计算机基础强化6.ppt
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1、计算机基础强化(六),信息系统与数据库(第二层次),计算机信息系统关系数据库系统信息系统开发与管理 典型信息系统,【目的和要求】,1【了解】业务信息处理系统、信息检索系统和信息分析系统的区别和特点。2【掌握】关系数据库系统的相关知识。3【了解】信息系统开发的过程、方法和技术。4【了解】信息系统运行和维护的内容和方法。5【了解】典型信息系统的应用。6【了解】什么是信息化、信息化建设包括哪些主要内容。,【了解】问题1:什么是计算机信息系统?它的主要特点是什么?,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。它有四个主要特点:(1)涉及的数据量大
2、;(2)绝大部分数据是持久的,即不随着程序运行结束而消失,长期保留在计算机系统中;(3)数据为多个应用程序所共享;(4)除具有数据采集、传输、存储和管理等基本功能外,还可向用户提供信息检索,统计报表、事务处理、分析、控制、预测、决策、报警、提示等信息服务。,微观上就是计算机数据处理过程。通过信息的采集和输出,有效地把信息组织到计算机中,由计算机系统对数据进行各种操作,向人们提供有用的信息。,【了解】问题2:什么是计算机信息处理?,示例,数据处理是将 转换成 的过程。 分析:数据处理的目的是从大量的、原始的数据中获得我们所需要的资料并提取有用的信息,所以数据处理是将数据转换成信息的过程。,数据是
3、反映客观事物属性的记录,是信息的载体,是信息的具体表现形式;信息是有用的数据,是通过数据符号来传播的,数据如不具有知识性和有用性则不能称其为信息。,【了解】问题3:数据与信息有什么区别?,从信息处理的深度区分信息系统可分为四大类:业务信息处理系统、信息检索系统、信息分析系统和专家系统,如图6-1。,【了解】问题4:计算机信息系统有哪些类型?各自的特点是什么?,【了解】问题4:计算机信息系统有哪些类型?各自的特点是什么?,业务信息处理系统信息检索系统信息分析系统专家系统管理层业务处理系统知识层业务管理系统辅助设计系统办公信息系统操作层业务处理系统图6-1 按信息处理深度划分信息系统信息系统(1)
4、业务信息处理系统业务信息处理系统是采用计算机技术进行日常业务处理的信息系统,用以使业务工作自动化,提高业务工作的效率和质量。特点:一次信息的处理过程。进一步可分为:操作层、管理层和知识层。 操作层业务处理系统面向操作层用户,主要用于日常业务工作的数据进行记录、查询和处理; 管理层业务处理系统为一般管理者提供检查、控制和管理业务服务的系统; 知识层业务管理系统支持企事业单位中的设计和文秘人员业务的信息系统。知识层业务管理系统按业务性质不同,又分为辅助设计系统和办公信息系统。(i)辅助设计系统采用计算机作为工具,辅助有关技术人员在特定应用领域(如工程设计、音乐制作、广告设计等)内完成相应的任务,它
5、包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工艺规划(CAPP)等。(ii)办公系统又称办公自动化系统(OA),是一种以先进的设备为基础,由办公人员和技术设备共同构成的服务于日常办公事务的信息处理系统。,【了解】问题4:计算机信息系统有哪些类型?各自的特点是什么?,(2)信息检索系统信息检索系统是将原始信息处理生成具有一定结构的二次信息并存储在专门供检索的情报资料数据库中,然后用户按规定输入检索要求,由检索系统在情报资料数据库中进行检索匹配,最后将结果输出给用户。(3)信息分析系统信息分析系统是一种高层次的信息系统,它是为管理决策人员掌握企事业单位运行规律和趋势,制定规划
6、、进行决策的辅助系统。管理决策人员需要的是经过处理和分析的概括性信息,即所谓三次信息(业务信息处理系统是对原始信息存储和利用,属于一次信息;信息检索系统是对原始数据作简单的加工后提供检索服务的系统,属于二次信息)。,【了解】问题4:计算机信息系统有哪些类型?各自的特点是什么?,(4)专家系统专家系统是一种知识信息的加工处理系统,是人工智能最重要的应用系统之一。不但具有解决特定问题所需的专门领域知识,还包括用于求解这个特定领域问题过程的知识。通常由两部分组成: 知识库的知识集合 推理机的程序模块,示例,在以下各类信息系统中,辅助技术系统(如 CAD、CAM、CAPP等)属于业务信息处理系统中的_
7、。A、操作层业务处理系统 B、管理层业务处理系统C、知识层业务处理系统 D、不属于业务信息处理系统,分析:CAD、CAM、CAPP等都是采用计算机作为工具,辅助有关技术人员在相关行业完成其业务的信息系统,都应属于知识层业务处理系统,所以答案应选C。,示例,在计算机信息系统的层次结构表示中,由实现各种业务功能、流程、规则和策略等应用业务的一组信息处理代码组成的层次称为 层。A、基础设施层 B、资源管理层C、业务逻辑层 D、应用表现层,分析:若按信息处理层次来描述计算机信息系统的结构,则信息系统所包括的四个层次分别为:基础设施层;资源管理层;业务逻辑层;应用表现层。由实现各种业务功能、流程、规则和
8、策略等应用业务的一组信息处理代码组成的层次,称为业务逻辑层,所以答案应选C。,【掌握】问题5:什么是数据库系统?它的组成和特点是什么?,数据库系统(DataBase System,简称DBS)是具有管理和控制数据库功能的计算机应用系统。能实现有组织、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机硬件、软件、人员和数据资源组成的系统。其组成如图6-2。,注意:数据库系统的组成很重要,需牢记。,数据库系统,数据库 (DB)硬 件 (计算机硬件设备)软 件 (数据库管理系统 DBMS 、操作系统 OS、应用程序)用 户 (应用程序设计员、终端用户、数据库管理员 DBA),【掌握】问题5:什么是数据库
9、系统?它的组成和特点是什么?,数据库系统的主要特点: 数据结构化数据库系统采用数据模型表示复杂的数据结构,这是与文件系统的本质区别。数据库系统中的数据面向整个单位的全局应用,并采用一定的数据模型来进行描述和定义,因而数据具有整体结构化的特征。在说明数据结构时,不但要描述数据本身的特征,同时还要描述数据之间的联系。 数据共享性高,冗余度低在数据库系统中,所有的数据按其内在联系集中存储在数据库中,能实现充分的共享。也就是说数据库可以同时为多个用户服务。由于数据结构化,使得数据重复存储的情况大为减少,由修改而引起的数据的不完整性问题就可以减少或避免。 数据独立于程序数据的独立性包括数据的逻辑独立性和
10、物理独立性。数据的逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构相互独立,系统中数据逻辑结构发生改变时应用程序无需改变。数据的物理独立性是指用户的应用程序与存储在数据库中的数据相互独立,数据的物理存储改变也不影响用户的应用程序。 统一管理和控制数据一般DBMS都具有数据安全性、完整性、并发控制和故障恢复功能。注意:此知识点相对重要,请大家务必以理解为主,不要死记名词。,【掌握】问题6:什么是数据模型?为什么要建立数据模型?,现实世界的事物不能直接被计算机处理,因而必须将其转换为计算机能够组织和存储的数据,再由计算机处理,其转换过程如图6-4。,【掌握】问题6:什么是数据模型?为什么要建立数据模
11、型?,数据模型是对现实世界数据特征的一种抽象,它是数据库系统中数据的数学形式框架,用来描述数据是一组概念和定义(包括描述数据特征、数据之间联系、数据操作、数据语义及数据一致性概念)的工具。只有最终以数据模型存储的数据才能真正被计算机识别和处理。(1) 概念模型 通过对现实世界的对象、特征和对象之间的联系等的综合分析,得到现实世界的第一层抽象。常用“实体-联系”(E-R)图方法建模。(2) 数据模型 描述概念模型的数据,包括实体及实体间联系的数据结构描述、对数据的操作,以及数据的约束条件。其中数据结构是用于描述数据的静态特性,包括对数据的结构及数据之间联系的说明;数据操作是用于描述数据的动态特性
12、,包括操作的定义、操作符和操作规则等;数据的完整性约束条件是保证数据正确性一组完整性规则,数据库中的数据必须满足这组规则。,【了解】问题7:研究概念模型的基本工具E-R图的组成及应用方法?,E-R(EntityRelationship)图是研究概念模型的基本工具,组成E-R图的三个基本要素是实体集、属性和联系,分别用矩形、椭圆形和菱形表示。实体集之间可以存在1:1、1: n和m:n三种联系类型。实体集的主键必须在E-R图中标出 (关于主键的内容请参考问题10)。,示例,在数据库设计中,组成E-R图的成分有_。A、实体、联系、属性 B、关系、联系、属性C、实体、记录、字段 D、文件、记录、字段,
13、分析:因为组成E-R图的三个基本要素是实体、属性和联系,所以答案应该选A。,一门课程同时有若干个学生选修,而一个学生可以同时选修多门课程,那么学生与课程之间的联系类型为 。分析:在上面描述中,只有两个实体:课程和学生。“一门课程可以有若干个学生选修”,说明课程与学生之间具有1:N联系(一对多联系);“一个学生可以同时选修多门课程”,又说明学生与课程之间具有1:M联系。所以学生与课程之间的联系类型为n:m(多对多联系)。其中,n,m为不同的变量名。,示例,【掌握】问题8:数据模型的分类有哪些?,DBMS支持的数据模型对应于计算机世界,直接面向计算机系统(即数据库)中的数据的逻辑结构。根据实体集之
14、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四种。层次模型和网状模型称为非关系模型。层次模型的基本结构是树型结构,只能表示1:N的联系,如图 6-6;网状模型的基本结构是网络结构或者叫图,能表示N:M的联系,如图 6-7。,【掌握】问题9:什么是关系数据模型的逻辑结构?,关系数据模型中数据的逻辑结构是一张二维表(table),表中的每一行称为一个元组,每一列称为一个属性(如图6-8)。,【掌握】问题9:什么是关系数据模型的逻辑结构?,关系数据模型可以准确刻画一个具体应用单位中客观对象的实体集和联系的结构,一般称其为关系数据模式,而二维表中的内容即为其实例。关系数据
15、模式一般描述形式为:R (A1,A2,AiAn)或者R= (A1,A2,AiAn)其中R为关系模式名,即二维表名,Ai(1in)是属性名。例如表6-1的关系数据模式可定义为: 学生(学号,姓名,系别,性别,出生日期,身高)。注意:表名和属性名也可以用英文字母表示,如S(SNO,SNAME,DEPART,SEX,BDATE,HEIGHT)。关系模式中能唯一标识二维表中元组的属性或属性组,称为关系模式的候选键。如果一个关系模式有多个候选键,则可选一个最常用的作为该关系模式的主键,简称主键。作为主键的属性或属性组常用下划线标记,如S(SNO,SNAME,DEPART,SEX,BDATE,HEIGHT
16、)。,示例,在学生表 S(SNO,SNAME,AGE,SEX,DEPART)关系中,可确定为主键的属性或属性组是哪些?,分析:主键是从多个候选键中选取的一个。因而首先要确定候选键,而候选键必须是能够唯一地区分不同实体的属性或属性组的集合。显然“年龄AGE,性别SEX,所属系DEPART”都不能作为候选键,因为它们无法用来唯一的表示一个元组。在该关系中,如果规定“不允许有同名同姓的学生”,那么“姓名 SNAME”也可以是一个候选键。多个候选键不能同时使用,只能使用一个作为主键。由于每个学生的学号都是唯一的,所以可以使用“学号SNO” 作为主键。,【掌握】问题10:关系模型、关系模式与关系三者之间
17、的关系是什么?,(1)一个关系模型是若干个关系模式的集合。一个关系模式对应一个关系,各个关系不是完全孤立的,只有他们相互间存在关联,才能构成一个模型。(2)对关系模型的一个关系(二维表)来讲,关系模式实际上是表的结构,规定了表中有哪些属性,关系是表中的具体内容。所以说关系实际上是关系模式在某一时刻的状态或内容,即关系模式是型,关系是它的值。关系模式是静态的,稳定的,而关系是动态的,随时间不断变化。(3)关系模型数据库中完整性是很重要的,从三个方面考虑完整性:实体完整性,参照完整和用户定义完整性。,问题11:在关系数据库中,可以对关系(二维表)进行哪些操作?,关系代数是以集合代数为基础发展起来的
18、,它是以关系为运算对象,最常用的关系操作有并、交、差、插入、删除、更改、选择、投影和连接,其中前3种操作为传统的关系操作,后6种是专门的关系操作。关系操作的结果仍为关系,并可以再参与其他关系操作。,示例,设有如下关系R和S:那么,进行关系操作并、交、差的结果是什么?,关系R,关系S,分析:并、交和差操作是二元运算,它要求参与操作的两个关系有相同的模式,并将两个关系组合成一个新的关系。关系和关系的并操作,表示为,操作结果生成一个新的关系,其元组由属于的元组和属于的元组共同组成:关系和关系的交操作,表示为,操作结果生成一个新的关系,其元组由既属于又属于的元组组成: 关系和关系的差操作,表示为,操作
19、结果生成一个新的关系,其元组由属于,但不属于的元组共同组成:,关系数据库语言是一种非过程语言,即对用户而言只要说明“做什么”,指出需要何类数据,至于“如何做”才能获得这些数据的过程不必要求用户说明,而由系统来实现。SQL数据库具有如图6-9所示的三级体系结构。在SQL中,应用系统的逻辑模式对应于基本表,其存储模式对应于存储文件,而面向用户的用户模式主要对应于视图,也可以是部分基本表。 SQL主要功能如下:(1)数据定义功能 (2)数据查询功能(3)数据更新功能,【掌握】问题12:结构化查询语言SQL包含哪些内容?,示例,创建一个学生表XS,包含学号XH、姓名XM、性别XB、专业代号ZYDH和系
20、名XIMING等字段,字段类型均为字符类型,除性别的字段宽度设为2,其余均设为8。,分析:根据SQL创建表的语句结构,创建如下表:CREATE TABLE XS(XH C(8),XM C(8),XB C(2),ZYDH C(8), XIMING C(8)注意:定义字段宽度时,一个汉字占2个字符,字母数字均占用1个字符度。,示例,查询全体学生的姓名、学号、所在系。 分析:目标输出的属性为“学号、姓名、所在系”,即查询的宾语,也就是SELECT后面的输出项,且包含在一张表XS中,所以FROM后面应该是XS,无条件等内容,因而其他项就不要写了。所以SQL命令如下:SELECT XH,XM,XIMNG
21、 FROM XS,示例,查询全体学生的详细记录。 分析:查询全部列,可以有两种方法:一种是方法是在SELECT关键字后面列出所有列名,另一种方法是在SELECT后用“*”。 SQL命令如下: 写法一:SELECT XH,XM,XB,ZYDH,XIMING FROM XS写法二:SELECT * FROM XS上面两种书写形式完全等价。,示例,已知学生表XS(学号XH,姓名XM,性别XB,专业代号 ZYDH,系名XIMING)和选课表XK(学号XH,课程代号 KCDH),查询每个男生选修课程的情况。分析:学生的性别与选修课程分属于两张表:学生XS和选课XK,因此查询格式中,FROM项后面必须为X
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- 计算机 基础 强化
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