计算机专转本辅导_第6章 信息系统与数据库

第6章信息系统与数据库本章要掌握的知识点(1)计算机信息系统的定义、“信息”和“数据”的概念数据库、数据库管理系统和数据库系统数据库系统的特点数据模型：关系、层次、网状和面向对象E-R概念模型有关术语。实体、属性、主键和联系本章要掌握的知识点(2)三种基本的联系类型：一对一、一对多、和多对多传统集合的关系操作：并、交、差、（广义笛卡儿积）专门的关系操作：插入、删除、更新、选择、投影和连接关系数据库语言SQL6.1计算机信息系统6.1.1什么是计算机信息系统6.1.2信息系统的类型什么是计算机信息系统计算机信息系统（简称信息系统）是一类以提供信息服务为主要目的的数据密集型、人机交互的计算机应用系统。4个主要技术特点：①数据量大,一般需存放在外存中②数据长久持续有效（持久性）③数据共享使用（共享性）④提供多种信息服务（功能多样性）(管理，检索，统计，分析，决策等)。信息系统是一种面广量大的计算机应用系统:教学管理系统地理信息系统信息检索系统医学信息系统决策支持系统民航订票系统电子政务系统电子商务系统………………..从信息处理的深度来区分信息系统,基本可分为3大类:业务处理系统信息检索系统信息分析系统管理业务系统辅助技术系统办公信息系统（OA）面向操作层次面向管理层次CAD（计算机辅助设计）CAM（计算机辅助制造）CAPP（计算机辅助工艺规划）6.2关系数据库系统6.2.1数据管理的需求和数据库系统6.2.2关系数据模型6.2.3关系操作6.2.4关系数据库语言SQL简介6.2.5数据库系统及应用新技术数据库系统的组成数据库系统(DBS)指具有管理和控制数据库功能的计算机应用系统，它一般由用户应用程序、计算机支持系统、数据库、数据库管理系统和有关人员组成。数据库系统的特点①数据结构化。②数据可共享高，冗余度低③数据独立于程序数据的逻辑独立性：应用程序与数据库的逻辑结构相互独立。数据的物理独立性：应用程序与数据库的存储结构相互独立。④统一管理控制数据数据模型由于使用数据库的信息系统是一种计算机软件系统，而计算机是不可能直接处理现实世界中的事物的。所以必须通过以下过程来处理数据:具体事物及其特征概念化加工计算机能够存储处理的数据DB计算机不可能直接处理现实世界中的事物进一步具体说明:客观对象抽象到数据模式描述的结构客观对象概念结构抽象数据模式抽象DB（E-R图）（二维表）按计算机系统支持的结构,组织数据(数据模式):逻辑结构为二维表存储结构为文件从概念上描述对象和对象间的关联,经过识别,选择,分类等综合分析,形成“概念结构”(用实体-联系工具E-R图表示。)综上可见:概念结构是分析过程中的一个中间结果，它将现实世界中的客观对象和对象间的关联，经过识别，选择，分类等综合分析，形成“概念结构”。（用实体-联系工具E-R图表示）数据模型是直接面向计算机系统（即数据库）中数据的数据结构(包括逻辑结构和存储结构)。（用数据模型来描述数据结构）E-R概念模型中的有关术语实体（entity）:客观对象；实体集：具有共性的实体的集合；属性（attribute）:实体的特征；联系（relationship）一对一联系（1:1）一对多联系（1:n）多对多联系（m:n）实体集之间的联系在常见的数据库系统中，根据实体集之间的不同结构，通常把数据模型分为层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型4种。层次模型网状模型关系模型面向对象模型国内DBS普遍采用关系模型（95%以上），课程介绍关系模型。关系数据模型关系数据模型描述数据的逻辑结构3要素:数据结构数据完整性数据的操作关系数据模型从用户的观点看，用关系数据模型描述的关系数据模式其逻辑结构具有二维表的结构形式，它与人们日常使用的表格类似，由表名、行和列组成。表的每一行称为一个元组，每一列称为一个属性。关系模型的基本结构是关系，也就是二维表结构。例如：表1学生登记表（S）:学生登记表（S）SNOSNAMEDEPARTSEXBDATEHEIGHTC005张雷计算机男1987-06-301.75C008王宁计算机女1986-08-201.62A041周光明自动控制男1986-08-101.70M038李霞霞应用数学女1988-10-201.65R098钱欣管理工程男1986-05-161.80………………………………表2.课程开设表(C):课程开设表（C）CNOCNAMELHOURSEMESTERCC-112软件工程60春CS-202数据库45秋EE-103控制工程60春ME-234数学分析40秋MS-211人工智能60秋……………………表3.学生选课成绩表(SC):学生选课成绩表（SC）SNOCNOGRADEA041CC11292A041ME23492.5A041ME21190C005CC11284.5C005CS20282M038ME23485R098CS20275R098MS21170.5………学生登记表(S),课程开设表(C)与学生选课成绩表之间的联系:SNOCNOGRADEA041CC11292A041ME23492.5A041MS21190C005CC11284.5C005CS20282M038ME23485R098CS20275R098MS21170.5SNOSNAMEDEPARTSEXBDATEHEIGHTA041周光明自动控制男1986-8-101.7C005张雷计算机男1987-6-301.75C008王宁计算机女1986-8-201.62M038李霞霞应用数学女1988-10-201.65R098钱欣管理工程男1986-5-161.8CNOCNAMELHOURSEMESTERCC112软件工程60春CS202数据库45秋EE103控制工程60春ME234数学分析40秋MS211人工智能60秋学生登记表（S）学生选课成绩表（SC）课程开设表（C）关系数据模式:用关系数据模型对一个具体单位中客观对象及其联系的结构描述，称为关系数据模式（简称:关系模式）关系模式的描述形式:其中:R为关系模式名，即二维表名。Ai（1≤i≤n）是二维表中的列名。R（A1,A2,…Ai…,An）或者:R=（A1,A2,…Ai…,An）上述数据对象（S和C）以及数据对象之间的联系（SC）表示成关系模式分别为：S（SNO，SNAME，DEPART，SEX，BDATE，HEIGHT）C（CNO，CNAME，LHOUR，SEMESTER）SC（SNO，CNO，GRADE）这3个关系模式也可以用汉字定义为:学生（学号，姓名，系别，性别，出生日期，身高）课程(课程号，课程名，学时，开课时间）选课成绩（学号，课程号，成绩）关系模式(即二维表)主键:能够唯一标识二维表中指定元组的属性或者属性组（这组属性的任何真子集无此性质），称为该二维表的候选键。如果一个关系模式有多个候选键存在,则可从中选一个最常用的作为该关系模式主键,简称主键。课程开设表（C）CNOCNAMELHOURSEMESTERCC-112软件工程60春CS-202数据库45秋EE-103控制工程60春ME-234数学分析40秋MS-211人工智能60秋……………………学生登记表（S）SNOSNAMEDEPARTSEXBDATEHEIGHTC005张雷计算机男1987-06-301.75C008王宁计算机女1986-08-201.62A041周光明自动控制男1986-08-101.70M038李霞霞应用数学女1988-10-201.65R098钱欣管理工程男1986-05-161.80………………………………候选键:(学号)(姓名,出生年月)主键:(学号)关系模型程序员用户关系模式文件结构二维表结构关系(二维表)文件表元组记录行属性数据项(字段)列基本术语的对照:关系模型中的术语来自关系数学，与程序员和用户的习惯说法是相对应的。关系模型的存储结构在关系数据模型中，数据对象和数据对象之间的联系都用二维表来表示。在支持关系模型的数据库物理组织(即存储结构)中，二维表以文件形式存储。在大多数数据库中，二维表与操作系统中的文件相对应。特别提示:数据模型和模式是有区别的。数据模型:用一组概念和定义描述数据的手段数据模式:用某种数据模型对具体情况下相关数据结构的描述。具体地说，关系模式是以关系数据模型为基础，综合考虑了用户的需求，并将这些需求抽象而得到的逻辑结构。因而不应将关系数据模型和关系模式相混淆。特别提示：关系模式:反映了二维表的静态结构，是相对稳定的。关系:是关系模式在某一时刻的状态，它反映二维表的内容，由于对关系的操作不断更新着二维表中的数据，因此关系是随时间动态变化的。但在一般表述中，人们常常将关系模式和关系都称为关系，实际上对此二者应加以科学的区分。关系操作在关系数据库中，通常可以定义一些操作来通过已知的关系(二维表)创建新的关系(二维表)。最常用的关系操作有：并插入交更新差删除笛卡尔积选择除连接投影专门的关系操作传统集合的关系操作并并操作是一个二元操作。它要求参与操作的两个关系有相同的关系模式。其作用是将两个关系组合成一个新的关系。根据集合论的定义，并操作创建的新关系中的每一个元组或者属于第一个关系、或者属于第二个关系，或者在两个关系中皆有。SNAMEGRADE钱欣75张进元62张华68胡平平79周亮80王宁100顾永华90黄进82并并SNAMEGRADE钱欣75张进元62张华68胡平平79周亮80SNAMEGRADE王宁100钱欣75顾永华90黄进82胡平平79周亮80SC1SC2结果关系表示选课程学生的“60~100分成绩表”交交操作也是一个二元操作。它对两个具有相同关系模式的关系进行操作，创建一个新关系。根据集合论的定义，交操作所创建新关系中的每一个元组必须是两个原关系中共有的成员。SNAMEGRADE钱欣75胡平平79周亮80交交SNAMEGRADE钱欣75张进元62张华68胡平平79周亮80SNAMEGRADE王宁100钱欣75顾永华90黄进82胡平平79周亮80SC1SC2结果表示选课学生“70分~80分成绩表”。差差操作也是一个二元操作。它应用于具有相同关系模式的两个关系。生成新关系中的元组是存在于第一个关系而不存在于第二个关系中的元组。例如，关系SC1与关系SC2进行差操作:差差SNAMEGRADE钱欣75张进元62张华68胡平平79周亮80SNAMEGRADE王宁100钱欣75顾永华90黄进82胡平平79周亮80SNAMEGRADE张进元62张华68SC1SC2结果关系包括那些在SC1表中而不在SC2表中的成绩信息，即“60~69分成绩表”专门的关系操作插入插入操作是一种一元操作。它应用于一个关系，其操作是在关系中插入新的元组（或另一个具有相同模式的关系）.例如:在课程开设表（C）中插入一个新的课程信息（CW101，’论文写作’，30，’春’）。插入插入（CW101,论文写作，30，春）CNOCNAMELHOURSEMESTERCC112软件工程60春CS202数据库45秋EE103控制工程60春ME234数学分析40秋MS211人工智能60秋CW101论文写作30春CNOCNAMELHOURSEMESTERCC112软件工程60春CS202数据库45秋EE103控制工程60春ME234数学分析40秋MS211人工智能60秋C删除删除操作为一元操作。它根据要求删去表中相应的元组。例如:从课程表（C）中删除课程CC112。删除删除CNOCNAMELHOURSEMESTERCS202数据库45秋EE103控制工程60春ME234数学分析40秋MS211人工智能60秋CNOCNAMELHOURSEMESTERCC112软件工程60春CS202数据库45秋EE103控制工程60春ME234数学分析40秋MS211人工智能60秋C更改更改操作也是一种一元操作，它应用于一个关系。用来改变关系中指定元组中的部分属性值。例如:课程开设表(C)中的课程ME234元组的LHOUR值由“40”改为“30”，SEMESTER值由