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1、第三章第三章 管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础第三章第三章 管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础本章所讲内容如下：本章所讲内容如下：数据管理技术数据管理技术1 数据仓库与数据挖掘数据仓库与数据挖掘 2数据通信与计算机网络数据通信与计算机网络33.1 3.1 数据管理技术数据管理技术本节所讲的内容如下：本节所讲的内容如下：.计算机数据管理的发展计算机数据管理的发展.数据库系统数据库系统.数据库系统的结构数据库系统的结构.数据库设计数据库设计.企业对信息的应用企业对信息的应用一、计算机数据管理的发展一、计算机数据管理的发展 计算机进行数据处理的效率，主要取决于数据在机器计算机进

2、行数据处理的效率，主要取决于数据在机器中的存储结构和处理方式。根据中的存储结构和处理方式。根据数据存储结构和处理方式数据存储结构和处理方式，把计算机数据管理分为三个阶段，即把计算机数据管理分为三个阶段，即 （一）人工管理阶段（一）人工管理阶段（20世纪世纪50年代中期以前）年代中期以前）（二）文件管理阶段（二）文件管理阶段（20世纪世纪50年代后期年代后期20世世纪纪60年代中期）年代中期）（三）数据库管理阶段（三）数据库管理阶段（20世纪世纪60年代后期开始）年代后期开始）3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术一、计算机数据管理的发展一、计算机数据管理的发展 （一）人工管理阶段（一）人工管

3、理阶段 背景背景 计算机主要用于科学计算计算机主要用于科学计算 数据量小、结构简单，如高阶方程等数值计算 外存为顺序存取设备外存为顺序存取设备 磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取设备 没有操作系统，没有数据管理软件没有操作系统，没有数据管理软件 用户用机器指令编码，通过纸带机输入程序和数据，程序运行完毕后，由用户取走纸带和运算结果，再让下一用户上机操作，数据并不长期保存在计算机内3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术一、计算机数据管理的发展一、计算机数据管理的发展 （一）人工管理阶段（一）人工管理阶段 特点特点 用户完全负责数据管理工作用户完全负责数据管理工作 数据的组织、存储结构、存取方

4、法、输入输出等 数据完全面向特定的应用程序数据完全面向特定的应用程序 每个程序使用自己的数据，数据不保存，用完就撤走 数据与程序没有独立性数据与程序没有独立性 程序中存取数据的子程序随着存储结构的改变而改变 3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术一、计算机数据管理的发展一、计算机数据管理的发展 （二）文件管理阶段（二）文件管理阶段 背景背景 计算机不但用于科学计算，还用于管理计算机不但用于科学计算，还用于管理 外存有了磁盘、磁鼓等直接存取设备外存有了磁盘、磁鼓等直接存取设备 无须顺序存取 由地址直接访问所需记录 有了专门管理数据的软件，一般称为文件系统有了专门管理数据的软件，一般称为文件系统

5、 文件存储空间的管理、目录管理、文件读写管理 文件保护 向用户提供操作接口3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术一、计算机数据管理的发展一、计算机数据管理的发展 （二）文件管理阶段（二）文件管理阶段 特点特点 系统提供一定的数据管理功能系统提供一定的数据管理功能 支持对文件的基本操作(增、删、改、查等)，用户程序不必考虑物理细节 数据的存取基本上以记录为单位 数据仍是面向应用的数据仍是面向应用的 一个数据文件对应一个或几个用户程序 数据与程序有一定的独立性数据与程序有一定的独立性 文件的逻辑结构与存储结构由系统进行转换，数据在存储上的改变不一定反映在程序上3.1 3.1 数据管理技术数据管理

6、技术一、计算机数据管理的发展一、计算机数据管理的发展 （三）数据库管理阶段（三）数据库管理阶段 背景背景 计算机管理的数据量大，关系复杂，共享性要求强计算机管理的数据量大，关系复杂，共享性要求强（多种应用、不同语言共享数据）（多种应用、不同语言共享数据）外存有了大容量磁盘，光盘外存有了大容量磁盘，光盘 软件价格上升，硬件价格下降，编制和维护软件及软件价格上升，硬件价格下降，编制和维护软件及应用程序成本相对增加，其中维护的成本更高，力求降低应用程序成本相对增加，其中维护的成本更高，力求降低3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术一、计算机数据管理的发展一、计算机数据管理的发展 （三）数据库管理阶

7、段（三）数据库管理阶段 特点特点 有了数据库管理系统有了数据库管理系统 采用复杂的数据模型表示数据结构采用复杂的数据模型表示数据结构 数据冗余度小，能够实现数据共享，易于扩充数据冗余度小，能够实现数据共享，易于扩充 具有较高的数据独立性具有较高的数据独立性 为用户提供了方便的用户接口为用户提供了方便的用户接口 提供统一的数据控制功能提供统一的数据控制功能 并发控制、数据恢复、数据完整性、数据安全性 3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术一、计算机数据管理的发展一、计算机数据管理的发展 （一）人工管理阶段 （二）文件管理阶段 （三）数据库管理阶段表表3-1 三个阶段数据管理技术的特点三个阶段数

8、据管理技术的特点 手工管理手工管理 文件管理文件管理 数据库管理数据库管理 数据的管理者数据的管理者 用户（程序员）用户（程序员）文件系统文件系统 数据库系统数据库系统 数据的针对者数据的针对者 特定应用程序特定应用程序面向某一应用面向某一应用 面向整体应用面向整体应用 数据的共享性数据的共享性 无共享无共享 共享差，冗余大共享差，冗余大 共享好，冗余小共享好，冗余小数据的独立性数据的独立性 无独立性无独立性 独立性差独立性差 独立性好独立性好 数据的结构化数据的结构化 无结构无结构 记录有结构，整记录有结构，整体无结构体无结构 整体结构好整体结构好 3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术S

9、top！I just want to know what is Database？回去看看回去看看二、数据库系统二、数据库系统 （一）（一）数据库数据库 数据库是以一定的组织方式存储在一起的相关数据的集数据库是以一定的组织方式存储在一起的相关数据的集合，它用综合的方法组织数据，使数据独立性高、冗余小，合，它用综合的方法组织数据，使数据独立性高、冗余小，可供多个用户共享，能够保证数据的安全性和可靠性，允许可供多个用户共享，能够保证数据的安全性和可靠性，允许并发地使用数据库，并能保证数据的一致性和完整性。并发地使用数据库，并能保证数据的一致性和完整性。数据库的三个主要目标：使数据库的三个主要目标：

10、使数据冗余数据冗余最小，达到最小，达到数据独数据独立性立性和和共享性共享性。数据冗余：数据的重复，即同一数据存储在多个文件中。数据冗余：数据的重复，即同一数据存储在多个文件中。数据独立性：数据结构与处理该数据的应用程序相互独立。数据独立性：数据结构与处理该数据的应用程序相互独立。数据共享性：允许多用户并发地使用数据库中的数据。数据共享性：允许多用户并发地使用数据库中的数据。3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术二、数据库系统二、数据库系统（二）数据库系统（二）数据库系统 数据库系统是指组织、存取和维护大量数据的人数据库系统是指组织、存取和维护大量数据的人机机管理系统，是由计算机、数据库、数据

11、库管理系统和有管理系统，是由计算机、数据库、数据库管理系统和有关人员组成的有机整体。关人员组成的有机整体。一个组织的数据库系统一般有四个组成部分：一个组织的数据库系统一般有四个组成部分：计算机系统计算机系统 数据库数据库 数据库管理系统数据库管理系统 知识工作者知识工作者 3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术二、数据库系统二、数据库系统（二）数据库系统（二）数据库系统 计算机系统计算机系统 指用于数据库管理的计算机软硬件系统。数据库需指用于数据库管理的计算机软硬件系统。数据库需要大容量的主存以存放和运行操作系统、数据库管理系要大容量的主存以存放和运行操作系统、数据库管理系统程序和应用程序以

12、及数据库、目录和系统缓冲区等，统程序和应用程序以及数据库、目录和系统缓冲区等，外存则需要大容量的直接存取设备。此外系统还应具有外存则需要大容量的直接存取设备。此外系统还应具有网络功能以实现数据资源的共享。网络功能以实现数据资源的共享。3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术二、数据库系统二、数据库系统（二）数据库系统（二）数据库系统 数据库数据库 数据库是存储在一起的结构化的、逻辑相关的数据数据库是存储在一起的结构化的、逻辑相关的数据集合，并为多种应用服务。数据库既有存放实际数据的集合，并为多种应用服务。数据库既有存放实际数据的物理数据库，也有存放数据逻辑结构的描述数据库。物理数据库，也有存放

13、数据逻辑结构的描述数据库。3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术二、数据库系统二、数据库系统（二）数据库系统（二）数据库系统 数据库管理系统数据库管理系统 数据库管理系统（数据库管理系统（database management system,database management system,DBMSDBMS）是一个负责数据库管理和维护的软件系统，通常是一个负责数据库管理和维护的软件系统，通常包括数据定义语言及其编译程序、数据操纵语言及其编包括数据定义语言及其编译程序、数据操纵语言及其编译程序以及数据管理例行程序等一组软件。译程序以及数据管理例行程序等一组软件。3.1 3.1 数据管理技术

14、数据管理技术二、数据库系统二、数据库系统（二）数据库系统（二）数据库系统 知识工作者知识工作者数据库用户：包括最终用户和程序设计人员。最终用户数据库用户：包括最终用户和程序设计人员。最终用户是组织中的业务和管理人员。是组织中的业务和管理人员。数据库设计人员：指从事数据库开发的信息专家（包括数据库设计人员：指从事数据库开发的信息专家（包括系统分析员）。系统分析员）。数据库管理员数据库管理员（DBADBA）：）：是负责数据库全面管理的信息是负责数据库全面管理的信息专家。专家。3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术二、数据库系统二、数据库系统 （三）数据库管理系统（三）数据库管理系统 数据库管理系

15、统（数据库管理系统（DBMSDBMS）是指对数据进行管理的软件系是指对数据进行管理的软件系统，是数据库系统的核心，它与数据库系统中各个部分都统，是数据库系统的核心，它与数据库系统中各个部分都有着密切联系。有着密切联系。具体来说，一个数据库管理系统应具备以下功能：具体来说，一个数据库管理系统应具备以下功能：数据库定义数据库定义 数据库操纵数据库操纵 数据库查询数据库查询 数据库控制数据库控制 数据库通信数据库通信 3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术回去看看回去看看三、数据库系统的结构三、数据库系统的结构 （一）数据描述（一）数据描述 在人们对现实世界的认识和对其进行数字化描述的在人们对现实

16、世界的认识和对其进行数字化描述的过程中经历了三个不同的世界（或称领域）：过程中经历了三个不同的世界（或称领域）：现实世界现实世界 信息世界信息世界 数据世界数据世界3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术现实世界、信息世界和数据世界三个世界的关系现实世界、信息世界和数据世界三个世界的关系 如下图所示：如下图所示：现实世界现实世界信息世界（实体联系方法）信息世界（实体联系方法）数据世界（数据世界（DBMS支持的数据模型）支持的数据模型）对信息进行收集、分类和抽象对信息进行收集、分类和抽象对信息进行加工转换对信息进行加工转换图图3 34 4数据描述的三个阶段数据描述的三个阶段3.1 3.1 数据管理技术数据管理技术三、数据库系统的结构三、数据库系统的结构（一）数据描述（一）数据描述 1.现实世界现实世界 现实世界现实世界是指客观存在的世界中的事实及其联系，它是指客观存在的世界中的事实及其联系，它是人类社会存在和发展的环境。是人类社会存在和发展的环境。如：学生、课程、教师等如：学生、课程、教师等 2.信息世界信息世界 信息世界信息世界是现实世界中客观事物在人们头脑中的反是现实世界中客观事物在