用方式分①局域網(wǎng)〔LocalAreaNetework，LAN〕②廣域網(wǎng)〔WideAreaNetwork，WAN〕③互聯(lián)網(wǎng)〔因特網(wǎng)，Internet〕④綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)〔ISDN〕能傳送多種業(yè)務信息，包括數(shù)據(jù)、圖像、語音、文字等。11/5/202435.第三節(jié)計算機網(wǎng)絡二、局域網(wǎng)技術1.網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的開展〔1〕集中式〔主機－終端模式〕：數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)庫應用在主機，終端顯示?！?〕文件效勞器／工作站：DBMS安裝在文件效勞器上，數(shù)據(jù)處理和應用程序分布在工作站上?！?〕客戶／效勞器：DBMS安裝在數(shù)據(jù)庫效勞器上，進行數(shù)據(jù)處理和存儲管理等后臺任務；客戶機運行應用程序，完成輸入和輸出等前臺