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文檔簡介

計算機管理信息系統(tǒng)章詳細(xì)設(shè)計2025/8/71第一頁,共84頁。緒言

詳細(xì)設(shè)計是對概要設(shè)計活動的延續(xù),其成果將是編程實現(xiàn)的直接依據(jù)。概要設(shè)計幾乎不考慮計算機實現(xiàn)的問題,仍然是把關(guān)注的焦點放在系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)上,到了詳細(xì)設(shè)計階段,則更多的是要考慮如何構(gòu)造用計算機實現(xiàn)的方案。這一階段的主要任務(wù)包括代碼設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、系統(tǒng)平臺設(shè)計和程序設(shè)計等。2025/8/72第二頁,共84頁。6.1代碼設(shè)計6.1.1代碼的概念6.1.2代碼設(shè)計的任務(wù)6.1.3代碼的作用6.1.4代碼的設(shè)計原則6.1.5代碼的種類6.1.6代碼的校驗2025/8/73第三頁,共84頁。6.1.1代碼的概念為了適應(yīng)計算機信息處理的特點,在管理信息系統(tǒng)中,對大量的實體信息都要進行代碼設(shè)計,以便于檢索。如職工編號、物資編號、部門編號、產(chǎn)品編號、零部件及材料編號等,這一活動被稱為代碼設(shè)計。代碼是一組可以包含事物的類別、屬性、狀態(tài)等信息的符號或記號,它可以是字符、數(shù)字、特殊符號或它們的組合。代碼以簡短的符號形式代替了具體的文字說明,具有簡潔、形象、便于記憶、便于計算機識別和處理的特點。2025/8/74第四頁,共84頁。6.1代碼設(shè)計6.1.1代碼的概念6.1.2代碼設(shè)計的任務(wù)6.1.3代碼的作用6.1.4代碼的設(shè)計原則6.1.5代碼的種類6.1.6代碼的校驗2025/8/75第五頁,共84頁。6.1.2代碼設(shè)計的任務(wù)代碼設(shè)計的主要任務(wù),就是把管理信息系統(tǒng)要處理的事物:用特定的字符、數(shù)字或其組合來描述,設(shè)計出一套供管理信息系統(tǒng)開發(fā)和運行中使用的代碼系統(tǒng),以便于計算機系統(tǒng)識別與處理,便于對信息實現(xiàn)索引、查詢、分類、統(tǒng)計、匯總等操作。2025/8/76第六頁,共84頁。6.1代碼設(shè)計6.1.1代碼的概念6.1.2代碼設(shè)計的任務(wù)6.1.3代碼的作用6.1.4代碼的設(shè)計原則6.1.5代碼的種類6.1.6代碼的校驗2025/8/77第七頁,共84頁。6.1.3代碼的作用管理信息系統(tǒng)的主要特點是對大量的實體數(shù)據(jù)進行分類、存儲、檢索、統(tǒng)計等處理操作,從中產(chǎn)生有價值的信息,以輔助管理過程控制與管理決策。管理信息系統(tǒng)能否開發(fā)成功,代碼的設(shè)計是一項非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)工作。代碼對管理信息系統(tǒng)的作用大致體現(xiàn)在五個方面:標(biāo)識作用。代碼在系統(tǒng)內(nèi)具有唯一性,可用來標(biāo)識和確定某個具體的對象,避免了文字描述、術(shù)語和別名等的二義性,以便于計算機的識別。便于錄入、分類、統(tǒng)計、檢索等操作。當(dāng)實體信息按屬性或類別進行編碼后,簡化了統(tǒng)計和檢索處理過程。代碼可以用來標(biāo)明事物所處的狀態(tài),便于對象的動態(tài)管理??梢怨?jié)省存儲空間,提高處理速度與精度??梢蕴岣邤?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程度。2025/8/78第八頁,共84頁。6.1代碼設(shè)計6.1.1代碼的概念6.1.2代碼設(shè)計的任務(wù)6.1.3代碼的作用6.1.4代碼的設(shè)計原則

6.1.5代碼的種類6.1.6代碼的校驗2025/8/79第九頁,共84頁。6.1.4代碼的設(shè)計原則代碼的設(shè)計要考慮的因素包括:(1)代碼的唯一性,即每個代碼都僅代表唯一的實體或?qū)傩?。?)代碼的通用性。代碼設(shè)計過程中,應(yīng)盡量采用成熟的標(biāo)準(zhǔn)。這方面有國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可供參考。(3)代碼的可擴充性,即編碼空間和碼距應(yīng)具有一定的彈性,當(dāng)增加新的實體或?qū)傩詴r,可直接利用源代碼擴充,而不需要變動代碼系統(tǒng)。(4)使代碼具有簡潔性。如果代碼太長會影響所占存儲空間、輸入/輸出速度以及輸入時的出錯率,所以代碼設(shè)計的應(yīng)盡量簡潔。(5)系統(tǒng)性。代碼設(shè)計要有規(guī)律,邏輯性強,既便于計算機處理,也便于人識別、記憶和手工使用。2025/8/710第十頁,共84頁。6.1代碼設(shè)計6.1.1代碼的概念6.1.2代碼設(shè)計的任務(wù)6.1.3代碼的作用6.1.4代碼的設(shè)計原則6.1.5代碼的種類6.1.6代碼的校驗2025/8/711第十一頁,共84頁。6.1.5代碼的種類代碼的設(shè)計要適應(yīng)管理業(yè)務(wù)的需要,又要符合被編碼實體的特性。比如圖書的編碼,除了需要區(qū)別是哪一本書之外,一般在查詢的時候還需要知道是哪一個學(xué)科類別的,因此,圖書的編碼中除了序號之外,還需要包含分類信息。對于鋼材的編碼,除了區(qū)別類別之外,還需要包含形狀的信息,如槽鋼、角鋼、板材等。常見的編碼有順序碼、分段碼、字母碼、組合碼、混合碼和特征組合碼。(1)順序碼。將順序的自然數(shù)和字母賦予編碼對象。用連續(xù)數(shù)字代表編碼對象。如張平的職工號為0001,李立的為0002等,順序碼的優(yōu)點是簡單,易追加,缺點是可識別性差,無邏輯性。2025/8/712第十二頁,共84頁。(2)分段碼。將整個編碼長度分成幾段,分別表示不同的分類信息,每段具有一定的含義,如我們熟悉的學(xué)號,就是一種分段編碼。2025/8/713第十三頁,共84頁。(3)字母碼。用具有特定意義的字母代表某一類項目。如電視用“TV”,厘米用“cm”。字母碼的優(yōu)點是可用漢字拼音或英語聯(lián)想幫助記憶,缺點是位數(shù)多、處理不便,易產(chǎn)生重復(fù)。(4)組合碼。由上述編碼組合而成。如學(xué)號就由分段和順序碼組合而成。(5)混合碼。用字符、數(shù)字混合組碼,如汽車牌號“豫P3622”。(6)特征組合碼。將分類對象按其屬性或特征分成若干個“面”,每個“面”內(nèi)的諸類目按其規(guī)律分別進行編碼。2025/8/714第十四頁,共84頁。6.1代碼設(shè)計6.1.1代碼的概念6.1.2代碼設(shè)計的任務(wù)6.1.3代碼的作用6.1.4代碼的設(shè)計原則6.1.5代碼的種類6.1.6代碼的校驗

2025/8/715第十五頁,共84頁。6.1.6代碼的校驗由于手工操作在代碼輸入的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些習(xí)慣性的錯誤,出錯的情形大約有抄寫錯誤、易位錯誤、雙位錯誤、隨機錯誤等。為了在一定程度上避免輸入錯誤,在代碼設(shè)計時往往設(shè)計有校驗位。源代碼是按照某種編碼規(guī)則構(gòu)成的。實際使用中,為了保證正確的輸入,在源代碼的后面還可以附上一至兩位校驗碼。校驗碼是通過事先規(guī)定的數(shù)學(xué)方法計算得到的,使它變成代碼的一個組成部分;使用時與源代碼一起輸入,此時計算機會分離出原碼段與校驗碼段,并用同樣的數(shù)學(xué)運算方法按輸入的原碼段的代碼數(shù)字計算出校驗位,并將它與校驗位進行比較,以檢驗輸入是否錯誤。2025/8/716第十六頁,共84頁。校驗碼的生成過程如下:(1)對源代碼中的每一位加權(quán)求和。N位代碼:C1,C2,…,Cn權(quán)因子:P1,P2,…,Pn加權(quán)和:C1*P1+C2*P2+…+Cn*Pn權(quán)因子可選為自然數(shù)1、2、3、4、5,也可用幾何級數(shù)2、4、8、16、32或質(zhì)數(shù)3、5、7、11、13或其他系列。(2)以模除“加權(quán)和”得“余數(shù)”。S/M=Q………R其中,S表示加權(quán)和,M代表模,Q表示商,R表示余數(shù)。模可取不同的數(shù),如9、10、11、37、97等。2025/8/717第十七頁,共84頁。(3)得到校驗碼。將模和余數(shù)之差作為校驗碼,或?qū)⒂鄶?shù)直接做校驗碼,附加在源代碼后。例如,源代碼為2578、權(quán)系數(shù)為1234、模為9,則加權(quán)和:2*1+5*2+7*3+8*4=65校驗碼:65/9=7………2,9-2=7所以帶校驗位的代碼為25787,其中7為校驗位。(4)用校驗碼檢查代碼的過程。設(shè)輸入的代碼(含校驗碼)為55787,其中7為校驗位,對每一位乘以它的原來的權(quán),校驗位乘的權(quán)為1。用所得的加權(quán)和被模除,若余數(shù)為0,則該代碼一般來說是正確的,否則就是輸入有錯。上述代碼顯然有錯,因為其加權(quán)和除以模的余數(shù)不為0。注:余數(shù)為0的原理很簡單,即按原碼段計算出來的加權(quán)和被模除后有一個余數(shù),把這個余數(shù)加上校驗位上的數(shù)正好等于模。所以原碼段的加權(quán)和,再加上校驗位上的數(shù)之后,一定可以被模整除。2025/8/718第十八頁,共84頁。6.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計6.2.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計的相關(guān)概念6.2.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計的主要任務(wù)6.2.3概念模型6.2.4概念模型到數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換策略2025/8/719第十九頁,共84頁。6.2.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計的相關(guān)概念(1)數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計算機內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫僅僅是一個概念,是對這種數(shù)據(jù)集合的統(tǒng)稱。數(shù)據(jù)庫由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理,以保證數(shù)據(jù)的安全性、可靠性和提供多用戶共享。因此,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是對這一類軟件的統(tǒng)稱,如SQLServer是微軟公司開發(fā)的一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),類似的Foxpro、Mysql、Oracal等都分別是一種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。(2)數(shù)據(jù)模型。從數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)管理的模式分類,數(shù)據(jù)庫有層次型、網(wǎng)狀型和關(guān)系型。較常見的是關(guān)系模型。(3)數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)處理是指對各種數(shù)據(jù)進行收集、存儲、加工和傳播的一系列活動的總稱。數(shù)據(jù)管理指的是對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護等,它是數(shù)據(jù)處理的中心問題。2025/8/720第二十頁,共84頁。6.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計6.2.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計的相關(guān)概念6.2.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計的主要任務(wù)6.2.3概念模型6.2.4概念模型到數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換策略2025/8/721第二十一頁,共84頁。6.2.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計的主要任務(wù)管理信息系統(tǒng)中對于大量數(shù)據(jù)的存儲與共享,一般都會用到數(shù)據(jù)庫的支持,即錄入的大量數(shù)據(jù)或信息需要以某種方式存儲到數(shù)據(jù)庫中,并在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的支持下,對數(shù)據(jù)進行各種加工處理,以實現(xiàn)查詢、統(tǒng)計等功能。因此,管理信息系統(tǒng)開發(fā)過程中,對于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計是一種重要的任務(wù)。如何將實體、信息轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù),并以與數(shù)據(jù)庫相適合的模式存到數(shù)據(jù)庫中,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,這是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的中心任務(wù)。因此,數(shù)據(jù)庫設(shè)計的主要任務(wù)包括實體的代碼設(shè)計、實體概念模型到數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換以及對數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)的規(guī)范化處理。2025/8/722第二十二頁,共84頁。6.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計6.2.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計的相關(guān)概念6.2.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計的主要任務(wù)6.2.3概念模型6.2.4概念模型到數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換策略2025/8/723第二十三頁,共84頁。6.2.3概念模型1.實體、信息和數(shù)據(jù)實體、信息和數(shù)據(jù)分別描述了人們在認(rèn)識客觀事物、記錄客觀事物的過程中三個不同范疇的概念。現(xiàn)實世界中形形色色的事物都以其固有的特征和行為客觀地存在和運動著,這些內(nèi)容反映到人的頭腦中就形成了信息,要把這些信息記錄下來,以便被加工和利用,就必須利用數(shù)據(jù)這一載體形式。在管理信息系統(tǒng)的開發(fā)過程中,被管理的對象就是客觀事物,對客觀事物的認(rèn)識和記錄就分別表現(xiàn)為信息和數(shù)據(jù)的形式。分清這三個相互映射的范疇的對應(yīng)概念非常重要。表以表格的形式分別對照地說明了這三個范疇的相關(guān)概念。圖以圖示的方式形象地表示了這三個范疇中相關(guān)概念的映射與演變過程。2025/8/724第二十四頁,共84頁。6.2.3概念模型1.實體、信息和數(shù)據(jù)2.“實體-關(guān)系”模型2025/8/725第二十五頁,共84頁。表6.1現(xiàn)實世界、信息范疇和數(shù)據(jù)范疇概念的關(guān)系2025/8/726第二十六頁,共84頁。圖6.1實體、概念模型、數(shù)據(jù)模型的關(guān)系在系統(tǒng)開發(fā)過程中,首先要選擇確定信息系統(tǒng)被管理的對象,如物資、產(chǎn)品、原材料、定額、工序等,這些是客觀事物。對客觀事物進行分析,抽取能夠表述其特征與行為的屬性,需要用到信息范疇的相關(guān)概念,我們常用實體關(guān)系模型來表示對這些客觀事物的認(rèn)識和描述。最后,要把這些信息存儲在計算機管理信息系統(tǒng)中,則必須將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)庫中的相關(guān)概念,如關(guān)系、記錄、字段等概念。2025/8/727第二十七頁,共84頁。6.2.3概念模型1.實體、信息和數(shù)據(jù)2.“實體-關(guān)系”模型2025/8/728第二十八頁,共84頁。2.“實體-關(guān)系”模型概念模型,即“實體-關(guān)系”模型具有三種基本成分:實體、關(guān)系和屬性。在系統(tǒng)分析與設(shè)計過程中,常用“E-R圖”來表示,如圖所示。圖6.2表示實體-關(guān)系模型的“E-R圖”2025/8/729第二十九頁,共84頁。(1)客觀存在并可相互區(qū)分的事物叫實體。如圖中的“學(xué)生”、“課程”,在管理信息系統(tǒng)中,這些實體對應(yīng)的事物就是被管理的對象。實體不僅是客觀世界中存在的有形的物本,也可以是我們思維過程中的一個概念,如“定額”、“職稱級別”、“工資等級”、“學(xué)生類別”、“學(xué)科性質(zhì)”等。(2)屬性是實體所具有的一些特性,一般使用一組屬性來描述一個實體的特征,即一個實體可以由若干個屬性來刻畫。如圖所示,學(xué)生可由學(xué)號、姓名、系別等組成。課程可以用課程編號、課程名、主講老師等屬性來描述。(3)域是屬性的取值范圍。例如,性別的域為“男”、“女”,月份的域為1~12的整數(shù)。(4)關(guān)系是實體之間的相互關(guān)聯(lián)。如學(xué)生與老師間的授課關(guān)系、學(xué)生與學(xué)生間的班長關(guān)系。關(guān)系有一對一、一對多、多對多三種不同類型。關(guān)系也可以有屬性,如學(xué)生與課程之間有選課聯(lián)系,每個選課聯(lián)系都有一個成績作為其屬性。(5)關(guān)系的元或度,參與關(guān)聯(lián)的實體集的個數(shù)稱為關(guān)系的元。圖中,學(xué)生選修課程是二元聯(lián)系。(6)能唯一標(biāo)識實體的屬性稱為主碼。一個實體集中任意兩個實體在主碼上的取值不能相同。如學(xué)號是學(xué)生的實體主碼。注意:主碼對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的關(guān)鍵字域,但在實體-關(guān)系圖中稱碼為“主碼”,而不是叫關(guān)鍵字,關(guān)鍵字是數(shù)據(jù)庫中的概念。2025/8/730第三十頁,共84頁。6.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計6.2.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計的相關(guān)概念6.2.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計的主要任務(wù)6.2.3概念模型6.2.4概念模型到數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換策略2025/8/731第三十一頁,共84頁。6.2.4概念模型到數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換策略在E-R模型中有實體和關(guān)系兩類元素,這些信息在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中將轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)庫關(guān)系模型中的二維表來表示。關(guān)系又有多種類型,如“1對1”關(guān)系、“1對多”關(guān)系和“多對多”關(guān)系,如何將“實體”和不同的種類的“關(guān)系”轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的二維表形式,需要掌握一些具體的轉(zhuǎn)換策略。(1)用二維表表示一個實體的信息。如圖所示,將實體的相關(guān)信息表示為二維表時,實體的具體某個屬性對應(yīng)二維表中的一個列,每一列關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)一個字段。每個實體的信息,在二維表中對應(yīng)一行,第一行在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)一條記錄。實體的主碼就是二維表的關(guān)鍵字。實體信息用概念模型表示就是圖中的“E-R”圖,將其轉(zhuǎn)為關(guān)系模型中的表示方式,就是圖中“學(xué)生(*學(xué)號,姓名,籍貫)”這種形式,就是關(guān)系模型,對應(yīng)一張二維表。在設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時,常需要將這種關(guān)系模型表示方式表示為圖右側(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示形式。2025/8/732第三十二頁,共84頁。(1)用二維表表示一個實體的信息。如圖所示,將實體的相關(guān)信息表示為二維表時,實體的具體某個屬性對應(yīng)二維表中的一個列,每一列關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)一個字段。每個實體的信息,在二維表中對應(yīng)一行,第一行在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)一條記錄。實體的主碼就是二維表的關(guān)鍵字。實體信息用概念模型表示就是圖中的“E-R”圖,將其轉(zhuǎn)為關(guān)系模型中的表示方式,就是圖中“學(xué)生(*學(xué)號,姓名,籍貫)”這種形式,就是關(guān)系模型,對應(yīng)一張二維表。在設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時,常需要將這種關(guān)系模型表示方式表示為圖右側(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示形式。圖6.3用二維表表示實體信息2025/8/733第三十三頁,共84頁。(2)用二維表表示一個m:n關(guān)系。如圖所示,與關(guān)系“選修”相連的各實體的代碼,如“學(xué)號”、“課程號”以及關(guān)系本身的屬性“成績”均成為此表的列。此表的關(guān)鍵字為相連的各實體的關(guān)鍵字的組合,即“學(xué)號+課程號”。圖6.4用二維表表示m:n的關(guān)系2025/8/734第三十四頁,共84頁。(3)用二維表表示一個1:n關(guān)系。如圖所示,使用兩個二維表表示這種1:n的關(guān)系,將一端實體的關(guān)鍵字并入n端實體,即在n端實體的表中增加1端實體的代碼,如“班級號”。圖6.5用二維表表示1:n的關(guān)系2025/8/735第三十五頁,共84頁。(4)用二維表表示一個“1:1關(guān)系”。如圖所示,使用兩個二維表來表示這種關(guān)系,將任一端實體的標(biāo)識碼并入另一端實體,即在該端實體的表中增加另一端實體的代碼,如在“學(xué)生”實體信息中,增加其所屬的“班級號”。圖6.6用二維表表示1:1的關(guān)系2025/8/736第三十六頁,共84頁。(5)對三個以上實體間的多元關(guān)系的轉(zhuǎn)換及自關(guān)系。對三個以上實體間的多元關(guān)系根據(jù)相同的轉(zhuǎn)換規(guī)則,按關(guān)系的不同類型進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換,如圖所示。同一實體集的實體間的自關(guān)系的轉(zhuǎn)換策略,如圖所示。圖6.7用二維表表示三個以上實體的關(guān)聯(lián)信息圖6.8用二維表表示實體自關(guān)系2025/8/737第三十七頁,共84頁。6.3規(guī)范化理論6.3.1規(guī)范化的概念6.3.2非規(guī)范化形式6.3.3第一范式6.3.4第二范式6.3.5第三范式6.3.6實例2025/8/738第三十八頁,共84頁。6.3.1規(guī)范化的概念規(guī)范化理論以關(guān)系模型為背景,以關(guān)系理論為基礎(chǔ)。一個規(guī)范化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以表示成二維表,符合關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的存儲關(guān)系要求。換句話說,一個數(shù)據(jù)關(guān)系只要符合二維表的特點,那么它就是規(guī)范化的。2025/8/739第三十九頁,共84頁。6.3規(guī)范化理論6.3.1規(guī)范化的概念6.3.2非規(guī)范化形式6.3.3第一范式

第二范式6.3.5第三范式6.3.6實例2025/8/740第四十頁,共84頁。6.3.2非規(guī)范化形式所謂非規(guī)范化形式,就是不能滿足二維表特點的數(shù)據(jù)關(guān)系形式,如表所示。表所列的數(shù)據(jù)關(guān)系不符合二維表的特點,所以該數(shù)據(jù)關(guān)系為非規(guī)范化的。比較明顯的地方是,儲備定額域存在層次表頭,表格內(nèi)容中存在一行對多行的情形,這樣的數(shù)據(jù)關(guān)系不符合二維表的特點,無法存入關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。表6.2物資庫存情況2025/8/741第四十一頁,共84頁。名稱規(guī)格…儲備定額庫存量供應(yīng)商地址儲備量儲備量儲備量礦燈冷光源…30050150200西安××西安南寧××南寧北京××北京滅火器干粉…4007010080廣州××廣州上?!痢辽虾!?025/8/742第四十二頁,共84頁。6.3規(guī)范化理論6.3.1規(guī)范化的概念6.3.2非規(guī)范化形式6.3.3第一范式6.3.4第二范式6.3.5第三范式6.3.6實例2025/8/743第四十三頁,共84頁。6.3.3第一范式如果將表中的層次表頭的現(xiàn)象去掉,表中各行消去一行對多行的情形,該表就符合二維表的特點了,該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)范化形式了。任何滿足規(guī)范化要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都稱為第一規(guī)范形式,記為1NF。由此可見,將一個非規(guī)范化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為規(guī)范化的結(jié)構(gòu)方法就是設(shè)法將其變?yōu)槎S表,本例中,將表拆分成表和表之后,就由一個非規(guī)范化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為了兩個1NF的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了。2025/8/744第四十四頁,共84頁。符合1NF的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)仍然存在嚴(yán)重的存儲缺陷,如下所述。(1)刪除異常。當(dāng)目前供應(yīng)商不再供應(yīng)該物資,刪除廠家信息后,物資信息也會隨之被刪除,但本單位還需要使用該物資。(2)插入異常。數(shù)據(jù)庫需要添加一種新的物資,但還沒有供應(yīng)廠家時,無法添加。(3)修改麻煩。當(dāng)某個供應(yīng)商廠地址變化以后,需要多處修改其在數(shù)據(jù)庫中的信息,且很難保證修改徹底。(4)存在嚴(yán)重的數(shù)據(jù)冗余。供應(yīng)商的信息隨每條物資記錄都要重復(fù)存儲多遍。2025/8/745第四十五頁,共84頁。6.3規(guī)范化理論6.3.1規(guī)范化的概念6.3.2非規(guī)范化形式6.3.3第一范式6.3.4第二范式6.3.5第三范式6.3.6實例2025/8/746第四十六頁,共84頁。6.3.4第二范式1NF的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存在缺陷的主要原因,是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中存在非關(guān)鍵字字段部分依賴整個關(guān)鍵字的情形,如圖所示。該結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵字“物資名稱+供應(yīng)商”是一個復(fù)合關(guān)鍵字,這樣就要求所有非關(guān)鍵字段都要同時依賴于這兩個字段才是“依賴于整個關(guān)鍵字”。但事實上,我們看到“型號規(guī)格”、“最高儲備量”、“最低儲備量”、“經(jīng)常儲備量”和“當(dāng)前庫存量”都只依賴于“物資名稱”,這就是所謂的“部分地依賴關(guān)鍵字”的情形。同樣的,“供應(yīng)商地址”也只依賴于“供應(yīng)商”。圖6.9第一范式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的缺陷2025/8/747第四十七頁,共84頁。改進的辦法就是,通過分解結(jié)構(gòu),取消“部分依賴”關(guān)系,將其轉(zhuǎn)化為多個第二范式的結(jié)構(gòu)。換言之,如果所有非關(guān)鍵字?jǐn)?shù)據(jù)項完全函數(shù)地依賴于它的整個關(guān)鍵字,則稱該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是第二范式的,記為2NF。具體方法是通過分解結(jié)構(gòu),去掉部分依賴關(guān)系,確保所有非關(guān)鍵字元素依賴于整個關(guān)鍵字??蓪D中第一范式的結(jié)構(gòu)分解為三個符合第二范式要求的結(jié)構(gòu),如圖所示,并分別指定關(guān)鍵字*供應(yīng)商供應(yīng)商地址*物資名稱*供應(yīng)商訂貨量訂貨價訂貨金額*物資名稱型號規(guī)格最高儲備量最低儲備量經(jīng)常儲備量當(dāng)前庫存量圖6.10符合第二范式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2025/8/748第四十八頁,共84頁。6.3.5第三范式分析圖中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),不難發(fā)現(xiàn)“訂貨金額”是一個冗余數(shù)據(jù)項,因為訂貨金額可以從訂貨價和訂貨量計算得出,所以沒必要存入數(shù)據(jù)庫中。因此,符合第二范式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)仍然存在缺陷,那就是可能存在數(shù)據(jù)冗余。產(chǎn)生冗余的原因是這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中存在著“傳遞依賴”情形,即“訂貨金額”通過“訂貨價”和“訂貨量”傳遞地依賴主關(guān)鍵字“物資名稱+供應(yīng)商”,“傳遞依賴”是第二范式產(chǎn)生缺陷的本質(zhì)。優(yōu)化的辦法是刪除冗余數(shù)據(jù)項,去掉“傳遞依賴”情形,得到如圖所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。*物資名稱*供應(yīng)商訂貨量訂貨價圖6.11符合第三范式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范化的過程可以歸納為如圖中所示的步驟。2025/8/749第四十九頁,共84頁。6.3.6實例在物資供應(yīng)系統(tǒng)中,存在如圖所示的一個“材料—供應(yīng)商—庫存”關(guān)系,在進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計的過程中,首先要對該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行規(guī)范化。從圖可以看出,該結(jié)構(gòu)符合二維表的特點,因此,它自然是第一范式的結(jié)構(gòu)。對第一范式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),第一步是要指定關(guān)鍵字域,經(jīng)過分析,關(guān)鍵字域包括兩個屬性,即“材料編號+供應(yīng)商名稱”。但不難看出,該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中存在著“部分依賴”關(guān)系,如非關(guān)鍵字屬性“規(guī)格”、“材料名稱”只依賴于“材料編號”,而非關(guān)鍵字屬性“供應(yīng)商地址”只依賴于“供應(yīng)商名稱”,因此,該結(jié)構(gòu)不是一個第二范式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2025/8/750第五十頁,共84頁。針對關(guān)鍵字域分解結(jié)構(gòu),去掉部分依賴關(guān)系的情形,將原結(jié)構(gòu)分解成圖所示的三個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這三個結(jié)構(gòu)中都不存在部分依賴關(guān)系了,因而它們都是2NF的結(jié)構(gòu)。從圖可以看出,“材料庫存”這個結(jié)構(gòu)中存在傳遞依賴關(guān)系,即“庫存占用金額”通過“價格”和“庫存量”傳遞地依賴于整個關(guān)鍵字“材料編號+供應(yīng)商名稱”,因此它不是第三范式的結(jié)構(gòu)。不難看出“庫存占用金額”明顯屬于冗余數(shù)據(jù)項。因此,去掉多余的“庫存占用金額”,即可將“材料庫存”轉(zhuǎn)化為3NF的結(jié)構(gòu)。最終,規(guī)范化的結(jié)果如圖所示。圖6.15符合第三范式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖6.14符合第二范式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2025/8/751第五十一頁,共84頁。6.4數(shù)據(jù)庫設(shè)計實例6.4.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟(1)數(shù)據(jù)需求分析。在系統(tǒng)分析階段獲得的數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)詞典是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的重要依據(jù),同時參照用戶調(diào)查時獲得的用戶的非功能性需求,抽取分析的實體及其聯(lián)系??蓞⒄盏挠脩舴枪δ苄孕枨蟀ㄓ脩魧?shù)據(jù)存取的一些要求(如用戶希望使用哪種類型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng))、對存取模式的特殊要求等。(2)概念模型設(shè)計。用概念模型將用戶的數(shù)據(jù)要求表達(dá)出來,繪制E-R圖。(3)將概念模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)模型。將概念模型(E-R圖)轉(zhuǎn)換為與選用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)模型相符的邏輯數(shù)據(jù)模型,對關(guān)系型數(shù)據(jù)庫就轉(zhuǎn)為關(guān)系模型。2025/8/752第五十二頁,共84頁。(4)將關(guān)系型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范化。對初步獲得的關(guān)系型結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范化設(shè)計,同時做適應(yīng)DBMS限制條件的修改和對性能、存儲空間等的優(yōu)化。(5)物理設(shè)計。物理設(shè)計是指對數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備存儲和存儲方法上的設(shè)計。包括:①確定數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。②存取路徑的選擇和調(diào)整。③確定數(shù)據(jù)的存放位置。④確定存儲空間的分配。⑤確定數(shù)據(jù)的安全性。2025/8/753第五十三頁,共84頁。6.4.2實例下面給出一個數(shù)據(jù)庫設(shè)計實例——企業(yè)管理信息系統(tǒng)的設(shè)計實例。通過本實例說明:①用E-R圖進行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計,并運用轉(zhuǎn)換策略設(shè)計關(guān)系模式的過程;②數(shù)據(jù)需求描述;③概念設(shè)計;④邏輯設(shè)計。2025/8/754第五十四頁,共84頁。(1)數(shù)據(jù)需求描述。考慮一個機械制造企業(yè)內(nèi)部的技術(shù)部門和供應(yīng)部門。技術(shù)部門關(guān)心的是產(chǎn)品性能參數(shù)、產(chǎn)品由哪些零件組成、零件的材料和耗用量等;供應(yīng)部門關(guān)心的是產(chǎn)品的價格、使用材料的價格和庫存量等。(2)概念設(shè)計。概念設(shè)計的結(jié)果如圖6.16、圖6.17、圖6.18、圖6.19所示。圖6.16技術(shù)部門的E-R圖2025/8/755第五十五頁,共84頁。圖6.17供應(yīng)部門的E-R圖2025/8/756第五十六頁,共84頁。圖6.18集成的初始E-R圖2025/8/757第五十七頁,共84頁。圖6.19改進后的初始E-R圖2025/8/758第五十八頁,共84頁。(3)邏輯設(shè)計。該例中,邏輯設(shè)計的結(jié)果如圖6.20、圖6.21所示。圖6.20初始邏輯設(shè)計結(jié)果

圖6.21對初始邏輯設(shè)計結(jié)果的改進

2025/8/759第五十九頁,共84頁。6.5系統(tǒng)平臺設(shè)計管理信息系統(tǒng)的平臺設(shè)計包括計算機處理方式、軟硬件選擇、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、系統(tǒng)環(huán)境的配置等。6.5.1計算機處理方式6.5.2軟硬件選擇6.5.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)計6.5.4系統(tǒng)環(huán)境的配置2025/8/760第六十頁,共84頁。6.5.1計算機處理方式計算機處理方式設(shè)計的主要活動,是根據(jù)新系統(tǒng)的功能特點、業(yè)務(wù)處理特點和性價比等因素,選擇一種系統(tǒng)計算模式,可選擇的計算模式有批處理、實時處理、聯(lián)機處理和分布式處理等方式,也可以混合使用各種方式。2025/8/761第六十一頁,共84頁。6.5.2軟硬件選擇軟硬件選擇,是指為新系統(tǒng)購置必須的軟件和硬件配置,主要根據(jù)系統(tǒng)需求和資源約束進行軟、硬件的選擇。硬件上,選擇技術(shù)上成熟可靠的系列機型,選擇有良好的性能/價格比、售后服務(wù)與技術(shù)服務(wù)好、操作方便、在一定時間內(nèi)保持一定先進性的計算機及配套的外部設(shè)備等,對處理速度、數(shù)據(jù)存儲容量、兼容性、可擴充性方面要進行考查。軟件方面,需要選擇的有操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、開發(fā)語言、開發(fā)工具、應(yīng)用軟件包等。2025/8/762第六十二頁,共84頁。6.5.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)計網(wǎng)絡(luò)設(shè)計主要包括中小型主機方案與微機網(wǎng)絡(luò)方案的選取、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、互連結(jié)構(gòu)及通信介質(zhì)的選型、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等的選擇。網(wǎng)絡(luò)計算模式原來一般采用用戶機/服務(wù)器(C/S)模式,但隨著Internet技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,管理信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)計算模式開始更多地采用瀏覽器/Web服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(B/W/D)模式。2025/8/763第六十三頁,共84頁。6.5.4系統(tǒng)環(huán)境的配置系統(tǒng)環(huán)境配置的主要內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、計算機軟件和硬件環(huán)境等。(1)確定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,即進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,包括設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),選擇傳輸介質(zhì)、組網(wǎng)方式、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等。(2)計算機硬件環(huán)境配置。針對選定的計算模式,如C/S、B/S服務(wù)器和工作站等,選擇機型,確定性能指標(biāo)、數(shù)量及外圍設(shè)備。(3)軟件環(huán)境配置,選擇與安裝系統(tǒng)軟件和工具軟件,如操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、開發(fā)平臺與工具、中間件。2025/8/764第六十四頁,共84頁。6.6對話設(shè)計6.6.1對話設(shè)計的原則6.6.2對話設(shè)計的基本類型2025/8/765第六十五頁,共84頁。6.6.1對話設(shè)計的原則人機對話設(shè)計的總的原則是用戶友好,具體表現(xiàn)為:(1)對話界面要美觀、醒目。(2)提示要清楚、簡單,不能有二義性。(3)要便于操作和學(xué)習(xí),有幫助功能。(4)能及時反饋錯誤信息等。在系統(tǒng)開發(fā)過程中,實現(xiàn)用戶友好的設(shè)計質(zhì)量,要做到:(1)樹立“用戶第一”的觀點。(2)實現(xiàn)界面友好的工作必須貫穿系統(tǒng)開發(fā)的全過程。(3)采用軟件開發(fā)技術(shù)改善界面友好性。2025/8/766第六十六頁,共84頁。6.6.2對話設(shè)計的基本類型管理信息系統(tǒng)是一個“人-機”系統(tǒng),人與機的交互界面直接影響管理信息系統(tǒng)的運營效率。“人-機”對話設(shè)計的主要內(nèi)容包括菜單設(shè)計、界面設(shè)計、對話框設(shè)計、窗口設(shè)計等。2025/8/767第六十七頁,共84頁。6.7輸入/輸出設(shè)計輸入/輸出設(shè)計總體要求大約包括八個方面:(1)輸入/輸出設(shè)計要盡量符合標(biāo)準(zhǔn);(2)應(yīng)盡量減少漢字的輸入;(3)屏幕顯示應(yīng)盡量直觀、逼真;(4)輸入數(shù)據(jù)時應(yīng)盡量采用選擇的方式;(5)有較強的檢錯和容錯能力;(6)具有一定的數(shù)據(jù)恢復(fù)能力;(7)具有完善的幫助系統(tǒng);(8)界面風(fēng)格應(yīng)當(dāng)盡量向標(biāo)準(zhǔn)化靠近。2025/8/768第六十八頁,共84頁。6.7.1輸出設(shè)計用戶所需的信息、報表都要由系統(tǒng)輸出完成,輸出設(shè)計工作主要包括確定輸出方式、確定輸出的類型與內(nèi)容、進行輸出格式的設(shè)計。1.輸出方式的選擇2.輸出的類型與內(nèi)容3.輸出格式設(shè)計的注意點2025/8/769第六十九頁,共84頁。1.輸出方式的選擇輸出方式應(yīng)根據(jù)輸出信息的要求、信息量的大小、輸出設(shè)備的限制等條件來決定。一般有顯示輸出、打印輸出、圖形輸出等。2025/8/770第七十頁,共84頁。2.輸出的類型與內(nèi)容在系統(tǒng)輸出的類型與內(nèi)容方面,主要包括輸出類型的確定、輸出設(shè)備與介質(zhì)的選擇、輸出內(nèi)容的設(shè)計。(1)輸出類型的確定。輸出有外部輸出和內(nèi)部輸出之分,內(nèi)部輸出是指一個處理過程(或子系統(tǒng))向另一個處理過程(或子系統(tǒng))的輸出;外部輸出是指向計算機系統(tǒng)外的輸出,如有關(guān)報表、報盤等。(2)輸出設(shè)備與介質(zhì)的選擇。輸出設(shè)備有打印機、磁帶機、磁盤機、光盤機等,輸出介質(zhì)有打印紙、磁帶、磁盤等。(3)輸出內(nèi)容的設(shè)計。輸出內(nèi)容的設(shè)計包括輸出內(nèi)容的項目名稱、項目數(shù)據(jù)的類型、長度、精度、格式設(shè)計、輸出方式等。2025/8/771第七十一頁,共84頁。3.輸出格式設(shè)計的注意點根據(jù)開發(fā)經(jīng)驗,輸出格式設(shè)計的活動中,應(yīng)注意以下幾方面。(1)報告應(yīng)注明名稱、標(biāo)題、日期、圖號;(2)盡量將相類似的項目歸納在一起;(3)盡量將位數(shù)相同的項目歸納在一起;(4)當(dāng)一行打印的位數(shù)有多余時,項目與項目之間的空格可以加大,使布局合理、醒目;(5)決定數(shù)據(jù)位數(shù)時,要考慮編輯結(jié)果的最大數(shù)(包括貨幣符號、逗號所占的位數(shù));(6)字符從左對齊,空格和數(shù)字從右對齊;(7)注意“0”和空格的含義;(8)“合計”要醒目;(9)打印時,應(yīng)把已代碼化的名稱復(fù)原,以求一目了然。2025/8/772第七十二頁,共84頁。6.7.2輸入設(shè)計輸出信息的正確性很大程度上取決于輸入信息的正確性和及時性。因此,必須科學(xué)地進行輸入設(shè)計,使之正確、及時、方便地收集信息、錄入信息。輸入設(shè)計工作主要包括輸入數(shù)據(jù)的分析與內(nèi)容的確定、輸入方式及設(shè)備的選擇、輸入數(shù)據(jù)的格式設(shè)計、輸入數(shù)據(jù)的檢驗方法。1.輸入設(shè)計的原則在保證處理需求的前提下盡量減少輸入量,輸入過程盡量簡單方便,如減少漢字輸入、使用條形碼掃描輸入等;輸入界面友好;在輸入數(shù)據(jù)時要采取有效驗正措施,以減少輸入錯誤。2025/8/773第七十三頁,共84頁。2.輸入設(shè)計的步驟(1)分析與確定輸入數(shù)據(jù)的內(nèi)容。根據(jù)處理要求來確定,包括確定輸入數(shù)據(jù)項的名稱、數(shù)據(jù)類型、位數(shù)和精度、數(shù)值范圍及輸入處理方式等。(2)確定數(shù)據(jù)的輸入方式。數(shù)據(jù)輸入的類型有外部輸入(如鍵盤輸入,掃描儀、磁盤導(dǎo)入等)和計算機輸入(網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)等),輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光電閱讀器、光筆、磁盤、磁帶、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?。?)設(shè)計輸入數(shù)據(jù)的記錄格式。輸入格式要盡量與原始單據(jù)格式類似,屏幕界面要友好,數(shù)據(jù)輸入格式有錄入式、選擇式(如單選、列表選擇)等,屏幕格式有簡列式、表格式、窗口編輯方式等。(4)對輸入數(shù)據(jù)的正確性檢驗設(shè)計。常用的檢驗方法有重復(fù)錄入校驗、視覺校驗(如代碼輸入時,屏幕立即顯示出代碼的相關(guān)信息以方便校驗)、數(shù)據(jù)類型格式范圍校驗、分批數(shù)據(jù)匯總校驗、加檢驗位校驗、平衡校驗等。2025/8/774第七十四頁,共84頁。6.8處理過程設(shè)計在詳細(xì)設(shè)計階段,處理過程設(shè)計的任務(wù)是編制出每個模塊的計算機處理的流程圖和確定其數(shù)據(jù)存取需求,為系統(tǒng)實施中的編程與測試提供依據(jù)。這一活動主要依據(jù)是概要設(shè)計對各模塊功能的要求,并兼顧系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與開發(fā)工具的特點。處理過程設(shè)計的主要內(nèi)容是:(1)選擇或設(shè)計算法。算法設(shè)計涉及所開發(fā)項目的具體要求和每個模塊的具體功能。為每一模塊設(shè)計可靠的、高效的算法或處理流程是這一活動的目標(biāo)。(2)精確地表達(dá)算法。對于算法需要給出適當(dāng)?shù)乃惴ū磉_(dá)形式,或者說應(yīng)該選擇某種表達(dá)工具來描述處理流程。程序流程的設(shè)計內(nèi)容在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計課程中一般都有過詳細(xì)的講述,目前常用的程序結(jié)構(gòu)或流程的表述工具有盒圖和PAD過程描述工具。2025/8/775第七十五頁,共84頁。6.8處理過程設(shè)計6.8.1盒圖(N-S圖)6.8.2問題分析圖(PAD圖)2025/8/776第七十六頁,共84頁。6.8.1盒圖(N-S圖)盒圖用方框圖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的流程圖,是目前常用的程序流程設(shè)計工具,下面列出描述四種基本控制結(jié)構(gòu)的圖形構(gòu)件。

(1)選擇型(if–then–else)(見圖6.22)(2)多分支選擇型(CASE型)(見圖6.23)圖6.22if-then-else選擇結(jié)構(gòu)

圖6.23多分支選擇結(jié)構(gòu)

2025/8/777第七十七頁,共84頁。(3)循環(huán)結(jié)構(gòu)(while型,until型)(見圖6.24)(4)并行結(jié)構(gòu)(見圖6.25)圖6.24循環(huán)結(jié)構(gòu)

圖6.25并行結(jié)構(gòu)

2025/8/778第七十八頁,共84頁。第二十七頁,共84頁。具體方法是通過分解結(jié)構(gòu),去掉部分依賴關(guān)系,確保所有非關(guān)鍵字元素依賴于整個關(guān)鍵字。(2)循環(huán)結(jié)構(gòu)(見圖6.數(shù)據(jù)管理指的是對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護等,它是數(shù)據(jù)處

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