數(shù)據(jù)的組織與管理

數(shù)據(jù)的組織與管理2024/3/12數(shù)據(jù)的組織與管理第一節(jié)數(shù)據(jù)的組織與管理

在管理信息系統(tǒng)中，大量的數(shù)據(jù)以一定的形式存放在各種存儲(chǔ)介質(zhì)中，數(shù)據(jù)的組織方式以及內(nèi)在聯(lián)系的表示方法直接決定著數(shù)據(jù)處理的效率。數(shù)據(jù)的組織與管理數(shù)據(jù)庫Database文件1文件2文件n文件n-1記錄1記錄2記錄n-1記錄n數(shù)據(jù)項(xiàng)1數(shù)據(jù)項(xiàng)2數(shù)據(jù)項(xiàng)n-1數(shù)據(jù)項(xiàng)n…...…...…...姓名、性別等若干學(xué)生學(xué)生文件學(xué)生數(shù)據(jù)庫一、數(shù)據(jù)組織的層次數(shù)據(jù)項(xiàng)多個(gè)字符組成一個(gè)詞或者一個(gè)完整的數(shù)字不能再分成有意義的單位。記錄與某個(gè)特殊對象或活動(dòng)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)組成文件與某個(gè)特定主題相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄的集合。數(shù)據(jù)庫(Database)綜合的、相關(guān)的文件集合數(shù)據(jù)庫中包括了數(shù)據(jù)，它們之間的聯(lián)系數(shù)據(jù)的組織與管理示例：學(xué)生數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)層次數(shù)據(jù)的層次舉例文件數(shù)據(jù)項(xiàng)紀(jì)錄數(shù)據(jù)庫劉漢云數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)489包含：學(xué)生姓名、所選課程、學(xué)分及成績的記錄劉漢云（名字字段）學(xué)生數(shù)據(jù)庫課程文件簡歷文件財(cái)務(wù)文件課程文件劉漢云數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)489李卓宇數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)485張昕陽數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)485圖1數(shù)據(jù)的層次數(shù)據(jù)的組織與管理二、數(shù)據(jù)管理的內(nèi)容企業(yè)建立和維護(hù)其信息資源的全部工作稱為信息資源管理數(shù)據(jù)是一種資源，對它進(jìn)行管理的過程稱為數(shù)據(jù)管理。包括：數(shù)據(jù)收集存儲(chǔ)維護(hù)加工處理安全保證組織檢索數(shù)據(jù)的組織與管理第二節(jié)數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)的組織與管理應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)文件1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序3數(shù)據(jù)文件2數(shù)據(jù)文件3存在問題：1、數(shù)據(jù)冗余與數(shù)據(jù)不一致性2、數(shù)據(jù)聯(lián)系弱3、缺少數(shù)據(jù)字典，缺乏靈活性用戶用戶用戶一、數(shù)據(jù)處理的發(fā)展傳統(tǒng)文件處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組織與管理數(shù)據(jù)庫處理系統(tǒng)特點(diǎn)：應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序3DBMS數(shù)據(jù)庫中央數(shù)據(jù)庫用戶用戶用戶1、完善的數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)模型2、數(shù)據(jù)獨(dú)立性3、方便的接口4、完整的數(shù)據(jù)控制功能5、提高了系統(tǒng)的靈活性數(shù)據(jù)的組織與管理對比方面文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)面向的對象某一應(yīng)用程序整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享程度共享性差,冗余度大共享性高，冗余度小數(shù)據(jù)的獨(dú)立性獨(dú)立性差高度的物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)化，用數(shù)據(jù)模型描述數(shù)據(jù)控制能力應(yīng)用程序自己控制由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù)能力兩種數(shù)據(jù)管理方式的對比數(shù)據(jù)的組織與管理銀行數(shù)據(jù)庫處理系統(tǒng)客戶交易處理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)核對帳戶程序存款帳目程序分期貸款程序客戶數(shù)據(jù)庫..銀行文件處理系統(tǒng)客戶財(cái)務(wù)報(bào)表分期貸款程序帳戶核對處理存款處理分期貸款處理貸款分析報(bào)告客戶票據(jù)存款文件修改文件修改核對帳戶核對程序分期貸款文件修改存款程序客戶交易數(shù)據(jù)的組織與管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的誕生（20世紀(jì)60年代末和70年代初）1、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)IMS(InformationManagementSystem)

1968年研制成功、1969年形成產(chǎn)品的。IBM(InternationalBusinessMachine)

層次數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫是統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。二、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的產(chǎn)生與構(gòu)成數(shù)據(jù)的組織與管理2、DBTG報(bào)告美國數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)會(huì)（ConferenceOnDataSystemLanguage）下屬的數(shù)據(jù)庫任務(wù)組（DatabaseTaskGroup）發(fā)表了若干個(gè)報(bào)告，奠定了數(shù)據(jù)庫的很多概念、方法和技術(shù)。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)的組織與管理3、1970年，IBM公司的研究員E.F.Codd發(fā)表了論文“大型共享數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模型”，為關(guān)系數(shù)據(jù)庫的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)系數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)的組織與管理

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和有關(guān)人員組成的具有高度組織的總體。1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(支持?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的硬件和軟件環(huán)境)2、數(shù)據(jù)庫（Database）3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)4、人員

·數(shù)據(jù)庫管理員·系統(tǒng)程序員·用戶數(shù)據(jù)庫強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)的組織與管理數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)庫不僅存放數(shù)據(jù)，而且還要存放數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。表示數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系的方法稱為數(shù)據(jù)模型。（1）表示數(shù)據(jù)（2）數(shù)據(jù)之間的關(guān)系數(shù)據(jù)的組織與管理層次模型

（HierarchicalModel）用樹形結(jié)構(gòu)表示客觀事物之間聯(lián)系的模型。ABCDEF數(shù)據(jù)的組織與管理倉庫號城市面積倉庫倉庫號器件號數(shù)量庫存?zhèn)}庫號職工號工資職工職工號供應(yīng)商號訂購單號訂購日期訂購單數(shù)據(jù)的組織與管理網(wǎng)狀模型(NetworkModel)用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表示客觀事物之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)的組織與管理關(guān)系模型(RelationalModel)用二維表表示實(shí)體與實(shí)體之間聯(lián)系的模型。倉庫號城市面積WH1北京370WH2上海500WH3廣州200倉庫器件號器件名稱P1顯示卡P2聲卡P3解壓卡P4散熱風(fēng)扇器件器件倉庫庫存數(shù)據(jù)的組織與管理倉庫號城市面積WH1北京370WH2上海500WH3廣州200倉庫器件號器件名稱P1顯示卡P2聲卡P3解壓卡P4散熱風(fēng)扇倉庫號器件號數(shù)量WH1P2675WH1P3250WH1P4340WH2P1280WH2P2200WH2P4270WH3P2500WH3P1330器件庫存器件倉庫庫存數(shù)據(jù)的組織與管理

美國IBM公司的E.F.Codd，從1970年起連續(xù)發(fā)表了多篇論文，提出關(guān)系模型，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理淪基礎(chǔ)。倉庫號器件號數(shù)量WH1P2675WH1P3250WH1P4340WH2P1280WH2P2200WH2P4270WH3P2500WH3P1330庫存器件倉庫庫存三、關(guān)系數(shù)據(jù)模型(RelationalModel)數(shù)據(jù)的組織與管理2、元組。表中一行稱為一個(gè)元組。3、屬性。表中一列稱為一個(gè)屬性。給每列起一個(gè)名即為屬性名。4、主碼(PrimaryKey，也稱主關(guān)鍵字)。1、關(guān)系。一個(gè)關(guān)系對應(yīng)于一張二維表。數(shù)據(jù)的組織與管理5、域。屬性的取值范圍。6、分量。元組中的一個(gè)屬性值。7、關(guān)系模式。對關(guān)系的描述，用關(guān)系名(屬性1，屬性2，…屬性n)來表示。eg.庫存（倉庫號，器件號，數(shù)量）倉庫（倉庫號，城市，面積）數(shù)據(jù)的組織與管理第三節(jié)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的組織與管理3.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（ER圖）3.3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（關(guān)系模式）3.4物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的組織與管理一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容現(xiàn)實(shí)世界觀念世界數(shù)據(jù)世界人們頭腦之外的客觀世界，它包含客觀事物及其相互聯(lián)系信息世界，是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映現(xiàn)實(shí)世界中的事物及其聯(lián)系，在數(shù)據(jù)世界中用數(shù)據(jù)模型描數(shù)據(jù)的組織與管理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的步驟現(xiàn)實(shí)世界觀念世界數(shù)據(jù)世界用戶需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)E-R圖數(shù)據(jù)模型概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的組織與管理信息的轉(zhuǎn)換客觀事物類：事物相關(guān)性質(zhì)集合人實(shí)體實(shí)體集合及實(shí)體聯(lián)系相關(guān)屬性集合加工、轉(zhuǎn)換數(shù)文件據(jù)記錄庫相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)集合加工轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)集合結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)世界DBMS數(shù)據(jù)世界DBMS的數(shù)據(jù)模型信息世界認(rèn)識選擇描述現(xiàn)實(shí)世界E-R模型數(shù)據(jù)的組織與管理3.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（ER圖）3.3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（關(guān)系模式）3.4物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的組織與管理二、實(shí)體聯(lián)系模型(E-R模型)實(shí)體聯(lián)系模型反映的是現(xiàn)實(shí)世界中的事物及其相互聯(lián)系。圖書作者寫作出版社類別頁數(shù)ISBN*書名姓名出生地身份證號*定稿時(shí)間價(jià)格數(shù)據(jù)的組織與管理1、實(shí)體(Entity)描述客觀事物的概念實(shí)體名稱表示方法：數(shù)據(jù)的組織與管理2、屬性"屬性"指實(shí)體具有的某種特性。表示方法：屬性實(shí)體名稱屬性1屬性2屬性n數(shù)據(jù)的組織與管理3、聯(lián)系現(xiàn)實(shí)世界的事物總是存在著這樣或那樣的聯(lián)系聯(lián)系表示方法：實(shí)體1實(shí)體2聯(lián)系數(shù)據(jù)的組織與管理聯(lián)系的類型設(shè)A，B為兩個(gè)包含若干個(gè)體的總體，1、一對一聯(lián)系如果對于A中的一個(gè)實(shí)體，B中至多有一個(gè)實(shí)體與其發(fā)生聯(lián)系，反之，B中的每一實(shí)體至多對應(yīng)A中一個(gè)實(shí)體，則稱A與B是一對一聯(lián)系。系系主任任職11病區(qū)科室主任任職11數(shù)據(jù)的組織與管理2、一對多聯(lián)系如果對于A中的每一實(shí)體，實(shí)體B中有一個(gè)以上實(shí)體與之發(fā)生聯(lián)系，反之，B中的每一實(shí)體至多只能對應(yīng)于A中的一個(gè)實(shí)體，則稱A與B是一對多聯(lián)系。AB聯(lián)系1n教研室教師聯(lián)系1n數(shù)據(jù)的組織與管理3、多對多聯(lián)系如果A中至少有一實(shí)體對應(yīng)于B中一個(gè)以上實(shí)體，反之，B中也至少有一個(gè)實(shí)體對應(yīng)于A中一個(gè)以上實(shí)體，則稱A與B為多對多聯(lián)系。AB聯(lián)系mn教師學(xué)生教學(xué)mn數(shù)據(jù)的組織與管理E—R圖建模實(shí)體及其聯(lián)系概念模型E—R圖數(shù)據(jù)的組織與管理E—R圖繪制圖書作者寫作出版社類別頁數(shù)ISBN*書名姓名出生地身份證號*定稿時(shí)間價(jià)格1、利用分類、聚集、概括等方法抽象出實(shí)體，并一一命名。2、描述實(shí)體之間的聯(lián)系3、實(shí)體屬性和聯(lián)系屬性的說明數(shù)據(jù)的組織與管理構(gòu)造E-R圖應(yīng)注意的問題：1、注意標(biāo)識實(shí)體屬性中的關(guān)鍵字；2、如果所處理的對象是一個(gè)比較大的系統(tǒng)，則應(yīng)該先畫出各個(gè)部門的子E-R圖，然后再合并同類實(shí)體，消除冗余。3、對于一個(gè)特定的應(yīng)用處理對象，所構(gòu)造的E-R模型可能不是唯一的。數(shù)據(jù)的組織與管理3.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（ER圖）3.3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（關(guān)系模式）3.4物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的組織與管理三、ER圖向關(guān)系數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換回顧實(shí)體實(shí)體集合及實(shí)體聯(lián)系相關(guān)屬性集合加工、轉(zhuǎn)換數(shù)文件據(jù)記錄庫相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)集合數(shù)據(jù)世界DBMS的數(shù)據(jù)模型信息世界E-R模型數(shù)據(jù)的組織與管理eg.

庫存（倉庫號，器件號，數(shù)量）倉庫（倉庫號，城市，面積）關(guān)系模式對關(guān)系的描述，用關(guān)系名(屬性1，屬性2，…屬性n)來表示。數(shù)據(jù)的組織與管理轉(zhuǎn)換過程示意圖E-R圖關(guān)系模型數(shù)據(jù)的組織與管理1、實(shí)體

相應(yīng)轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系，實(shí)體名稱作為關(guān)系名稱，該關(guān)系包括對應(yīng)實(shí)體的全部屬性，并確定出該關(guān)系的關(guān)鍵字。轉(zhuǎn)換方法和原則數(shù)據(jù)的組織與管理2、聯(lián)系

a.聯(lián)系具有屬性：聯(lián)系名作為關(guān)系名，發(fā)生聯(lián)系的實(shí)體的主關(guān)鍵字作為聯(lián)系的主關(guān)鍵字。

b.聯(lián)系不具有屬性：不帶有屬性的聯(lián)系可以去掉。數(shù)據(jù)的組織與管理轉(zhuǎn)換舉例一廠長號*姓名年齡廠長廠號*廠名地點(diǎn)工廠管理11廠長（廠長號，姓名，年齡）工廠（廠號，廠名，地點(diǎn)）管理（廠號，廠長號）數(shù)據(jù)的組織與管理轉(zhuǎn)換舉例二倉庫號*地點(diǎn)面積倉庫貨號*品名價(jià)格產(chǎn)品存放1n倉庫（倉庫號，地點(diǎn)，面積）產(chǎn)品（貨號，品名，價(jià)格）數(shù)量存放（倉庫號，貨號，數(shù)量）數(shù)據(jù)的組織與管理轉(zhuǎn)換舉例三學(xué)號*姓名年齡學(xué)生課程號*課程名學(xué)時(shí)數(shù)課程學(xué)習(xí)mn學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡）課程（課程號，課程名，學(xué)時(shí)數(shù)）成績學(xué)習(xí)（學(xué)號，課程號，成績）數(shù)據(jù)的組織與管理3.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（ER圖）3.3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（關(guān)系模式）3.4物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的組織與管理

物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為數(shù)據(jù)模型在設(shè)備上選定合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法，以獲得數(shù)據(jù)庫的最佳存取效率。數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是對一個(gè)給定的邏輯結(jié)構(gòu)選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過程。 四、數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的組織與管理1、確定庫文件的組織形式如選用順序文件組織形式、索引文件組織形式等。2、存取路徑的選擇對同一個(gè)數(shù)據(jù)提供多條存取路徑。物理設(shè)計(jì)要確定應(yīng)該建立哪些存取路徑。數(shù)據(jù)的組織與管理3、確定數(shù)據(jù)存放位置為了提高系統(tǒng)性能，數(shù)據(jù)應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用情況將易變部分和穩(wěn)定部分、經(jīng)常存取部分和存取頻率較低的部分分開存放。例如將易變的、存取頻繁的數(shù)據(jù)存放在高速存儲(chǔ)器上;穩(wěn)定的、存取頻度小的數(shù)據(jù)存放在低速存儲(chǔ)器上。數(shù)據(jù)的組織與管理測試題1、有關(guān)信息的說法，正確的是（

）A、信息是關(guān)于主觀愿望、不可通訊的知識B、信息是人類思維活動(dòng)的結(jié)果C、信息是可以通訊的D、信息可以分為戰(zhàn)術(shù)信息、管理信息和數(shù)字信息C2、信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系是（

）A、信息是數(shù)據(jù)的載體B、數(shù)據(jù)決定于信息C、信息與數(shù)據(jù)的含義是相同的D、數(shù)據(jù)是信息的表達(dá)形式D數(shù)據(jù)的組織與管理3、管理信息系統(tǒng)是（

）A、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)B、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)C、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)D、人機(jī)交互系統(tǒng)D4、決策問題的類型包括（

）A、結(jié)構(gòu)化決策和半結(jié)構(gòu)化決策B、優(yōu)化決策和結(jié)構(gòu)化決策