第六章数据库与数据仓库--PZZ

《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠第六章数据库与数据仓库第一节数据库技术本章内容：第二节数据仓库《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠1.数据的层次I.字符：信息的最基本架构，用一个字节来表示；II.字段：以某种方法描述的业务对象或活动的字符组合；III.记录：相关字段的一组集合；IV.文件：相关记录的集合。一、数据管理的概念《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠字符（字节）数据库字段记录文件005-10-6321，李杰，02-01-18fiske1000100职员文件，部门文件，工资文件…005-10-6321，李杰，02-01-18549-77-1001，李英，02-02-01数据的层次《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠实体：是人、地点或对象的通用类别，数据以这种类别进行收集、存储和维护。属性：实体的特性。数据项：属性的特定值键：记录中用于表示记录的一个或多个字段。主键：唯一标识记录的一个或多个字段；次键：不能唯一标识记录的字段。2.数据实体、属性和键《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠传统方法：为每个应用程序分别创建和存储数据文件的数据管理。数据冗余：分散在多个文件中数据的重复。数据完整性：任一文件中数据的正确程度。程序-数据依赖性：为某个应用所开发及组织的程序和数据与为其他应用开发和组织的程序和数据不兼容。3.数据管理的传统方法《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠工资工资程序报表开票开票程序报表库存控制库存控制程序报表数据文件应用程序用户传统管理方法示意《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠数据库方法：一种数据管理方法，其中相关数据集合可由多个应用程序共享。传统方法：基于文件；数据库方法：基于数据。数据库方法的优点：1.有效利用存储空间；增强数据完整性；2.增强数据的灵活性；3.增强数据共享能力。4.数据管理的数据库方法《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠数据模型：表示实体及实体间关系的图形。企业数据建模：在整个组织层次上进行数据建模的方法。实体关系图：作用基本的图形符号来表示组织及数据之间关系的图形。二、在数据库中组织数据1.数据建模和实体关系图《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠•10.1文件组织•数据组织的层次•文件分类•数据的物理储存与传送•文件组织方式•10.2数据库技术•传统的文件处理与数据库处理•数据库管理系统（DBMS）•数据库的类型•数据库模型与数据库组织结构•数据库设计学号姓名性别成绩备注99001丁一男95M99003王二女90m…………………………课程号课程名教师99A01**********99A03**********………………数据资源管理技术《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠第一节数据库技术人工管理文件系统数据库系统一、数据管理技术及其发展数据管理技术发展阶段：（一）人工管理阶段该阶段处在20世纪50年代中期以前，这时期的数据管理呈以下特点：1、数据不保存。2、数据由应用程序管理。3、数据不共享。4、数据不具独立性。《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠一、数据管理技术及其发展（二）文件系统阶段20世纪50年代后期到60年代中期，数据结构和数据管理技术迅速发展起来。硬件方面有了磁盘、磁鼓等直接存取的外部存储设备；而软件中出现了操作系统和高级语言。操作系统中有了专门进行数据管理的软件，称为文件系统。这一时期的数据管理的特点是：1、数据可以长期保存。2、数据由文件系统管理。3、数据具有一定的独立性。文件系统也存在以下缺点：1、编程不方便。2、数据冗余量大。3、数据独立性差。4、不支持并发访问。5、数据缺少统一管理。《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠传统文件处理系统应用程序1数据文件1应用程序2应用程序3数据文件2数据文件3存在问题：1、数据冗余与数据不一致性2、数据联系弱3、缺少数据字典，缺乏灵活性用户用户用户《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠一、数据管理技术及其发展（三）数据库系统阶段20世纪60年代以来，出现了统一管理数据的专门软件系统—数据库管理系统(DBMS，DataBaseManagementSystem)。数据库阶段的数据管理特点是：1、数据结构化。数据结构化是数据库与文件系统的根本区别。2、较高的数据独立性。用户能以简单的逻辑结构操作数据而无需考虑数据的物理结构。3、数据共享。数据不再仅仅服务于某个程序或用户，而成为若干程序或用户的共享资源，由数据库管理系统统一管理与控制。4、方便的用户接口。用户可以使用查询语句或终端命令操作数据库，也可以用程序方式操作数据库。5、较强的数据控制能力。并发控制能力；恢复能力；完整性能力；安全性能力《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠数据库处理系统特点：应用程序1应用程序2应用程序3DBMS数据库中央数据库用户用户用户1、完善的数据字典和数据模型2、数据独立性3、方便的接口4、完整的数据控制功能5、提高了系统的灵活性《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠银行数据库处理系统客户交易处理数据库管理系统核对帐户程序存款帐目程序分期贷款程序客户数据库..银行文件处理系统客户财务报表分期贷款程序帐户核对处理存款处理分期贷款处理贷款分析报告客户票据存款文件修改文件修改核对帐户核对程序分期贷款文件修改存款程序客户交易《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠一、数据管理技术及其发展（四）数据库发展新技术数据库技术与具他领域的技术相结合，出现了数据库的许多新的分支，如：与网络技术相结合出现了网络数据库；与分布处理技术相结合出现了分布式数据库；与面向对象技术相结合出现了面向对象数据库；与人工智能技术相结合出现了知识库；与并行处理技术相结合出现了并行数据库；与多媒体技术相结合出现了多媒体数据库。1、分布式数据库技术分布式数据库系统(DistributedDataBaseSystem，DDBS)是在集中式数据库基础上发展起来的，分布式数据库系统是地理上分布在计算机网络的不同节点，逻辑上属于同一系统的数据库系统，分布式数据库系统不仅能支持局部应用，存取本地节点或另一个节点的数据，而且能支持全局应用，同时存取两个或两个以上节点的数据。《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠一、数据管理技术及其发展2、面向对象数据库技术它的基本设计思想是：一方面把面向对象语言向数据库方向扩展，使应用程序能够存取并处理对象；另一方面扩展数据库系统，使其具有面向对象的特征，提供一种综合的语义数据建模概念集，以便对现实世界中复杂应用的实体和联系建模。3、多媒体数据库多媒体数据具有数据量大、结构复杂、数据传输的连续性等特点。因而，多媒体数据库需要有特殊的数据结构、存储技术、查询和处理方式。4、数据仓库数据仓库，就是一种长期数据存储，这些数据来自于多个异种数据源。通过数据仓库提供的联机分析处理(OLAP)工具，实现各种粒度的多维数据分析，以便向管理决策提供支持。《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠二、数据库系统的组成用户用户用户数据库管理系统数据库管理员应用程序数据库图6-1数据库系统《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠二、数据库系统的组成数据库数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并为各种用户共享。数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)是介于用户和操作系统之间的一层数据管理软件，属于系统软件。数据库管理系统为数据库的建立、运行和维护提供了统一的管理和控制，是数据库系统的核心。《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠二、数据库系统的组成应用程序一个数据库应用可分为客户端应用程序和服务端应用程序两类。服务端应用程序运行在数据库服务器上，是真正存储和操纵数据的，它接受用户程序的请求，对数据进行不同的操作。客户端应用程序运行在客户端计算机上，实现用户的业务逻辑，通过客户端应用程序界面，用户可以发出不同的请求给服务器端，由服务端程序完成各种各样的操作。一般情况下，客户端和服务器端的程序通过标准SQL语言通信。客户端应用程序根据使用者的不同，可以分成两类：一类是供数据库管理员使用，提供强大的图形界面和命令以便管理员最大程度的维护数据库的运转；另一类为程序开发人员使用，提供一整套完整的用户接口界面让开发人员通过程序实现操纵数据的目的，这些程序最终将提交给用户使用，即通常所讲的应用程序。《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠三、数据库系统的体系结构为了有效地组织和管理数据，提高数据库的逻辑独立性和物理独立性，将数据库体系结构分为三级：面向用户或应用程序员的用户级(外部级)、面向建立和维护数据库人员的概念级和面向系统程序员的物理级(内部级)。用户级对应外模式，概念级对应模式，物理级对应内模式。数据库系统的体系结构如下页图6-2所示。《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠图6-2数据库系统的体系结构《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠模式模式又称概念模式或逻辑模式，对应于概念级。它是由数据库设计者综合所有用户的数据，按照统一的观点构造的全局逻辑结构，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述，是所有用户的全局视图。一个数据库只有一个模式。外模式外模式又称子模式或用户模式，对应于用户级。它是数据库用户(包括程序员和终端用户)所看到和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库的用户视图。外模式是从模式中导出的一个子集，一个数据库可以有多个外模式。内模式内模式又称存储模式，对应于物理级。它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述，是数据库最低一级的逻辑描述，它描述了数据在存储介质上的存储方式和物理结构，对应着实际存储在外存储介质上的数据库。一个数据库只有一个内模式。《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠二级映射为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映射：外模式—模式映射，模式—内模式映射。①外模式—模式映射外模式—模式映射定义了该外模式与模式之间的对应关系。这些映射定义通常包含在各自外模式的描述中。当模式改变时(例如增加新的属性、改变属性的数据类型时)，只要改变其映射，就可以使外模式保持不变，对应的应用程序也可保持不变(因为应用程序是依据外模式编写的)，从而保证了数据与应用程序的逻辑独立性。②模式—内模式映射模式—内模式映射定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。该映射定义通常包含在模式描述中。当数据的存储结构发生变化时，只需改变模式—内模式映射，就能保持模式不变，因此应用程序也可以保持不变，从而保证了数据与应用程序的物理独立性。《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠四、概念模型概念模型用于对信息世界建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象。（一）基本概念1、实体现实世界中的客观事物在信息世界中称为实体（Entity）。属性：实体所具有的某一特性。实体标识符：能够唯一标识一个实体的属性集，也称为关键码，简称码或键。域：属性的取值范围称为该属性的域。实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，即实体的结构描述，称为实体型。实体集：同型实体的集合称为实体集。《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠四、概念模型2、实体联系:实体之间的相互关系，包括实体内部的联系和实体之间的联系。常见的实体联系可以有三种，如下图6-3所示：实体型A联系名实体型B11(a)1:1联系实体型A联系名实体型B1N(b)1:N联系实体型A联系名实体型BMN(c)M:N联系图6-3两个实体型之间的三类联系《管理信息系统》山东大学管理学院信息管理系彭志忠（二）概念模型的表示方法实体－联系方法（Entity-RelationshipApproach）用E-R图来描述现实世界的概念模型实体联系模型反映的是现实世界中