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1、信息技术概述本章内容：本章内容：2、数据处理、网络技术3、数据库技术3.1 3.1 信息技术概述信息技术概述 信息技术是管理信息系统的技术基础，只有将信息技信息技术是管理信息系统的技术基础，只有将信息技术和管理技术结合起来，才能真正发挥管理信息系统的作术和管理技术结合起来，才能真正发挥管理信息系统的作用。用。信息技术主要包括：计算机硬件技术、计算机软件技信息技术主要包括：计算机硬件技术、计算机软件技术和通信技术。术和通信技术。计算机硬件技术计算机硬件技术计算机软件技术计算机软件技术数据通信技术数据通信技术信息技术是管理信息系统的技术
2、基础信息技术是管理信息系统的技术基础3.1.1 3.1.1 计算机的发展趋势计算机的发展趋势世界上第一台电子计算机诞生于世界上第一台电子计算机诞生于19461946年年真空电子管计算机（真空电子管计算机（5050年代）年代）晶体管计算机（晶体管计算机（5050年代年代6060年代中期）年代中期）集成电路计算机（集成电路计算机（6060年代中期年代中期7070年代）年代）大规模集成电路和超大规模集成电路计算机大规模集成电路和超大规模集成电路计算机正在进入第五代正在进入第五代(生物计算机、量子计算机等等生物计算机、量子计算机等等)计算机组成结构计算机组成结构CPU计算机组成结构计算机组成结构内存内
3、存计算机组成结构计算机组成结构硬盘硬盘计算机组成结构计算机组成结构主板主板计算机组成结构计算机组成结构主板主板计算机组成结构计算机组成结构网卡网卡计算机组成结构计算机组成结构声卡声卡量子计算机量子计算机 量子计算机根据原子或原子核所具有的量子学特性来量子计算机根据原子或原子核所具有的量子学特性来工作。量子理论认为，非相互作用下，原子在任一时刻都工作。量子理论认为，非相互作用下，原子在任一时刻都处于两种状态，比如，量子粒子可以同时向不同方向旋转。处于两种状态，比如，量子粒子可以同时向不同方向旋转。当粒子旋转方向是向上的，其状态可以读作当粒子旋转方向是向上的，其状态可以读作“1”；如果是；如果是向
4、下，则可读作向下，则可读作“0”，于是它们便与组成传统计算机二进，于是它们便与组成传统计算机二进制语言的制语言的“1”和和“0”相对应。传统计算机用的是晶体管，相对应。传统计算机用的是晶体管，利用晶体管的开和关表示利用晶体管的开和关表示“1”和和“0”，处理数据只能分步，处理数据只能分步完成，而量子计算机由于原子在任一时刻都处于两种状态，完成，而量子计算机由于原子在任一时刻都处于两种状态，任务同时完成，这样就使运算速度发生质的飞跃。任务同时完成，这样就使运算速度发生质的飞跃。日本电气公司研制出量子计算机基本电路日本电气公司研制出量子计算机基本电路 攻击现有密码体系，用传统计算机要花费上千年，攻
5、击现有密码体系，用传统计算机要花费上千年，而用量子计算机只需数分钟。因而，量子计算机被视为替而用量子计算机只需数分钟。因而，量子计算机被视为替代目前硅芯片计算机的代目前硅芯片计算机的“未来之星未来之星”。日本电气公司等最。日本电气公司等最近制成了量子计算机的基本电路，在极低温状态下运算成近制成了量子计算机的基本电路，在极低温状态下运算成功，这是研制量子计算机过程中的一大突破。功，这是研制量子计算机过程中的一大突破。日本电气公司基础研究所首席研究员蔡兆申领导日本电气公司基础研究所首席研究员蔡兆申领导的研究小组用氧化铝制成了五百分之一毫米大小的电路，的研究小组用氧化铝制成了五百分之一毫米大小的电路
6、，在近于绝对零度在近于绝对零度(零下零下273273摄氏度摄氏度)的极低温条件下，控制的极低温条件下，控制处于超导状态的电子量子，成功完成了预定运算程序。处于超导状态的电子量子，成功完成了预定运算程序。3.1.2 3.1.2 计算机软件技术计算机软件技术 软件技术就是研究计算机、及其所依赖的(如数据结构、数据库原理等)和(如系统开发方法等)。系统软件应用软件计算机软件操作系统语言与编译系统数据库管理软件通用应用软件专用应用软件 指为管理、控制和维护计算机及外设，以及提供计算机与用户界面等的软件。指面向用户的、为用户服务的软件。如操作系统如操作系统 (OS)(OS)、数据库管理系、数据库管理系统
7、统 (DBMS)(DBMS)、各种语言编译系统等。、各种语言编译系统等。如科学计算类软件、数据处理类软如科学计算类软件、数据处理类软件、辅助设计类软件等。件、辅助设计类软件等。3.1.3 3.1.3 数据通信技术数据通信技术 数据通信系统是以计算机为中心，结合分散在远程的数据通信系统是以计算机为中心，结合分散在远程的终端装置或其他计算机，通过通信线路彼此连接起来，进终端装置或其他计算机，通过通信线路彼此连接起来，进行数据的传输、交换、存储和处理的设备总称。行数据的传输、交换、存储和处理的设备总称。计算机（远程通信软件）.远程通信处理器远程通信信道和介质数据通信系统模型数据通信系统模型发信者发信
8、者编码编码调制调制信道信道解调解调译码译码收信者收信者3.2 3.2 数据处理数据处理对象对象数据数据信息信息知识知识识别、检测、表达转变、处理获取、创造一、数据处理概念一、数据处理概念 按照应用的要求，采用一定的方法和手段对数据进行收集、存储、加工、传输和输出这样一个过程的总称。应用的要求应用的要求一定的方法和手段一定的方法和手段输出输出数据处理的依据决定了数据处理的效率和效果数据处理的归宿1 1、数据收集、数据收集2 2、数据转换、数据转换3 3、数据的筛选、分组和排序、数据的筛选、分组和排序4 4、数据的组织、数据的组织5 5、数据的运算、数据的运算6 6、数据存储、数据存储7 7、数据
9、检索、数据检索8 8、数据输出、数据输出内容内容二二.数据组织数据组织在管理信息系统中，大量的数据以一定的形式存放在各种存储介质中，数据的组织方式及其内在联系的表示方式决定着数据处理的效率，因而是数据处理工作的主要内容之一。（一）数据结构 数据结构是计算机信息处理中的一个重要概念，包括数据的存储结构及结构上的运算或操作。包括：逻辑结构 物理结构 映象（一）数据结构逻辑结构数据间的逻辑关系，逻辑结构包括两大类：线性结构和非线性结构，线性表、栈、队列及串为线性结构，而树和图则为非线性结构；物理结构又称存储结构，指数据元素在计算机存贮器中的存储方式，存储方式一般有四种：顺序存储、链接存储、索引存储。
10、映象 对于给定的逻辑结构需要寻找一种对应的存储结构，以便在计算机中存储。通常把这种对应关系称为映象。指针与链指针与链 在数据结构中，表征某一数据结构特点及其连接方式在数据结构中，表征某一数据结构特点及其连接方式的基本单位称为结构的结点的基本单位称为结构的结点(Node)。一个结点通常有几个。一个结点通常有几个域，用来存放与结点有关的信息。存放结点本身信息的域域，用来存放与结点有关的信息。存放结点本身信息的域称为称为数据域数据域，存放结点与其他结点关系信息的域，称为，存放结点与其他结点关系信息的域，称为指指针域针域或或链域链域，其中存放有与结点有关的结点的地址称为，其中存放有与结点有关的结点的地
11、址称为指指针针。若干带指针的结点组成的集合，称为。若干带指针的结点组成的集合，称为链链。结点的结结点的结构如下图：构如下图：NO.NAMEAGENEXT线性表线性表线性表线性表 线性表是指数据的结构形式本质上是一维的线性关系，线性表是指数据的结构形式本质上是一维的线性关系，其中的每个结点都是同一类型的数据结构。其中的每个结点都是同一类型的数据结构。线形表的存储方式：线形表的存储方式：顺序存储顺序存储 链接存储链接存储线性表的顺序存贮线性表的顺序存贮线性表的顺序存贮线性表的顺序存贮 线性表的结点按逻辑次序依次存放在一组连续的存贮单线性表的结点按逻辑次序依次存放在一组连续的存贮单元里，用这种方法存
12、储的线性表称为顺序表。对于顺序表，元里，用这种方法存储的线性表称为顺序表。对于顺序表，若开始结点的存放位置为若开始结点的存放位置为LOC(k1)，每个结点占用空间大每个结点占用空间大小为小为L，则第，则第i个结点个结点ki的存放位置可由下式直接计算得到：的存放位置可由下式直接计算得到：LOC(ki)=LOC(k1)+L*(i-1)顺序表对于任何一个结点的检索都很方便。顺序表对于任何一个结点的检索都很方便。线性表的插入与删除线性表的插入与删除线性表的插入与删除线性表的插入与删除 要在线性表中插入一个元素，由于插入后的线性表仍要要在线性表中插入一个元素，由于插入后的线性表仍要求有序，必须将插入位置
13、以后的元素依次向后移动一个单求有序，必须将插入位置以后的元素依次向后移动一个单元。同样，若要删除元素，则需把后面的元素元。同样，若要删除元素，则需把后面的元素 依次向前依次向前移动一个单元。移动一个单元。序号序号 结点内容结点内容 序号序号结点内容结点内容 1 9 1 9 2 15 2 15 3 17 3 17 4 25 4 23 5 39 5 25 6 6 39 插入前插入前 插入后插入后序序号号 结点结点内容内容序序号号结点结点内容内容 1 9 1 9 2 15 2 15 3 17 3 17 4 23 4 25 5 25 5 39 6 39 6 删除前删除前 删除后删除后链表链表链表链表
14、链接方式存储的线性表称为链表链接方式存储的线性表称为链表。链表结构在每个结。链表结构在每个结点设有链指针，用来指示下一个结点的位置，结点本身则点设有链指针，用来指示下一个结点的位置，结点本身则可以存放在任意一组存贮单元中。结点之间的逻辑关系由可以存放在任意一组存贮单元中。结点之间的逻辑关系由指针表示。指针表示。链表的插入与删除链表的插入与删除链表的插入与删除链表的插入与删除 在链表的插入在链表的插入和删除操作中，只和删除操作中，只需改变前后结点的需改变前后结点的指针，而不需要进指针，而不需要进行大量的数据移动。行大量的数据移动。H A B.C D H.A.B C D(b)插入结点插入结点 C.
15、D.H.A B C.D.H.A(a)删除结点删除结点（二）数据文件 数据文件数据文件 把数据按某种数据结构组织起来存放在外部设备上，就构成数据文件。常用的文件的组织方式：顺序文件 索引文件 顺序文件顺序文件（1）顺序文件）顺序文件 按照某些关键字排序的文件。记录的物理次序与连接按照某些关键字排序的文件。记录的物理次序与连接次序一致。次序一致。存取第存取第i个文件，必须先存取前面的第个文件，必须先存取前面的第i-1个文件个文件 顺序查找的平均查找长度为（顺序查找的平均查找长度为（n+1）/2N为文件所含为文件所含的物理记录数的物理记录数插入记录只能加在末尾插入记录只能加在末尾索引文件索引文件（2
16、）索引文件）索引文件 为了便于检索，建立一张独立与文件本身的，指示逻辑记为了便于检索，建立一张独立与文件本身的，指示逻辑记录与物理记录之间的关系的索引表。录与物理记录之间的关系的索引表。索引表的索引项应该按顺序排列，数据文件本身可以按顺索引表的索引项应该按顺序排列，数据文件本身可以按顺序排列也可以不按顺序排列。序排列也可以不按顺序排列。索引表在输入记录的同时由程序自动生成，输入的同时以索引表在输入记录的同时由程序自动生成，输入的同时以输入的先后顺序排列，输入完成以后再对索引表进行排序。输入的先后顺序排列，输入完成以后再对索引表进行排序。当索引表很大时，需要为索引表建立索引，称为查找表。当索引表
17、很大时，需要为索引表建立索引，称为查找表。查找表记录索引表占用的物理块：查找表记录索引表占用的物理块：查找表查找表 索引表索引表 数据文件数据文件 索引表本身要占用的一定的空间，而且每次修改了都需要索引表本身要占用的一定的空间，而且每次修改了都需要重新建立一次索引重新建立一次索引物理块号物理记录号数据库是以一定的组织方式存储在一起的数据的集合。数据库是以一定的组织方式存储在一起的数据的集合。u数据库要求在数据的组织中不仅能够描述数据本身，而且能够描述数据之间的关系教师职工号，姓名，专业，工龄学生学号，姓名，班级，出生日期教师 学生3.3 数据库技术数据库技术教学一、数据库系统的构成一、数据库系
18、统的构成数据库系统由计算机系统、数据库、数据库管理系统、人数据库系统由计算机系统、数据库、数据库管理系统、人员构成员构成数据库系统的人员构成数据库系统的人员构成u系统程序员：系统程序员：DBMS的设计人员。的设计人员。u数据库管理员：数据库的维护人员。负责建立和维护数据库，数据库管理员：数据库的维护人员。负责建立和维护数据库，提供数据的保护措施和编写数据文件提供数据的保护措施和编写数据文件u用户用户l应用程序员：负责编制和维护应用程序。应用程序员：负责编制和维护应用程序。EG：工资核算系统：工资核算系统的开发人员的开发人员l专门用户：通过交互方式进行信息检索和添加信息的人员专门用户：通过交互方
19、式进行信息检索和添加信息的人员l参数用户：以一定的固定规则与数据库进行交互的人员参数用户：以一定的固定规则与数据库进行交互的人员二、数据模型二、数据模型在数据库系统中，对现实世界的抽象描述以及处理是通过在数据库系统中，对现实世界的抽象描述以及处理是通过数据模型来实现的。以数据模型反映数据本身的内容和数数据模型来实现的。以数据模型反映数据本身的内容和数据之间的关系。据之间的关系。根据模型的不同应用目的，可以将模型分为两个层次：根据模型的不同应用目的，可以将模型分为两个层次：u概念模型（根据用户的观点对数据建模，将客观事物的抽象概念模型（根据用户的观点对数据建模，将客观事物的抽象为一种不依赖于某种
20、操作系统和某一个为一种不依赖于某种操作系统和某一个DBMS的信息结构。）的信息结构。）u数据模型数据模型（是对客观事物的数据化描述，数据库系统中对（是对客观事物的数据化描述，数据库系统中对数据的描述和处理是通过数据模型实现的。）数据的描述和处理是通过数据模型实现的。）u概念模型到数据模型的转换概念模型到数据模型的转换（一）、概念模型（一）、概念模型一对一（1：1）一对多(1：n)多对多（m：n）学生学习课程学号姓名性别学时课号课名类别内容概念模型中涉及的主要概念概念模型中涉及的主要概念u实体：现实世界中存在的对实体：现实世界中存在的对象或者事物象或者事物事物本身事物本身&之间之间的联系的联系u
21、属性：实体所具有的特征属性：实体所具有的特征u联系：实体内部；实体之间联系：实体内部；实体之间l实体实体个体、个体、总体总体同质总体、同质总体、异质总体异质总体E-R图图概念模型通常用概念模型通常用E-R图表示图表示 矩形：实体；菱形：实体间的关系；椭圆：属性矩形：实体；菱形：实体间的关系；椭圆：属性 为了清晰起见，在为了清晰起见，在E-R图中通常省略属性图中通常省略属性分析分析P55 图图3.9供应商工程零件供应nm1复杂管理信息系统概念模型的设计复杂管理信息系统概念模型的设计设计概念结构通常有四类方法：设计概念结构通常有四类方法：自顶向下自顶向下自底向上自底向上逐步扩张逐步扩张混合策略混合
22、策略 无论采用哪种设计方法，一般都以无论采用哪种设计方法，一般都以E-R模型为工具来模型为工具来描述概念结构。描述概念结构。自底向上设计步骤自底向上设计步骤以自底向上设计概念结构的方法为例，它通常分为两步：以自底向上设计概念结构的方法为例，它通常分为两步：第一步，首先要根据需求分析的结果（数据流图、数据第一步，首先要根据需求分析的结果（数据流图、数据字典等）对现实世界的数据进行抽象，设计各个局部字典等）对现实世界的数据进行抽象，设计各个局部视图即分视图即分E-R图。图。第二步，集成局部视图第二步，集成局部视图。学校管理系统：学生管理子系统+教师管理子系统+后勤管理子系统学生管理子系统：学籍管理
23、子系统+课程管理子系统选择局部应用选择局部应用 逐一设计分逐一设计分E-R图图 局部集成局部集成设计学籍管理局部应用的分设计学籍管理局部应用的分E-R图：图：E-R图中实体的属性分别为：学生：学号，姓名，出生日期，档案材料：档案号，班级：班级号，学生人数 班主任：职工号，姓名，性别，优秀班主任 宿舍：宿舍编号，地址，人数 教室：教室编号，地址，容量 其中有下划线的属性为实体的码。实体的关系 一个班级由若干的学生组成，由一个班主任管理，没有固定的上课教室。每个学生会建立一个与之相对应的档案。2个以上的学生住一个寝室。学籍管理局部应用的分学籍管理局部应用的分E-R图：图：设计课程管理局部应用的分设
24、计课程管理局部应用的分E-R图图各实体的属性分别为：学 生：姓名，学号，性别，年龄，所在系，年级，平均成绩课 程：课程号，课程名，学分 教 师：职 工 号，姓 名，性 别，职 称 教 科 书：书 号，书 名，价 钱 教 室：教室编号，地址，容量实体的关系 一个学生要修多门课程，每门课程指定用一种教科书。没有专门的教室开设某门课程。每个老师只上一门自己的专业课程，每门课程有多个专业教师任教。我们用同样的方法得到课程管理局部应用的分我们用同样的方法得到课程管理局部应用的分E-RE-R图：图：集成集成E-R图图集成视图（集成视图（E-RE-R图）图）集成局部集成局部E-RE-R图时都需要两步：图时都
25、需要两步：1)1)合并；合并；2)2)修改与重构。修改与重构。合并分合并分E-R图图合并分合并分E-RE-R图，生成初步图，生成初步E-RE-R图图 。各分各分E-RE-R图之间的冲突主要有三类：图之间的冲突主要有三类：u命名冲突命名冲突 (1)(1)同名异义。同名异义。(2)(2)异名同义（一义多名）。异名同义（一义多名）。u属性冲突属性冲突(1)属性域冲突，即属性值的类型、取值范围或取值集合不同。属性域冲突，即属性值的类型、取值范围或取值集合不同。(2)(2)属性取值单位冲突。属性取值单位冲突。u结构冲突结构冲突 (1)同一对象在不同应用中具有不同的抽象。例如同一对象在不同应用中具有不同的
26、抽象。例如“课程课程”在某一局部在某一局部应用中被当作实体，而在另一局部应用中则被当作属性。应用中被当作实体，而在另一局部应用中则被当作属性。(2)(2)同一实体在不同局部视图中所包含的属性不完全相同，或者属同一实体在不同局部视图中所包含的属性不完全相同，或者属性的排列次序不完全相同。性的排列次序不完全相同。(3)(3)实体之间的联系在不同局部视图中呈现不同的类型。例如实体实体之间的联系在不同局部视图中呈现不同的类型。例如实体E1E1与与E2E2在局部应用在局部应用A A中是多对多联系，而在局部应用中是多对多联系，而在局部应用B B中是一对中是一对多联系；又如在局部应用多联系；又如在局部应用X
27、 X中中E1E1与与E2E2发生联系，而在局部应用发生联系，而在局部应用Y Y中中E1E1、E2E2、E3E3三者之间有联系。三者之间有联系。解决方法是根据应用的语义对实体联系的类型进行综合或调整。解决方法是根据应用的语义对实体联系的类型进行综合或调整。学生管理系统的初步学生管理系统的初步E-R图图例：例：下面我们来看看如何生成学生管理系统的初步下面我们来看看如何生成学生管理系统的初步E-RE-R图。我们着重介绍学籍管理局部视图与课程图。我们着重介绍学籍管理局部视图与课程管理局部视图的合并。这两个分管理局部视图的合并。这两个分E-RE-R图存在着多图存在着多方面的冲突：方面的冲突：分分E-R图
28、图学生：学号，姓名，出生日期，档案材料：档案号，班级：班级号，学生人数 班主任：职工号，姓名，性别，优秀班主任 宿舍：宿舍编号，地址，人数 教室：教室编号，地址，容量 学生：姓名，学号，性别，年龄，所在系，年级，平均成绩课程：课程号，课程名，学分教师：职工号，姓名，性别，职称 教科书：书号，书名，价钱 教室：教室编号，地址，容量(1)(1)班主任实际上也属于教师，也就是说学籍管理中的班主任班主任实际上也属于教师，也就是说学籍管理中的班主任实体与课程管理中的教师实体在一定程度上属于异名同义，应实体与课程管理中的教师实体在一定程度上属于异名同义，应将学籍管理中的班主任实体与课程管理中的教师实体统一
29、称为将学籍管理中的班主任实体与课程管理中的教师实体统一称为教师，统一后教师实体的属性构成为：教师，统一后教师实体的属性构成为：教师：职工号，姓名，性别，职称，是否为班主任(2)在两个局部在两个局部E-R图中，学生实体属性组成及次序都存在差异，图中，学生实体属性组成及次序都存在差异，应将所有属性综合，并重新调整次序。假设调整结果为：应将所有属性综合，并重新调整次序。假设调整结果为：学生：学号，姓名，出生日期，年龄，所在系，年级，平均成绩(3)(3)将班主任改为教师后，教师与学生之间的联系在两个局将班主任改为教师后，教师与学生之间的联系在两个局部视图中呈现两种不同的类型，一种是学籍管理中教师与部视
30、图中呈现两种不同的类型，一种是学籍管理中教师与学生之间的指导联系，一种是课程管理中教师与学生之间学生之间的指导联系，一种是课程管理中教师与学生之间的教学联系，由于指导联系实际上可以包含在教学联系之的教学联系，由于指导联系实际上可以包含在教学联系之中，因此可以将这两种联系综合为教学联系。中，因此可以将这两种联系综合为教学联系。解决上述冲突后，学籍管理分解决上述冲突后，学籍管理分E-RE-R图与课程管理分图与课程管理分E-E-R R图合并为初步图合并为初步E-RE-R图。图。修改与重构修改与重构修改与重构，生成基本修改与重构，生成基本E-RE-R图图 分分E-RE-R图经过合并生成初步图经过合并生
31、成初步E-RE-R图，其中可能图，其中可能存在冗余的数据和冗余的实体间联系。冗余数据存在冗余的数据和冗余的实体间联系。冗余数据和冗余联系容易破坏数据库的完整性，给数据库和冗余联系容易破坏数据库的完整性，给数据库维护增加困难，因此得到初步维护增加困难，因此得到初步E-RE-R图后，还应当图后，还应当进一步检查进一步检查E-RE-R图中是否存在冗余，消除冗余。图中是否存在冗余，消除冗余。学生管理系统的初步学生管理系统的初步E-R图的重构图的重构在前面初步在前面初步E-RE-R图中存在着冗余数据和冗余联系：图中存在着冗余数据和冗余联系：(1)(1)学生实体中的年龄属性可以由出生日期推算出来，属于冗余
32、数据，应学生实体中的年龄属性可以由出生日期推算出来，属于冗余数据，应该去掉。这样不仅可以节省存储空间，而且当某个学生的出生日期有该去掉。这样不仅可以节省存储空间，而且当某个学生的出生日期有误，进行修改后，无须相应修改年龄，减少了产生数据不一致的机会。误，进行修改后，无须相应修改年龄，减少了产生数据不一致的机会。学生：学生：学号学号，姓名，出生日期，所在系，年级，平均成绩，姓名，出生日期，所在系，年级，平均成绩 学生实体中的平均成绩可以从选修联系中的成绩属性中推算出学生实体中的平均成绩可以从选修联系中的成绩属性中推算出来，但如果应用中需要经常查询某个学生的平均成绩，每次都进行这来，但如果应用中需
33、要经常查询某个学生的平均成绩，每次都进行这种计算效率就会太低，因此为提高效率，可以考虑保留该冗余数据，种计算效率就会太低，因此为提高效率，可以考虑保留该冗余数据，但是为了维护数据一致性应该定义一个触发器来保证学生的平均成绩但是为了维护数据一致性应该定义一个触发器来保证学生的平均成绩等于该学生各科成绩的平均值。任何一科成绩修改后，或该学生学了等于该学生各科成绩的平均值。任何一科成绩修改后，或该学生学了新的科目并有成绩后，就要触发该触发器去修改该学生的平均成绩属新的科目并有成绩后，就要触发该触发器去修改该学生的平均成绩属性值。否则会出现数据的不一致。性值。否则会出现数据的不一致。(2)(2)教室实
34、体与班级实体之间的上课联系可以由教室与课程教室实体与班级实体之间的上课联系可以由教室与课程之间的开设联系、课程与学生之间的选修联系、学生与班之间的开设联系、课程与学生之间的选修联系、学生与班级之间的组成联系三者推导出来，因此属于冗余联系，可级之间的组成联系三者推导出来，因此属于冗余联系，可以消去。以消去。分分E-R图图进行修改和重构后生成的基本进行修改和重构后生成的基本E-R图图 进行修改和重构后生成的基本进行修改和重构后生成的基本E-RE-R图图 ：学生管理子系统的基本E-R图还必须进一步和教师管理子系统以及后勤管理子系统的基本E-R图合并，生成整个学校管理系统的基本E-R图。视图集成后形成
35、一个整体的数据库概念结构，对该整体概念结构还必须进行进一步验证，确保它能够满足下列条件：u整体概念结构内部必须具有一致性，即不能存在互相矛盾的表达。u整体概念结构能准确地反映原来的每个视图结构，包括属性、实体及实体间的联系。u整体概念结构能满足需要分析阶段所确定的所有要求。整体概念结构最终还应该提交给用户，征求用户和有关人员的意见，进行评审、修改和优化，然后把它确定下来，作为数据库的概念结构，以及进一步设计数据库的依据。（二）、数据模型（二）、数据模型数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述，数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述，是是DBMS所能描述和处理的信息结构。所能描述和处理的信息结
36、构。数据模型的类型：数据模型的类型：层次模型层次模型 网状模型网状模型 关系模型关系模型由多边形、由多边形、组成的地图组成的地图层次数据模型层次数据模型层次模型的特点是将数据组织成有向有序的树结构。层次模型由处于不同层次的各个结点组成。除根结点外，其余各结点有且仅有一个上一层结点作为其“双亲”，而位于其下的较低一层的若干个结点作为其“子女”。1、对任何对象的查询必须始于其所在层次结构的根，使得低层次对象的处理效率较低，并难以进行反向查询。、模拟多对多联系时导致物理存贮上的冗余。网络数据模型网络数据模型网络数据模型反映现实世界中实体间更为复杂的联系，其基本特征是，结点数据间没有明确的从属关系，一
37、个结点可与其它多个结点建立联系。如上图所示，学生甲、乙、丙、丁、选修课程，其中的联系就属于网络模型。网络模型在一定程度上支持数据的重构，具有一定的数据独立性和共享特性，并且运行效率较高。但它应用时存在以下问题：、网状结构的复杂，增加了用户查询和定位的困难。它要求用户熟悉数据的逻辑结构，知道自身所处的位置。、不直接支持对于层次结构的表达。关系数据模型关系数据模型在关系模型下，数据的逻辑结构是一张二维表，实体间在关系模型下，数据的逻辑结构是一张二维表，实体间的联系均通过关系进行描述。的联系均通过关系进行描述。关系模型的主要术语关系模型的主要术语E-R图转换成关系模型图转换成关系模型将将E-R图转换
38、成关系模型的方法：图转换成关系模型的方法：u1、将每个实体的属性写出来形成一个关系；、将每个实体的属性写出来形成一个关系；u2、对于一对一的联系来说，可以在任一方加入另一方的主码、对于一对一的联系来说，可以在任一方加入另一方的主码作为关键字。作为关键字。u3、将一对多的联系所对应的、将一对多的联系所对应的“多方多方”实体（关系）中加入实体（关系）中加入“少方少方”的主码，以多方的主码作为关键字；的主码，以多方的主码作为关键字；u 4、每个多对多的联系转换成一个关系；、每个多对多的联系转换成一个关系；学生课程选修班级组成n n1 1m mn n1、将学生、课程、班级、将学生、课程、班级3个实体转
39、换成个实体转换成3个关系个关系学生：学生：学号学号，姓名，性别，姓名，性别，出生日期，出生日期，班级号班级号 课程：课程：课号课号，课程名，学分，课程名，学分 班级：班级：班级号班级号，班级名，专业，系编号，班级名，专业，系编号 2、将多对多的联系也转换成关系、将多对多的联系也转换成关系选修：选修：课号，学号课号，学号，成绩，成绩学校管理系统的关系模型学校管理系统的关系模型将学生管理的将学生管理的E-R转换成关系模型：转换成关系模型：u1、首先将教师、学生等、首先将教师、学生等8个实体转换成个实体转换成8个关系个关系 学生：学生：学号学号，姓名，性别，姓名，性别，出生日期，出生日期，班级号，宿
40、舍号，班级号，宿舍号，档案号档案号 课程：课程：课程号课程号，课程名，学分，课程名，学分,教室号教室号,书号书号 教师：教师：职工号职工号，姓名，性别，姓名，性别，优秀班主任，优秀班主任，职称，职称，课程号课程号,班级号班级号,书号书号 教科书：教科书：书号书号，书名，价钱，书名，价钱 教室：教室：教室号教室号，地址，容量，地址，容量 档案材料：档案材料：档案号档案号，班级：班级：班级号班级号，学生人数，学生人数 宿舍：宿舍：宿舍号宿舍号，地址，人数，地址，人数u2、将多对多的联系也转换成关系、将多对多的联系也转换成关系 教学教学职工号，学号职工号，学号 选修选修课程号，学号课程号，学号，成绩
41、，成绩关系模型的特点关系模型的特点1.关系模型的概念单一关系模型的概念单一u实体与实体之间的联系都以关系来表示实体与实体之间的联系都以关系来表示l库存库存入库号入库号 日期日期 数量数量 货位货位l购进购进入库号入库号 结算编号结算编号l结算结算结算编号结算编号 数量数量 金额金额u关系之间的联系通过相容关系之间的联系通过相容来自同一个域来自同一个域的属性来表示的属性来表示2.关系是规范化的关系关系是规范化的关系u规范化是指关系必须满足给定的一些条件。规范化是指关系必须满足给定的一些条件。u规范化理论为数据结构定义了五种规范化模式，通常只使用规范化理论为数据结构定义了五种规范化模式，通常只使用
42、前三种前三种l第一范式：元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项第一范式：元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项l第二范式：不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于第二范式：不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于主码主码l第三范式：不仅满足第二范式，而且任何非主属性都不传递依第三范式：不仅满足第二范式，而且任何非主属性都不传递依赖于主码赖于主码关系的规范化举例关系的规范化举例学号学号姓名姓名性别性别出生日期出生日期入学时间入学时间系系本本科科否否照片照片课课号号课课名名学学时时成成绩绩选选课课时时间间010王王男男80/10/102000/9/101tgenc01mis5080
43、02/06/07010王王男男80/10/102000/9/101tgenc02vfp6090011张张女女81/01/12000/9/1021genc01mis5070011张张女女81/01/12000/9/1021genc02vfp6080练习练习假设某公司的业务规则如下：假设某公司的业务规则如下：u（1）公司下设几个部门，如技术部、财务部、市场部等。）公司下设几个部门，如技术部、财务部、市场部等。u（2）每个部门承担多个工程项目，每个工程项目属于一个部门。）每个部门承担多个工程项目，每个工程项目属于一个部门。u（3）每个部门有多名职工，每一名职工只能属于一个部门。）每个部门有多名职工，
44、每一名职工只能属于一个部门。u（4）一个部门可能参与多个工程项目，且每个工程项目有多名职）一个部门可能参与多个工程项目，且每个工程项目有多名职工参与施工。根据职工在工程项目中完成的情况发放酬金。工参与施工。根据职工在工程项目中完成的情况发放酬金。u（5）工程项目有工程号、工程名两个属性；部门有部门号、部门）工程项目有工程号、工程名两个属性；部门有部门号、部门名称两个属性；职工有职工号、姓名、性别属性；名称两个属性；职工有职工号、姓名、性别属性；问题：问题：u1.根据上述规则设计根据上述规则设计E-R模型。模型。u2.将将E-R模型转换成关系数据模型，并指出每个关系的主键模型转换成关系数据模型，
45、并指出每个关系的主键3.4网络技术网络技术计算机网络的概念计算机网络的概念网络的拓扑结构网络的拓扑结构网络的体系结构网络的体系结构开放系统互联参考模型（开放系统互联参考模型（OSI）局域网局域网布线系统布线系统(主干线缆、水平线缆、配线架主干线缆、水平线缆、配线架)网络交换设备（路由器、以太网交换机、集网络交换设备（路由器、以太网交换机、集线器）线器）网络服务器（数据服务器、网络服务器（数据服务器、WEB服务器等）服务器等）工作站工作站网络操作系统网络操作系统网卡网卡计算机网络的组成 1、同轴电缆、同轴电缆组成：同轴电缆包括一个铜线芯，由绝缘层、编织的金属屏网组成：同轴电缆包括一个铜线芯，由绝
46、缘层、编织的金属屏网和外层覆盖物环绕。和外层覆盖物环绕。作用和使用作用和使用 减少串扰减少串扰 减少衰减减少衰减终结器终结器 在网络两端的终结器是一个在网络两端的终结器是一个50欧的电阻，加在屏蔽层和芯欧的电阻，加在屏蔽层和芯上。上。终结器的作用是吸收波的反射。终结器的作用是吸收波的反射。同轴电缆结构示意图细缆细缆 直径直径0.25英寸英寸 最长最长185米，最短米，最短0.5米米 以太网规范以太网规范10BASE2粗缆粗缆 直径直径0.5英寸英寸 最长最长500米，最短米，最短2.5米米 以太网规范以太网规范10BASE52、同轴电缆的分类、同轴电缆的分类双绞线八芯四对，即两两成对，相互缠绕
47、。双绞线八芯四对，即两两成对，相互缠绕。双绞线的八根线，只有四根芯双绞线的八根线，只有四根芯1、2、3、6在工作，在工作，即两对。其中一对发送数据，一对接收数据。即两对。其中一对发送数据，一对接收数据。双绞线的缠绕的目的是抵消串扰，保护传输的数据双绞线的缠绕的目的是抵消串扰，保护传输的数据免受干扰（外界的干扰、自身的干扰）免受干扰（外界的干扰、自身的干扰）3 双绞线双绞线光纤光纤4 双绞线的分类双绞线的分类两种类型两种类型 -屏蔽双绞线（屏蔽双绞线（STP）-非屏蔽双绞线（非屏蔽双绞线（UTP），目前最为流行），目前最为流行 (cat5五类五类)(cat5e超五类超五类)做线时应该注意的问题在
48、做RJ-45连接时，应使接头处的长度尽可能短。5类中，理论上应小于是1.25CM屏蔽双绞线屏蔽双绞线非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线5 双绞线的连接双绞线的连接双绞线使用双绞线使用RJ-45连接器连接到计算机或连接器连接到计算机或HUB上（注意与电话线上（注意与电话线连接器连接器RJ-11不同，不同，RJ-11使用四根线）使用四根线）RJ-45连接器是八芯接头，里面有八个位置可供连接，双绞线两连接器是八芯接头，里面有八个位置可供连接，双绞线两边的线序的位置必须一致。边的线序的位置必须一致。使用时只用了使用时只用了1、2、3、6双绞线八根线缠绕程度不同，其中橙色和绿色系列要紧一些。八双绞线八根线缠绕程度
49、不同，其中橙色和绿色系列要紧一些。八根线的颜色分别是：橙白、橙、绿白、绿、兰白、兰、棕白、棕根线的颜色分别是：橙白、橙、绿白、绿、兰白、兰、棕白、棕RJ-45的顺序图：的顺序图：18布线规范（布线规范（568B）的顺序为：）的顺序为：橙白、橙、绿白、兰、兰白、橙白、橙、绿白、兰、兰白、绿、棕白、棕绿、棕白、棕568A的顺序为：绿白、绿、的顺序为：绿白、绿、橙白、兰、兰白、橙、棕白、橙白、兰、兰白、橙、棕白、棕棕6 光纤光纤组成：利用极细的玻璃纤维或石英做成，利组成：利用极细的玻璃纤维或石英做成，利用光的全反射原理。用光的全反射原理。光纤的分类及特点：光纤的分类及特点：单模光纤：光源是一个激光二
50、极管，产单模光纤：光源是一个激光二极管，产生单色的光，光在光纤是近似直线传播。生单色的光，光在光纤是近似直线传播。多模光纤：光源是一个发光二极管，产多模光纤：光源是一个发光二极管，产生复色光，光在光纤中以全反射传输。生复色光，光在光纤中以全反射传输。一般多模光纤传输距离约一般多模光纤传输距离约2KM，单模，单模10KM 光纤的传输速率光纤的传输速率100Mbps，且可靠性，且可靠性较高较高2、网络适配器、网络适配器网络适配器俗称网卡（网络适配器俗称网卡（NIC），是一种用于连），是一种用于连接站点的设备。充当计算机和外网之间的接口。接站点的设备。充当计算机和外网之间的接口。向网络传输信号和从网
