第1章 信息管理与数据库系统

第1章信息管理与数据库系统第1章信息管理与数据库系统1.1信息与数据1.2数据管理问题举例1.3数据库管理系统1.4数据库系统的组成1.5数据管理技术的发展1.6概念模型与数据模型第1章信息管理与数据库系统1.1信息与数据1.1.1信息1.1.2数据1.1.3信息与数据的关系1.1.4信息管理系统第1章信息管理与数据库系统1.1.1信息•信息是对事物存在状态及其运动形态的综合反映，它是人们进行各种活动所需要的知识。•信息应该是关于事物的，并且是能被其它事物所接受的。与任何事物无关的不叫信息，不能被任何人理解，也不能被其它任何事物所接受的不是信息。•信息具有载体，同一信息可以有多种的载体，载体的改变不等于信息的改变。第1章信息管理与数据库系统1.1.2数据•数据是用于记载信息的符号，所采用的形式可以是数字、文字、图形、图像或其它特殊符号。•数据不只是数字，还包括文字、图形、图像等。•但在计算机中，数据需要用数字来表示。•利用外部设备，计算机可以把数据输出到显示设备、打印设备、音响设备、机电控制设备等。第1章信息管理与数据库系统1.1.2数据（续）存储在计算机中的数字数据显示设备音响设备机电控制设备打印设备文字、图形、影像数据声音数据机电控制数据文字与图形第1章信息管理与数据库系统1.1.3信息与数据的关系•数据是信息的符号表示或载体；而信息是数据的内涵。•在一些不需要严格分辨的场合，可以把信息与数据不加区分地使用。第1章信息管理与数据库系统1.1.4信息管理系统•信息管理系统就是管理信息的系统。•信息管理系统的主要功能就是组织、存储、查询、统计和更新信息，以及安全、可靠地控制信息等。•计算机信息管理系统的最基本的框架。第1章信息管理与数据库系统1.1.4信息管理系统（续）数据和程序输入输出输入/输出用户要输入的数据处理器及内存设备打印或显示结果第1章信息管理与数据库系统1.2数据管理问题举例1.2.1文本文件方式1.2.2二维表格文件方式1.2.3利用关系数据库管理系统第1章信息管理与数据库系统1.2.1文本文件方式•是用文本的方式来描述职工信息，把企业中每一名职工的情况信息分别存入一个文本文件。•依靠操作系统的文件管理功能来管理一个个的文本文件。•缺点是很难完成查询和统计功能。第1章信息管理与数据库系统1.2.2二维表格文件方式采用的方法是：抽取每个事物的一些属性，排列成属性组，由这些属性组形成二维表格形式的数据文件；在这个文件中，每个事物的属性种类和属性排列顺序相同。第1章信息管理与数据库系统1.2.2二维表格文件方式（续）采用二维表格方式的特点是：•在表格中，为每条记录（行）的相同属性分配相同长度的存储空间，从而保证了每条记录是等长的。•每一列具有固定的数据类型。•可以通过计算来定位每一条记录，从而使查询和统计的速度加快。•可以为表格设计索引，进一步提高查询和统计的效率。第1章信息管理与数据库系统1.2.3利用关系数据库管理系统问题：每一张表格都有不同的结构，如果针对每一个表都单独编写专门的程序来实现数据的输入、查询和统计等功能，那么要设计开发一个涉及多表的信息管理系统，工作量将非常大。表格1程序1表格2程序2表格3程序3第1章信息管理与数据库系统1.2.3利用关系数据库管理系统（续1）•虽然每个表格的结构不同，但是建立表结构、操作表的程序却可以大同小异，因此完全可以编写通用的表格程序。•为了反映表与表之间的结构差异，可以采取一些措施把每个表的结构传递给通用程序；例如，可以把表格的结构放在表格文件的开始位置。第1章信息管理与数据库系统1.2.3利用关系数据库管理系统（续2）………………表格结构信息表格数据表格文件第1章信息管理与数据库系统1.2.3利用关系数据库管理系统（续3）•关系数据库管理系统提供了对二维表格进行操作的通用程序包。•使用关系数据库管理系统后程序与数据之间的关系。•应用系统的开发人员可以在程序中调用关系数据库管理系统提供的各种功能。程序1程序2程序3关系数据库管理系统关系数据库第1章信息管理与数据库系统1.3数据库管理系统1.3.1数据库与数据管理系统的概念1.3.2数据库管理系统的功能1.3.3DBMS的使用方式第1章信息管理与数据库系统1.3.1数据库与数据库管理系统的概念1.数据库2.数据库管理系统第1章信息管理与数据库系统1.3.2数据库管理系统的功能1．数据库定义功能2．数据操纵功能3．数据库的运行和控制功能（1）数据的安全性（2）数据的完整性（3）并发(Concurrency)控制4．数据组织、存储和管理5．数据库的建立和维护6．数据通信接口第1章信息管理与数据库系统1.3.3DBMS的使用方式可以采用以下两种方式使用DBMS：1.命令方式应用程序向DBMS发出命令（函数调用），由DBMS操作数据库中的数据。应用程序命令（语句）数据库数据库管理系统命令的翻译和处理程序数据数据2.交互方式使用DBMS提供的交互式的操作界面第1章信息管理与数据库系统1.4数据库系统的组成1．硬件2．数据库3．软件4．数据库管理员5．用户硬件操作系统数用应统系理管库据数库据统系数据库管理员应用系统开发人员最终用户（应用系统使用人员）第1章信息管理与数据库系统1.5数据管理技术的发展1.5.1人工管理阶段1.5.2文件系统阶段1.5.3数据库系统阶段第1章信息管理与数据库系统1.6概念模型与数据模型1.6.1模型1.6.2概念模型1.6.3数据模型1.6.4三个世界第1章信息管理与数据库系统1.6.1模型模型是对所描述的客观对象的模拟和抽象表示，人们为了研究和解决客观世界中存在的种种问题，在对客观现实进行了模拟、思考、抽象以后，用文字、图表、符号、表达式以及实物等手段，描述所认识到的客观对象的一种简化的表示形式。例如：汽车的外部模型，零件的三维数字化几何模型，信息系统的功能模型，表示电压和电流关系的数学模型（I=U/R）。第1章信息管理与数据库系统1.6.2概念模型•对现实世界原始信息结构的描述称为概念模型。•概念模型是数据库设计人员与最终用户之间进行交流的语言。•概念模型是对现实世界的的刻画，它不依赖于具体的计算机系统。第1章信息管理与数据库系统1.6.2概念模型（续1）1．概念模型的基本术语（1）实体（2）属性（3）实体型（4）实体集（5）关键字（6）域（7）联系分为：一对一联系，一对多联系和多对多联系第1章信息管理与数据库系统1.6.2概念模型（续2）2．概念模型的表示方法——E-R图E-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法。（1）实体和属性的表示方法职工职工号职称性别部门出生日期姓名职工实体及其属性第1章信息管理与数据库系统1.6.2概念模型（续3）（2）联系的表示方法公司任职总经理11部门包括职工1n工人加工零件mn（a）两个实体间的一对一联系（b）两个实体间的一对多联系（c）两个实体间的多对多联系第1章信息管理与数据库系统1.6.2概念模型（续4）（3）联系属性的表示方法工人加工零件mn数量质量第1章信息管理与数据库系统1.6.2概念模型（续5）（4）多个实体间相互联系的表示方法工程项目供应材料mn供应商p第1章信息管理与数据库系统1.6.2概念模型（续6）用E-R图表示概念模型的简单实例—生产与销售系统供应商供应工程项目mn材料部门仓库供应量负责属于参加存放库存量天数pnnmmm111职工第1章信息管理与数据库系统1.6.3数据模型•概念模型需要在计算机中实现，在实现之前需要规划和设计所需要的数据结构、数据的约束条件和对数据进行的操作。•数据模型与具体数据库管理系统所支持的数据组织与存储方法有关。•对数据结构、数据的约束条件、数据操作的描述称为数据模型。•传统的数据模型主要分为三种：层次模型、网状模型和关系模型。第1章信息管理与数据库系统1.6.4三个世界现实世界认识抽象信息世界概念模型机器世界数据模型转换