第07章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件

1、2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)1第7章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分 軟件是任何系統(tǒng)的頭腦、心臟和靈魂軟件是任何系統(tǒng)的頭腦、心臟和靈魂 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3計(jì)算機(jī)控制軟件概述計(jì)算機(jī)控制軟件概述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫工業(yè)組態(tài)軟件簡介工業(yè)組態(tài)軟件簡介本章主要內(nèi)容2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)47.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述 計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件功能 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)57.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述 軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存

2、的另一軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，它是包括部分，它是包括程序、數(shù)據(jù)程序、數(shù)據(jù)及其相關(guān)及其相關(guān)文檔文檔的的完整集合；完整集合； 程序程序是按事先設(shè)計(jì)的功能和性能要求執(zhí)行的是按事先設(shè)計(jì)的功能和性能要求執(zhí)行的指令序列；指令序列； 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是使程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；是使程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 文檔文檔是與程序開發(fā)，維護(hù)和使用有關(guān)的圖文是與程序開發(fā)，維護(hù)和使用有關(guān)的圖文材料。材料。 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)6。 z7.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-計(jì)算機(jī)軟件分類2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)7 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件用來管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源，并用來管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源，

3、并以盡可能簡便的形式向用戶提供使用資源以盡可能簡便的形式向用戶提供使用資源的服務(wù)，包括操作系統(tǒng)、系統(tǒng)實(shí)用程序、的服務(wù)，包括操作系統(tǒng)、系統(tǒng)實(shí)用程序、系統(tǒng)擴(kuò)充程序（操作系統(tǒng)的擴(kuò)充、漢化）、系統(tǒng)擴(kuò)充程序（操作系統(tǒng)的擴(kuò)充、漢化）、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件、設(shè)備驅(qū)動程序、通訊處理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件、設(shè)備驅(qū)動程序、通訊處理程序等。程序等。 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是最基本的系統(tǒng)軟件，操作系統(tǒng)是最基本的系統(tǒng)軟件，操作系統(tǒng)是一個功能強(qiáng)、規(guī)模大的管理程序。是一個功能強(qiáng)、規(guī)模大的管理程序。 7.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-計(jì)算機(jī)軟件分類2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)8 專用于單個微機(jī)，稱為專用于單個微機(jī)，稱為單用戶操作系統(tǒng)單用戶操作系統(tǒng)，

4、如如DOS操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)。 專用于多個終端的主機(jī)，稱為專用于多個終端的主機(jī)，稱為多用戶操作多用戶操作系統(tǒng)系統(tǒng)，如，如UNIX多用戶操作系統(tǒng)。多用戶操作系統(tǒng)。 專用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，稱為專用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，稱為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，NOVELL、Windows NT是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。 專用于嵌入式開發(fā)系統(tǒng)，稱為專用于嵌入式開發(fā)系統(tǒng)，稱為嵌入式操作嵌入式操作系統(tǒng)系統(tǒng)，如，如Win CE、Palm OS、Linux等。等。 操作系統(tǒng)分類：7.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-計(jì)算機(jī)軟件分類2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)9Windows幾代典型的操系統(tǒng)啟動界面2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)1

5、0 支撐軟件支撐軟件輔助軟件開發(fā)人員進(jìn)行軟件開發(fā)輔助軟件開發(fā)人員進(jìn)行軟件開發(fā)工作使用的各種工具軟件，借以完成軟件工作使用的各種工具軟件，借以完成軟件開發(fā)工作，提高軟件生產(chǎn)效率，改善軟件開發(fā)工作，提高軟件生產(chǎn)效率，改善軟件產(chǎn)品的質(zhì)量等，它主要包括軟件開發(fā)工具、產(chǎn)品的質(zhì)量等，它主要包括軟件開發(fā)工具、軟件評測工具、界面工具、轉(zhuǎn)換工具、軟軟件評測工具、界面工具、轉(zhuǎn)換工具、軟件管理工具、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理件管理工具、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)支持軟件以及其他支持軟件。系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)支持軟件以及其他支持軟件。 7.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-計(jì)算機(jī)軟件分類2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)11 應(yīng)用

6、軟件應(yīng)用軟件是軟件公司或用戶為解決某類應(yīng)是軟件公司或用戶為解決某類應(yīng)用問題而專門研制的軟件。主要包括科學(xué)用問題而專門研制的軟件。主要包括科學(xué)和工程計(jì)算機(jī)軟件、文字處理軟件、數(shù)據(jù)和工程計(jì)算機(jī)軟件、文字處理軟件、數(shù)據(jù)處理軟件、圖形軟件、圖象處理軟件、應(yīng)處理軟件、圖形軟件、圖象處理軟件、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫軟件、事務(wù)管理軟件、輔助類軟用數(shù)據(jù)庫軟件、事務(wù)管理軟件、輔助類軟件、控制類軟件等。件、控制類軟件等。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件屬于應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件屬于應(yīng)用軟件，它主，它主要實(shí)現(xiàn)企業(yè)對生產(chǎn)過程的要實(shí)現(xiàn)企業(yè)對生產(chǎn)過程的實(shí)時控制實(shí)時控制和管理和管理以及企業(yè)整體生產(chǎn)的以及企業(yè)整體生產(chǎn)的管理控制管理控制 7.1

7、計(jì)算機(jī)控制軟件概述-計(jì)算機(jī)軟件分類2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)127.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-計(jì)算機(jī)軟件分類2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)13 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件組成 按按CIMSCIMS模型結(jié)構(gòu)體系，通常五部分組成，自底向上依次是：模型結(jié)構(gòu)體系，通常五部分組成，自底向上依次是：設(shè)備控制層設(shè)備控制層：實(shí)現(xiàn)對車間各設(shè)備單獨(dú)控制，保證設(shè)備按生產(chǎn)工藝要求正常工作過程控制層過程控制層：按工藝生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)控制，選擇恰當(dāng)控制策略和方案進(jìn)行實(shí)時控制，使生產(chǎn)過程目標(biāo)達(dá)到最優(yōu)； 調(diào)度層調(diào)度層：協(xié)調(diào)組織各車間、部門進(jìn)行按計(jì)劃進(jìn)行生產(chǎn)，以滿足企業(yè)市場要求；管理層管理層：對生產(chǎn)過程、生

8、產(chǎn)質(zhì)量、人員、物料等生產(chǎn)管理要素進(jìn)行管理；決策層決策層：根據(jù)前面各層的數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)提供決策支持；7.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-計(jì)算機(jī)軟件分類2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)14企業(yè)長期計(jì)劃決策企業(yè)長期計(jì)劃決策企業(yè)生產(chǎn)最優(yōu)調(diào)度企業(yè)生產(chǎn)最優(yōu)調(diào)度生產(chǎn)裝置實(shí)時全局最優(yōu)（協(xié)調(diào)）生產(chǎn)裝置實(shí)時全局最優(yōu)（協(xié)調(diào)）計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng) DCSDCS工工 業(yè)業(yè) 生生 產(chǎn)產(chǎn) 過過 程程 過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件需求框圖過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件需求框圖裝置優(yōu)化層裝置優(yōu)化層先進(jìn)控制層先進(jìn)控制層直接控制層直接控制層局部優(yōu)化局部優(yōu)化先進(jìn)控制先進(jìn)控制先進(jìn)控制先進(jìn)控制局部優(yōu)化局部優(yōu)化先進(jìn)控制先

9、進(jìn)控制先進(jìn)控制先進(jìn)控制先進(jìn)控制先進(jìn)控制先進(jìn)控制先進(jìn)控制2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)15l 實(shí)時數(shù)據(jù)采集：采集現(xiàn)場控制設(shè)備的數(shù)據(jù)，過實(shí)時數(shù)據(jù)采集：采集現(xiàn)場控制設(shè)備的數(shù)據(jù)，過程控制參數(shù)；程控制參數(shù)；l 控制策略：為控制系統(tǒng)提供可供選擇的控制策控制策略：為控制系統(tǒng)提供可供選擇的控制策略方案；略方案；l 閉環(huán)輸出：在軟件支持下進(jìn)行閉環(huán)控制輸出，閉環(huán)輸出：在軟件支持下進(jìn)行閉環(huán)控制輸出，以達(dá)到優(yōu)化控制的目的；以達(dá)到優(yōu)化控制的目的；l 報(bào)警監(jiān)視：處理數(shù)據(jù)報(bào)警及系統(tǒng)報(bào)警；報(bào)警監(jiān)視：處理數(shù)據(jù)報(bào)警及系統(tǒng)報(bào)警；l 畫面顯示：使來自設(shè)備的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)圖形畫畫面顯示：使來自設(shè)備的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)圖形畫面上的各元素關(guān)聯(lián)

10、起來；面上的各元素關(guān)聯(lián)起來；7.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-計(jì)控系統(tǒng)軟件功能 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)16l 報(bào)表輸出：各類報(bào)表的生成和打印輸出；報(bào)表輸出：各類報(bào)表的生成和打印輸出；l 數(shù)據(jù)存儲：存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢數(shù)據(jù)存儲：存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢l 系統(tǒng)保護(hù)：自診斷、掉電處理、備用通道切換和系統(tǒng)保護(hù)：自診斷、掉電處理、備用通道切換和為提高系統(tǒng)可靠性和維護(hù)性所采取的措施；為提高系統(tǒng)可靠性和維護(hù)性所采取的措施；l 通信功能：各控制單元間、操作站間、子系統(tǒng)間通信功能：各控制單元間、操作站間、子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通信功能；的數(shù)據(jù)通信功能；l 數(shù)據(jù)共享：具有與第三方程序的接口，方

11、便數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)共享：具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享；共享； 7.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-計(jì)控系統(tǒng)軟件功能 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)17衡量一個控制系統(tǒng)軟件性能優(yōu)劣的主要指標(biāo) 系統(tǒng)功能是否完善系統(tǒng)功能是否完善，能否提供足夠多的控制算法，能否提供足夠多的控制算法（包括若干種高級控制算法）。（包括若干種高級控制算法）。 系統(tǒng)內(nèi)各種功能能否完善地協(xié)調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)各種功能能否完善地協(xié)調(diào)運(yùn)行，如進(jìn)行實(shí)，如進(jìn)行實(shí)時采樣和控制輸出的同時，又能同時顯示畫面，時采樣和控制輸出的同時，又能同時顯示畫面，打印管理報(bào)表和進(jìn)行數(shù)據(jù)通信操作。打印管理報(bào)表和進(jìn)行數(shù)據(jù)通信操作。 人機(jī)接口是否良好人機(jī)接口是否良好，有豐

12、富的畫面和報(bào)表形式，有豐富的畫面和報(bào)表形式，較多的操作指導(dǎo)信息。另外操作要方便、靈活。較多的操作指導(dǎo)信息。另外操作要方便、靈活。 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性能如何系統(tǒng)的可擴(kuò)展性能如何，即是否能不斷地滿足用，即是否能不斷地滿足用戶的新要求和一些特殊的需求。戶的新要求和一些特殊的需求。7.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)187.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)197.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)207.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)217.1 計(jì)算機(jī)控制

13、軟件概述-控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)227.1 計(jì)算機(jī)控制軟件概述-控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)237.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要特征數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)三級模式數(shù)據(jù)模型 結(jié)構(gòu)化查詢語言 常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) GO2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)24 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從根本上講是一個以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從根本上講是一個以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的記錄保持系統(tǒng)，也就是說，它的總的目的是要記記錄保持系統(tǒng)，也就是說，它的總的目的是要記錄和保持信息。錄和保持信息。 一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)要包括四個主要部分：數(shù)據(jù)、硬一個數(shù)

14、據(jù)庫系統(tǒng)要包括四個主要部分：數(shù)據(jù)、硬件、軟件和用戶。件、軟件和用戶。 數(shù)據(jù)：存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可劃分為一個或多個數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)：存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可劃分為一個或多個數(shù)據(jù)庫。如產(chǎn)品數(shù)據(jù)、病人數(shù)據(jù)、學(xué)生數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)既是如產(chǎn)品數(shù)據(jù)、病人數(shù)據(jù)、學(xué)生數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)既是綜合的，又是共享的。綜合的，又是共享的?！熬C合綜合”指可把數(shù)據(jù)庫看成若干單指可把數(shù)據(jù)庫看成若干單個不同的數(shù)據(jù)文件聯(lián)合，在那些文件間局部或全部地消除個不同的數(shù)據(jù)文件聯(lián)合，在那些文件間局部或全部地消除了冗余。了冗余?！肮蚕砉蚕怼敝笖?shù)據(jù)庫中一塊塊數(shù)據(jù)可為多個不同用指數(shù)據(jù)庫中一塊塊數(shù)據(jù)可為多個不同用戶所共享，其意義是多個用戶可存取同

15、一塊數(shù)據(jù)。戶所共享，其意義是多個用戶可存取同一塊數(shù)據(jù)。 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)25硬件：硬件：主要是指存儲數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的輔助存儲器主要是指存儲數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的輔助存儲器- 磁盤、磁鼓及其他附屬設(shè)備。磁盤、磁鼓及其他附屬設(shè)備。軟件：軟件：在實(shí)際存儲的數(shù)據(jù)在實(shí)際存儲的數(shù)據(jù)(或稱物理數(shù)據(jù)庫或稱物理數(shù)據(jù)庫)和用戶和用戶之間是一個軟件層，叫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之間是一個軟件層，叫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)。用戶存取數(shù)據(jù)庫的所有請求都是由用戶存取數(shù)據(jù)庫的所有請求都是由DBMS操作。操作。DBMS提供了一種在硬件層之上的對數(shù)據(jù)庫的觀提供了一種在硬件層之上的對數(shù)

16、據(jù)庫的觀察，并支持用較高的觀點(diǎn)來表達(dá)用戶的操作。察，并支持用較高的觀點(diǎn)來表達(dá)用戶的操作。用戶：用戶：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的用戶是指運(yùn)用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的用戶是指運(yùn)用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行各種業(yè)務(wù)處理工作的人或部門。用戶的業(yè)務(wù)處理各種業(yè)務(wù)處理工作的人或部門。用戶的業(yè)務(wù)處理是通過專門的應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)的。是通過專門的應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)的。 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)26 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的低級階段：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的低級階段： 從從20世紀(jì)世紀(jì)60年代后期開始，存儲技術(shù)取得很大發(fā)展，有了年代后期開始，存儲技術(shù)取得很大發(fā)展，有了大容量的磁盤。為了提高效率，人們著手開發(fā)和研制更

17、加大容量的磁盤。為了提高效率，人們著手開發(fā)和研制更加有效的數(shù)據(jù)管理模式，提出了數(shù)據(jù)庫的概念。有效的數(shù)據(jù)管理模式，提出了數(shù)據(jù)庫的概念。 英國英國IBM公司公司1968年研制成功的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)標(biāo)志著數(shù)年研制成功的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)標(biāo)志著數(shù)據(jù)管理技術(shù)進(jìn)入了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。據(jù)管理技術(shù)進(jìn)入了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。 在在1969年美國數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)會公布了數(shù)據(jù)庫工作組報(bào)告，年美國數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)會公布了數(shù)據(jù)庫工作組報(bào)告，對研制開發(fā)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)起了重大推動作用。對研制開發(fā)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)起了重大推動作用。 從從1970年起，年起，IBM公司的公司的E.E.Codd連續(xù)發(fā)表論文，又奠連續(xù)發(fā)表論文，又奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理

18、論基礎(chǔ)。定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)。 從從20世紀(jì)世紀(jì)70年代以來數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展很快，得到了廣泛的年代以來數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展很快，得到了廣泛的應(yīng)用，已成為計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個重要分支應(yīng)用，已成為計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個重要分支 。 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)27 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高級階段：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高級階段： 20世紀(jì)世紀(jì)70年代中期以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，出年代中期以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫和智能型知識數(shù)據(jù)庫現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫和智能型知識數(shù)據(jù)庫等，通常被稱為高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)，這個階段通常被

19、稱為數(shù)等，通常被稱為高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)，這個階段通常被稱為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高級階段據(jù)庫系統(tǒng)的高級階段 分布式數(shù)據(jù)庫：分布式數(shù)據(jù)庫：分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點(diǎn)分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點(diǎn)(size)上的數(shù)據(jù)上的數(shù)據(jù)的集合。兩個主要特點(diǎn)，一是網(wǎng)絡(luò)上每個節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)庫的集合。兩個主要特點(diǎn)，一是網(wǎng)絡(luò)上每個節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)庫都只有獨(dú)立處理的能力。多數(shù)數(shù)據(jù)處理就地完成，不能處都只有獨(dú)立處理的能力。多數(shù)數(shù)據(jù)處理就地完成，不能處理的才交其他處理機(jī)處理。另一個是計(jì)算機(jī)之間用通信網(wǎng)理的才交其他處理機(jī)處理。另一個是計(jì)算機(jī)之間用通信網(wǎng)絡(luò)連接。每個節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用可訪問本節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)庫中的數(shù)絡(luò)連接。每個節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用可訪問本節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)

20、據(jù)(局部應(yīng)用局部應(yīng)用)，也可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫的，也可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(全局應(yīng)用全局應(yīng)用)。分布式數(shù)據(jù)庫在物理上是分散的，在邏。分布式數(shù)據(jù)庫在物理上是分散的，在邏輯上是統(tǒng)一的。輯上是統(tǒng)一的。 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)28 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高級階段：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高級階段： 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫：20世紀(jì)世紀(jì)80年代產(chǎn)生了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫年代產(chǎn)生了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，一切概念上存在的小至單個整數(shù)或數(shù)字串，大至由系統(tǒng)，一切概念上存在的小至單個整數(shù)或數(shù)字串，大至由許多部件構(gòu)成的系統(tǒng)均稱為對象。任何一個對

21、象都有數(shù)據(jù)許多部件構(gòu)成的系統(tǒng)均稱為對象。任何一個對象都有數(shù)據(jù)部分和程序部分，例如職工張三是一個對象，他部分和程序部分，例如職工張三是一個對象，他25歲，每歲，每月工資月工資1500元。這個對象的數(shù)據(jù)部分是姓名元。這個對象的數(shù)據(jù)部分是姓名張三，年張三，年齡齡25，工資，工資1500元。修改對象張三的年齡或工資，元。修改對象張三的年齡或工資，或檢索對象屬性或檢索對象屬性(例如姓名、年齡、工資例如姓名、年齡、工資)的值，所使用的的值，所使用的程序構(gòu)成了對象的程序部分。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)比一程序構(gòu)成了對象的程序部分。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)比一般數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有更多的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。未來的軟件系般數(shù)據(jù)庫系

22、統(tǒng)具有更多的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。未來的軟件系統(tǒng)將建立在面向?qū)ο蟮母拍钌稀＝y(tǒng)將建立在面向?qū)ο蟮母拍钌稀?.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)29 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高級階段：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高級階段： 智能型知識數(shù)據(jù)庫智能型知識數(shù)據(jù)庫：知識庫是一門新的學(xué)科，它研究知識：知識庫是一門新的學(xué)科，它研究知識表示、結(jié)構(gòu)、存儲、獲取等技術(shù)。知識庫是專家系統(tǒng)、知表示、結(jié)構(gòu)、存儲、獲取等技術(shù)。知識庫是專家系統(tǒng)、知識處理系統(tǒng)的重要組成部分。知識庫系統(tǒng)把人工智能的識處理系統(tǒng)的重要組成部分。知識庫系統(tǒng)把人工智能的知知識獲取技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)識獲取技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)的理論引入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，通過

23、的理論引入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，通過抽取隱含在數(shù)據(jù)庫實(shí)體間的邏輯蘊(yùn)涵關(guān)系和隱含在應(yīng)用中抽取隱含在數(shù)據(jù)庫實(shí)體間的邏輯蘊(yùn)涵關(guān)系和隱含在應(yīng)用中的數(shù)據(jù)操縱之間的因果聯(lián)系，形式化地描述數(shù)據(jù)庫中的實(shí)的數(shù)據(jù)操縱之間的因果聯(lián)系，形式化地描述數(shù)據(jù)庫中的實(shí)體聯(lián)系。在知識庫系統(tǒng)中可以把語義知識自動提供給體聯(lián)系。在知識庫系統(tǒng)中可以把語義知識自動提供給推理推理機(jī)，從已有的事實(shí)知識推出新的事實(shí)知識。機(jī)，從已有的事實(shí)知識推出新的事實(shí)知識。7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)30 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化：在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)是按照某種數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)是按照某種數(shù)據(jù)模型組織起來的，不僅文

24、件內(nèi)部數(shù)據(jù)之間彼此是模型組織起來的，不僅文件內(nèi)部數(shù)據(jù)之間彼此是相關(guān)的，而且文件與文件之間在結(jié)構(gòu)上也有機(jī)地相關(guān)的，而且文件與文件之間在結(jié)構(gòu)上也有機(jī)地聯(lián)系在一起，整個數(shù)據(jù)庫渾然一體。聯(lián)系在一起，整個數(shù)據(jù)庫渾然一體。 較少的數(shù)據(jù)冗余度較少的數(shù)據(jù)冗余度：非數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中往往會導(dǎo)致：非數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中往往會導(dǎo)致存儲數(shù)據(jù)的大量冗余，結(jié)果造成存儲空間浪費(fèi)。存儲數(shù)據(jù)的大量冗余，結(jié)果造成存儲空間浪費(fèi)。 避免不相容性避免不相容性：這也是減少數(shù)據(jù)冗余帶來的必然：這也是減少數(shù)據(jù)冗余帶來的必然結(jié)果。結(jié)果。7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要特征2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)31 數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)共享: 數(shù)據(jù)共享不

25、僅表現(xiàn)在現(xiàn)有的一些應(yīng)用能數(shù)據(jù)共享不僅表現(xiàn)在現(xiàn)有的一些應(yīng)用能共享數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，而且表現(xiàn)在可對同樣的存共享數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，而且表現(xiàn)在可對同樣的存儲數(shù)據(jù)開展一些新應(yīng)用。儲數(shù)據(jù)開展一些新應(yīng)用。 保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性: 完整性是指數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)完整性是指數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的。確的。 數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)獨(dú)立性: 數(shù)據(jù)獨(dú)立性是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個主要數(shù)據(jù)獨(dú)立性是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個主要目標(biāo)。文件系統(tǒng)的應(yīng)用都是數(shù)據(jù)依賴的，在數(shù)據(jù)目標(biāo)。文件系統(tǒng)的應(yīng)用都是數(shù)據(jù)依賴的，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，各種應(yīng)用對存儲結(jié)構(gòu)和存取策略的改庫系統(tǒng)中，各種應(yīng)用對存儲結(jié)構(gòu)和存取策略的改變不敏感。變不敏感。 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫

26、 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要特征2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)32 依照美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會所屬標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告，依照美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會所屬標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告，可把數(shù)據(jù)庫分為三級：外模式、概念模式和內(nèi)模式?？砂褦?shù)據(jù)庫分為三級：外模式、概念模式和內(nèi)模式。 外模式外模式: 應(yīng)用程序員所看到的數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，也應(yīng)用程序員所看到的數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，也稱為用戶視圖（或外視圖）稱為用戶視圖（或外視圖） 概念模式概念模式: 企業(yè)所有工作數(shù)據(jù)所表示的整體邏輯結(jié)構(gòu)。企業(yè)所有工作數(shù)據(jù)所表示的整體邏輯結(jié)構(gòu)。它與數(shù)據(jù)的物理存儲方式相比是較為抽象的形式，因它與數(shù)據(jù)的物理存儲方式相比是較為抽象的形式，因此也可稱其為概念視圖此也

27、可稱其為概念視圖 內(nèi)模式內(nèi)模式: 內(nèi)模式是數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)（或稱為物理結(jié)內(nèi)模式是數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)（或稱為物理結(jié)構(gòu)），它是由內(nèi)記錄（或稱為存儲記錄）類型的多個構(gòu)），它是由內(nèi)記錄（或稱為存儲記錄）類型的多個值構(gòu)成的值構(gòu)成的7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)的三級模式2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)33規(guī)劃需求分析系統(tǒng)設(shè)計(jì) 程序編制 調(diào)試 運(yùn)行維護(hù) 運(yùn)行和維護(hù) 實(shí)現(xiàn) 物理設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)需求分析規(guī)劃軟件生存期數(shù)據(jù)庫生存期2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)34 數(shù)據(jù)模型定義：數(shù)據(jù)模型定義：數(shù)據(jù)模型是用來創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、維護(hù)數(shù)據(jù)庫并將數(shù)據(jù)庫解釋為外部活動模型的工具，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用戶及DB

28、A用來定義數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)間聯(lián)系方式的工具的總稱。數(shù)據(jù)庫是模擬現(xiàn)時世界中企業(yè)活動的數(shù)據(jù)集合，模擬是通過數(shù)據(jù)模型來實(shí)現(xiàn)的，整個數(shù)據(jù)庫的組織也是通過數(shù)據(jù)模型來實(shí)現(xiàn)的。 數(shù)據(jù)模型大致分兩類：數(shù)據(jù)模型大致分兩類：一類是獨(dú)立于任何計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的，如實(shí)體-聯(lián)系模型(E-R 模型)、語義網(wǎng)絡(luò)模型等，這類模型完全不涉及信息在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的表示問題，只用來描述某個特定的信息結(jié)構(gòu)，又稱信息模型或概念模型。另一類是直接面向數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，又稱基本數(shù)據(jù)模型或結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。目前使用最廣泛的基本模型有網(wǎng)狀模型、層次模型和關(guān)系模型 數(shù)據(jù)模型的功能包括：數(shù)據(jù)模型的功能包括：數(shù)據(jù)內(nèi)容的描述、實(shí)體間聯(lián)系的描述、數(shù)據(jù)語義的描述

29、 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)模型2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)35 關(guān)系模型：關(guān)系模型： 關(guān)系數(shù)據(jù)模型是一種表格數(shù)據(jù)模型，在關(guān)系數(shù)據(jù)模型中僅有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是關(guān)系。關(guān)系的定義與數(shù)學(xué)中關(guān)系的定義相同，其差別是數(shù)據(jù)庫關(guān)系是隨時間變化的，也即元素將被插入、刪除和修改。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的定義是由一組關(guān)系組成的，關(guān)系用關(guān)系模式聯(lián)系。每個關(guān)系模式由關(guān)系名和它對應(yīng)的域名組成。 在給定的關(guān)系中，有這樣一個或一組屬性，它在不同元組中的值是不同的，利用這個值可以把關(guān)系中的一個元組和其他元組區(qū)分開來，具有這樣性質(zhì)的屬性稱為關(guān)鍵字屬性。關(guān)系中，可以唯一標(biāo)識元組值的屬性可能不止一個，這些具有唯一性的屬性統(tǒng)稱為

30、侯選關(guān)鍵字，被選做鍵的屬性稱為主關(guān)鍵字。7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)模型2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)36 E R模型：模型： 在E R 模型中，現(xiàn)實(shí)世界中的每個事物都被看作是一個實(shí)體（實(shí)體（Entity）。實(shí)體可以是具體的人和物，也可以是抽象的表格單據(jù)。同類實(shí)體的集合被看作是實(shí)體型 實(shí)體由其所具有的特征，或稱為屬性屬性(Attribute)描述。同一實(shí)體型中的實(shí)體具有相同的一組特征。實(shí)體并不是孤立地存在于現(xiàn)實(shí)世界中的，實(shí)體與實(shí)體之間存在著一定的聯(lián)系。 這種聯(lián)系聯(lián)系可以分為三種： 第一種是1:1的聯(lián)系，它描述一個實(shí)體僅與另一個實(shí)體相關(guān)； 第二種是1:n的聯(lián)系，它描述一個實(shí)體與多個

31、實(shí)體間的相關(guān)性； 第三種是n:m的聯(lián)系，它描述兩個實(shí)體型之間多個實(shí)體間的相互關(guān)系； 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)模型2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)37 E R模型：模型：7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)模型實(shí)體聯(lián)系屬性ER模型圖例老師學(xué)生教mn學(xué)號姓名專業(yè)班級職稱性別姓名職號2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)381:N 職工領(lǐng)導(dǎo)之間的上下級聯(lián)系 職工工號姓名年齡性別領(lǐng)導(dǎo)1N1：1 運(yùn)動員根據(jù)其得分來排定名次。運(yùn)動員編號姓名性別名次順序11零件零件號零件名規(guī)格數(shù)量組成MN工廠的零件之間存在著組合關(guān)系，一種零件由許多種子零件組成，而一種零件也可以是其他零件的子零件 2021-1

32、0-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)39 使用使用E R 模型設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的步驟是：模型設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的步驟是：首先確定要求解的應(yīng)用的實(shí)體型；確定實(shí)體型之間的聯(lián)系及其聯(lián)系類型；確定實(shí)體型和聯(lián)系型的屬性；畫出局部應(yīng)用的E R圖；將局部E R圖綜合為全局E R圖；優(yōu)化全局E R圖；設(shè)計(jì)邏輯數(shù)據(jù)庫；編碼，調(diào)試。 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)模型2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)40ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換實(shí)例零件零件號零件名規(guī)格數(shù)量組成MN倉庫商品商店倉庫號倉庫名地址數(shù)量商店號商品名商品號商店名日期進(jìn)貨MNP零件（零件號，零件名，規(guī)格）組成（零件號，子零件號，數(shù)量） 倉庫（倉庫號，倉庫名，地址）商店（商店號，

33、商店名）商品（商品號，商品名）進(jìn)貨（商店號，商品名，倉庫號，日期，數(shù)量） 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)41 在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時，存在規(guī)范化化理論用來指在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時，存在規(guī)范化化理論用來指導(dǎo)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，即數(shù)據(jù)庫范式（導(dǎo)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，即數(shù)據(jù)庫范式（NF），存在五個），存在五個范式：范式：1NF：表中每個字段只能包含一種數(shù)據(jù)類，每個數(shù)：表中每個字段只能包含一種數(shù)據(jù)類，每個數(shù)據(jù)只在一個地方保存。據(jù)只在一個地方保存。1NF也稱原子數(shù)據(jù)要求，即也稱原子數(shù)據(jù)要求，即每個字段是不可分割的。每個字段是不可分割的。 破壞1NF的情況： 一個字段中堆放相關(guān)數(shù)據(jù)。如供應(yīng)商字段既放供應(yīng)商名又放供應(yīng)商地址。應(yīng)分

34、解為多個字段。 重復(fù)字段。如訂單表中有這些字段商品編號1，數(shù)量1，商品編號2，數(shù)量2，商品編號3，數(shù)量3，等等 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)422NF：在：在1NF的基礎(chǔ)上，包含一個且只有一個實(shí)體的基礎(chǔ)上，包含一個且只有一個實(shí)體的數(shù)據(jù)。不能有嵌套實(shí)體。每個非鍵列都依賴于的數(shù)據(jù)。不能有嵌套實(shí)體。每個非鍵列都依賴于全鍵列，沒有不完全相關(guān)，要完全相關(guān)。全鍵列，沒有不完全相關(guān)，要完全相關(guān)。 例如選課關(guān)系 SCI(SNO，CNO，GRADE，CREDIT)其中SNO為學(xué)號，CNO為課程號，GRADEGE 為成績，CREDIT 為學(xué)分。關(guān)鍵字為組合關(guān)鍵

35、字(SNO，CNO)。 在應(yīng)用中使用以上關(guān)系模式有以下問題： 數(shù)據(jù)冗余，假設(shè)同一門課由40個學(xué)生選修,學(xué)分重復(fù)40次 更新異常，若調(diào)整了某課程的學(xué)分，相應(yīng)的元組CREDIT值都要更新，有可能會出現(xiàn)同一門課學(xué)分不同。 插入異常，如計(jì)劃開新課，由于沒人選修，沒有學(xué)號關(guān)鍵字，只能等有人選修才能把課程和學(xué)分存入。 刪除異常，若學(xué)生已結(jié)業(yè)，從數(shù)據(jù)庫刪除選修記錄。某些門課程新生尚未選修，則此課程及學(xué)分記錄無法保存。7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)432NF：在：在1NF的基礎(chǔ)上，包含一個且只有一個實(shí)體的基礎(chǔ)上，包含一個且只有一個實(shí)體的數(shù)據(jù)。不能有嵌套實(shí)體。

36、每個非鍵列都依賴于的數(shù)據(jù)。不能有嵌套實(shí)體。每個非鍵列都依賴于全鍵列，沒有不完全相關(guān)，要完全相關(guān)。全鍵列，沒有不完全相關(guān)，要完全相關(guān)。 出現(xiàn)以上四個問題的原因?yàn)椋悍顷P(guān)鍵字屬性CREDIT僅函數(shù)依賴于CNO，也就是CREDIT部分依賴組合關(guān)鍵字(SNO，CNO)而不是完全依賴。 解決方法為分成兩個關(guān)系模式 SC1(SNO，CNO，GRADE)，C2(CNO，CREDIT)。新關(guān)系包括兩個關(guān)系模式，它們之間通過SC1中的外關(guān)鍵字CNO相聯(lián)系，需要時再進(jìn)行自然聯(lián)接，恢復(fù)了原來的關(guān)系 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)443NF：在：在2NF的基礎(chǔ)上，所有

37、非鍵列應(yīng)直接依賴于的基礎(chǔ)上，所有非鍵列應(yīng)直接依賴于主鍵列，而不是其他非鍵列如計(jì)算字段。每個表主鍵列，而不是其他非鍵列如計(jì)算字段。每個表只包含一件事的信息，不要包含多個事實(shí)的信息。只包含一件事的信息，不要包含多個事實(shí)的信息。 例如S1(SNO，SNAME，DNO，DNAME，LOCATION)各屬性分別代表學(xué)號，姓名，所在系，系名稱，系地址。 關(guān)鍵字SNO決定各個屬性。由于是單個關(guān)鍵字，沒有部分依賴的問題，肯定是2NF。但這關(guān)系有大量冗余，有關(guān)學(xué)生所在的幾個屬性DNO，DNAME，LOCATION將重復(fù)存儲，插入，刪除和修改時也將產(chǎn)生類似以上例的情況。7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 邏輯數(shù)據(jù)庫

38、設(shè)計(jì)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)453NF：在：在2NF的基礎(chǔ)上，所有非鍵列應(yīng)直接依賴于的基礎(chǔ)上，所有非鍵列應(yīng)直接依賴于主鍵列，而不是其他非鍵列如計(jì)算字段。每個表主鍵列，而不是其他非鍵列如計(jì)算字段。每個表只包含一件事的信息，不要包含多個事實(shí)的信息。只包含一件事的信息，不要包含多個事實(shí)的信息。 原因：關(guān)系中存在傳遞依賴造成的。即SNO- DNO。 而DNO- SNO卻不存在，DNO -LOCATION, 因此關(guān)鍵列 SNO 對 LOCATION 函數(shù)決定是通過傳遞依賴 SNO- LOCATION 實(shí)現(xiàn)的。也就是說，SNO不直接決定非主屬性LOCATION。 解決方法：每個關(guān)系模式中不能留有

39、傳遞依賴，即分為兩個關(guān)系S(SNO，SNAME，DNO)，D(DNO，DNAME，LOCATION) 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)464NF：一組相關(guān)實(shí)體之間存在相關(guān)性時，要：一組相關(guān)實(shí)體之間存在相關(guān)性時，要將這種關(guān)系確切表示出來，而不要隱含與一將這種關(guān)系確切表示出來，而不要隱含與一個表中。如一個表中隱含有某種關(guān)系，應(yīng)將個表中。如一個表中隱含有某種關(guān)系，應(yīng)將這種關(guān)系用一個表明確表示出來。這種關(guān)系用一個表明確表示出來。 5NF：分解為兩個表會丟失信息，但可以分：分解為兩個表會丟失信息，但可以分解為多個表而不會丟失信息。如果不符合前解為多個表而

40、不會丟失信息。如果不符合前面幾個范式時，都是將一個表分解為兩個表。面幾個范式時，都是將一個表分解為兩個表。7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)47 SQL語言性質(zhì)語言性質(zhì)SQL語言是一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言，提供數(shù)據(jù)的定義、查詢、更新和控制等功能。SQL語言不是一個應(yīng)用程序開發(fā)語言，只提供對數(shù)據(jù)庫的操作能力， 不能完成屏幕控制、菜單管理、報(bào)表生成等功能，可成為應(yīng)用開發(fā)語言的一部分；SQL語言不是一個DBMS，它屬于DBMS語言處理程序 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 結(jié)構(gòu)化查詢語言2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)48 SQL語言命令語言命令數(shù)據(jù)定義語

41、言(DDL) ： 創(chuàng)建、修改或刪除數(shù)據(jù)庫中各種對象，包括表、視圖、索引等。 命令：CREATE TABLE , CREATE VIEW, CREATE INDEX、ALTER TABLE , DROP TABLE , DROP VIEW, DROP INDEX 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 結(jié)構(gòu)化查詢語言2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)49 SQL語言命令語言命令查詢語言(QL) ： 按照指定的組合、條件表達(dá)式或排序檢索已存在于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，而不改變數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)。 命令：SELECTFROMWHERE7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 結(jié)構(gòu)化查詢語言2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)50

42、 SQL語言命令語言命令 數(shù)據(jù)控制語言(DCL) ： 用來授予或收回訪問數(shù)據(jù)庫的某種特權(quán)、控制數(shù)據(jù)操縱事務(wù)的發(fā)生時間及效果、對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行監(jiān)視 命令：GRANT、REVOKE、COMMIT、ROLLBACK 數(shù)據(jù)操縱語言(DML)： 對已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行元組的插入、刪除、修改等操作 命令：INSERT、UPDATE、DELETE7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 結(jié)構(gòu)化查詢語言2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)51 常用常用SQL語句介紹語句介紹 SELECT語句 ：p SELECT語句可從一個或多個表中選取特定的行和列。因?yàn)椴樵兒蜋z索數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫管理中最重要的功能，所以SELECT語句在SQL

43、中是工作量最大的部分。SELECT語句的一般語法為： SELECT columns FROM tables WHERE predicate ORDER BY column ASC/DESC;p 例如，選擇姓氏為Jones的所有雇員并按BRANCH_OFFICE按照升序排列的語句為： SELECT * FROM EMPLOYEES WHERE LAST_NAME = Jones ORDER BY BRANCH_OFFICE ASC; 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 結(jié)構(gòu)化查詢語言2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)52 常用常用SQL語句介紹語句介紹 INSERT語句 ：p 用戶可以用INSER

44、T語句將一行記錄插入到指定的一個表中。INSERT語句的語法圖為 ： INSERT INTO table (column1,columnN) VALUE (column1value,columnNvalue);p 例如，要將雇員John Smith的記錄插入到EMPLOYEES表中，可以使用如下語句 ： INSERT INTO EMPLOYEES VALUES (Smith,John,1980-06-10, Los Angles,16,450);7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 結(jié)構(gòu)化查詢語言2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)53 常用常用SQL語句介紹語句介紹 UPDATE語句 ：p UPD

45、ATE語句允許用戶在已知的表中對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的行進(jìn)行修改。UPDATE語句的語法流圖如下所示 ： UPDATE table SET column1=value1,columnN=valueN WHERE predicate; p 例如，我們剛剛發(fā)現(xiàn)Indiana Jones的等級為16，工資為$4,000.00，我們可以通過下面的SQL語句對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新 ： UPDATE EMPLOYEES SET GRADE = 16, SALARY = 4000 WHERE FIRST_NAME = Indiana AND LAST_NAME = Jones 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 結(jié)構(gòu)化查詢語言

46、2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)54 常用常用SQL語句介紹語句介紹 DELETE語句 ：p DELETE語句用來刪除已知表中的行。所有滿足WHERE子句中條件的行都將被刪除，由于SQL中沒有UNDO語句或是“你確認(rèn)刪除嗎？”之類的警告，在執(zhí)行這條語句時千萬要小心。DELETE語句的語法流圖如下所示 ： DELETE FROM table WHERE predicate ; p 如果決定取消Los Angeles辦事處并解雇辦事處的所有職員，這一工作可以由以下這條語句來實(shí)現(xiàn) ： DELETE FROM EMPLOYEES WHERE BRANCH_OFFICE = Los Angeles;7

47、.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 結(jié)構(gòu)化查詢語言2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)55 MS SQL SERVER 數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)庫管理 系統(tǒng)系統(tǒng) Microsoft SQL Server脫胎于Sybase SQL Server 1988年，Sybase公司、Microsoft公司和Asbton-Tate公司聯(lián)合開發(fā)的OS/2系統(tǒng)上的SQL Server問世了。 后來，Asbton-Tate公司推出了SQL Server的開發(fā)項(xiàng)目，而Microsoft公司和Sybase公司簽署了一項(xiàng)共同開發(fā)協(xié)議。 到1992年，將SQL Server移植到Windows NT平臺上。 1996年，Microso

48、ft公司推出了SQL Server 6.5版本。 1998年又推出了SQL Server 7.0， 2000年8月推出了SQL Server 2000，其中包括企業(yè)版、標(biāo)準(zhǔn)版、開發(fā)版、個人版四個版本 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)56 MS SQL SERVER 數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)庫管理 系統(tǒng)系統(tǒng) Microsoft SQL Sever2000是典型的具有客戶機(jī)/服務(wù)器體系架構(gòu)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它使用Transact-SQL語句在服務(wù)器和客戶機(jī)之間傳送請求和回應(yīng)。 Microsoft SQL Sever具有可靠性、可伸縮性、可管理性、可用

49、性等特點(diǎn)，為用戶提供了完整的數(shù)據(jù)庫使用方案。 Microsoft SQL Sever2000的服務(wù)器環(huán)境可是Windows 2000、Windows NT或Windows 9x，其客戶機(jī)環(huán)境可是Windows 2000、Windows NT、Windows 9x、Windows 3.x、MS-DOS、第三方平臺和Internet瀏覽器等。7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)57 ORACLE數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)庫管理 系統(tǒng)系統(tǒng) 無范式要求，可根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)需求構(gòu)造數(shù)據(jù)庫。 采用標(biāo)準(zhǔn)的SQL結(jié)構(gòu)化查詢語言。 具有豐富的開發(fā)工具，覆蓋開發(fā)周期的各階段。 支

50、持大型數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)類型支持?jǐn)?shù)字、字符、大至2GB的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)庫的面向?qū)ο蟠鎯μ峁?shù)據(jù)支持。 具有第四代語言的開發(fā)工具(SQL*FORMS、SQL*REPORTS、SQL*MENU等)。 具有字符界面和圖形界面，易于開發(fā)。ORACLE7.1版本具有面 向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境CDE2。 通過SQL*DBA控制用戶權(quán)限，提供數(shù)據(jù)保護(hù)功能，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫的運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的大小。 分布優(yōu)化查詢功能。 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)58 ORACLE數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)庫管理 系統(tǒng)系統(tǒng) 具有數(shù)據(jù)透明、網(wǎng)絡(luò)透明，支持異種網(wǎng)絡(luò)、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。并行處理

51、采用動態(tài)數(shù)據(jù)分片技術(shù)。 支持客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)及混合的體系結(jié)構(gòu)(集中式、分布式、 客戶機(jī)/服務(wù)器)。 實(shí)現(xiàn)了兩階段提交、多線索查詢手段。 支持多種系統(tǒng)平臺(HPUX、SUNOS、OSF/1、VMS、 WINDOWS、WINDOWS/NT、OS/2)。 數(shù)據(jù)安全保護(hù)措施：沒有讀鎖，完全消除了分布讀寫沖突。自動檢測死鎖和沖突并加以解決。 數(shù)據(jù)安全級別為C2級(最高級)。 數(shù)據(jù)庫內(nèi)模支持多字節(jié)碼制，支持多種語言文字編碼。 具有面向制造系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)和面向財(cái)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng) 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)59 SYBASE 10數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)

52、庫管理 系統(tǒng)系統(tǒng) SYBASE數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從1992年11月開始開發(fā)，歷經(jīng)1224個月的開發(fā)形成產(chǎn)品 產(chǎn)品包括：SQL SERVER 10( 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的核心)，REPLICATION SERVER(實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù) 庫分布的服務(wù))，BACKUP SERVER(網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的快速備份服務(wù)器)，OMINI SQL GATEWAY(異構(gòu)數(shù)據(jù)庫無關(guān))， NAVIGATION SERVER(網(wǎng)絡(luò)上可擴(kuò)充的并行處理能力服務(wù) 器)，CONTROL SERVER(數(shù)據(jù)庫管理員服務(wù)器)。 屬于客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的各節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的互訪。 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

53、2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)60 INGRES智能關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理智能關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理 系統(tǒng)系統(tǒng) INGRES數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的多項(xiàng)技術(shù)直接采用了伯克利大學(xué)最新研究成果。技術(shù)上一直處于領(lǐng)先水平。 INGRES數(shù)據(jù)庫不僅能管理數(shù)據(jù)，而且還能管理知識和對象(對象是指數(shù)據(jù)與操作的結(jié)合體，計(jì)算機(jī)把他們作為整體處理)。 INGRES產(chǎn)品分為三類：第一類為數(shù)據(jù)庫基本系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)管理、知識管理、對象管理。第二類為開發(fā)工具。第三類為開放互聯(lián)產(chǎn)品 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)61 INFORMIX數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)庫管理 系統(tǒng)系統(tǒng) INFORMIX運(yùn)行在U

54、NIX平臺，支持SUNOS、HPUX、ALFAOSF/1。 采用雙引擎機(jī)制，占用資源小，簡單易用。適用于中小型數(shù)據(jù)庫管理 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) DB2數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)庫管理 系統(tǒng)系統(tǒng) DB2是內(nèi)嵌于IBM的AS/400系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，直接由硬件支持。只有硬件平臺選擇了IBM的AS/400，才能選擇使用DB2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 支持標(biāo)準(zhǔn)的SQL語言，具有與異種數(shù)據(jù)庫相連的GATEWAY。具有速度快、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)62實(shí)時系統(tǒng) 實(shí)時系統(tǒng)是指對隨機(jī)發(fā)生的外部事件及時響應(yīng)并進(jìn)實(shí)時系統(tǒng)是指對隨機(jī)發(fā)生的外部事件及時響應(yīng)并進(jìn)行處理的系統(tǒng)。

55、可分為實(shí)時過程控制系統(tǒng)和實(shí)時信行處理的系統(tǒng)?？煞譃閷?shí)時過程控制系統(tǒng)和實(shí)時信息處理系統(tǒng)。息處理系統(tǒng)。 實(shí)時過程控制系統(tǒng)主要用于各種類型的過程控制，實(shí)時過程控制系統(tǒng)主要用于各種類型的過程控制，對由傳感器送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時地加工處理，然后對由傳感器送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時地加工處理，然后根據(jù)處理結(jié)果去控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)處理結(jié)果去控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 實(shí)時信息處理系統(tǒng)多用于實(shí)時事務(wù)處理，接收從遠(yuǎn)實(shí)時信息處理系統(tǒng)多用于實(shí)時事務(wù)處理，接收從遠(yuǎn)地終端送來的服務(wù)請求，在規(guī)定時間內(nèi)對請求做出地終端送來的服務(wù)請求，在規(guī)定時間內(nèi)對請求做出正確回答。如機(jī)場訂票系統(tǒng)、銀行出納系統(tǒng)等正確回答。如機(jī)場訂票系統(tǒng)、銀行出納系統(tǒng)

56、等2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)63 實(shí)時數(shù)據(jù)庫的概念實(shí)時數(shù)據(jù)庫的概念 實(shí)時數(shù)據(jù)庫RTDB(Real-Time Data Base)是數(shù)據(jù)和事務(wù)都具有定時特性定時特性或受到定時限制定時限制的數(shù)據(jù)庫。 RTDB的本質(zhì)特征是定時限制定時限制，定時限制可歸納為兩類：一類是與事務(wù)相聯(lián)的定時限制定時限制，典型的就是“截止時間”；另一類為與數(shù)據(jù)相聯(lián)的“時間一致性時間一致性”。時間一致性是作為過去的限制的一個時間窗口，引起時間一致性的原因的是：數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的狀態(tài)與外部環(huán)境中對應(yīng)實(shí)體的實(shí)際狀態(tài)要隨時一致，由事務(wù)存取的各數(shù)據(jù)狀態(tài)在時間上要一致。7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2021-1

57、0-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)64 實(shí)時數(shù)據(jù)庫的概念實(shí)時數(shù)據(jù)庫的概念 目前國內(nèi)廣泛使用的實(shí)時數(shù)據(jù)庫有三個產(chǎn)品： 對計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)而言，需要及時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并快速進(jìn)行處理，常規(guī)的管理型數(shù)據(jù)庫在處理速度上不能滿足要求，因此，需要實(shí)時數(shù)據(jù)庫的支持。 從流程工業(yè)CIMS層次功能圖可看出，整個CIMS系統(tǒng)中各功能層都需要與實(shí)時數(shù)據(jù)庫打交道，而過程監(jiān)控層和過程控制層尤為密切，如動態(tài)流程顯示、報(bào)警、棒圖、趨勢曲線等，以實(shí)時數(shù)據(jù)庫為核心的監(jiān)控平臺如圖7.3所示7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)65 實(shí)時數(shù)據(jù)庫管理實(shí)時數(shù)據(jù)庫管理 系統(tǒng)系統(tǒng) 實(shí)時數(shù)據(jù)庫在概念、方法和技術(shù)

58、上都與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫有很大的不同，其核心問題是事物處理既要確保數(shù)據(jù)的一致性，又要保證事物的正確性，而它們都與定時限制相關(guān)聯(lián) 實(shí)時數(shù)據(jù)庫主要技術(shù)主要有：p實(shí)時數(shù)據(jù)模型及其語言。p實(shí)時事務(wù)的模型與特性 p實(shí)時事務(wù)的處理 p數(shù)據(jù)存儲與緩沖區(qū)管理 p恢復(fù) 7.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫 常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)667.5 工業(yè)組態(tài)軟件簡介 概述 工業(yè)組態(tài)軟件功能使用工業(yè)組態(tài)軟件步驟幾種工業(yè)組態(tài)軟件簡介 2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)677.5 工業(yè)組態(tài)軟件簡介 概述 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為兩層計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為兩層 ：I/O控制層和操作監(jiān)控層。I/O控制層主要完

59、成對過程現(xiàn)場I/O處理并實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制(DDC)；操作監(jiān)控層則實(shí)現(xiàn)一些與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面功能 操作監(jiān)控層監(jiān)控軟件編制可采用兩種方法：操作監(jiān)控層監(jiān)控軟件編制可采用兩種方法：一是采用Visual Basic、Visual C、Delphi、PB等基于Windows平臺的開發(fā)程序來編制；二是采用監(jiān)控組態(tài)軟件來編制。2021-10-29計(jì)算機(jī)控制技術(shù)687.5 工業(yè)組態(tài)軟件簡介 概述 組態(tài)軟件組態(tài)軟件是監(jiān)控系統(tǒng)不可缺少的部分，其是監(jiān)控系統(tǒng)不可缺少的部分，其作用作用是是針對不同應(yīng)用對象，組態(tài)生成不同的數(shù)據(jù)實(shí)體。針對不同應(yīng)用對象，組態(tài)生成不同的數(shù)據(jù)實(shí)體。 組態(tài)過程組態(tài)過程是針對具體應(yīng)用的要求進(jìn)行各種與實(shí)際是針對具體應(yīng)用的要求進(jìn)行各種與實(shí)際應(yīng)用有關(guān)的