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文檔簡介
1、 管管 理理 信信 息息 系系 統統第一章第一章 管理信息系統概述管理信息系統概述第二章第二章 數據組織數據組織第三章第三章 文件組織方式文件組織方式第四章第四章 數據處理技術數據處理技術第五章第五章 數據庫技術數據庫技術第六章第六章 管理信息系統分析管理信息系統分析第七章第七章 管理信息系統設計管理信息系統設計第八章第八章 管理信息系統實施管理信息系統實施第九章第九章 決策支持系統決策支持系統第十章第十章 專家系統及其在管理中的應用專家系統及其在管理中的應用 第一章 管理信息系統概述 第一節 信息、數據和管理信息第二節 管理信息系統第三節 管理信息系統的結構第四節 管理信息系統的生命周期 數
2、據、信息與知識的概念數據:數據:語言、數字或其它代表人、物體、事件和概念的特征符號。信息信息:經過加工了的有意義的數據,是對數據的解釋;客觀事實的可通訊的知識。知識知識:對客觀事物規律性的認識,是高層次的信息。 第一節 信息、數據和管理信息 三個術語含義層次由高到低是“知識” 、 “信息” 、“數據”。 從研究信息系統的角度,“數據”經過處理形成“信息”,“信息”經過處理過程形成“知識”,;“知識”用“信息”來表達,“信息”用“數據”來表達。 管理信息 管理信息的分類:戰略計劃信息、管理控制信息、業務信息管理信息系統(Management Information System ,簡稱MIS )
3、 信息系統是一個以人為主導,利用計算機硬件、軟件、網絡通信設備以及其它辦公設備,進行信息的收集、傳輸、加工、儲存、更新和維護,以企業戰略競優、提高效益和效率為目的,支持企業高層決策、中層控制、基層運作的集成化的人機系統。2. 管理信息系統的三大要素:系統的觀點、數學的方法和計算機的支撐。第二節 管 理 信 息 系 統3. 管理信息的功能: a. 數據處理 b. 用數學方法對過去的數據分析并預測未來 c. 用數學方法及時準確地統一提供決策信息 d. 合理地計劃和安排每一崗位的工作,給不同管理層提供不同要求和內容的報告 4. 面向決策管理信息系統特點 數據集中統一,采用數據庫 應用數學模型 有預測
4、和控制的功能信息管理者信息源信息處理器信息用戶信息管理系統總體結構第三節 管理信息系統的結構管理信息系統的概念結構 從概念上看,管理信息系統四大部件組成,即信息源、信息處理器、信息用戶和信息管理者。 根據處理的內容及決策的層次看,可把管理系統看成一個金字塔式的結構。戰略計劃管理控制業務處理基層管理人員高級管理人員非結構化決策結構化決策 管理信息系統的功能結構從使用者的角度看,一個管理信息系統總有一個目標,具有多種功能,各種功能之間又有各種信息聯系,構成一個有機結合的整體,形成一個功能結構。例如,一個企業的內部管理系統可有下列所示的結構。管理信息系統市場子系統財會子系統人事子系統生產子系統供運子
5、系統第四節 管理信息系統的生命周期 有關系統研制特點的兩條“定律” Murphy 定律: 1.工作比想象的更為復雜; 2.花費時間比預計的更長; 3 .所需費用比設想更多; 4.毛病出到什么程度,就一定會出到那個程度。Caltuhan 定律: Murphy 是個樂觀主意者。兩條定律生動的說明了系統研制工作的復雜性和艱巨性。 管理信息系統是一個人造系統,需要從系統的觀點出發,運用系統工程的 方法,按照系統發展的客觀規律開展研制工作。要經過系統分析系統設計和系統實施等過程。系統的發展是無止境的。一個系統用了幾年之后,又可能出現新情況新問題,提出新要求,就要提出改進目標,又要設計更新的系統。這種不息
6、的周期循環,叫系統的生命周期。第二章 數據組織 管理信息 系統的主要任務是對大量信息(數據)進行加工處理以提供決策需要的信息(數據) 在管理信息系統中,數據被存儲在各種設備中,如文件文件夾外存設備等 數據按某種事先約定好的結構輸入到系統中,必須從系統的角度對數據進行正確的、適當的分類、編碼和組織。第一節 數據的分類和編碼第二節 數據的組織層次第三節 數據的外存貯介質第四節 數據的物理組織與邏輯組織第二章 數據組織第一節 數據的分類和編碼一.數據的分類 數據的分類指對數據項予以定義,并根據數據的屬性,將數據項歸納到應有的有序類目中去。如杜威分類法,將資料按其屬性分為十大類: 000099 一般性
7、文學 100199 哲學、心理學及倫理學 200299 宗教及神學 300399 社會科學 . 900999 歷史、地理、傳記 對某一大類還可以細分。 數據分類的原則分類必須適合使用者的需要分類要考慮將來新的資料(數據)單元的增長 數據單元一定要按邏輯排列1.分類方法要綜合考慮各種不同的需要,即進行綜合的平衡二. 代碼的功能及編碼的設計要點 編碼的目的是方便數據處理,編碼的好壞直接影響數據處理的效率和質量。 代碼是指事物名稱、屬性、狀態等的符號和記號。 電子計算機通過代碼來識別事物,為了記錄通信處理和查找數據,必須處理代碼化。代碼形式:純數字組合,數字型字母和符號組成,字符型數字和字符混合形成
8、,混合型代碼的功能為數據項、記錄或文件提供一個概要而不含糊的認定,便于數據的存儲和檢索。1.使用代碼可提高處理的效率和精度。設計代碼的注意事項代碼的設計必須在邏輯上能滿足用戶的需要,在結構上能與處理的方法相一致。每一代碼對其所代表的數據項目必須具有唯一性。代碼設計要預留足夠的位置,以適應需要的變化。代碼要系統化,即代碼應盡量適應組織的全部功能。碼的編制應盡量標準化。注意避免混淆和誤解。字母碼中盡量避免使用元音,以防止形成不易辨認的英文詞。代碼較長時應分成小段若已知碼位數為p,每一位上可以利用的字符種數為s,則可組成的碼的總數為c, c=s三. 代碼的種類1.順序碼,按順序編碼,用連續數字代表編
9、碼對象的碼。如學生學號代碼: 001 章平 002 王英 . . 100 李軍優點:短而簡單,記錄的定位方法簡單易于管理。缺點:不能表怔出代碼對象的特征屬性,沒有邏輯關系;新加數據排在后面,刪除數據造成空碼。2. 區間碼,把數據分成若干組,每一區間代表一個組,如:郵政編碼。 優點:碼中數字的值和位置都代表一定意義,信息處理比較可靠,排序、分析、檢索等操作易于進行。 缺點:碼長度與它分類屬性的數量有關,有時會造成碼長,有多余的數,維修較困難。區間碼的分類 多面碼多面碼:一個數據項可能具有多方面的特征,在碼的結構中,為各規定一個位置。上下關聯區間碼上下關聯區間碼:由幾個意義上相互有關的區間碼組成,
10、結構上一般由左向右排列。十進位區間碼:十進位區間碼:由上下關聯碼發展而成,相當于圖書館分類中沿用已久的十進位分類碼。3. 助憶碼 :用文字數字或文字結合的描述。 TV-B-12 十二寸黑白電視機 優點:通過聯想幫助記憶,適用于數據項目較少的情況。 缺點:對電子計算機系統不方便,太長易引起聯想差錯,在計算機存貯容量太大。4. 縮寫碼:把人們慣用的縮寫字直接用于代碼。 KG (kilo-gram) 公斤5. 尾數碼:末位數的數字碼具有一定的意義,利用尾位數字修飾主要代碼。 02301 230 02302 2306. 條形碼:利用印制的條符寬度、條符間的間隔寬度,寬、窄條符及間隔的相對位置來編碼。7
11、. 其它編碼,由于用途、習慣、國家、地區不同存在著各種編碼。四. 編碼結構中的校驗位:為保證正確輸入,在編碼設計時,在代碼結構中,另外加上一個碼元作為校驗代碼正確與否的碼元。 校驗位通過事先規定的數學方法計算出來,代碼輸入時,計算機用同樣的數學方法按輸入的代碼數字計算校驗位,與輸入的校驗位比較,證實輸入的正確性。25求和取模法,將代碼的碼元求和,然后取模,用模作為校驗位中的碼元值。 如,代碼為 0 7 6 8 3 8 4求和則為 N=0+7+6+8+3+8+4=36設 M=11(質數)則模A為:N=A mod(M)=36 mod 11 =3故校驗位的代碼為: 0 7 6 8 3 8 4 3算術
12、級數法,將代碼按位相乘一個算術級數,然后求和取模的方法。 設代碼為 3 6 9 2 4 ,任取一算術級數65432,將代碼按位與算術級數相乘, 3 6 9 2 4 6 5 4 3 2 18 30 36 6 8然后求和為 18+30 +36+6+8=98=N取模(設M=11)A=N mod (M)=98 mod(11)=10 則帶校驗位的代碼為 3 6 9 2 4 1 03. 質數法,將代碼與質數按位相乘,然后求和取模的方法。 設代碼為:1 2 3 4 5 任選質數為 17, 13,7 ,5 ,3按位相乘,為 1 2 3 4 5 17 13 7 5 3 17 26 21 20 15 N=17+2
13、6+21+20+15=99, 若M=11, A=99 mod(11)=0帶有校驗位的代碼為:1 2 3 4 5 04.幾何級數法,將代碼與任何一個幾何級數按位相乘,然后求和取模的方法。 代碼 1 2 3 4 5任選幾何級數為 32 , 16, 8 ,4 ,2按位相乘,則為 1 2 3 4 5 32 16 8 4 2 32 32 24 16 10和N=32+32+24+16+10=114A=N mod (M)=114 mod(11)=4帶有校驗位的代碼為1 2 3 4 5 4 奇偶校驗法,利用二進制代碼:0、1的個數來校驗其它碼正確與否。偶校驗:表示含有校驗位在內的,為 1 的 個數成偶數的校驗
14、方法。奇校驗:表示含校驗位在內的,為 1 的個數為奇數的校驗方法。 代碼 1000111 若為偶校驗則代碼為 :10001110 若為奇校驗則代碼為 :10001111 數據通常按四個層次進行組織,分別是數據項、記錄、文件和數據庫。 數據項是描述一個數據處理對象的某些屬性的。 如:數據處理的對象是一名職工,則描述他各種屬性的數據項可能有姓名、性別、出生日期等。 數據項還可進一步分解為更小的單元,當子數據項不能再分解下去的時候,該子數據項就叫“初等項”。第二節 數據組織的層次 數據的最小單元是字符,一個字符可以是數字的字母的也可以是專用符號。 數據項的長度可以是固定的,也可以是變化的。 數據項與
15、字域字域的概念相對應,字域指數據在硬件介質上的存貯空間。 2.記錄記錄 與一個公共標志有關系的數據項的集合 公共標志又叫主鍵,是用來唯一地標志一個記錄的標志符。 在一個記錄中除主鍵外,還可能包括副鍵。兩者統稱為鑒別鍵,用來鑒別和搜索記錄。 記錄中每一個數據項都在存貯介質中占據一個字域。記錄中各個字域所需存貯空間的總和,就是該記錄所需要的存貯空間。3.文件文件 為了某一特定的目的而形成的相關記錄的集合。 非日常所說的書面文件,指與計算機輸入、輸出、存貯直接有關的文件。 4.數據庫數據庫 邏輯相關文件的集合 不僅指文件的簡單集合,還包含著對文件的重新組織,其目的主要是為了改善數據存取,并使數據的重
16、復程度減到最小。第三節 數據的外存貯介質 數據的外存貯介質有磁帶、磁盤、磁鼓和磁卡等,前兩種應用最廣。 磁帶 一種順序存貯器介質 磁盤 一種隨機存取存貯器第四節 數據的物理組織與邏輯組織數據的描述 數據的物理描述指數據被物理地記錄在硬件介質上的方式數據的邏輯描述數據向應用程序員或用戶呈現的方式數據的物理組織 數據的物理組織方法指由計算機操作系統提供的數據組織方法。 有以下兩種基本的數據物理組織形式,順序數據組織和直接的數據組織。順序的數據組織 數據文件中的記錄,按照記錄來到的先后次序,順序的排列。如果要訪問順序數據組織中的任一記錄,必須先查詢該記錄前的全部記錄,不能直接插入數據記錄,除非通過數
17、據處理過程重新建立新的順序。適用于: 要求按順序將存貯的全部記錄打印或印成報告時。1.文件記錄的數量很大,而每一運行需要處理的記錄數量又很多時。直接的數據組織 適用于:隨機存貯介質,其存取記錄記錄以存貯設備中硬件的地址作為基礎,而不考慮文件中個記錄所在的順序,讀取某一記錄可直接存取,而不必搜索文件中的全部記錄。 數據的邏輯組織 為發展數據庫系統的需要,為了對數據作大量的查詢工作,還經常使用表、樹和圖等幾種邏輯數據組織。 邏輯數據組織的基本工具是指針和鏈。1 . 表一種有序數據的組合,指一組具有共同屬性的數據,按照一定的邏輯順序排列,構成一個整體的數據組織形式。同類數據用表的形式來組織有如下好處
18、: 同類數據組成表,使得它們之間的相互關系一目了然。 表中的每一具體數據,即表元素所占據的物理位置是以表為基準的,引用表中的任何一個元素時,不要求使用專門的數據名,而可使用下標。 當要尋找表中的 某一個表元素時,只要知道它在表中的位置就可直接存取。 便于循環重復處理簡單表 將文件中的各記錄,僅記錄下來,按表的形式執行組織,但各記錄之間沒有或只有少許聯系。線形表 有限數目n個相同類型的元素組成的序列,n0。表中的數據元素除第一個和最后一個外,都有一個且只有一個前驅元素,同時都有一個且只有一個后繼元素;第一個元素只有一個后繼元素而無前驅元素,最后一個元素只有前驅元素而無后繼元素,元素個數n稱為表的
19、長度,n=0時 這表叫空表。線性表的元素是按一定次序排列的,它們之間的位置是線性的,相鄰元素只有前后的關系而無復雜的鄰接關系。線性表的運算求線性表的長度n;存取線性表的第I個數據元素,比較或修改某個域在第I個元素前插入一個新的數據元素刪除第I個數據元素按一定原則將線性表拆成幾個或將幾個線性表合成一個將線性表中各數據元素按某個域值遞增或遞減的順序重新排序a)由給定的數據元素或域值查找相應數據元素在線性表中的位置(3) 棧 堆棧是施加了一定條件的線性表,數據的插入或刪除僅在表的規定的一端進行,該端叫堆棧的頂端,叫棧頂,另一端叫棧底。堆棧特點:后進先出。堆棧的運算有: 向棧中添加元素,進棧操作;a)
20、從棧中刪除元素,即出棧操作。(4)隊列 又一種添加了條件的線性表,添加元素在一端進行,即隊尾;刪除元素在另一端進行,叫隊首。隊列的特點是:先進入的;元素先被刪除,隊列又稱先進先出表。隊列的運算:向隊列中添加元素,即進隊;a)從隊列中刪除元素,即出隊。2 . 樹 一種非常重要的數據對象,樹結構是按分支關系把數據依次聯系起來的數據組織。 樹是一個或多個結點的有限集合。. 圖 圖是數據組織的另一種形式,特點是任一數據項可與其它數據項相聯系,每個記錄可以有任意數量的指針指向它或離開它。頭記錄也可能不只一個。 圖在計算機中的存貯方式有三種:鄰接矩陣法,鄰接表法,鄰接多重表法。 第三章 文件組織方式 數據
21、組織數據組織指數據在內存中的組織 ,又指數據在外存中的組織。 文件組織文件組織數據記錄在外存設備上的組織。 記錄存入存貯器有物理順序,文件的各個記錄按其主鍵的大小升降,又有一定的邏輯順序。 為便于存取記錄,要求計算機的操作系統能根據記錄的主鍵獲得記錄的物理地址,為此需建立并確定數據記錄的物理順序和邏輯順序之間的對應關系,即文件組織功能。 文件系統能建立文件,提供存取方法,可建立以下文件組織方式。第三章 文件組織方式第一節 順序文件第二節 索引文件第三節 索引順序文件第四節 直接存取文件第五節 鏈型組織第六節 索引鏈接文件第一節 順序文件 串行文件串行文件 順序文件建立初,記錄按其輸入的先后順序
22、排列,起物理順序和邏輯順序并不一定完全一致,稱之為串行文件串行文件。 排好序的順序文件排好序的順序文件 文件的記錄按照鑒別間的大小依次重新排列所得的文件叫排好序的順序文件排好序的順序文件。 排好序的順序文件是物理順序和邏輯順序一致的文件。 存于磁帶上的記錄,都只能是順序文件;存于磁盤上的記錄,即可以是順序的又可以是隨機的文件。 存在順序存取存貯器上的順序文件,只能按順序掃描法存??;存在隨機存貯器上的順序文件,可以按順序掃描法存取,也可以按分塊查找法或折半查找法進行存取。 以使用頻率為基礎的順序文件以使用頻率為基礎的順序文件 按照使用的頻率來排序,可以加快搜索記錄的速度。第二節 索引文件索引文件
23、: 帶有索引表的文件叫索引文件。根據索引的數據文件本身是按順序或不按順序排列又可以分為索引順序文件和索引非順序文件。 索引文件在存貯器 上分為兩個區:索引區和數據區。索引表建立在索引區,數據文件建立在數據區。索引表: 列有每個記錄的鑒別鍵和相應的物理存貯地址的文件。其中這兩項合成為索引項。 索引表在排序前按記錄的物理順序,排序后則按照記錄的鑒別鍵的邏輯順序,而將原索引表抹去。 索引文件組織方式的優缺點 優點: 1. 保證地址的唯一性,不產生重號,訪問記錄時在索引表找到地址,就可找到所需記錄。 2. 其存取機構的動作較簡單。 缺點:索引表本身占用一定的空間第三節 索引順序文件 概念:記錄按照鑒別
24、鍵的順序存放,并帶有索引的文件。 這種文件分三個區:索引區、基本區和溢出區。 溢出區溢出區是為了解決插入的問題,將新增記錄置于溢出區,用鏈地址方法表明順序,不至于引起數據存儲位置的大變動。通常每一柱面有一溢出區。 10TC 索引區索引區通常采用分級索引,有柱面索引和磁道索引。在索引中,地址以磁道為單位。在敘述時,以C表示柱面,T表示磁道。如 表示0號柱面,1號磁道。從總索引查出柱面索引的分布,從柱面索引查出磁道索引的分布,從磁道索引可以查出所要查找的記錄的地址。 和索引非順序文件相比,索引順序文件具有下列特點:查找速度快;比較節省存貯單元;增刪比較麻煩;不能用于多碼檢索。 第四節 直接存取文件
25、直接存取文件可用以下幾種方法實現:直接地址法 優點優點 存取動作簡單,用戶使用方便,不會產生重號。 缺點缺點 把記錄的存貯地址作為鍵號,不易記憶。相對鍵法 優點優點 搜索記錄時只要經過一個簡單的公式計算,就可求得記錄的實際地址,因而搜索時間短,處理速度快。1 缺點缺點 若在這個連續的鍵里有空號,計算機存貯器就留有空位,造成存貯器的浪費,而且需要占有一個連續的地址塊。雜湊法 利用一種稱之為雜湊函數的算法,壓縮存貯空間。 雜湊法的幾種算法: 1.質數除余法 設所需存貯單元數為M(本例中M=5000),則質數除余法的步驟為: (1)確定一個接近M的質數P,如P=4999 (2)設需要轉變的鍵號為K,
26、則轉換后的記錄地址為: H(K)=K-INT(K/P) P 全部記錄的地址范圍為 0=H(K)=M- 1。 1)(0MKH 2.平方取中法 假設鑒別鍵號的碼為六位數,準備的存貯單位為6000,設鍵號K=172148,算法如下: (1)172148 =129634933904 (2)取中段四位數為3493 (3)中段四位數在0000與9999之間,有10000個數,而準備的存貯單位只有6000個,故需將3493乘以0.6得2096,即為計算得到的相對地址。此方法獲得的結果分布比較均勻,發生沖突的機會比較少。3.基數轉換法步驟如下: (1) 將鑒別鍵K1的數按每u個位分部(u=3或4) (2) 每
27、u個位轉換成一個數字,從整個二進制數串得到n1個數字,d0 ,d 1, d2 ,dn1-1 (3) 用上述數字將鑒別鍵號構成以某一數p為基數的數,即 (4) 將A轉化為以q為基數的數,這里 q是存貯器單元地址號碼的基數。101niiipdAiniiqdA10/2 (5)假設分配的存貯單元數為m,若 ,則取后s位為相對地址,即 若 ,則可乘以一個比例因子。 4.折疊法與移位法 假設存貯單元m共有r位數字,鑒別鍵共有n位數字,n恰為r的3倍。折疊法把鑒別鍵的數字按3段折疊后各位數字相加,作為地址(最高位進位者舍去)。sqm /0/2/1.)(dddRAsskisqm 采用雜湊法時,總是希望通過計算
28、將記錄均勻分配到貯存單元去。但實際上,無論采用上面的哪一種方法,都會產生碰撞現象。為解決鍵號在壓縮過程中的產生的矛盾,可以分別采用如下方法: 1. 開放地址法 2. 溢流表法使用雜湊法的步驟如下: (1) 確定記錄總數N (2) 確定每一存貯單位(如磁道、塊等)可以存放的記錄數n (3) 按下式確定應準備的存貯單元數: (4) 找出一個雜湊函數 。%)101(nNm雜湊法的優缺點:優點: 存取速度快,比較節約存貯空間。因為這種方法只要調用一個算法過程,而無須占用存貯空間作為索引。缺點: 不易找到一個良好的算法,而且有時在碰撞現象發生過多時,會加長存取時間。 第五節 鏈型組織 鏈型組織方法利用隨
29、機存貯器,通過指針和地址的概念,把文件中的記錄按照一定的邏輯性連接起來。 鏈地址:在記錄RK中包括一個叫做指針的數據項,其值為下一個記錄RKi+1的地址 A(RKi+1 ),其中i=1,2,3,N-1。則稱這個地址為鏈地址。 鏈地址有雙向的,前向的和環狀的等多種。 前向的:每一個記錄中有下一個記錄的地址。 雙向的:每一個記錄中除存有下一個記錄的地址以外,還存有上一個記錄的地址。 環狀的:除每一個記錄中置有下一個記錄的地址外,最后一個記錄中還存有第一個記錄的地址。 鏈型組織的操作流程: 建立可用鏈準備一個鏈頭用的變量加入第一個記錄把記錄放在一個有記錄的鏈的最前端在鏈中插入一個記錄搜索鏈中的記錄取
30、消一個記錄 第六節 索引鏈節文件 索引鏈接文件是將索引方法與鏈接方法結合的組織方式,對文件中的若干記錄用索引法,其它記錄通過這些記錄鏈接。 組織方式的適用情況: 用于多碼檢索 用于不等長記錄第四章 數據處理技術第一節 數據處理的概念第二節 數據文件的建立第三節 數據文件的排序第四節 數據文件的合并第五節 數據文件的檢索第六節 數據處理方式 第一節數據處理的概念 數據處理指把來自科學、研究生產實踐和社會經濟活動等領域的原始數據用一定的設備和手段按一定的使用要求加工成另一種形式的數據。 數據處理的目的 把數據轉換成便于觀察分析、傳送或進一步處理的形式; 把數據加工成對正確決策有用的數據; 把數據編
31、輯后存貯起來,供以后使用。數據處理的基本內容:數據收集:按系統的觀點和用戶的需要收集必要的數據;數據的轉換:信息的代碼化;數據的篩選、分組和排序數據的組織:整理數據或用一定的方法安排數據按照給定的數據結構在存貯器上配置數據的運算:算術運算與邏輯運算;數據的存貯數據檢索1.數據的輸出數據處理一般不涉及復雜的數學運算,但要求處理的數據量大,數據處理時需考慮以下問題:數據以何種方式存貯在計算機中;采用何種數據結構能有利于數據的存貯和取用;1)采用何種方法從已經組織好的數據中檢索數據。第二節 數據文件的建立數據文件的建立指文件系統中一個具有實在數據內容的文件從無到有的過程。數據文件的建立步驟:在文件記
32、錄中增加新文件登記項;建立文件結構(即文件的邏輯結構),確定文件由幾個區域或數據項組成,定一個個數據項名數據項的類型及數據項的長度;將原始數據輸入內存;1.將內存中的數據寫到外存貯器中指定文件的存貯區域中。第三節 數據文件的排序概念: 排序是將數據文件的記錄按照某一鍵號先后次序進行由小到大排列的數據處理工作。 排序可分內存排序和外存排序。 內存排序:將待排序的所有記錄一次讀入內存,然后在內存中排序;適用于體積不很大的文件。 有選擇法、水泡法、插入法、快速法。 選擇排序法 從原始數據中每次選取最小數據放于新數據列的第一位置,第二次由數據列中選出的所余數據中的最小值放在新數據列的第二位置,依次類推
33、,直到整個數據列按邏輯順序排好為止。 若記錄數為N,選擇法排序的比較次數: N(N-1) 2 排序時需準備一輔助表作為中間環節,使用空間效果較差。為節省使用空間可用選擇交換排序法。 水泡法排序 水泡法程序是一種最簡單的排序方法。下面是水泡法排序的流程圖: 是 是 否 開 始i=Ni2j=N-1iN-1+1?i=i+1結束A(j+1)A(j)T=A(j)A(j)=A(j+1)A(j+1)=Tj=j-1否是三.插入法排序把被排序的數據逐個取出插在適當的位置。插入過程可具體描述為:開 始I =1J=I,T=A(I+1)A(J+1)=A(J),J=J-1A(J+1)=T結 束 TA(J)?J N-1?
34、否否是是I=I+1否 是第四節 數據文件的合并 數據文件的合并分為數據文件的合并處理和數據文件的更新合并處理 數據文件的合并處理 合并處理有以下情況: (1)同鍵號合并 (2)把兩個或兩個以上含有相同數據項目的數據文件合并為一個新的數據文件。1 合并程序的流程圖: 開 始J =0 打開文件讀一個記錄 讀完否? J=0?J = 0K KTKT = KD1=“ ”D2=“ ”J = 1 J =1?寫入新磁盤文件 關閉文件停 止寫 入新磁盤文件DT1=D1DT2=D2是是否否是是否否 是 否 是編制合并程序的難點在于確定程序進行到什么時候可以結束??赡艹霈F的情況有好幾種: (1)第1數據文件先讀完,
35、這時要求下一個循環只讀第2數據文件的記錄; (2)第2數據文件先讀完,這時的情況正好和上面相反; (3)兩數據文件同時讀完; (4)兩個數據文件中的一個一開始就是空的。二. 數據文件的更新合并處理當數據處理需要把兩個以上鍵號不完全相同、數據項目不相同的數據文件結合為一個新的數據文件時,需要編寫更新合并程序。 合并處理流程圖:開 始J=0讀文件1一個記錄,鍵為K1J =1?讀文件2一個記錄,鍵為K2J =0 K1K2?K1 K2?把鍵為K1和K2的兩個記錄先后寫入新文件J =1 鍵K1的記錄寫入新文件 鍵K2的記錄寫入新文件是否是是否 否第1數據文件 第2數據文件更新合并更新合并 對數據文件1來
36、說,把另一個數據文件2中同鍵號的數據項和它串聯成一個新的記錄,或者用第二數據文件中的內容修改第一數據文件的內容,叫更新;把數據文件1中有而本數據文件中沒有的鍵號以及它所屬的數據項也插進序列形成一個新的數據文件的過程,叫合并。更新合并作為一個程序進行,就是更新合并程序。第五節 數據文件的檢索 數據處理過程經常需要使用檢索程序。檢索程序可以按照要查找記錄的鍵號到數據文件中去把這個記錄搜索來,并通過顯示或打印等形式予以表示。 下面以折半查找法為例進行講解。折半法又稱二分檢索,其做法是將位于文件中間位置的記錄關鍵字和待查關鍵字比較進行檢索。 折半查找的程序框圖:開 始讀入索引表輸入要檢索的鍵號KL=1
37、 B=NM=INT(L+B)/2K=A(M)? K B M =0?繼續否M=0結 束從主文件按地址B(M)讀出記錄顯示“找不到”是是否否是否 否 是 否第六節 數據處理方式 數據處理的方式可以分為兩大類:一是成批處理方式,二是聯機實時處理方式。 一一. 批處理系統:批處理系統: 按成批處理方式組織的數據處理系統叫做批處理系統。對批處理系統,又可以根據文件組織方式的不同,分為順序處理系統和直接存取系統兩種。 1.順序處理系統順序處理系統 全部文件都按順序文件組織方式組織的數據處理系統叫做順序處理系統。 下面為更新和維護主文件的一般過程: 流程圖見下頁。 核對控制總 數原始數據輸入和編輯處理處理文
38、件排 序處理文件更新主文件處理表和控制總數 舊主文件新主文件(排好序)更新和維護預訂主文件的系統流程圖:注銷續訂更改新訂戶輸入和編輯處理錯誤和控制 總數校核處理文件 排序(按訂戶鍵) 處理文件 (排好序) 更 新更新表和控制總數 總數校核 老預訂者主文件 新預訂者主文件 注銷文件 順序處理系統的特征: (1)按個別作業申請處理,每個作業的處理級別隨時間而變化。 (2)文件的有效時間有限,因為文件更新以后放入文件庫,直到下次更新之前對處理來說是無效的。 順序處理的優點及使用條件是:(1)適合于定期處理的場合;(2)適合于每次處理的記錄數量較大的情況;(3)設備費用少,技術簡單;(4)與傳統的手工
39、系統方法一致。 順序處理系統的缺點:(1)要求立即輸出信息的地方不能用;(2)部分文件不能代表目前的實際狀態;(3)處理量很小,變動量很少的地方不宜采用;(4)排序工作耗費計算機資源多。2. 直接存取系統直接存取系統 直接存取系統更新文件與順序存取系統的不同: 更新時不存在舊主文件的概念,每次更新都直接去修改主文件的記錄,原有記錄被破壞,所以這種更新又叫破壞性更新或覆蓋更新。直接存取批處理系統的優點是:(1)可以省掉順序處理系統中的許多步驟;(2)用一個簡單的程序可以更新多個文件。如下流程圖;(3)當更新的主記錄數較少時,直接存取系統文件的維護程序比順序系統要快得多。更新主文件庫 存主文件銷售
40、員主文件更新表處理文件原始數據主文件對照控制總數輸入與編輯處理文件排 序 處理文件 (排好序) 更新主文件更新表和控制總數二. 聯機實時系統以實時訂貨處理系統為例講解。控制單元 終 端 終 端 終 端 處理終端 終 端 終 端計算機聯機文件打印機倉 庫 分公司1 分公司2 分公司5 分公司3 分公司4 聯機實時系統適用于要求及時響應的場合。它不需要脫機轉換數據,也不需要人工干預,使用方便,服務及時,但費用較貴,對信息的時間性要求不高時,不宜采用。同時,由于這種系統的集中度較高,要求有嚴格的控制過程。特別是對存取的安全控制要求較高,所以技術較復雜。 第五章 數據庫技術第一節 數據庫系統概述第二節
41、 現實世界的數據描述和數據模型第三節 數據庫系統的體系結構第四節 數據庫管理系統第五節 關系數據庫與關系模型第六節 關系數據庫語言第七節 關系的規范化第一節 數據庫系統概述 數據庫系統是在文件系統基礎上發展起來的更高級的數據管理技術。它的基本思想是解決多用戶環境下的數據共享問題,對數據資源集中統一管理,具有較高的數據獨立性,并為數據提供各種保護措施。如圖所示關系: 用戶程序2用戶程序1用戶程序n數據庫 通常一個數據庫系統包括下列內容: 1.計算機系統 2.結構化的相關數據集合 3.數據庫管理系統 4.有關人員 數據庫的主要特征如下:1.數據的獨立性2.數據的共享性3.最小的數據冗余4.嚴密的數
42、據保護措施5.數據統一管理與集中控制第二節 現實世界的數據描述和數據模型一.現實世界的數據描述 現實世界 信息世界 計算機世界 三個世界中使用的術語對應關系圖如下:個體特征總體標識特征總體及其聯系實體屬性實體集標識屬性實體模型記錄數據項文件關鍵字數據模型二.數據模型 實體及其相互之間的聯系組合在一起,構成一個有機的整體,這個整體數據結構叫做數據模型。 三種類型 層次模型、網狀模型和關系模型。第三節 數據庫系統的體系結構 數據庫系統結構的三個抽象層次,反映了與數據庫有關的不同人員看待數據庫的三種不同角度。用戶程序甲工作區用戶程序乙工作區用戶程序丁工作區用戶程序丙工作區子模式A子模式B模 式物理模
43、式數 據 庫系統緩沖區DBMS 在數據庫系統中,用戶看到的數據和計算機內存放的數據不同,其間進行了兩次變換。 第一次變換是系統為減少數據冗余,實現數據共享,把所有用戶的數據進行綜合,抽象成一個統一的數據視圖。 第二次變換是為了提高數據的存取效率,改善系統性能,把全局視圖的數據呆板找物理組織的最優形式來存放。一. 模式(schema) 模式描述數據庫整體邏輯,模式的主體就是數據庫的數據模型。模式也稱概念模式。二.子模式(subschema) 子模式是模式的子集,只描述數據庫中每個應用程序所需要的部分,代表用戶的數據觀點,用子模式語言描述。 用戶使用子模式的好處:1.接口簡單,使用方便。2.保證數
44、據的獨立性。3.提供數據共享性。4.孤立數據、保密安全。三.內模式 內模式是描述數據的物理存儲細節,包括記錄的定位方法,記錄間聯系的表示方法、數據項的表示方法和索引的組織方法等。內模式又叫存貯模式或物理模式。第四節 數據庫管理系統 數據庫管理系統(DBMS)是管理數據的一組軟件,是數據庫系統中各部分取得聯系的中心樞紐。一.DBMS的功能1.描述數據庫 描述數據庫功能也稱為定義數據庫功能。2.管理數據庫 管理數據庫功能也稱為數據庫的控制整個數據庫系統的運行;控制用戶的并發性訪問;執行對數據的安全、密、完整性檢驗。3.操縱數據庫 操縱數據庫功能是指接受、分析和執行用戶提出的訪問數據庫的各種請求,完
45、成對數據庫的檢索、插入、修改和刪除等操作。這是面向用戶的主要操作。4.維護數據庫 維護數據庫功能包括初始時裝入數據庫;運行時記錄工作日記、監視數據庫性能;在數據庫性能變壞時重新組織數據庫;在用戶要求或系統設備發生變化時修改和更新數據庫;在系統軟、硬件發生故障時恢復數據庫等。5.數據通訊二.DBMS的組成1.數據描述語言(DDL)及其編譯程序2.數據操縱語言及其編譯程序3.數據庫管理例行程序三. DBMS的工作過程 現以用戶通過應用程序讀取一個記錄為例,說明應用程序借助數據庫管理系統查詢數據庫中數據的主要步驟,如下圖:應用程序A狀態字工作區系統緩沖區數據庫日記子模式A模 式存貯模式18297 1
46、06543第五節 關系數據庫與關系模型 關系數據庫(RDBMS)是以關系數據模型為基礎的數據庫,它是應用現代數學理論處理數據組織的一種方法。 一.關系模型的基本概念1.笛卡兒積2.關系、屬性、值域3.關鍵字4.關系模式:一個關系的屬性名表稱為關系模式。5.關系模型:所有關系模式的匯集叫做關系模型。6.關系數據庫:對應于一個關系模型的所有具體關系的集合稱為關系數據庫。 二.關系模型的描述 關系模型中兩類不同性質的關系:一類是描述實體本身的,另一類是描述異質實體之間的聯系的。 關系模型的本質就在于實體之間的聯系也用表格的形式表示。在建立關系模型時,只要把所有的異質實體分別用關系框架來表示,同時把描
47、述實體之間有聯系的信息也用關系框架表示出來,就可以得到一個關系模型。第六節 關系數據庫語言一.關系數據庫語言概述 目前關系數據庫語言所使用的語言都具有集定義、操作和控制為一體化的特點。它的核心部分是查詢,因此又稱關系數據庫語言為查詢語言。按表達查詢的方式不同,它可以劃分為關系代數和關系演算兩類查詢語言。二.關系代數 關系代數是用對關系的運算來表達對關系操作的數據語言。 在關系代數中,對關系的運算分為兩類:1.傳統的集合運算:并運算、差運算、交運算;2.專門的關系運算:選擇運算、投影運算、連接運算、除法運算。三.SQL 中的DML語句 SOL語言具有數據庫的定義功能、控制功能和操作功能。其操作功
48、能主要是通過DML語句實現的。主要進行以下操作: 1.無條件檢索 2.有條件檢索 3.多關系間的檢索 4.嵌套映象的檢索 5.帶有函數過程的檢索 6.更新操作 7.插入操作 8.刪除操作第七節 關系的規范化一.問題的提出 關系的規范化是關系數據模型設計中的一個非常重要的問題。關系規范化是指導我們合理設計關系的方法。要對關系進行規范化處理,首先要分析關系中的各屬性之間的依賴關系。二.函數依賴 屬性之間的聯系稱為數據依賴。有兩種最重要的數據依賴,即函數依賴和多值依賴。下面僅討論函數依賴1.屬性間的關系(1)1:1(one to one)關系(2)1:m (one to many)關系(3)m:m(
49、many to many)關系2.函數依賴定義5-1 設 R(U)是屬性集合U上的一個關系模式。X,Y是U的子集,如果R(U)的所有具體關系r 都存在著:對于X的每一個具體值,都有Y唯一的具體值與之對應,則稱X函數決定Y,或Y函數依賴于X,記作X Y。定義5-2 在R(U)中,如果X Y,并且對于X的任意一個真子集 X都有 X Y,則稱Y完全函數依賴于X,記作X Y ; 否則稱Y部分函數依賴于X,記作X Y。定義5-3 在R(U)中,X,Y,Z為U中的三個不同子集,若X Y(YX),Y X,Y Z,則 必有X Z,則稱Z傳遞函數依賴于X,記作Z Z。3.函數依賴與屬性關系 設有關系模式R(U)
50、中的屬性集X、Y,則有下列規則:(1)如果X,Y之間是“1:1”關系,則有函數相互依賴;(2)如果X,Y之間是“m:1”關系,則有函數依賴X Y;(3)如果X,Y之間是“m:m”關系,則X,Y之間不存在函數依賴。fpt三.關系規范化 設計一個關系數據庫,首先要定義一組關系,這組關系定義的好,系統的性能就好,相反則差。一般的設計原則是:(1)數據的冗余度盡量低;(2)不出現插入、刪除等操作異常;(3)能盡量如實反映現實世界的實際情況,而且又易懂。 所謂關系的規范化就是將一個低一級的范式,通過投影運算,轉化為一組高一級的范式的集合,這種轉化過程叫做關系的規范化。其過程如下圖: (將組合屬性 化為原
51、子屬性) (消除非主屬性對主關鍵字的部分函數依賴) (消除非主屬性對主關鍵字的傳遞函數依賴) INF2NF3NF第六章 管理信息系統分析第一節 MIS的研制生命周期第二節 初步調查與可行性分析第三節 現行系統的詳細調查第四節 新系統邏輯模型和系統分析報告第一節 MIS的研制生命周期 通常人們將MIS的生命周期依次分為系統分析、系統設計和系統實施三個大的階段。 系統分析是系統開發的第一階段,其任務是徹底了解清楚用戶的信息需求。 系統設計是根據系統分析的結果,進行系統模塊的外部特性設計、模塊的內部特性設計、代碼設計、輸入/輸出設計和文件設計。 系統實施是指新系統的具體實現、運行和維護。系統分析系統
52、設計系統實施MIS生命周期中的不確定循環第二節 初步調查與可行性分析一.初步調查的內容 初步調查的主要內容有:1.系統的基本情況2.系統中信息處理的概況3.系統的資源情況4.系統中各類人員對信息系統的態度二.可行性分析的內容1.技術可行性分析2.經濟可行性分析3.人員因素可行性分析4.開發時間可行性分析三.可行性分析報告內容包括:1.系統的簡述2.項目的目標3.可以投入的資源4.結論:(1)可以立即繼續進行(2)需要推遲到某些條件具備之后才能繼續進行(3)不能或者沒有必要繼續進行第三節 現行系統的詳細調查 MIS的方案的形成過程可以概括為下圖所示的模型轉換過程。 現行系統的邏輯模型新系統的物理
53、模型 新系統的邏輯模型現行系統的物理模型一.詳細調查的基本原則1.用戶參與的原則2.分解與抽象相結合的原則3.盡量采用圖形表達工具的原則4.及時形成文檔的原則二.組織結構的調查 表達一個部門或單位組織結構關系的最直觀的方法是組織結構圖。如下例:廠長辦公室計劃科財務科供銷科計劃組統計組成本組會計組出納組供應組倉庫銷售組 三.管理功能的調查 任何一個系統都可以按照分解與抽象的原則,從它的系統目標出發,到它的各項功能,再到每項功能的各種活動的順序,逐層進行系統的功能分解,從而得到該系統的功能層次圖。如下圖例示: 企業目標 財務管理 技術管理 計劃管理 物資管理 計劃編制 合同管理 生產管理 庫存管理
54、 P1 P2 Pn Pn+1 Pn1Pn2四.管理業務流程的調查 描述管理業務狀況的圖表是業務流程圖。這是一種表明在該項管理業務范圍內各單位、人員之間業務關系、作業順序和管理信息流動的流程圖。如下頁某企業物資管理的業務流程圖。 車 間領料單用料計劃未批準領料單已批準領料單庫存帳用料流水帳領料通知缺料通知單入庫單訂貨單(合同)催貨單補充訂貨單提貨通知單供貨單位 庫存報表有關部門 有無五.數據流程的調查 描述系統數據流程的工具是數據流程圖及其附帶的數據字典、表達處理邏輯的決策樹和判斷表。1.數據流程圖數據流程圖(1)數據流程圖的基本成分先看下面的例圖:產品目錄訂貨臺帳顧客擋案顧客主管部門數據流 數
55、據流由一組固定的數據項組成。由某一存貯文件向某一加工表示該加工從該文件中讀取數據,反之表示該加工向文件中寫入數據。加工變換(處理) 加工變換是對流入的數據經過處理后,變成流出的數據流。數據存貯文件源點和終點(外部項) 在同一張數據流程圖上,某一數據流的源點又可能是另一數據流的終點。(2)數據流程圖的畫法 繪制數據流程圖采取自上向下逐步分解的方法。物資管理系統的頂層數據流程圖: 物資管理頂層DFD如上圖是圖中各數據流的含義如下:車間領料申請單供貨單位發來的提貨通知單與供貨單位簽定的供貨合同給車間的發料單給供貨單位的催貨單給供貨單位的訂貨單給主管部門的庫存報表 物資管理第零層DFD 訂貨合同 若按
56、照功能把“物資管理”分解成“合同管理”和“庫存管理”兩大功能模塊,則需增加庫存缺貨通單和入庫通知單兩條數據流。 分解后的數據流程圖如下 數據庫流程圖分解時,應注意的問題: 一是需要新增加的數據流不應該遺漏,同時每一個數據流的出發端和終止端應畫正確;二是數據存貯文件的添加,應限于各功能模塊之間的接口處。(3)數據流程圖的復核 首先檢查系統的外部項。其次檢查各個數據存貯文件。對加工處理模塊的檢查是輸入數據是否齊全,是否存在不必要的輸入,輸出的數據是否都有合適的去向等。2.數據字典數據字典 數據字典包括三種類型的條目:數據流、數據存貯文件和數據項。數據字典是關于數據的數據庫。3.處理邏輯的說明處理邏
57、輯的說明 對數據流程圖中各個基本加工的精確描述稱為處理邏輯的說明。其條目內容包括:處理邏輯名、說明、處理邏輯編號、輸入的數據流、處理過程、輸出的數據流和處理頻率等。決策樹和決策表決策樹和決策表 決策樹比較直觀容易理解,比較受用戶的歡迎,但不適于表達條件組合過于復雜的情況。訂貨數量1000件以上 500-1000件500件以下好15%差12%好10%差7%好5%差0% 決策表可以在復雜的情況下,很直觀地表達出決策條件、規劃和應當采取的決策行動之間的邏輯關系。 第四節 新系統邏輯模型和系統分析報告一.新系統邏輯模型的提出 提出新系統的邏輯模型是系統分析階段的最后一項工作,又是系統設計階段的開始。1
58、.現行系統評價(1)現行系統的目標評價(2)現行系統邏輯功能的評價(3)現行系統的輸入和輸出評價2.新系統邏輯模型的提出 新系統模型的提出,要以現行系統的數據流程圖為基礎,并以新系統的目標為依據,逐層修改現行系統的數據流程圖來實現。(1)確定新系統的目標 原則: 適用性、經濟性、整體性、 依據: 以現行系統存在的問題作為系統開發的突破口。 根據開發的資源情況,恰當地確定新系統開發的范圍和進度。 按照EDP、MIS和DSS三個層次,先易后難地進行開發。(2)確定新系統的邊界 新系統邊界的確定,也就是確定新系統的人-機接口邊界,即恰當地劃定出哪些處理部分由計算機處理比較合適,而哪些部分由人工完成。
59、(3)確定新系統的主要處理功能 主要是檢查系統中的主要處理功能是否能夠滿足新系統目標的要求,如果需要增加新的功能,可以通過修改DFD來實現。(4)確定新系統的數據處理方式 數據處理方式一般分為聯機處理和批處理兩種形式。其確定往往是根據系統用戶的要求和數據處理的實際來考慮的,可以直接在數據流程圖中體現出來。二.系統分析報告 包括以下內容:(1)系統目標的描述。(2)現行系統的整套數據流程圖、數據字典、處理邏輯的說明。(3)新系統的邏輯模型,即新系統的整套數據流程圖。第七章 管理信息系統設計第一節 MIS設計的原則和內容第二節 系統總體設計第三節 輸出設計第四節 輸入設計第五節 數據存貯文件設計第
60、六節 編寫程序模塊設計說明書第七節 提交系統設計報告第一節 MIS設計的原則和內容一.系統設計的原則 在系統設計中,系統設計人員應遵循下列設計原則:1.系統的觀點2.模塊化的結構3.立足在將來的系統實施時盡可能采用結構化的高級程序設計語言編寫應用程序。二.系統設計的步驟和內容第一步:系統總體設計第二步:代碼設計第三步:輸入輸出設計第四步:數據存儲設計第五步:劃分程序模塊第二節 系統總體設計一.劃分子系統 把系統劃分為若干個子系統可以大大簡化設計工作。子系統按邏輯功能劃分后,每一個子系統,無論設計、調試,基本上可以互不干擾地各自相對獨立進行。二.系統結構圖設計 對任何一個系統,都可以根據新系統的
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