信息技术6.doc

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盐城师范学院备课稿纸

第六章信息系统与数据库

学习目的：

了解计算机信息系统的基本概念，熟悉关系数据库系统，了解典型信息系统。

学习重点：

关系数据模型和关系操作。

学习难点：

关系操作。

6.1计算机信息系统

一、什么是计算机信息系统

计算机信息系统

计算机信息系统（Computer_basedInformationSystem，以下简称信息系统）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。

计算机信息系统技术上的特点

涉及的数据量大；绝大部分数据是持久的；这些持久数据为多个应用程序所共享，甚至在一个单位或更大范围内共享；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。

二、信息系统的类型

信息系统的类型

从信息处理的深度来区分信息系统，基本可分为4大类，这些系统还可以按处理深度再继续进行划分。

1．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。

　　每一个单位或部门（包括个人）都有专门的业务范围和工作内容，在其业务处理中存在着大量信息。

从信息学的角度看，业务信息处理系统是一次信息（直接信息）的生产和处理系统。

由于在企事业单位中不同层次的业务信息处理系统服务对象不同，因而可以进一步将它分为三类。

（1）操作层业务处理系统

（2）管理层业务处理系统

（3）知识层业务处理系统。

知识层又分：

辅助技术系统和办公信息系统。

２．信息检索系统

在业务信息处理系统中，其信息检索查询一般都在本单位的业务信息范围内，检索的途径和功能也比较简单。

信息检索系统（InformationRetrievalSystem）将原始信息（一次情报）预处理生成的二次信息（二次情报）输入到计算机中，经过计算机的加工再处理，生成具有一定结构的供检索用的情报数据库。

此后，用户按规定输入检索要求，由检索系统在情报数据库中进行检索匹配，最后将符合用户检索要求的结果输出给用户。

信息检索系统不是为一个单位服务的，它可以供广大的用户使用，例如我国用于科学技术“查新”建立有各类科学和技术的文献数据库（如中国科技文献库、中国科技成果库、中国专利数据库、中国学位论文数据库，中国学术会议数据库等），世界上著名的情报检索系统（如DIALOG、ORBIT等）包含的众多数据库，均可向有关人员提供联机检索服务。

信息检索系统的特点是：

信息量大、检索功能强、服务面广。

通常可根据获得最终检索结果的详细程度和检索词的来源不同，而将信息检索系统分为两大类：

目录检索系统、全文检索系统。

从信息的内容来划分信息检索系统，将其分为：

文献检索系统、事实检索系统、数值检索系统等。

３．信息分析系统（InformationAnalysisSystem）

业务信息处理系统是对原始信息存储和利用的系统，信息检索系统是对原始信息作简单的加工后提供检索服务的系统，它们基本上均停留在信息的表层，并未对这些信息进行深层次的处理，所以仅属于一次信息或二次信息系统。

而对于高层（领导和决策层）人员而言，他们需要的是经过处理和分析的概括性信息，即所谓三次信息。

信息分析系统是为管理决策人员掌握企事业单位运行规律和趋势，制订规划、进行决策的辅助系统。

是一种高层次的信息系统，三次信息的处理系统。

两种常见的信息分析系统：

决策支持系统、经理支持系统。

决策支持系统（DecisionSupportSystem，简称DSS）是辅助决策者通过数据、模型、知识以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机信息系统。

它为决策者提供分析问题、建立模型、模拟决策过程和方案的环境，可调用各种信息资源和分析工具，帮助决策者提高决策水平和质量。

经理支持系统（ExecutiveSupportSystem，简称ESS）不提供某种固定的应用或某种具体的能力，而是提供一个综合性的计算和通信环境。

４专家系统

专家系统（ExpertSystem，简称ES）是一种知识信息的加工处理系统，也是人工智能最为重要的应用系统。

专家系统模仿人类专家的思维活动，通过推理与判断来求解问题。

专家系统具有解决特定问题所需的专门领域知识，这种知识不但包括解决该问题的知识，同时还包括求解该问题过程的知识。

一个专家系统通常由两部分组成：

一部分是称为知识库的知识集合，它包括要处理问题的领域知识，另一部分是称为推理机的程序模块。

推理是指从已有事实推出新事实（或结论）的过程。

在专家系统中首先将专家的知识和经验以适当的形式存入计算机（拥有专门知识），利用类似专家的思维规则，对事例的原始数据，进行逻辑推理和演释，最后作出判断和决策（选择知识和运用知识）。

6.2数据库系统及应用

一、数据管理的需求和数据库系统

1．应用需求推动数据库技术的发展

2．数据库系统的组成

（1）应用程序

（2）计算机支持系统（包括硬件支持环境和软件支持平台）

（3）数据库

（4）数据库管理系统

（5）人员

3．数据库系统的特点

（1）结构化

（2）数据共享性高，冗余度低。

（3）数据独立于程序。

（4）统一管理和控制数据。

二、关系数据模型

1．数据模型的基本概念

层次模型（HierarchicaModel）层次模型用树结构表示实体集之间的联系。

网状模型（NetworkModel）用网络结构表示实体集之间联系的数据模型。

关系模型（RelationalModel）用二维表结构表示实体集以及实体集之间联系的数据模型。

面向对象模型（Object-OrintedModel）在面向对象模型中把现实世界的实体都模拟为一种对象，并把类似的对象归并为一类（Class）。

2．关系数据模型的数据结构

（1）关系数据模型的逻辑结构

关系数据模型的基本结构是关系。

关系数据模型中数据的逻辑结构是一张二维表（Table），它由表名、行和列组成。

表的每一行称为一个元组（Tuple），每一列称为一个属性（Attribute）。

用关系数据模型对一个具体单位中客观对象的实体集、属性和联系的结构描述，一般称为关系数据模式（DataSchema），而二维表中的内容即为其实例。

关系数据模式的一般描述形式为：

R（A1,A2,…Ai…,An）

（2）关系数据模型的特点

3．关系数据模型的完整性

关系模式用R（A1，A2，…，An）表示，仅仅说明关系的语法，但是并不是每个合乎语法的元组都能成为R的元组，它还要受到语义的限制。

数据的语义不但会限制属性的值，数据的语义还会制约属性间的关系，这些约束可以用来保证数据库中数据的正确性，称其为关系数据模型的完整性约束。

三、关系代数操作

关系数据模型提供了关系操作的能力，这种操作能力可用代数方式和逻辑方式来表示，分别称为关系代数和关系演算。

关系代数：

用对关系的运算来表达查询要求的方法（代数方式表示）。

关系演算：

用谓词来表达查询要求的方式（逻辑方式表示）。

关系代数操作简称为关系操作。

分为两类：

传统的集合操作和关系专用的操作。

关系操作的结果仍为关系，可以再参与其他关系操作，构成关系代数表达式，由此描述对关系的各种复杂操作。

1．传统的集合操作

关系是元组的集合，因此集合运算均可适用于关系。

（1）并操作

设有关系R和关系S，它们有相同的模式结构（称R与S是“并相容”），其并操作（Union）表示为R∪S，操作结果生成一个新的关系，其元组由属于R的元组和属于S的元组共同组成：

（2）交操作（Intersection）

设关系R和S并相容，其交操作表示为：

R∩S，操作结果为：

即结果关系中的元组由既属于R又属于S的元组组成。

（3）差操作

设关系R和S并相容，其差操作（Difference）表示为R-S，操作结果生成一个新关系，其元组由属于R，但不属于S的元组组成：

2．专门的关系操作

（1）插入操作

（2）删除操作

（3）更改操作

（2）选择操作

（2）投影操作

（2）连接操作

四、关系数据库语言SQL简介

数据库语言：

数据库管理系统配置，使用户可以对数据库进行各式各样的操作，构成用户和数据库的接口的语言。

由于DBMS所提供的语言一般局限于对数据库的操作，不同于计算机的程序设计语言，因而称它为数据库语言。

关系数据库语言是一种非过程语言。

SQL（StructuredQueryLanguage）：

一种基于关系代数和关系演算之间的语言

1．SQL数据库的体系结构

SQL数据库具有三级体系结构。

在SQL中，逻辑模式对应于基本表（BaseTable）,存储模式对应于存储文件，用户模式主要对应于视图（View）,元组称为“行”，属性称为“列”。

2．SQL数据定义

SQL提供数据定义语言（DDL），它包括：

定义基本表、修改基本表、删除基本表、建立和删除索引、建立和删除视图等语句。

3．SQL的数据查询

定义基本表的SQL语句表示为：

CREATETABLE<表名>（＜列名＞＜数据类型＞［完整性约束条件］，¡­¡­＝）

[]表示可含有该子句，也可为空，视实际定义要求而定。

<表名>是所要定义的基本表名字。

定义基本表时要指明每个列的类型和长度，同时还可以定义与该表有关的完整性约束条件。

这些完整性约束与基本表的定义内容一并被存入系统的数据字典中，当用户操作基本表中的数据时，由DBMS自动检查该操作是否违背这些完整性约束条件。

数据库查询是数据库的核心操作。

SQL语言提供了SELECT语句进行数据库查询。

SELECT查询语句简单的形式为：

SELECTA1，A2，…，An（指出目标表的列名或列表达式序列）

FROMR1，R2，…，Rm（指出基本表或视图序列）

［WHEREF］（F为条件表达式）

［GROUPBY列名序列］（结果表分组）

［ORDERBY列名［排序方向］…］（结果表排序）

4．SQL的数据更新

它可将一个记录插入到指定的表中。

语句格式为：

INSERTINTO<表名>（<列名1>，<列名2>…）

VALUES（<表达式1>，<表达式2>，…）

5．SQL的视图

视图是DBMS所提供的一种以用户模式观察数据库中数据的重要机制。

视图可由基本表或其他视图导出。

视图只是一个虚表。

五、数据库系统及应用新技术

1．数据库体系结构的发展

（1）数据库系统体系结构的发展

集中式数据库系统、客户/服务器结构、浏览器/服务器结构。

（2）分布式数据库

（3）并行数据库系统

2．数据库技术对决策应用的支持

6．3信息系统开发与管理

信息系统的开发和管理是一项系统工程，也是涉及多学科的综合技术。

信息系统开发周期长、投资大、风险大，比一般技术工程有更大的难度和复杂性。

对于从事信息系统分析、设计和管理的有关人员而言，应该掌握的知识是多方面的。

一、软件工程与信息系统开发概述

1．软件危机和软件工程

软件危机：

大型软件系统开发成本高，可靠性差，甚至有时人们无法管理自身所创造出来的这个复杂逻辑系统，致使软件的生产和维护出现了很大的困难，当时人们称此为软件危机。

原因：

对软件需求分析的重要性认识不够；软件不是物理产品而是以种逻辑产品；随着问题复杂度的增加，人们处理问题的效率随之下降，而开发软件所需时间和费用则随之增加。

2．软件工程方法要点

以工程化的方式组织软件开发，必须强调以下几点：

软件开发技术、软件工程管理、软件开发方法、软件开发工具。

3．常用的信息系统开发方法