第二章 信息系统的技术基础

Copyright NCEPU, 2012.,All rights reserved,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 管理信息系统的技术基础,第一节 数据处理,第二节 数据库技术,第三节 计算机网络,第四节,Web,开发的基本技术,第一节 数据处理,本节内容：,一、数据处理的概念和发展阶段,二、数据组织,一、数据处理的概念和发展阶段 -1,数据处理的概念,数据处理指把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据, 用一定的设备和手段, 按一定的使用要求,加工成另一种形式的数据,。,数据处理的目的,1.把数据,转换,成便于观察分析、传送或进一步处理的形式。,2.从大量的原始数据中,抽取,部分数据，推导出对人们有价值的信息。,3.利用计算机科学地,保存和管理,已经过处理(如校验、整理等)的大量数据,以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。,一、数据处理的概念和发展阶段 -2,数据处理的基本内容,1.,数据收集,：,根据系统自身的需求和用户的需求。,2.,数据转换,：,将实际数据采用,代码,表述。,3.,数据的筛选、分组和排序,4.,数据的组织,：,将具有逻辑关系的数据组织起来，按一定的存储方式配置在计算机的存储器中。,5.,数据的运算,:,指算术运算和逻辑运算。,6.,数据存储,7.,数据检索,8.,数据输出,一、数据处理的概念和发展阶段 -3,数据处理的特点,管理活动的基本内容，也是,MIS,的基本功能。一般不涉及复杂的运算，但要求处理的,数据量很大,：,1,数据,以何种方式,存储在计算机中。,2,采用,何种数据结构,能有利于数据的存储和取用。,3,采用何种方法从已组织好的数据中,检索,数据。,一、数据处理的概念和发展阶段 -,4,数据的组织方式及内存联系的表示方法决定着数据处理的效率。,（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,。 分为：,逻辑结构,物理结构,二、数据组织 -1,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,存贮结构,，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、索引存储及散列存储,。,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,。如顺序表数据结构、链表数据结构。,二、数据组织 -2,1,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,的基本单位称为结构的,结点,(,Node)。,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称为,数据域,，存放结点与其他结点关系信息的域，称为,指针域,或,链域,，其中存放有与结点有关的结点的地址称为,指针,。若干带指针的结点组成的集合，称为,链,。 结点的结构如下图：,NO.,NAME,AGE,NEXT,二、数据组织 -3,结点例子,NO.,NAME,AGE,NEXT,No.,Name,Age,0152,王一,22,1234,王二,28,2345,王三,25,职工登记表,采用链接存储方式,0152,王一,22,H,1234,王二,28,2345,王三,25,指针的作用,利用,指针,可以把数据的逻辑结构与物理结构分离开，数据的物理存储位置可以任意安排，而在逻辑上通过指标把它们联系起来。,2,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，其中的,每个结点都是同一类型,的数据结构。,如英文字母表、产品的编号等。线性表中每个结点中的元素可以是一个数字、一串字符、或一项记录。,二、数据组织 -4,线性表的顺序存贮,(,最简单的存储方式,),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,LOC(k,1,)，,每个结点占用空间大小为,L，,则第,i,个结点,k,i,的存放位置可由下式直接计算得到,LOC(k,i,)=LOC(k1)+L*(i-1),顺序表对于任何一个结点的检索都很方便。,二、数据组织 -5,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，则需把后面的元素依次向前移动一个单元。,当线性表长度为,n,时，作一次插入或删除操作平均要移动,n/2,个元素。,仅适用于经常进行检索，但数据不经常变动的情况。,二、数据组织 -6,序号,结点内容,序号,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,插入后,序号,结点内容,序号,结点内容,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,删除后,二、数据组织 -7,链表,链接方式存储,的,线性表,称为链表 。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，结点本身则可以存放在任意一组存贮单元中，这些存贮单元可以是连续的，也可以是分散的。结点之间的逻辑关系由指针表示。,二、数据组织 -8,链表的插入与删除,在链表的插入和删除操作中，只需改变前后结点的指针，而不需要进行大量的数据移动。,H,A,B,.,C,D ,H,.,A,.,B ,C,D ,(,b),插入结点,C,.,D ,.,H,.,A,B,C,.,D ,.,H,.,A,(,a),删除结点,二、数据组织 -9,3,树,树是结点之间有分支的、层次关系的结构，类似于自然界中的树。是最重要的一类非线性结构。适用于大量,层次化嵌套数据,。,反映不同规格的钢材的库存情况 的树结构如下图,代码 直径指针1 直径指针2,直径 长度指针1 长度指针2,直径 长度指针1 长度指针2,长度 单价 库存量,长度 单价 库存量,长度 单价 库存量,长度 单价 库存量,二、数据组织 -10,（二）,数据文件,1,数据文件,的概念,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。,一般来说，数据文件是为某一目的而形成的同类,记录,的集合，记录是文件中数据组织的基本单位，由若干个数据项组成。,文件系统是数据处理的主要方式，建造容易，使用灵活，处理速度快，特别适合单项业务系统使用；,是数据库系统的基础。,二、数据组织 -11,2,常用的文件的组织方式：,(1),顺序文件,即文件中的记录是,按照某些关键字排序,的文件。,是根据记录的序号或相对位置进行存取的文件组织方式。,特点：存取第,i,个记录，必须先存取前面的,i-1,个记录；,插入记录只能加在末尾。,优点：连续存取、速度快，主要用于顺序存取、批量修改。,缺点：其平均查找长度为,(n+1)/2,，,n,为文件所含记录数。,(2),索引文件,为便于检索，另外建一张指示逻辑记录和物理记录之间对应关系的,索引表,。这类包括文件数据区和索引表两大部分的文件称为索引文件。,索引表的,索引项应当按顺序排列,，而数据文件本身可按顺序排列，也可不按顺序排列。,(2),索引文件,当记录很多时，索引表也很大，一个物理块可能容纳不下，查索引表时，可能要多次访问外存，可以对索引表建立一个索引，称为,查找表,。,检索记录时，先查找查找表，再查索引表，最后读取记录。,最大键号,物理块号,12,1,42,2,64,3,查 找 表,(2),索引文件,当记录数目十分大，,查找表,也可能占用许多物理块，这时就要作查找表的索引，称为第二查找表。通常最高可有四级索引：,索引文件 索引表 查找表达式 第二查找表达式 第三查找表,文件系统的结构只限于记录内部，因而仅能适用于单项应用的场合，对于一个组织的,MIS,而言，要考虑全局数据结构，要求不仅能描述数据本身，还得描述数据之间的关系,采用,数据库,组织数据。,本节内容：,一、数据库系统的构成,二、数据库设计的主要内容,三、实体联系模型,四、数据模型,五、关系的规范化,六、数据库操作,七、数据库保护,第二节 数据库技术,计算机系统：,硬软件、网络系统。,数据库：,物理数据库,(,实际数据,),、描述数据库,(,逻辑结构,),。,数据库管理系统(,DBMS),：,为数据库的建立、使用、维护而配置的软件。包括数据描述语言（用于描述数据库的结构）、数据操纵语言（提供对数据查询、更新等操作）、数据库管理例行程序。比如：,Informix,、,Oracle,、,Sybase,、,VFP,、,Access,、,PowerBuilder,等。,人员：,数据库管理员：为保证数据库的完整性等。,系统程序员：设计数据库管理系统的人员。,用户：应用程序员、专门用户、参数用户。,一、数据库系统的构成,按用户的观点对数据和信息,建模,。常常首先将现实世界的客观对象抽象为某一种不依赖于计算机系统和某一个,DBMS,的信息结构即,概念模型（,E-R,模型）,，然后再把概念模型转换为计算机上某一,DBMS,支持的,数据模型（,如,关系模型,）。,二、数据库设计的主要内容,需求分析,概念设计,逻辑设计,物理设计,实施与运行,数据库设计步骤,（调研分析）,（,E-R,模型）,（转换成某种,DBMS,支持的数据模型）,（在存储设备上选定存储结构和方法）,建立概念模型常涉及的概念：,1,实体(,Entity),：现实世界中存在的对象。,2,属性：实体具有的某种特性。,3,联系：一是实体内部的联系；二指,实体之间的联系。,一对一联系(1:1),一对多联系(1:,n),多对多联系(,m:n,),三、实体联系模型,例 子,例如，医院每个病区有一名科室主任，每名主任只能在一个病区任职,(1:1),；,一个病区有若干名医生,(1:n),；,每名医生诊治若干病人，每个病人由若干名医生管理,(,m:n,),。,概念模型最常用的表示方法：,E-R,方法。,E-R,模型的设计方法,图符及含义：,1,、实体,2,、联系,3,、属性,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,为了清晰起见，在,E-R,图中通常省略属性,n,m,联系的表示方式,实体之间的联系用菱形框表示，框内写上联系名，并用连线与有关的实体相连。,联系名,实体,1,实体,2,有车间和车间主任两个实体，并且有语义：一个车间只能有一名车间主任，一个职工也只能在一个车间当主任。那么车间和车间主任之间的联系是一对一的，我们把这种联系命名为任职。,一对一联系的例子,任职,车间,车间主任,1,1,有仓库和职工两个实体，并且有语义：一个仓库可以有多名职工，但是一个职工只能在一个仓库工作。那么仓库和职工之间的联系是一对多的，我们把这种联系命名为工作。,一对多联系的例子,工作,仓库,职工,1,n,多对多联系的例子,有仓库和器件两个实体，并且有语义：一个仓库可以存放多种器件，一种器件可以存放在多个仓库。那么仓库和器件之间的联系就是多对多的，我们把这种联系命名为库存。,仓库,器件,库存,m,n,属性的表示方式,实体的属性用椭圆框表示，框内写上属性名，并用连线连到相应实体。也可以直接将属性名写在实体旁边。,仓库,仓库号,城市,面积,仓库,仓库号,城 市,面 积,联系本身也有属性，联系是通过,相关联的实体的有关属性,体现出来的。,联系的属性,仓库,职工,工作,仓库号,城 市,面 积,职工号,工 资,仓库号,职工号,1,n,n,m,供应,供应商,工程,供应,零件,供应,k,h,g,j,三个,实体之间多对多的联系,供应商,工程,零件,供应,n,m,k,三个实体之间多对多的联系简化如下：,学生,课程,选修,班级,学生,组成,合并,学生,课程,选修,班级,组成,合并,销售订单,1,n,签订,n,1,开票,1,n,组成,1,n,组成,1,n,组成,1,n,订货,提货单,客 户,发票,明细,发 票,提货单,明细,订单,明细,销售计划,销售合同,合同,明细,n,m,信息,1,1,对应,n,m,提货,n,m,配货,n,m,组成,1,n,信息,商品报价,企业销售管理,ER,关系图,自顶向下,即首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化。,设计概念结构的四类方法：,自底向上,即首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结构。这是最经常采用的策略是自底向上方法。即自顶向下地进行需求分析，然后再自底向上地设计概念结构。,逐步扩张,首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至总体概念结构。,混合策略,即将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。,无论采用哪种设计方法，一般都以,E-R,模型为工具来描述概念结构。,1,、设计分,E-R,图的步骤是：,（,1,）选择局部应用,在需求分析阶段，通过对应用环境和要求进行详尽的调查分析，用多层数据流图和数据字典描述了整个系统。设计分,E-R,图的第一步，就是要根据系统的具体情况，在多层的数据流图中选择一个适当层次的（经验很重要）数据流图，让这组图中每一部分对应一个局部应用，我们即可以这一层次的数据流图为出发点，设计分,E-R,图。,（,2,）逐一设计分,E-R,图,每个局部应用都对应了一组数据流图，局部应用涉及的数据都已经收集在数据字典中了。现在就是要将这些数据从数据字典中抽取出来，参照数据流图，标定局部应用中的实体、实体的属性、标识实体的码，确定实体之间的联系及其类型（,1:1,、,1:n,、,m:n,）。,例：设计学籍管理局部应用的分,E-R,图：,班主任,教室,档案材料,宿舍,班级,学生,管理,指导,组成,上课,信宿,归档,1,1,1,n,m,n,1,1,1,n,1,n,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。,我们用同样的方法得到课程管理局部应用的分,E-R,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,2,、,集成视图（,E-R,图）,集成局部,E-R,图时都需要两步：,1),合并；,2),修改与重构。,1,）合并分,E-R,图，生成初步,E-R,图,各分,E-R,图之间的冲突主要有三类：,1,、属性冲突,属性域冲突，即属性值的类型、取值范围或取,值集合不同。,(2),属性取值单位冲突。,2,、命名冲突,(1),同名异义。,(2),异名同义（一义多名）。,3,、结构冲突,同一对象在不同应用中具有不同的抽象。例如,“,课程,”,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。,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。,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,E1,与,E2,在局部应用,A,中是多对多联系，而在局部应用,B,中是一对多联系；又如在局部应用,X,中,E1,与,E2,发生联系，而在局部应用,Y,中,E1,、,E2,、,E3,三者之间有联系。,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。,例：,下面我们来看看如何生成学校管理系统的初步,E-R,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,E-R,图存在着多方面的冲突：,(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称为教师，统一后教师实体的属性构成为：,教师：,职工号,，姓名，性别，职称，是否为优秀班主任,(2),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中，因此可以将这两种联系,综合为教学联系,。,(3),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，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,解决上述冲突后，学籍管理分,E-R,图与课程管理分,E-R,图合并为初步,E-R,图。,2,）修改与重构，生成基本,E-R,图,分,E-R,图经过合并生成初步,E-R,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,E-R,图后，还应当进一步检查,E-R,图中是否存在冗余，消除冗余。,修改、重构初步,E-R,图以消除冗余主要采用分析方法。,除分析方法外，还可以用规范化理论来消除冗余。,在前面初步,E-R,图中存在着冗余数据和,冗余,联系：,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：,学号,，姓名，出生日期，所在系，年级，平均成绩,(2),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。,(3),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性值。否则会出现数据的不,例：进行修改和重构后生成的基本,E-R,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。,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。,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。,整体概念结构能满足需求分析阶段所确定的所有要求。,视图集成后形成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：,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，作为进一步设计数据库的依据。,数据模型,是对,客观事物及其联系的数据化描述,。在数据库系统中,对现实世界中数据的抽象、描述以及处理等都是通过数据模型来实现的。数据模型在数据库系统设计中是用来提供信息表示和操作手段的形式构架,是,数据库系统实现的基础,。,目前，主要的数据模型是,关系模型,（,Relational Model）。,四、数据模型 -1,1,、,关系模型,每一个关系为一张二维表，相当于一个文件。实体间的联系均通过关系进行描述。,下表用,m,行,n,列的二维表表示了具有,n,元组(,n-Tuple,),的付款关系。每一行即一个,n,元组,相当于一个记录,用来描述一个实体。,结 算 编 码,合 同 号,数 量,金 额,J0012,HT1008,1000,30000,J0024,HT1107,600,12000,J0036,HT1115,2000,4000,四、数据模型 -2,关系模型中的主要术语：,1,关系：一个关系对应于一张二维表。,2,元组：表中一行。,3,属性：表中一列。,4,主码,(Primary Key),：表中的某个属性组。它的值唯一地标识一个元组。,5,域：属性的取值范围。,6,分量：元组中的一个属性值。,7,关系模式：对关系的描述，用关系名,(,属性,1,属性,2,.,属性,n),表示。,关系模型的特点,1,概念单一。对于实体和实体之间的联系均以关系表示。,2,必须规范化。,3,提高了数据的独立性。,逻辑设计是,将概念结构转换为某个,DBMS,所支持的数据模型（例如关系模型），并对其进行优化。,2,、数库逻辑设计,逻辑设计的过程：,（,1,）,将,E-R,模型转换为某个,DBMS,所支持的数据模型（例如关系模型）,（,2,）用规范化方法对数据模型优化。,将,E-R,图转换成关系模型的方法：,1,、将每个实体的属性写出来形成一个关系；,2,、每个多对多的联系转换成一个关系；,3,、将一对多的联系所对应的“多方”实体（关系）中加入“少方”的主码作为关键字；,4,、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。,例：将上节产生的,E-R,模型转化为关系模型,：,学生管理的,E-R,转换成关系模型：,1,、首先将教师、学生等,8,个实体转换成,8,个关系,学生：,学号,，姓名，性别，,出生日期，,班级号，宿 舍号，,档案号, 课程：,课号,，课程名，学分 教师：,职工号,，姓名，性别，,优秀班主任，,职称，,课号, 教科书：,书号,，书名，价钱 教室：,教室号,，地址，容量,档案材料：,档案号,，, 班级：,班级号,，学生人数 宿舍：,宿舍号,，地址，人数,2,、将多对多的联系也转换成关系,教学,职工号，学号,选修,课程号，学号,，成绩,关系的规范化所解决的问题：,1,、将数据设计成关系模型,2,、达到模型的优化：,使数据的冗余度达到最小，,去除数据的不一致性，,提高数据的共享性。,五、关系的规范化,关系必须是规范化的关系，满足一定的约束条件。称为范式（,Normal Form）,。,第一范式(1,NF),元组中的每一个分量都必须是,不可分割,的数据项。,第二范式(2,NF),关系不仅满足第一范式，而且所有非主属性,完全依赖,于其主码 。,第三范式,不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属性都不,传递依赖,于任何主关键字。,五、关系的规范化,第一范式(1,NF),元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项。,教师代码,姓名,工资,基本工资,附加工资,1001,张兴,500,60,1002,李明,790,50,1003,王进,400,20,教师代码,姓名,基本工资,附加工资,1001,张兴,500,60,1002,李明,790,50,1003,王进,400,20,例：,信息中心专门人才基本情况一览表,自然情况,专业,成果和成就,编号,姓名,性别,出生日期,工资现状,党员否,专业,专业,年限,职称,英语水平,名称,类别,出处,bj10001,刘,伟,箭,男,1960.08.23,20000,T,计,算,机,教授,精通,略,略,略,略,略,略,略,略,略,J104010,黄,晓,远,男,1970.08.12,10000,F,财,政,税,收,1,副教授,精通,略,略,略,略,略,略,略,略,略,表,.1,信息中心专门人才基本情况一览表（第一范式）,特点,：数据冗余度大,编号,姓名,性别,出生日期,工资现状,党员否,专业,专业,年限,职称,英语水平,成果名称,成果类别,成果出处,bj10001,刘伟箭,男,1960.08.23,20000,T,计算机,教授,精通,略,略,略,bj10001,刘伟箭,男,1960.08.23,20000,T,计算机,教授,精通,略,略,略,bj10001,刘伟箭,男,1960.08.23,20000,T,计算机,教授,精通,略,略,略,J104010,黄晓远,男,1970.08.12,10000,F,财政税收,副教授,精通,略,略,略,J104010,黄晓远,男,1970.08.12,10000,F,财政税收,副教授,精通,略,略,略,J104010,黄晓远,男,1970.08.12,10000,F,财政税收,副教授,精通,略,略,略,第二范式(2,NF),关系不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主码 。,教师代码,姓名,职称,研究课题号,课题名,教师代码,姓名,职称,研究课题号,课题名,教师代码,研究课题号,关系的规范化举例：,学号,姓名,性别,出生日期,入学时间,系,本科否,照片,课号,课名,学时,成绩,选,课时间,关系的规范化举例：,关系的规范化举例：,关系的规范化举例：,第三范式,不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字。,产品代码,产品名称,生产厂名,生产厂地址,产品代码,产品名称,生产厂名,生产厂名,生产厂地址,关系的规范化小结：,规范化规则：,1NF 2NF 3NF,去掉部分依赖 去掉传递依赖,3.3,数据库逻辑设计,作业：规范化订书单,订户号,订户名,订户地址,订书,情况,书号,书名,作者,出版社,单价,订数,总,金额,订户电话：,订书,日期,一个订户有唯一的订户号，一种书有唯一的书号，一个订户可以订多种书；一种书可由多个订户订。请对上述订书单规范化为,1NF,，,2NF,，,3NF,形式，指出主码。,3.3,数据库逻辑设计,订户,（,订户号,，订户名，订户地址，总金额，订户电话，订书日期）,书,（,书号,，书名，作者，出版社，单价）,订,书,（,订户号，书号,，订数）,3.3,数据库逻辑设计,作业,:,某汽车公司的配件信息一鉴表如下,试把它化为符合,3NF,的关系,.,配件号,配件名,型号规格,供应商号,供应商名,供应商地址,单价,库存量,一种配件有唯一的型号规格；每个供应商有唯一的地址；同一种配件由不同供应商供应的可能单价不同，专门记录库存量。,数据库操作主要有基本,表的建立与删除,、,数据查询,及,更改,等。,一般,使用关系数据库标准语言,结构化查询语言,SQL(Structured,Query Language),来完成上述操作。,如：,SQL,的核心语句是数据库查询语句，其一般格式为：,SELECT ,FROM ,WHERE ,GROUP BY ,ORDER BY ,ASC/DESC,其功能是,根据,WHERE,子句中的条件表达式，从指定表中找出满足条件的元组,。,六、数据库操作,为了保证数据的安全可靠和正确有效，,DBMS,必须提供统一的数据保护功能，主要包括数据的,安全性、完整性、并发控制和数据库恢复,等内容。,七、数据库保护,数据的安全性：,保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、更改和破坏。,可通过对用户进行标识和鉴定等措施,。,1,、数据的安全性,数据的完整性：,数据的正确性、有效性与相容性。,实体完整性：,二维表中描述主关键字的属性不能为空。,参照完整性：,指具有一对多联系的两个表之间子表中与主表的主关键字相关联的那个属性,(,外部码,),的值要么为空，要么等于主表中主关键字的某个值。,用户定义的完整性：,针对某一个体数据库的约束条件。如月份是,112,，职工年龄,18,与,70,之间。,2,、数据的完整性,并发控制：,当,多个用户同时,存取、修改数据库时，可能会发生互相干扰，而得到错误的结果，并使数据库的完整性遭到破坏。,3,、数据的并发控制,数据库恢复：,当计算机软、硬件或网络通信线路发生故障而破坏了数据或对数据库的操作失败使数据出现错误或丢失，系统应能进行应急处理，把数据库,恢复到正常状态,。,4,、数据库恢复,第三节 计算机网络,本节内容：,一、计算机网络的概念与分类,二、局域网技术,三、网际互联-,INTERNET,技术,（一）基本概念,计算机网络,把分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备在物理上互连，按照网络协议相互通信，以共享硬件、软件和数据资源为目的的系统称作计算机网络。,网络介质,数据传输的物理通道，有同轴电缆、双绞线、光纤、微波、卫星信道等。,协议,网络设备间进行通信的一组约定。如,TCP/IP，IEEE802.3,802.4,FDDI,ATM,等。网络协议具体规定了设备间通信的电气性能、数据组织方式等。,节点,网络中某分支的端点或网络中若干条分支的公共汇交点。,链路,是指两个相邻节点之间的通信线路。,一、计算机网络的概念与分类-1,主机,主机,主机,主机,主机,主机,通信子网,通信链路,通信设备,通信子网,资源子网,网络拓扑结构,是指网络的链路和节点在地理上所形成的几何构形。计算机网络从功能上可分为两部分，资源子网和通信子网。,一、计算机网络的概念与分类-2,（二）计算机网络的分类,局域网,(,LAN),传输距离0.110,km，,传送速率在1,Mbps10Mbps,。,广域网,(,WAN),相距较远的局域网经由,公共电信网络,互联而成，数据传输速率一般在1.2,kbps1.554Mbps，,传输距离可遍及全球。,Internet,（,因特网）,是国际最大的互联网。,Internet,已形成覆盖全球的网络，成为远程网的代名词。我国的,CHINANET、CERNET,等都是该网的一部分。,综合业务数字网,(,ISDN),综合业务数字网是一种能在一个网络内传送多种业务信息的网络，包括数据、图像、语音、文字等，能够满足一个单位日常业务中网络应用的需要。,一、计算机网络的概念与分类-3,(,三,),计算机网络的模式,计算机网络的模式主要有两种，分别是：,对等,网络模式和客户服务器网络模式。,对等网络模式,在对等网络模式中，相连的机器之间彼此处于同等地位，没有主从之分故又称为对等网络（,Peer to Peer network,）。它们能够相互共享资源，每台计算机都能以同样方式作用于对方。,客户机服务器网络,客户机服务器网络是一种基于服务器的网络，与对等网络相比，基于服务器的网络提供了更好的运行性能并且可靠性也有所提高。在基于服务器的网络中，不需要将工作站计算机的硬盘与他人共享。共享数据全部都集中存放在服务器上。,星型拓扑结构,：,在星形拓扑结构中，网络中的每个节点通过一个中央设备，如集线器连接在一起。网络中的每个节点将数据发送到中央设备，再由中央设备将数据转发到目标节点。,它具有如下,优点,：,结构简单，便于管理、建网；,网络延迟时间较小，传输误差较低。,但,缺点,也是明显的：成本高、可靠性较低、资源共享能力也较差。,由于使用中央设备作为连接点，星形拓扑结构可以很容易地移动、隔绝或与其他网络连接，这使得星形,更易于扩展,。因此，星形拓扑是目前,局域网中最常用一种网络拓扑结构,。,总线型拓扑结构,总线结构网络是将各结点设备和一根总线相连。网络中所有的结点工作站是通过总线进行信息传输的。（该结构中，若有一个工作站发生故障，一般不影响整个网络的工作，可靠性好。）,总线型结构的网络,优点,如下：,结构简单，可扩充性好,。当需要增加节点时，只需要在总线上增加一个分支接口便可与分支节点相连，当总线负载不允许时还可以扩充总线；,使用的电缆少，且安装容易,；,使用的设备相对简单，可靠性高。,基于总线拓扑结构的网络很容易实现，且组建成本很低，但其,扩展性较差,。当网络中的节点数量增加时，网络的性能将下降。此外，,维护难，分支节点故障查找难,；总线网络的,容错能力较差,，总线上的某个中断或故障将会影响整个网络的数据传输。因此，,很少有,网络采用一个单纯的总线拓扑结构。,环型拓扑结构,网络中各结点通过一条首尾相连的通信链连接起来的一个闭合环型结构网。其通信方式是一个站点发出信息网上的其他站点都可以收到。（信息单向流动，但一旦网络中某工作站发生故障，可能导致整个网络停止工作）,环型结构具有如下,优点,：,信息流在网中是沿着固定方向流动的，两个节点仅有一条道路，故,简化了路径选择,的控制；,环路上各节点都是自举控制，故控制软件简单。,缺点：,由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当环中节点过多时，势必影响信息,传输速率,，使网络的响应时间延长；,环路是封闭的，不便于扩充；,可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；,维护难，对分支节点故障定位较难。,树型拓扑,树型结构是分级的集中控制式网络，与星型相比，它的通信线路总长度短，成本较低，节点易于扩充，寻找路径比较方便，但除了叶节点及其相连的线路外，任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。,网状拓扑,在网络拓扑结构中，,每两个节点之间都直接互连,。由于每个地点都是互连的，数据能够从发送地直接传输到目的地。,如果一个连接出了问题，将能够轻易并迅速地更改数据的传输路径。由于对两点之间的数据传输提供多条链路，因此，网状拓扑是最具容错性的网络拓扑结构。,网状拓扑的一个缺点是,成本问题,。将网络中的每个节点与其他节点相连接需要大量的专用线路。为缩减开支，可以选择实现,半网状,。在半网状结构中，直接连接网络中关键的节点，通过星形或环形拓扑结构连接次要的节点。与全网状相比，半网状更加适用，因而在当前的实际应用中更加广泛。,混合型拓扑结构,混合型拓扑结构是由不同形式的拓扑结构组合而成的结构,事实上由多个局域网组成的网络大部分都是由混合型拓扑结构,.,传输介质,有线介质,微波通信,红外通信,激光通信,卫星通信,无线介质,二、局域网技术,（一）网络体系结构,文件服务器/工作站,(,主机瓶颈和传输瓶颈,),客户机/服务器,(Client/Server),把,DBMS,装在数据库服务器上，数据处理可以从应用程序中分离出来，形成后台任务；客户机运行,DBMS,，完成前台任务。,分布式处理,Intranet/Extranet,（二）网络操作系统,管理网络资源的软件,（三）几种典型的局域网,以太网、令牌环网、快速以太网、,FDDI、ATM,局域网的特点,局域网覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园等有限范围内的计算机连网的需求；,局域网提供高数据传输速率（,10,100Mbps,）、低误码率的数据传输环境，数据传输速率高达,1Gbps,的高速局域网正在发展中；,决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法；,从介质访问控制方法的角度来看，局域网可分为共享介质式局域网与交换式局域网两类。,三、网际互联-,INTERNET,基础,3.1 Internet,的定义,从,Internet,的结构角度看，它是一个使用路由器将分布在世界各地的、数以千万计的规模不一的计算机网络互联起来的大型网际网,;,从,Internet,使用者角度看，,Internet,是由大量计算机连接在一个巨大的通信系统平台上，而形成的一个全球范围的信息资源网。,Internet,的逻辑结构,3.2 Internet,的组成部分,通信线路是,Internet,的基础设施，它将,Internet,中的路由器与主机连接起来,;,路由器是,Internet,中最重要的设备之一，它将,Internet,中的各个局域网或广域网连接起来,;,主机是,Internet,中不可缺少的成员，它是信息资源与服务的载体；,信息资源是用户最关心的问题，它影响到,Internet,受欢迎的程度。,3.3 Internet,的管理组织,在,Internet,中，最权威的管理机构是,Internet,协会，它是一个完全由志愿者组成的组织，目的是推动,Internet,技术发展与促进信息交流；,在,Internet,协会中，有一个专门负责协调,Internet,的技术管理与技术发展的分委员会,-Internet,体系结构委员会（,IAB,）；,在,Internet,体系结构委员会中，设有以下两个具体的部门：,Internet,工程任务组（,IETF,）与,Internet,研究任务组（,IRTF,）。,我国,Internet,的管理者,1997,年,6,月,3,日，中国互联网信息中心（,CNNIC,）在北京成立，并开始管理我国的,Internet,主干网；,CNNIC,的主要职责是：为我国的互联网用户提供域名注册、,IP,地址分配等注册服务；提供网络技术资料、政策与法规、入网方法、用户培训资料等信息服务；提供网络通信目录、主页目录以及各种信息库等目录服务。,3.4 Internet,的通信协议,(1) TCP/IP,协议,TCP/IP,协议是,Internet,中计算机之间通信所必须共同遵循的一种通信规定；,TCP/IP,协议的主要特点是：提供了传输确认与流量控制机制；提供了端到端连接的控制功能；适用于不同类型的计算机与网络之间的互联。,(2) IP,地址,IP,地址是,Internet,地址的一种表示形式；,IP,地址由网络号与主机号两部分组成，网络号标识一个逻辑网络，主机号标识网络中一台主机；,一台,Internet,主机至少有一个,IP,地址，而且这个,IP,地址是全网唯一的。,IP,地址的分类,IP,地址长度为,32,位，采用,x.x.x.x,的格式来表示，每个,x,为,8,位。例如，,202.113.29.119,，每个,x,的值为,0,255,。这种格式的地址被称为点分十进制地址；,根据不同的取值范围，,IP,地址可以分为五类。,IP,地址中前,5,位用于标识,IP,地址的类别，,A,类地址的第一位为“,0”,，,B,类地址的前两位为“,10”,，,C,类地址的前三位为“,110”,，,D,类地址的前四位为“,1110”,，,E,类地址的前五位为“,11110”,。其中，,A,类、,B,类与,C,类地址为基本的,IP,地址。,IP,地址的分类,(3),域名机制,如果,WWW,服务器地址,IP,地址用点分十进制表示，例如为,202.113.19.122,，那么用户很难记住；,如果告诉用户,WWW,服务器地址用字符表示为,，每个字符都有一定的意义，并且书写有一定的规律，这样地址用户就容易理解，又容易记忆，因此提出了域名的概念；,Internet,的域名结构是由,TCP/IP,协议集的域名系统（,DNS,）定义的；,域名系统也与,IP,地址的结构一样，采用的是典型的层次结构,顶级域名分配,我国的域名结构,中国互联网信息中心（,CNNIC,）负责管理我国的顶级域，它将,cn,域划分为多个二级域；,Internet,主机域名的格式为：四级域名,.,三级域名,.,二级域名,.,顶级域名。例如，主机域名,代表中国南开大学计算机系的主机。,3.5 Internet,的服务功能,(1) WWW,服务,WWW,又称为万维网，简称为,Web,是,Internet,技术发展中的一个重要的里程碑；,WWW,系统的结构采用了客户,/,服务器模式；,信息资源以,web,页的形式存储在,WWW,服务器中，用户通过,WWW,客户端浏览器程序图、文、声并茂的,Web,页内容；,通过,Web,页中的链接，用户可以方便地访问位于其他,WWW,服务器中的,Web,页，或是其他类型的网络信息资源。,WWW,服务的主要特点,以超文本方式组织网络多媒体信息，用户可以访问文本、语音、图形和视频信息；,用户可以在,Internet,范围内的任意网站之间查询、检索、浏览及发布信息，并实现对各种信息资源透明的访问；,提供生动、直观、统一的图形用户界面；,WWW,服务的核心技术是：,超文本标记语言（,HTML,）,超文本传输协议（,HTTP,）,超链接（,hyperlink,）,(2),电子邮件服务,电子邮件服务是目前,Internet,上使用最频繁的服务；,电子邮件系统不但可以传输各种格式的文本信息，还可以传输图像、声音、视频等多种信息 ；,邮件服务器系统的核心是,邮件服务器,，它负责接收用户送来的邮件，根据收件人地址发送到对方的邮件服务器中，还负责接收由其他邮件服务器发来的邮件，并根据收件人地址分发到相应的电子邮箱中。,电子邮件服务的工作原理,电子邮件应用程序基本服务功能,：,创建与发送电子邮件；,接收、阅读与管理电子邮件；,账号、邮箱与通信簿管理。,电子邮件协议,：,在电子邮件程序向邮件服务器中发送邮件时，使用的是简单邮件传输协议,SMTP,；,在电子邮件程序从邮件服务器中读取邮件时，可以使用邮局协议,POP3,或交互式邮件存取协议,IMAP,，它取决于邮件服务器支持的协议类型。,(3),文件传输服务,文件传输服务又称为,FTP,服务，它是,Internet,中最早提供的服务功能之一，目前仍然在广泛使用中 ；,文件传输服务由,FTP,应用程序提供，,FTP,应用程序遵循,TCP/IP,协议组中的文件传输协议，它允许用户将文件从一台计算机传输到另一台计算机，并且能保证传输的可靠性；,在,Internet,中，许多公司、大学的主机上含有数量众多的各种程序与文件，这是,Internet,的巨大与宝贵的信息资源。通过使用,FTP,服务，用户就可以方便地访问这些信息资源。,文件传输的工作原理,(4),新闻与公告类服务,网络新闻组,网络新闻组是一种利用网络进行专题讨论的国际论坛 ；,Usenet,并不是一个网络系统，只是建立在,Internet,上的逻辑组织；,Usenet,不同于,Internet,上的交互式操作方式，在,Usenet,服务器上存储的各种信息，会周期性地转发给其他,Usenet,服务器；,Usenet,的基本通信方式是电子邮件，但它不是采用点对点通信方式，而是采用多对多的传递方式。,电子公告牌,电子公告牌,BBS,是,Internet,上较常用的服务功能之一；,电子公告牌提供一块公共电子白板，每个用户都可以在上面书写、发布信息或提出看法、聊天，获得帮助、讨论问题及为别人提供信息；,早期的,BBS,服务是一种基于远程登录的服务，想使用,BBS,服务的用户，必须首先利用远程登录功能登录到,BBS,服务器；,目前，很多,BBS,站点开始提供,WWW,访问方式。,第四节,Web,开发技术简介,本节内容：,一、,WWW（World,Wide Web）,二、,HTML,三、,Frontpage,四、交互网页的制作,五、,ASP（,动态服务主页）,六、,Web,数据库,二、,HTML,（一）、用,HTML,做简单的网页,（二）、,HTML,文档的一般结构,（三）、常用的,HTML,标记元素,（四）、在网页中插入图片,（五）、用,HTML,定义表格,超文本文件,ASCII,格式,双标记方式,（一）、用,HTML,做简单的网页,网络营销,标记元素开始 标记元素的属性 标记元素结束,标记名 标记元素的属性 要显示的文本内容,单标记方式,网上手机市场,你想要买手机吗,?,你可以访问,手机网站,了解有关信息。,（二）、,HTML,文档的一般结构,（三）、常用的,HTML,标记元素,-1,标记元素开始,标记元素结束,标记元素的功能,注释标记,锚元素，定义超文本链接点,地址信息起止,字体颜色加深,基锚，说明链接的基地址,字体闪烁,块引用,超文本正文主体的起止,回车换行,标题，多用于表格,元素间的内容居中,表明其间的内容是引文或例证,代码,（三）、常用的,HTML,标记元素,-2,标记元素开始,标记元素结束,标记元素的功能,文字缩格,线缩格或不显示,的标题符号,回车换行，但不缩格,强调，斜体且颜色加重,变化字体大小和颜色,交互项元素的起止,展示页的版面分割,超文本文件头的起止,与,和,等价,画水平间隔线,定义标题字体大小，,n,值为,1-6,超文本文的开始和结束,字体为斜体,（三）、常用的,HTML,标记元素,-3,标记元素开始,标记元素结束,标记元素的功能,插入图形图像文件,输入信息元素,清单条目，多用于目录列表,显示文本内容，但不执行标记命令,字符移动方式控制,资料说明,下一个标识,用序号显示一级标题,段落的起止，也可以加空行,按原文格式,中划线,用小号字表示,字体颜色加