CIMS系统导论_chapter3_1,2

华侨大学信息科学与工程学院第3章基于web的数据库系统华侨大学信息科学与工程学院CIMS中的数据库系统CIMS中的数据库系统是两大支撑系统之一，覆盖企业全部信息，以实现企业的数据共享和信息集成CIMS中的数据库系统必须与计算机网络技术相适应。基于Web的数据库系统华侨大学信息科学与工程学院中小型企业CIMS的结构和组成生产过程控制层生产管理层（MES）企业资源管理层（ERP）企业决策支持层数据仓库经营决策采购计划销售库存财务人力资源生产调度工艺设计成本核算质量管理生产过程监控生产数据采集四层结构模型温度、压力、开关量等工艺参数设计参数等工厂生产计划、车间作业计划等原材料检验结果、产品检测结果、质量统计分析结果等原材料消耗量、用电水量、价格、工资等华侨大学信息科学与工程学院3.1数据库系统概述1.什么是数据库2.四个基本概念3.数据管理技术的产生与发展4.数据库系统的特点5.数据库常用的数据模型6.常用数据库系统简介华侨大学信息科学与工程学院1.什么是数据库数据库（DataBase，DB）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库学号姓名性别出生日期信息技术010329张晖男81.10.1589010139李小凡男80.12.3078010117周秋红男80.05.1890010207张志平女80.11.3088记录(Record):一行称为一条记录，它标明一个实体字段(Field):一列称为一个字段,反映实体的某一属性。华侨大学信息科学与工程学院2.四个基本概念数据(Data)数据库(Database,DB)数据库管理系统(DatabaseManagementSystem,DBMS)数据库系统(DBS)华侨大学信息科学与工程学院数据数据(Data)是数据库中存储的基本对象数据的定义描述事物的符号记录数据的种类文字、图形、图象、声音华侨大学信息科学与工程学院数据库人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息数据库的定义数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合华侨大学信息科学与工程学院数据库管理系统DBMS什么是DBMS位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。DBMS的主要功能建立数据库对数据库进行操作(查询、插入、删除和修改)其他管理功能保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复华侨大学信息科学与工程学院数据库系统什么是数据库系统数据库系统（DBS）是指采用了数据库技术的计算机系统数据库系统的构成数据库数据库管理系统应用程序系统数据库管理员和用户数据集合1数据集合2数据库管理员用户应用程序DBMS数据库系统DBS华侨大学信息科学与工程学院3.数据管理技术的产生与发展人工管理阶段(40年代中--50年代中)文件系统阶段(50年代末--60年代中)数据库系统阶段(60年代末--现在)华侨大学信息科学与工程学院人工管理阶段数据的管理靠人工进行，计算机只能对数据进行计算，得出结果由人工保存。数据程序计算机结果华侨大学信息科学与工程学院文件系统阶段数据统一存放在数据文件中，用户通过对文件的访问实现对记录的存取；数据在文件中的存放没有相互的联系和结构化的组织，数据文件也不能脱离建立其数据文件的程序。文件管理系统应用程序A应用程序B应用程序C数据文件A1数据文件A2数据文件B数据文件C华侨大学信息科学与工程学院文件系统的缺点应用程序的编写维护不方便一般不支持对文件的并发访问在数据的结构、编码、表示格式等诸多方面不标准，不规范，数据管理混乱针对这些缺点，逐步发展了以统一管理数据和共享数据为主要特征的数据库系统华侨大学信息科学与工程学院数据库系统阶段数据的管理者DBMS数据的独立性数据的结构化数据的共享程度高减少数据冗余度DBMS应用程序A应用程序B应用程序C华侨大学信息科学与工程学院4.数据库系统的特点数据库系统向用户提供高级的接口用户只要提出需要什么数据，而不必关心如何获得这些数据。对数据的管理完全由DBMS来实现。查询的处理和优化用户的查询请求由DBMS完成，查询的优化处理就成了DBMS的重要任务。并发控制多个用户可以同时访问数据库，甚至可以同时访问同一个表中的不同记录。极大地提高了计算机系统资源的使用效率数据的完整性约束数据的完整性是指数据的正确性和相容性。数据完整性是由各种各样的完整性约束来保证。例如定义数据类型成整型的数据就不能是浮点数。华侨大学信息科学与工程学院5.数据库常用的数据模型层次模型适宜于反映实体之间1:n的关系网状模型适宜于反映实体之间m:n的关系关系模型用二维表格来表示实体间的联系最重要的一种数据模型。也是目前主要采用的数据模型ACDEBABCD华侨大学信息科学与工程学院6.常用数据库系统简介SQLServer：是在WindowsNT上使用的、支持Web技术的数据库管理系统，适合建立中小型数据库Oracle：是第一个商品化DBMS，用于管理大型数据库。IBM的DB2：是一个基于SQL的关系型数据库产品，适用于大型主机平台上，在金融系统中应用较多。Sybase：较早采用了客户/服务器技术。Informix：是为Unix等开放操作系统提供的专业关系型数据库产品华侨大学信息科学与工程学院3.2数据库系统的设计方法华侨大学信息科学与工程学院3.2.1数据库设计概述数据库是信息系统的核心和基础把信息系统中大量数据按一定的模型组织起来提供存储、维护、检索数据的功能使信息系统可以方便、及时、准确地从数据库中获得所需的信息什么是数据库设计数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求数据库设计的特点硬件、软件、技术与管理的界面的互相结合数据库设计应该与应用系统设计相结合结构（数据）设计：设计数据库框架或数据库结构行为（处理）设计：设计应用程序、事务处理等华侨大学信息科学与工程学院3.2.2数据库设计步骤1.需求分析阶段了解与分析用户需求（包括数据与处理）。2.概念结构设计阶段对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。3.逻辑结构设计阶段将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。4.物理设计阶段为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）。5.数据库实施阶段运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果：建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。6.数据库运行与维护阶段数据库系统的评价、调整与修改。华侨大学信息科学与工程学院需求收集和分析设计概念结构设计逻辑结构数据模型优化设计物理结构评价设计，性能预测物理实现试验性运行使用、维护数据库不满意不满意应用需求（数据、处理）需求分析阶段概念设计阶段逻辑设计阶段物理设计阶段数据库实施阶段数据库运行、维护阶段转换规则DBMS功能优化方法应用要求，DBMS详细特征华侨大学信息科学与工程学院1.需求分析需求分析就是分析用户的需要与要求需求分析是设计数据库的起点需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要求，将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响到设计结果是否合理和实用华侨大学信息科学与工程学院需求分析的任务通过详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等），充分了解原系统工作概况，明确用户各种需求，在此基础上确定新系统的功能。需求分析的重点：调查、收集与分析用户在数据管理中的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。需求分析的难点：用户对需求表达不准确，需求不断变化，设计人员不易理解甚至误解用户需求，新的硬件、软件技术的出现也会使用户需求发生变化。解决方法：设计人员必须采用有效的方法，与用户不断深入地进行交流，才能逐步得以确定用户的实际需求华侨大学信息科学与工程学院需求分析的方法调查清楚用户的实际需求并进行初步分析，与用户达成共识，进一步分析与表达这些需求，具体做法：了解组织机构情况了解各部门的业务活动情况确定新系统的边界。确定哪些功能由计算机完成，哪些活动由人工完成．由计算机完成的功能就是新系统应该实现的功能。在熟悉了业务活动的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求，包括信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。华侨大学信息科学与工程学院常用调查方法做需求调查时，往往需要同时采用多种方法无论使用何种调查方法，都必须有用户的积极参与和配合设计人员应该和用户取得共同的语言，帮助不熟悉计算机的用户建立数据库环境下的共同概念，并对设计工作的最后结果共同承担责任常用调查方法跟班作业：通过亲身参加业务工作了解业务活动的情况能比较准确地理解用户的需求，但比较耗时开调查会：通过与用户座谈来了解业务活动情况及用户需求请专人介绍询问：对某些调查中的问题，可以找专人询问设计调查表请用户填写：如果调查表设计合理，则很有效，且易于为用户接受查阅记录：查阅与原系统有关的数据记录华侨大学信息科学与工程学院进一步分析和表达用户需求分析和表达用户需求的常用方法自顶向下的结构化分析方法（StructuredAnalysis，简称SA方法）SA方法从最上层的系统组织机构入手，采用逐层分解的方式分析系统，并用数据流图（DFD,DataFlowDiagram）和数据字典（DD,DataDictionary）描述系统。华侨大学信息科学与工程学院需求分析小结用户华侨大学信息科学与工程学院2.概念结构设计什么是概念结构设计需求分析阶段描述的用户应用需求是现实世界的具体需求将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程就是概念结构设计概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。概念结构设计是整个数据库设计的关键现实世界机器世界信息世界需求分析概念结构设计华侨大学信息科学与工程学院描述概念模型的工具：E-R模型E-R模型(Entity-Relationship)实体－联系模型，提供了表示实体型、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型。实体型用矩形表示，矩形框内写明实体名。属性用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来联系用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n）联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来课程选修学生mn成绩学号年龄性别姓名华侨大学信息科学与工程学院概念结构设计的方法自顶向下首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化自底向上首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结构逐步扩张首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至总体概念结构混合策略将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。华侨大学信息科学与工程学院常用策略自顶向下地进行需求分析自底向上地设计概念结构华侨大学信息科学与工程学院自底向上设计概念结构的步骤第1步：抽象数据并设计局部视图第2步：集成局部视图，得到全局概念结构数据抽象、局部视图的设计视图集成DFD、DD分E-R图总E-R图需求分析返回用户征求意见直到满意为止华侨大学信息科学与工程学院设计分E-R图的出发点中层为设计分图的出发点某工厂管理信息系统物资管理子系统销售管理子系统人事管理子系统………………华侨大学信息科学与工程学院3.逻辑结构设计逻辑结构设计的任务将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化逻辑结构设计的步骤将概念结构（E-R图）转化为一般的关系、网状、层次模型将转化来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持下的数据模型转换对数