农业信息技术chapter3农业数据库系统

农业信息技术第三章农业数据库系统3数据库系统概述农业数据库建设农业管理信息系统农业数据处理与统计分析第一节数据库系统概述一、数据库系统的构成与特点二、数据库管理系统三、数据库中的数据模型四、数据库设计第一节数据库系统概述一、数据库系统的构成与特点（一）数据管理与数据库系统数据管理技术是指对数据进行分类、编码、存储、检索和维护，它是数据处理的中心问题。数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系统、高级数据库等发展阶段。数据库系统（databasesystems）是计算机应用系统中一种专门管理数据资源的系统，由数据库、数据库管理系统和用户应用三部分组成。第一节数据库系统概述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。详细讲，数据库是长期存储在计算机内、与应用彼此独立的、以一定的组织方式存储在一起的、彼此相互关联的、具有较少冗余的、能被多个用户共享的数据集合。数据库类型多样，有最简单的存储各种数据的表格，也有存储海量数据的大型数据库系统，有文字型、数字型、图像型和声音型等不同数据形式。多媒体数据库（MultimediaDataBase，MDB）能提供图像、文本、声音等信息的全方位“立体化”的服务方式。一、数据库系统的构成与特点（一）数据管理与数据库系统第一节数据库系统概述一、数据库系统的构成与特点（一）数据管理与数据库系统分类标准类别用户数量单用户数据库多用户数据库数据类型和表现形式文献型数据库数值型数据库事实型数据库文本型数据库它们的结合型数据库数据存诸介质类型磁带数据库硬盘数据库光盘数据库数据结构和存取方法关系型数据库层次型数据库网络型数据库数据存放地点集中式数据库分布式数据库第一节数据库系统概述一、数据库系统的构成与特点（一）数据管理与数据库系统数据库是为获取数据而设计，而数据仓库是为分析数据而设计。数据仓库（Datawarehouse，DW）是决策支持系统和联机分析应用数据源的结构化数据环境，是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合，用于支持管理决策。数据仓库系统是一个信息提供平台，包含数据获取（DataAcquisition）、数据存储（DataStorage）、数据访问（DataAccess）三个关键部分，为用户提供各种手段从数据中获取信息和知识。第一节数据库系统概述（二）数据库系统的构成一、数据库系统的构成与特点数据库系统简图数据库用户软件硬件终端用户应用程序员数据库管理员数据库管理系统DBMS存储数据库运行DBMS(包括操作系统)的硬件资源第一节数据库系统概述（二）数据库系统的构成一、数据库系统的构成与特点数据库系统的4个组成部分构成了一个复杂的层次系统第一节数据库系统概述（三）数据库系统的特点一、数据库系统的构成与特点（1）数据的结构化（2）数据共享性好（3）数据独立性好（4）用户接口简单（4）系统运行可靠（5）能够重组数据（6）基于某种数据模型，能够充分描述数据间的内在联系第一节数据库系统概述二、数据库管理系统数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，DBMS）是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过DBMS访问数据库中的数据，数据库管理员也通过DBMS进行数据库的维护工作。第一节数据库系统概述二、数据库管理系统（一）数据库管理系统的功能（1）数据定义功能（2）数据存取功能（3）数据库运行管理功能（4）数据库建立和维护功能（5）数据库的传输第一节数据库系统概述二、数据库管理系统（二）数据库管理系统的层次结构根据处理对象的不同，数据库管理系统的层次结构由高级到低级依次为应用层语言翻译处理层数据存取层数据存储层操作系统第一节数据库系统概述（三）常用的数据库管理系统二、数据库管理系统（1）Oracle（2）MicrosoftSQLServer（3）MicrosoftAccess第一节数据库系统概述三、数据库中的数据模型在数据库中用数据模型（datamodel）来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。数据模型是指描述反映客观事物的数据及其联系。按照应用层次，数据模型分为概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型等三类。第一节数据库系统概述三、数据库中的数据模型（一）概念模型概念数据模型也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。是现实世界到机器世界的一个中间层次，是数据库设计的有力工具。它不依赖于某个DBMS支持的数据模型，同时又可以转换为某一DBMS支持的特定数据模型。概念模型的特点是：具有较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识；简单、清晰、易于用户理解，是用户与数据设计人员之间进行交流的语言。第一节数据库系统概述三、数据库中的数据模型（一）概念模型1.信息世界中的基本概念2.概念模型的表示方法（1）实体（2）属性（3）键（4）域（5）实体型（6）实体集（7）关联E-R方法称为实体-联系方法（Entity-RelationshipApproach），该方法能够方便、准确地表示出上述信息世界中常用的概念，它用E-R图来描述现实世界的概念模型。E-R方法也称为E-R模型，它是概念模型常用的方法。此外，还有扩充的E-R模型、面向对象模型及谓词模型等。第一节数据库系统概述三、数据库中的数据模型（二）数据模型逻辑数据模型又被简称为数据模型，主要包括网状模型，层次模型，关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模，主要用于DBMS的实现。层次模型、网状模型是早期的数据模型。通常把它们称为格式化数据模型，因为它们是属于以“图论”为基础的表示方式。关系模型是用“二维表”（或称关系）来表示数据之间的联系。第一节数据库系统概述三、数据库中的数据模型（二）数据模型1.层次模型层次数据模型实质上是一种有根结点的定向有序树（在数学中“树”被定义为一个无回的连通图），即用“树”结构表示实体集之间的关联，其中实体集（用矩形框表示）为结点，而树中各结点之间的连线表示它们之间的关联。根据“树”结构的特点，建立数据的层次模型需要满足下列两个条件：①有且仅有一个结点无“父”结点称为根结点；②其他数据记录有且只有一个“父”结点。按照层次模型建立的数据库系统称为层次模型数据库系统，其典型代表是管理信息系统（ManagementInformationSystem，MIS）。第一节数据库系统概述三、数据库中的数据模型（二）数据模型1.层次模型不能很好的表示两个以上实体型之间的复杂关联和实体型之间多对多关联优点数据模型简单对具有一对多的层次关系描述自然、直观，容易理解性能优于关系模型，不低于网状模型层次数据模型提供了良好的完整性支持缺点第一节数据库系统概述三、数据库中的数据模型（二）数据模型2.网状模型能很好地解决了实体间复杂关系的表达问题有致命的弱点，即当需求扩展时，对原有数据结构及应用程序的修改会产生严重的后果网状模型的特点：①可以有一个以上的结点无“父”；②至少有一个结点有多于一个的“父”按照网状数据结构建立的数据库系统称为网状数据库系统，其典型代表是DBTG（DataBaseTaskGroup）用数学方法可将网状数据结构转化为层次数据结构第一节数据库系统概述三、数据库中的数据模型（二）数据模型3.关系模型关系模型是以人们经常使用的二维表格形式来表示实体本身及其相互之间的关联，它以关系理论为坚实的基础，是经典数据模型中建模能力最强的一种，对于各种类型数据联系都可描述，成为当今实用数据库系统的主流。在关系模型中，把数据看成一个二维表格，每个二维表格就是一个关系，由多列和多行组成，每列描述实体的一个属性，每行描述一个具体实体。对于一个表示关系的二维表格，其最基本的要求是，不允许表中再有表。第一节数据库系统概述三、数据库中的数据模型（二）数据模型3.关系模型一个关系称为一个数据库，若干个数据库可以构成一个数据库系统。在关系数据库中，对数据的操作几乎全部建立在一个或多个关系表格上，通过对这些关系表格的分类、合并、连接或选取等运算来实现数据的管理。由关系数据结构组成的数据库系统被称为关系数据库系统。第一节数据库系统概述三、数据库中的数据模型（二）数据模型3.关系模型优点缺点①数据结构简单②具有很高的数据独立性③可以直接描述多对多的关联④有坚实的理论基础当数据库很大时，查找满足特定关系的数据费时，对空间关系无法满足。第一节数据库系统概述四、数据库设计（一）数据库设计的步骤第一节数据库系统概述（二）概念结构设计四、数据库设计概念模型是对实际应用对象形象而又具体的描述概念结构设计要借助于某种方便又直观的描述工具。E-R图提供了表示实体型、属性和关联的方法（如图）：实体型属性关联某校教学管理数据库的E-R图E-R图中的关系连线上的“1”、“0”，表示实体的最小基数，菱形框内的数字表示的是最大基数。“1”，表示在关联中这一侧必须存在一个实体，“0”表示实体可以不存在。第一节数据库系统概述（三）关系数据库设计四、数据库设计关系数据库就是依据关系模型建立的数据库。将E-R数据模型转化为关系模型的过程，可分为以下3个步骤：①将用E-R图描述的数据库概念模型转化一组关系模式②根据关系型数据库规范化理论对这组关系模式进行规范化处理③根据数据库的完整性和一致性要求以及系统查询效率要求，对所得模式进行优化第二节农业数据库建设一、农业数据库的类型二、国外农业数据库三、中国农业数据库第二节农业数据库建设一、农业数据库的类型农业资源数据库地理资源数据库种质资源数据库基因资源数据库人力资源数据库农业技术数据库农业统计数据库企业与产品数据库生产信息统计数据库农业气象资料数据库农业生产数据库农业企业与产品数据库农业市场信息数据库农业政策法规数据库农业科技文献数据库第二节农业数据库建设二、国外农业数据库（一）国外数据库发展概况国外的数据库建设起步较早，在20世纪60年代中期，美国就开始了数据库方面的建设；70年代中期，欧洲各国和日本相继建立和发展了本国的数据库；到了80年代后期，数据库联机检索系统开始在经济发达国家兴起，这时出现了光盘数据库。随后，伴随计算机技术及互联网的快速发展，农业数据库的发展除了在光盘数据库、网络在线数据库等方面不断发展壮大以外，各国农业信息网络系统也在不断涌现。目前，国际上最著名的农业数据库系统是CABI、AGRICOLA、AGRIS三大数据库。第二节农业数据库建设二、国外农业数据库（二）国外农业文摘数据库1.CABAbstracts2.AGRICOLA3.AGRIS4.FSTA5.Pest-Bank6.BIOSISPreviews7.TROPAG&RURAL8.ZoologicalRecords9.DerwentBiotechnologyAbstracts10.FOODLINE11.WilsonBiological&AgriculturalIndex12.PollutionandToxicology13.ASFA第二节农业数据库建设二、国外农业数据库（三）国外农业全文数据库1.EBSCO全文数据库2.ScienceDirect电子期刊数据库3.ProQuest博硕士论文全文数据库4.AnnualReviews电子期刊5.Blackwell出版社电子期刊6.SpringerLink（Springer出版社电子期刊数据库）7.ProQuest生物和农业全文期刊数据库8.BioOne全文数据库9.Nature系列电子期刊10.ASABETechnicalLibrary11.Taylor&Francis农业百科全文数据库12.OECD农业与食品数据库和电子图书资源13.CABIPublishingJournals（YourJournals@OVID）14.Taylor&FrancisJournalsOnline三、中国农业数据库第二