第二章 概念模型
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(完整版)第二章模型化
第二章 系统模型与模型化第一节 概述一、模型及模型化的定义模型可以说是现实系统的替代物。
模型应反映出系统的主要组成部分、各部分的相互作用，以及在运用条件下的因果作用及相互关系。
模型是现实系统的理想化抽象或简洁表示，它描绘了现实系统的某些主要特点，它是为了客观地研究系统而发展起来的。
模型有三个特征：①它是现实世界部分的抽象或模仿；②它是由那些与分析的问题有关的因素构成； ③它表明了有关因素间的相互关系。
模型是描述现实世界的一个抽象。
在构造模型时，要兼顾到它的现实性和易处理性。
考虑到现实性，模型必须包含现实系统中的主要因素。
考虑到易处理性，模型要采取一些理想化的办法，即去掉一些外在的影响并对一些过程作合理的简化。
二、模型化的本质、作用及地位模型化就是为描述系统的构成和行为，对实体系统的各种因素进行适当筛选后，用一定方式（数学、图象等）表达系统实体的方法。
简言之就是构模的过程。
1 本质：利用模型与原型之间某方面的相似关系，在研究过程中用模型来代替原型，通过对于模型的研究得到关于原型的一些信息。
这里的相似关系是指两事物不论其自身结构如何不同，其某些属性是相似的。
2 作用：①模型本身是人们对客体系统一定程度研究结果的表达。
这种表达是简洁的、形式化的。
②模型提供了脱离具体内容的逻辑演绎和计算的基础，这会导致对科学规律、理论、原理的发现。
③利用模型可以进行“思想”试验。
3 地位：模型的本质决定了它的作用的局限性。
它不能代替对客观系统内容的研究，只有在和对客体系统内容研究相配合时，模型的作用才能充分发挥。
模型是对客体的抽象，由它得到的结果，必须再回到现实中去检验。
系统模型（化）的作用与地位如图4－1所示。
图4－1 模型的作用与地位三、模型的分类一般说来，模型可按图4－2所示进行分类。
概念模型是通过人们的经验、知识和直觉形成的。
符号模型用符号来代表系统的各种因素和它们间的相互关系。
这种模型是抽象模型。
它通常采用图示或数学形式，一般分为结构模型和数学模型。
第二章 实体-联系模型-简化
3
基本概念（Ⅱ）
实体(Entity)：
客观存在并可相互区分的事物叫实体。 如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论。
属性(Attribute)：
实体所具有的某一特性。一个实体可以由若干个属性 来刻画。 例如，学生可由学号、姓名、年龄、系、年级等组成。
属性的取值范围。 例如，性别的域为（男、女），月份的域为１到１２ 的整数。
实体集(Entity Set)：
5
基本概念（ Ⅳ ）
联系(Relationship)：
实体之间的相互关联。 如学生与老师间的授课关系，学生与学生间有班长 关系。 联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系， 每个选课联系都有一个成绩作为其属性。 同类联系的集合称为联系集。
第二章 实体-联系模型
数据库设计过程 基本概念 映射约束 弱实体集 扩展ER特性 ER模型设计要点 概念数据库设计实例
1
数据库设计过程
确定存储哪些数 据，建立哪些应 用，常用的操作 及对象有哪些等。 对需求分析所得 到数据的更高层 的抽象描述。
需求分析
ER模型 ODL
概念数据库设计
A
R
B
A
单方实体集
R
B
多方实体集 联系R从A到B是一 对一或多对一的
联系R从A到B是多 19 对多或一对多的
映射的基数（Ⅱ）
二元联系集的映射基数
设有两个实体集E1， E2 ， 一对一：
E1中的一个实体与E2中至多一个实体相联系，并且 E2中的一个实体与E1中至多一个实体相联系。 如“职工”与“部门”之间的“管理”联系（假定每个部门只有一个 经理，一个职工不能兼任两个部门经理。 注：一对一不是一一对应。
概念模型与E-R方法
概念模型与E-R方法教学内容分析本节课是高中信息技术（选修4）《数据管理技术》第二章“数据的分析与建模”里 2.1.3“概念模型与E-R方法”的内容。
具体内容是介绍了从现实世界到信息世界抽象出来的数据模型的基本概念，以及用E-R、实体联系模型来对现实世界的事物进行概念化、抽象化描述的基本步骤和方法。
通过参考学习建立“中小学信息技术大赛”数据库的E-R图学习本节课的相关内容，加深学生对该实例的认识，也进一步体会到建立该数据库的过程。
教学对象分析在上节课的学习中，学生已经对“中小学信息技术大赛”这个实例有了一定的了解，并且认识了数据的抽象过程以及相关的各种术语，但是还没有具体把“中小学信息技术大赛”实例抽象到信息世界（概念模型）。
教学模式首先简单介绍E-R模型的相关内容和建立E-R模型的步骤。
第二，要求学生独立完成“中小学信息技术大赛”数据库的E-R图，即进一步加深了对该例子的认识，又体验了如何建立E-R图来描述关系模型。
最后，因为“中小学信息技术大赛”数据库的E-R图课本已经给出，为了保证学生能真正掌握本节课的内容，应该给出另外一个现实世界的相关应用实例，让学生自己去分析，通过学生自己思考建立一个使用数据库的小组活动，加深经历如何对数据进行收集和分类，如何确定相关的实体和属性以及实体集之间的联系，如何用E-R图描述出来。
教学目标(1) 知识与技能学会使用实体—关系图描述关系数据模型(2) 过程与方法通过动手建立E-R模型来描述“中小学信息技术大赛”，让学生认识E-R模型的相关内容和建立E-R模型的步骤。
通过学生自己思考建立一个使用数据库的小组活动，让学生经历和体验数据收集、分类、抽象分析到建立概念模型的完整的第一层数据抽象，感悟有关的思想与方法。
(3) 情感态度与价值观培养学生的组织合作性，以及互相协助、交流的意识。
考验学生的自觉性与独立学习能力。
教学重点、难点、疑点（1）教学重点：掌握利用E-R实体联系模型来抽象描述事物的基本步骤和方法。
2023年高考数学总复习第二章 函数概念与基本初等函数第9节：函数模型及其应用(学生版)
2023年高考数学总复习第二章函数概念与基本初等函数第9节函数模型及其应用考试要求1.了解指数函数、对数函数、幂函数的增长特征，结合具体实例体会直线上升、指数增长、对数增长等不同函数类型增长的含义；2.了解函数模型(如指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等在社会生活中普遍使用的函数模型)的广泛应用.1.指数、对数、幂函数模型性质比较函数性质y ＝a x (a >1)y ＝log a x (a >1)y ＝x n (n >0)在(0，＋∞)上的增减性单调递增单调递增单调递增增长速度越来越快越来越慢相对平稳图像的变化随x 的增大逐渐表现为与y 轴平行随x 的增大逐渐表现为与x 轴平行随n 值变化而各有不同2.几种常见的函数模型函数模型函数解析式一次函数模型f (x )＝ax ＋b (a ，b 为常数，a ≠0)二次函数模型f (x )＝ax 2＋bx ＋c (a ，b ，c 为常数，a ≠0)与指数函数相关的模型f (x )＝ba x ＋c (a ，b ，c 为常数，a >0且a ≠1，b ≠0)与对数函数相关的模型f (x )＝b log a x ＋c (a ，b ，c 为常数，a >0且a ≠1，b ≠0)与幂函数相关的模型f (x )＝ax n ＋b (a ，b ，n 为常数，a ≠0)1.“直线上升”是匀速增长，其增长量固定不变；“指数增长”先慢后快，其增长量成倍增加，常用“指数爆炸”来形容；“对数增长”先快后慢，其增长量越来越小.2.充分理解题意，并熟练掌握几种常见函数的图像和性质是解题的关键.3.易忽视实际问题中自变量的取值范围，需合理确定函数的定义域，必须验证数学结果对实际问题的合理性.1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)某种商品进价为每件100元，按进价增加10%出售，后因库存积压降价，若按九折出售，则每件还能获利.()(2)函数y＝2x的函数值比y＝x2的函数值大.()(3)不存在x0，使a x0<x n0<log a x0.()(4)在(0，＋∞)上，随着x的增大，y＝a x(a>1)的增长速度会超过并远远大于y＝x a(a>0)的增长速度.()2.(易错题)已知f(x)＝x2，g(x)＝2x，h(x)＝log2x，当x∈(4，＋∞)时，对三个函数的增长速度进行比较，下列选项中正确的是()A.f(x)>g(x)>h(x)B.g(x)>f(x)>h(x)C.g(x)>h(x)>f(x)D.f(x)>h(x)>g(x)3.(易错题)当生物死亡后，其体内原有的碳14的含量大约每经过5730年衰减为原来的一半，这个时间称为“半衰期”.当死亡生物体内的碳14含量不足死亡前的千分之一时，用一般的放射性探测器就测不到了.若某死亡生物体内的碳14用该放射性探测器探测不到，则它经过的“半衰期”个数至少是()A.8B.9C.10D.114.(2022·江苏新高考基地大联考)香农定理是所有通信制式最基本的原理，它可以用香农公式C＝B log21＋SN来表示，其中C是信道支持的最大速度或者叫信道容量，B是信道带宽(Hz)，S是平均信号功率(W)，N是平均噪声功率(W).已知平均信号功率为1000W，平均噪声功率为10W，在不改变平均信号功率和信道带宽的前提下，要使信道容量增大到原来的2倍，则平均噪声功率约降为()A.0.1WB.1.0WC.3.2WD.5.0W5.用长度为24的材料围一矩形场地，中间加两道隔墙，要使矩形的面积最大，则隔墙的长度为________.6.(2020·北京卷)为满足人民对美好生活的向往，环保部门要求相关企业加强污水治理，排放未达标的企业要限期整改.设企业的污水排放量W与时间t的关系为W＝f(t)，用－f（b）－f（a）b－a的大小评价在[a，b]这段时间内企业污水治理能力的强弱.已知整改期内，甲、乙两企业的污水排放量与时间的关系如图所示.给出下列四个结论：①在[t1，t2]这段时间内，甲企业的污水治理能力比乙企业强；②在t2时刻，甲企业的污水治理能力比乙企业强；③在t3时刻，甲、乙两企业的污水排放都已达标；④甲企业在[0，t1]，[t1，t2]，[t2，t3]这三段时间中，在[0，t1]的污水治理能力最强.其中所有正确结论的序号是__________.考点一利用函数图像刻画变化过程1.已知高为H，满缸水量为V的鱼缸的轴截面如图所示，其底部破了一个小洞，满缸水从洞中流出，若鱼缸水深为h时水的体积为v，则函数v＝f(h)的大致图像是()2.小菲在学校选修课中了解到艾宾浩斯遗忘曲线，为了解自己记忆一组单词的情况，她记录了随后一个月的有关数据，绘制图像，拟合了记忆保持量f (x )与时间x (天)之间的函数关系f (x )－720x ＋1，0＜x ≤1，15＋920x －12，1＜x ≤30.则下列说法错误的是()A.随着时间的增加，小菲的单词记忆保持量降低B.第一天小菲的单词记忆保持量下降最多C.9天后，小菲的单词记忆保持量低于40%D.26天后，小菲的单词记忆保持量不足20%3.(2022·郑州质检)水池有两个相同的进水口和一个出水口，每个口进出水的速度如图甲、乙所示，某天0时到6时该水池的蓄水量如图丙所示，给出以下3个论断：①0时到3时只进水不出水；②3时到4时不进水只出水；③4时到5时不进水也不出水.则一定正确的论断是________(填序号).4.(2021·西安调研)为研究西南高寒山区一种常见树的生长周期中前10年的生长规律，统计显示，生长4年的树高为73米，如图所示的散点图，记录了样本树的生长时间t(年)与树高y(米)之间的关系.请你据此判断，在下列函数模型：①y＝2t－a；②y＝a＋log2t；③y＝12t＋a；④y＝t＋a中(其中a为正的常实数)，拟合生长年数与树高的关系最好的是________(填写序号)，估计该树生长8年后的树高为________米.考点二二次函数模型例1(1)某汽车销售公司在A，B两地销售同一种品牌的汽车，在A地的销售利润(单位：万元)为y1＝4.1x－0.1x2，在B地的销售利润(单位：万元)为y2＝2x，其中x 为销售量(单位：辆)，若该公司在两地共销售16辆该种品牌的汽车，则能获得的最大利润是()A.10.5万元B.11万元C.43万元D.43.025万元(2)某地西红柿上市后，通过市场调查，得到西红柿种植成本Q(单位：元/100kg)与上市时间t(单位：天)的数据如下表：时间t60100180种植成本Q11684116根据上表数据，从下列函数中选取一个函数描述西红柿种植成本Q与上市时间t 的变化关系：Q＝at＋b，Q＝at2＋bt＋c，Q＝a·b t，Q＝a·log b t.利用你选取的函数，求：①西红柿种植成本最低时的上市天数是________；②最低种植成本是________元/100kg.训练1(1)(2021·广州模拟)某工厂生产某种产品固定成本为2000万元，并且每生产一单位产品，成本增加10万元.又知总收入K是单位产品数Q的函数，K(Q)＝40Q－120Q2，则总利润L(Q)的最大值是________万元.(2)某城市对一种售价为每件160元的商品征收附加税，税率为R%(即每销售100元征税R元)，若每年销售量为30－52R万件，要使附加税不少于128万元，则R的取值范围是()A.[4，8]B.[6，10]C.[4%，8%]D.[6%，10%]考点三指数、对数函数模型例2(1)一个放射性物质不断衰变为其他物质，每经过一年就有34的质量发生衰变.若该物质余下质量不超过原有的1%，则至少需要的年数是()A.6B.5C.4D.3(2)(2021·唐山联考)尽管目前人类还无法准确地预报地震，但科学家通过研究，已经对地震有所了解，例如，地震释放出的能量E(单位：焦耳)与地震里氏震级M 之间的关系为lg E＝4.8＋1.5M.①已知地震等级划分为里氏12级，根据等级范围又分为三种类型，其中小于2.5级的为“小地震”，介于2.5级到4.7级之间的为“有感地震”，大于4.7级的为“破坏性地震”，若某次地震释放能量约1012焦耳，试确定该次地震的类型；②2008年汶川地震为里氏8级，2011年日本地震为里氏9级，问：2011年日本地震所释放的能量是2008年汶川地震所释放的能量的多少倍？(取10＝3.2)训练2(2021·贵阳调研)一片森林原来面积为a，计划每年砍伐一些树，且每年砍伐面积的百分比相等，当砍伐到面积的一半时，所用时间是10年，为保护生态环境，森林面积至少要保留原面积的14，已知到今年为止，森林剩余面积为原来的22.(1)求每年砍伐面积的百分比；(2)到今年为止，该森林已砍伐了多少年？考点四分段函数模型例3小王大学毕业后，决定利用所学专业进行自主创业.经过市场调查，生产某小型电子产品需投入年固定成本3万元，每生产x万件，需另投入流动成本W(x)万元，在年产量不足8万件时，W(x)＝13x2＋x(万元).在年产量不小于8万件时，W(x)＝6x＋100x－38(万元).每件产品售价5元.通过市场分析，小王生产的商品当年能全部售完.(1)写出年利润L(x)(万元)关于年产量x(万件)的函数解析式；(注：年利润＝年销售收入－固定成本－流动成本)(2)年产量为多少万件时，小王在这一商品的生产中所获利润最大？最大利润是多少？训练3某校高三(1)班学生为了筹措经费给班上购买课外读物，班委会成立了一个社会实践小组，决定利用暑假八月份(按30天计算)轮流换班去销售一种时令水果.在这30天内每斤水果的收入p(元)与时间t(天)满足如图所示的函数关系，已知日销售量Q(斤)与时间t(天)满足一次函数关系(具体数据如下表所示).t(天)281624Q(斤)38322416(1)根据提供的图像和表格，写出每斤水果的收入p(元)与时间t(天)所满足的函数关系式及日销售量Q(斤)与时间t(天)的一次函数关系式；(2)写出销售水果的日收入y(元)与t的函数关系式，并求这30天中第几天的日收入最大？最大为多少元？1.某工厂6年来生产某种产品的情况是：前3年年产量的增长速度越来越快，后3年年产量保持不变，则该厂6年来这种产品的总产量C 与时间t (年)的函数关系图像正确的是()2.(2022·绵阳诊断)某数学小组进行社会实践调查，了解到某公司为了实现1000万元利润目标，准备制订激励销售人员的奖励方案：在销售利润超过10万元时，按销售利润进行奖励，且奖金y (单位：万元)随销售利润x (单位：万元)的增加而增加，但奖金总数不超过5万元，同时奖金不超过利润的25%.同学们利用函数知识，设计了如下函数模型，其中符合公司要求的是(参考数据：1.0021000≈7.37，lg 7≈0.845)()A.y ＝0.25xB.y ＝1.002xC.y ＝log 7x ＋1D.y ＝x10－13.(2021·全国大联考)如图，矩形花园ABCD 的边AB 靠在墙PQ 上，另外三边是由篱笆围成的.若该矩形花园的面积为4平方米，墙PQ 足够长，则围成该花园所需要篱笆的()A.最大长度为8米B.最大长度为42米C.最小长度为8米D.最小长度为42米4.(2022·兰州质检)设光线通过一块玻璃，光线强度损失10%，如果光线原来的强度为k(k>0)，通过x块这样的玻璃以后光线的强度为y，则y＝k·0.9x(x∈N+)，那么光线强度减弱到原来的13以下时，至少通过这样的玻璃的块数为(参考数据：lg3≈0.477)()A.9B.10C.11D.125.(2021·济南检测)人们用分贝(dB)来划分声音的等级，声音的等级d(x)(单位：dB)与声音强度x(单位：W/m2)满足d(x)＝9lgx1×10－13.一般两人小声交谈时，声音的等级约为54dB，在有50人的课堂上讲课时，老师声音的等级约为63dB，那么老师上课时声音强度约为一般两人小声交谈时声音强度的()A.1倍B.10倍C.100倍D.1000倍6.某工厂一年中各月份的收入、支出情况的统计图如图所示，则下列说法中错误的是()A.收入最高值与收入最低值的比是3∶1B.结余最高的月份是7月C.1至2月份的收入的变化量与4至5月份的收入的变化量相同D.前6个月的平均收入为40万元7.我国的烟花名目繁多，其中“菊花”烟花是最壮观的烟花之一.制造时一般是期望在它达到最高点时爆裂.如果烟花距地面的高度h(单位：米)与时间t(单位：s)之间的关系为h(t)＝－4.9t2＋14.7t＋17，那么烟花冲出后在爆裂的最佳时刻距地面高度约为________米.8.李明自主创业，在网上经营一家水果店，销售的水果中有草莓、京白梨、西瓜、桃，价格依次为60元/盒、65元/盒、80元/盒、90元/盒.为增加销量，李明对这四种水果进行促销：一次购买水果的总价达到120元，顾客就少付x元.每笔订单顾客网上支付成功后，李明会得到支付款的80%.(1)当x＝10时，顾客一次购买草莓和西瓜各1盒，需要支付________元；(2)在促销活动中，为保证李明每笔订单得到的金额均不低于促销前总价的七折，则x的最大值为________.9.(2021·武汉模拟)复利是一种计算利息的方法，即把前一期的利息和本金加在一起算作本金，再计算下一期的利息.某同学有压岁钱1000元，存入银行，年利率为2.25%，若放入微信零钱通或者支付宝的余额宝，年利率可达4.01%.如果将这1000元选择合适方式存满5年，可以多获利息________元.(参考数据：1.02255≈1.118，1.04015≈1.217)10.候鸟每年都要随季节的变化而进行大规模的迁徙，研究某种鸟类的专家发现，该种鸟类的飞行速度v(单位：m/s)与其耗氧量Q之间的关系为v＝a＋b log3Q 10 (其中a，b是实数).据统计，该种鸟类在静止时其耗氧量为30个单位，而其耗氧量为90个单位时，其飞行速度为1m/s.(1)求出a，b的值；(2)若这种鸟类为赶路程，飞行的速度不能低于2m/s，则其耗氧量至少要多少个单位？11.近年来，“共享单车”的出现为市民“绿色出行”提供了极大的方便，某共享单车公司计划在甲、乙两座城市共投资240万元.根据行业规定，每个城市至少要投资80万元，由前期市场调研可知：甲城市收益P与投入a(单位：万元)满足P＝42a－6，乙城市收益Q与投入a(单位：万元)满足Q＋2，80≤a≤120，，120<a≤160，设甲城市的投入为x(单位：万元)，两个城市的总收益为f(x)(单位：万元).(1)当投资甲城市128万元时，求此时公司的总收益；(2)试问：如何安排甲、乙两个城市的投资，才能使公司总收益最大？12.(2022·保定质检)分子间作用力是只存在于分子与分子之间或惰性气体原子间的作用力，在一定条件下，两个原子接近，则彼此因静电作用产生极化，从而导致有相互作用力，称范德瓦尔斯相互作用.今有两个惰性气体原子，原子核正电荷的电荷量为q，这两个相距R的惰性气体原子组成体系的能量中有静电相互作用能U，其计算式子为U＝kcq2·(1R＋1R＋x1－x2－1R＋x1－1R－x2)，其中，kc为静电常量，x1，x2分别表示两个原子的负电中心相对各自原子核的位移.已知R＋x1－x2＝1＋x1－x2R R＋x1＝R1＋x1R R－x2＝R1－x2R(1＋x)－1≈1－x＋x2，则U的近似值为()A.kcq2x1x2R3B.－kcq2x1x2R3C.2kcq2x1x2R3D.－2kcq2x1x2R313.天文学中为了衡量天体的明暗程度，古希腊天文学家喜帕恰斯(Hipparchus，又名依巴谷)在公元前二世纪首先提出了星等这个概念.星等的数值越小，天体就越亮；星等的数值越大，它就越暗.到了1850年，由于光度计在天体光度测量中的应用，英国天文学家普森(M.R.Pogson)又提出了衡量天体明暗程度的概念.天体的明暗程度可以用星等或亮度来描述.两颗星的星等与亮度满足m1－m2＝2.5(lg E2－lg E1).其中星等为m i的天体的亮度为E i(i＝1，2).已知“心宿二”的星等是1.00，“天津四”的星等是1.25，“心宿二”的亮度是“天津四”的r倍，则与r最接近的是(当|x|较小时，10x≈1＋2.3x＋2.7x2)()A.1.24B.1.25C.1.26D.1.2714.已知一容器中有A，B两种菌，且在任何时刻A，B两种菌的个数乘积均为定值1010，为了简单起见，科学家用P A＝lg n A来记录A菌个数的资料，其中n A为A 菌的个数.现有以下几种说法：①P A≥1；②若今天的P A值比昨天的P A值增加1，则今天的A菌个数比昨天的A菌个数多10；③假设科学家将B菌的个数控制为5万，则此时5<P A<5.5(注：lg2≈0.3).则正确的说法为________(写出所有正确说法的序号).。
数据库系统原理第二章基本概念及课后习题有答案
数据库系统原理第二章基本概念及课后习题有答案一、数据库系统生存期1．数据库系统生存期：数据库应用系统从开始规划、设计、实现、维护到最后被新的系统取代而停止使用的整个期间。
2．数据库系统生存期分七个阶段：规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现、运行维护。
3．规划阶段三个步骤：系统调查、可行性分析、确定数据库系统总目标。
4．需求分析阶段：主要任务是系统分析员和用户双方共同收集数据库系统所需要的信息内容和用户对处理的需求，并以需求说明书的形式确定下来。
5．概念设计阶段：产生反映用户单位信息需求的概念模型。
与硬件和DBMS无关。
6．逻辑设计阶段：将概念模型转换成DBMS能处理的逻辑模型。
外模型也将在此阶段完成。
7．物理设计阶段：对于给定的基本数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程。
数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法。
8．数据库的实现：包括定义数据库结构、数据装载、编制与调试应用程序、数据库试运行。
二、ER模型的基本概念ER模型的基本元素是：实体、联系和属性。
2．实体：是一个数据对象，指应用中可以区别的客观存在的事物。
实体集：是指同一类实体构成的集合。
实体类型：是对实体集中实体的定义。
一般将实体、实体集、实体类型统称为实体。
3．联系：表示一个或多个实体之间的关联关系。
联系集：是指同一类联系构成的集合。
联系类型：是对联系集中联系的定义。
一般将联系、联系集、联系类型统称为联系。
4．同一个实体集内部实体之间的联系，称为一元联系；两个不同实体集实体之间的联系，称为二元联系，以此类推。
5．属性：实体的某一特性称为属性。
在一个实体中，能够惟一标识实体的属性或属性集称为实体标识符。
6． ER模型中，方框表示实体、菱形框表示联系、椭圆形框表示属性、实体与联系、实体与其属性、联系与其属性之间用直线连接。
实体标识符下画横线。
联系的类型要在直线上标注。
注意：联系也有可能存在属性，但联系本身没有标识符。
第2章 数据模型与概念模型
• 概念模型(E-R图):
思考题:某公司的业务活动统计 。 任务：要求统计公司各部门承担的工程项目及职工参与工程项 目情况。 分析： 一、实体集及属性： 实体集有：部门、职工、工程项目。 • 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； • 工程项目有工程号、工程名两个属性； 二、联系 • 每个部门承担多个工程项目，每个工程项目属于一个部门。 • 每个部门有多名职工，每一名职工只能属于一个部门。 • 每个职工可参与多个工程项目，且每个工程项目有多名职工参 与。 • 职工参与项目有参与时间。
计算机中对信息的表示和处理与计算机软硬件有关，
描述的数据不便于直接在计算机上实现，必须经过数字
化处理，转换成适合特定计算机系统(主要是DBMS)的
形式描述，形成计算机能够表示和处理的数据，这时就
进入了信息的计算机世界，或机器世界、数据世界。
下面就是一个学生－课程系统：
姓名 性别 年龄 所在院系
学号
2. 信息世界 通过对现实世界中事物及联系的认识，经过选择、 命名、分类等分析后形成印象和概念，并用一定形式加 以抽象描述，就进入信息世界。 如：
张三、李四是学生，分为一类，构成学生实体集，选择部分特 征并命名，描述为： 学生（学号、姓名、性别、年龄、所在院系） 数据库原理、数据结构是课程，分为一类，构成课程实体集， 选择部分特征并命名，描述为： 课程（课程号、课程名、学分）
(4) 域（Domain） 属性的取值范围称为属性的域。
2. 实体联系的类型 （1）两个实体集之间的联系 1) 一对一联系（1:1）:设有两个实体集A和B，对于A 中的每一个实体， B中至多有一个实体与之联系； 反之亦然。 工厂 2) 一对多联系（1:n 1 ）:设有两个实体集A和B，对于A 的每一个实体， B中有一个或多个实体与之联系； 负责 而对于B的每一个实体，A中至多有一个实体与之联 1 职工 学校 系。 厂长 3) 多对多联系（m:n）:设有两个实体集 A和B，对于A 1 m 的每一个实体，B中有一个或多个实体与之联系； 参加 工作 反之亦然。 n n 一对一的联系是一对多联系的特例，一对多的联系是 体育团体 教师 多对多联系的特例
数据库系统原理课程总结
数据库系统原理课程总结第一章数据库基础知识1.信息、信息特征及作用（1）信息的内容是关于客观事物或思想方面的知识。
（2）信息是有用的。
（3）信息能够在空间可时间上传递。
（4）信息需要一定的形式表示。
2.数据、数据与信息的关系及数据的特征（1）数据哟“型”与“值”之分。
（2）数据受数据类型和取值范围的约束。
（3）数据有定性表示和定量表示之分。
（4）数据应具有载体和多种表现形式。
3.手工管理数据库阶段（1）手工管理阶段不保存大量的数据。
（2）手工管理数据库阶段没有软件系统对数据刻库进行管理。
（3）手工管理阶段基本上没有“文件”概念。
（4）手工管理阶段是一组数据对应一个程序。
4.数据库技术的发展历程（1）出现了许多商品化的数据库管理系统。
（2）数据库技术成为实现和优化信息系统的基本技术。
（3）关系方法的理论研究和软件系统的研制取得了很大成果。
5.数据库系统的软件的组成（1）操作系统。
（2）数据库管理系统和主语言编译系统。
（3）数据库应用开发工具软件。
（4）数据库应用系统及数据库。
第二章数据库模型与概念模型1.数据模型的三要素a.数据结构b.数据操作c.数据约束条件2.常见的数据模型当前，数据库领域最常用的数据模型主要有3种，它们是层次模型，网状模型和关系模型。
3.层次模型1）层次模型的定义a.有且仅有一个节点没有双亲结点，这个节点成为根结点。
b.出去根节点之外的其他结点有且只有一个双亲结点。
2）层次模型的存储结构a.邻接存储法。
邻接存储法是按照层次书前序穿越的顺序，把所有纪录值依次邻接存放，即通过物理空间的位置相邻来安排层次顺粗，实现存储。
b.链接存储法。
链接存储法是指用引元来反映数据之间的层次联系，它主要有子女-兄弟链接法和层次序列链接法两种方法。
4.网状模型1）网状模型的基本特征a.有一个以上的结点没有双亲。
b.结点可以有多余一个的双亲。
5.关系模型1）关系模型的存储结构在关系数据库的物理组织中，关系以文件形式存储。
电子政务的概念模型及理论技术方法框架
10
一、环境问题
6．基础条件薄弱，缺乏资金支持
经过从计划经济到市场经济的巨变，我 国政府机关工作作风及办事效率已有很大的 提高和转变，但总体上看，许多政府机关管 理意识淡薄，管理手段原始，基础数据缺乏， 很难实现政府从低层次的感官管理模式迅速 转变到高层次的信息化管理模式的理想状态。
11
二、建设的总体效益问题
32
四、电子政务的建设范围及运作机制
1．电子政务系统建设 （1）政务信息资源建设 • 在电子政务建设过程中，政务信息资源作为一种基
础性的资源将发挥关键性的作用。政府信息资源是 一种重要的国家资源，具有全社会所有的公共属性， 是经济学意义上的“公共财物”。一般来说，政府 信息资源主要包括以下几个部分：政府部门未履行 管理国家行政事务的职责而采集，加工，使用的信 息资源；政府部门在业务过程中产生和生成的信息 资源；由政府投资建设的信息资源以及由政府部门 直接管理的信息资源。
12
二、建设的总体效益问题
2．重复建设问题突出
重复建设严重，缺乏统一的信息技术平 台。我国电子政务建设中已经运用的信息技 术平台大多数是离散孤立的，各部门之间相 互封闭、互不相通，构成一种以自身职能为 出发点，以垂直行业管理体系为主导的电子 政务框架。
13
二、建设的总体效益问题
3．“信息孤岛”大量存在
19
三、信息安全问题
5．失误操作 由于缺乏明确的操作规程和必要的备份
措施，加之部分工作人员的安全意识不强和 安全技术有限，一旦出现失误操作，重要的 信息将无法恢复。
20
四、法律问题
目前我国的电子政务立法采用的是分散 模式，有关电子政务的法律规范分布在计算 机法、计算机软件保护法、电信法、互联网 法、行政许可法、电子签名法等单行法律之 中，没有统一的原则和标准，规范之间相互 冲突现象严重，电子政务的特性不能突出， 实施效果差。与发达国家体系化、计划化和 重点化的立法状况形成了鲜明的对比。从整 体情况看，我国电子政务立法目前还处于一 个“无纲领性立法、无明确的立法规则、无 有效的立法评价及监督机制”的三无状态。
一、环境问题
6．基础条件薄弱，缺乏资金支持
经过从计划经济到市场经济的巨变，我 国政府机关工作作风及办事效率已有很大的 提高和转变，但总体上看，许多政府机关管 理意识淡薄，管理手段原始，基础数据缺乏， 很难实现政府从低层次的感官管理模式迅速 转变到高层次的信息化管理模式的理想状态。
11
二、建设的总体效益问题
32
四、电子政务的建设范围及运作机制
1．电子政务系统建设 （1）政务信息资源建设 • 在电子政务建设过程中，政务信息资源作为一种基
础性的资源将发挥关键性的作用。政府信息资源是 一种重要的国家资源，具有全社会所有的公共属性， 是经济学意义上的“公共财物”。一般来说，政府 信息资源主要包括以下几个部分：政府部门未履行 管理国家行政事务的职责而采集，加工，使用的信 息资源；政府部门在业务过程中产生和生成的信息 资源；由政府投资建设的信息资源以及由政府部门 直接管理的信息资源。
12
二、建设的总体效益问题
2．重复建设问题突出
重复建设严重，缺乏统一的信息技术平 台。我国电子政务建设中已经运用的信息技 术平台大多数是离散孤立的，各部门之间相 互封闭、互不相通，构成一种以自身职能为 出发点，以垂直行业管理体系为主导的电子 政务框架。
13
二、建设的总体效益问题
3．“信息孤岛”大量存在
19
三、信息安全问题
5．失误操作 由于缺乏明确的操作规程和必要的备份
措施，加之部分工作人员的安全意识不强和 安全技术有限，一旦出现失误操作，重要的 信息将无法恢复。
20
四、法律问题
目前我国的电子政务立法采用的是分散 模式，有关电子政务的法律规范分布在计算 机法、计算机软件保护法、电信法、互联网 法、行政许可法、电子签名法等单行法律之 中，没有统一的原则和标准，规范之间相互 冲突现象严重，电子政务的特性不能突出， 实施效果差。与发达国家体系化、计划化和 重点化的立法状况形成了鲜明的对比。从整 体情况看，我国电子政务立法目前还处于一 个“无纲领性立法、无明确的立法规则、无 有效的立法评价及监督机制”的三无状态。
信息的三种世界概念模型数据模型
表达实体集
SQL Server 2023
表达属性
表达实体间联络
注：1、实体集旳属性较多时，能够不画在E-R图上，而在数据字 典中表达
2、联络能够具有属性，但联络旳属性必须在E-R图上标出
2.2 概念模型
例1
SQL Server 2023
假设一种学生可选多门课程，而一门课程又有多
种学生选修，每个学生每选一门课只有一种成绩
2.3 数据模型
二、常见旳数据模型
SQL Server 2023
层次模型 网状模型 关系模型
（非关系模型）
2.3 数据模型
SQL Server 2023
二、常见旳数据模型
1、层次模型 基本构造：用树型构造表达实体及实体间旳联络 1）有且仅有一种结点没有双亲结点，这个结点称为根结点。 2）除根结点之外旳其他结点有且只有一种双亲结点。 表达措施： 实体：用统计类型描述。每个结点表达一种统计类型。 属性：用字段描述。每个统计类型可包括若干个字段。 联络：用结点之间旳连线表达统计（类）型之间旳一对多旳联络
电器 自动化
92023 许明 数据库 92023 陈真 人工智能
2.3 数据模型
层次模型中多对多联络旳表达: 一般采用冗余结点和虚拟结点两种措施
例：用冗余结点表达多对多联络
SQL Server 2023
学号 姓名 年龄
m
选课
n
课程号 课程名 学分
学号 姓名 年龄
课程号 课程名 学分
课程号 课程名 学分
数据操作是系统动态特征旳描述。涉及操作对象和 有关旳操作规则。所以数据模型必须对数据库中旳全部 数据操作进行定义，指明操作确实切含义、操作对象、 操作符号、操作规则以及操作旳语言约束等。
SQL Server 2023
表达属性
表达实体间联络
注：1、实体集旳属性较多时，能够不画在E-R图上，而在数据字 典中表达
2、联络能够具有属性，但联络旳属性必须在E-R图上标出
2.2 概念模型
例1
SQL Server 2023
假设一种学生可选多门课程，而一门课程又有多
种学生选修，每个学生每选一门课只有一种成绩
2.3 数据模型
二、常见旳数据模型
SQL Server 2023
层次模型 网状模型 关系模型
（非关系模型）
2.3 数据模型
SQL Server 2023
二、常见旳数据模型
1、层次模型 基本构造：用树型构造表达实体及实体间旳联络 1）有且仅有一种结点没有双亲结点，这个结点称为根结点。 2）除根结点之外旳其他结点有且只有一种双亲结点。 表达措施： 实体：用统计类型描述。每个结点表达一种统计类型。 属性：用字段描述。每个统计类型可包括若干个字段。 联络：用结点之间旳连线表达统计（类）型之间旳一对多旳联络
电器 自动化
92023 许明 数据库 92023 陈真 人工智能
2.3 数据模型
层次模型中多对多联络旳表达: 一般采用冗余结点和虚拟结点两种措施
例：用冗余结点表达多对多联络
SQL Server 2023
学号 姓名 年龄
m
选课
n
课程号 课程名 学分
学号 姓名 年龄
课程号 课程名 学分
课程号 课程名 学分
数据操作是系统动态特征旳描述。涉及操作对象和 有关旳操作规则。所以数据模型必须对数据库中旳全部 数据操作进行定义，指明操作确实切含义、操作对象、 操作符号、操作规则以及操作旳语言约束等。
第二章数据模型
事物与联系 事物： 对象、性质 联系： 共同、特殊 现实世界 经过大脑的 认识、抽象 概念模型 实体： 对象、属性 实体分级： 总体、单体 数据模型 数据： 记录、项 数据分类： 型、值 数据世界 经过转换
10
信息世界
两类数据模型
现实世 界 象
抽 认
识
概念模型
现实世界 概念模型 数据库设计人员完成 概念模型 逻辑模型 数据库设计人员完成 逻辑模型 物理模型 由DBMS完成
15
3、概念模型的表示方法
概念模型是对信息世界建模，所以概念模型 应该能够方便、准确地表示出信息世界中的常用 概念。概念模型的表示方法很多，其中最为常用 的是P.P.S.Chen于1976年提出的实体-联系方法。 该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型。
实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名； 属性：用椭圆表示，并用无向边将其与相应的实体 连接起来。
– 定义：
如果对于实体集A中的每一个 实体，实体集B中至多有一个（也 可以没有）实体与之联系，反之亦 然，则称实体集A与实体集B具有 一对一联系，记为1:1 。
1 班长
1:1联系
24
两个实体型之间的联系
• 一对多联系（1：n）
– 实例
一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习。
班级 1 组成
①一对一联系（one-to-one，1:1） ②一对多联系（one-to-many，1:N） ③多对多联系（many-to-many，M:N） 定义：设联系型R关联实体型A和B。如果对应A中的每一
个实体，B中有且仅有一个实体与之关联，则称R是一对一联 系型， 简记作1 ：1联系。如果对应A中的每一个实体，B中有 n个实体 (n>1)与之关联，则称R是一对多联系型，简记作1 ： N联系。 如果对应A中的每个实体，B中有n个实体(n>1)与之关 联，对应B中的每个实体，A中有m个实体(m>1)与之关联，则 称 R是多对多联系型，简记作M ：N联系。
10
信息世界
两类数据模型
现实世 界 象
抽 认
识
概念模型
现实世界 概念模型 数据库设计人员完成 概念模型 逻辑模型 数据库设计人员完成 逻辑模型 物理模型 由DBMS完成
15
3、概念模型的表示方法
概念模型是对信息世界建模，所以概念模型 应该能够方便、准确地表示出信息世界中的常用 概念。概念模型的表示方法很多，其中最为常用 的是P.P.S.Chen于1976年提出的实体-联系方法。 该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型。
实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名； 属性：用椭圆表示，并用无向边将其与相应的实体 连接起来。
– 定义：
如果对于实体集A中的每一个 实体，实体集B中至多有一个（也 可以没有）实体与之联系，反之亦 然，则称实体集A与实体集B具有 一对一联系，记为1:1 。
1 班长
1:1联系
24
两个实体型之间的联系
• 一对多联系（1：n）
– 实例
一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习。
班级 1 组成
①一对一联系（one-to-one，1:1） ②一对多联系（one-to-many，1:N） ③多对多联系（many-to-many，M:N） 定义：设联系型R关联实体型A和B。如果对应A中的每一
个实体，B中有且仅有一个实体与之关联，则称R是一对一联 系型， 简记作1 ：1联系。如果对应A中的每一个实体，B中有 n个实体 (n>1)与之关联，则称R是一对多联系型，简记作1 ： N联系。 如果对应A中的每个实体，B中有n个实体(n>1)与之关 联，对应B中的每个实体，A中有m个实体(m>1)与之关联，则 称 R是多对多联系型，简记作M ：N联系。
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• 属性
– 事物的特征或本质
• 变量
– 属性的逻辑组合
属性与变量之间的关系是科学描述和解释的核心
变量类型
• • • • 观测变量 乘积变量 综合变量 虚变量
变量
性别 年龄 职业 社会阶级 颜色 土壤类型 植被类型 总成绩 SiO2/Al2O3 女性 男性 上流社会 工人 中年的 红色 黄壤 梧桐树 数学成绩 外语成绩 SiO2 Al2O3
• 创新性
基本ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ则
积累知识、搜集资料
• 搜集
– 有关的理论、学说、定律、定理、概念、观 念、猜想、假说、经验事实、感性材料…
观察、实验
• 观察
– 自然条件下，没对研究对 象进行改变的情况下进行 – 获得的是比较粗造的和表 面的经验知识
• 实验
– 获得更丰富的、更具体的、 更精确的感性材料和经验 知识的重要手段与途径
要素、结构和功能
• 结构与功能说明的是系统的内部与外部作用。功能是一 个过程，由系统的整体性的运动表现出来，而首先是由 系统的结构决定的。 • 系统的组成要素不同，功能不同。要素相同，结构不同， 功能也不同。 • 要使系统获得更好的机能，就不能仅停留在提高单个要 素的水平上，而要在一定要素的基础上，致力于改进系 统的结构。一定结构的系统对环境发生作用以实现一定 的功能。普里高津关于耗散结构理论的科学表述，是对 系统机构与功能动态变化规律的深刻揭示。
属性
讨论
• 反恐是怎么概念化的？
– 怎么对此问题进行测量 – 使用什么指标体系进行描述
• 使用TM图像估算地区粮食的产量
– 怎么进行概念化 – 确定什么指标 – 数据怎么获取
三 系统和地理系统
• • • • • 系统 物质系统的特性 系统要素 系统结构 系统功能
3.1 系统
• 系统，是内部包含若干组成，其间通过 有规则的相互作用而相互依赖，并以某 些形式联合而成的统一整体。主要有三 类系统：物质系统，能量系统，信息系 统。其中，物质系统是能量系统和信息 系统的载体，是首先要研究的对象。
“雁过故人无信息，
酒醒残梦寄凄凉”。
什么是信息 宋代李清照也写过
“不乞随珠与和璧，
只乞乡关新信息”。
信息
Information
是能减少不确定度的 任何事物
研究对象
概念
指标
测量
数据
研究对象
观察
观念
测量
概念化
属性
概念
数据
变量
指标
维度
2.1 数据源
• 数据源
– 从哪里来
• 内部 • 外部
– 是否自己获取
• 进行要素-结构分析
– 要素一结构分析是系统边界内的分析，找出主要矛 盾，揭示矛盾的性质，提出解决矛盾的方法。
• 进行环境分析
– 环境分析主要是分析系统输入的变化，查明外部环 境对系统的影响，同时分析系统输出的变化，了解 系统对环境的影响。
系统分析过程
提出问题 问题构成 收集资料
决策
是否满意
分析评价 建立模型
概念模型的
• 理论基础
– 归纳方法
• 内容
– 概念之间的关系和影响方式
• 实现方法
– 系统分析
• 模型的表现
– 概念之间连接图
概念模型的建立步骤
定义概念
研究问题/对象
定义变量及其测量级
概念模型
建立变量之间的关系
确定变量之间的影响方式
其他模型
绘制概念模型图
概念模型建立的目的
• 明确研究对象的组成和结构 • 明确研究对象的外部影响因素 • 明确研究对象中的各个组成要素之间的 关系及其与外部影响因素之间的联系 • 为其他模型的建立提供基础框架
• 判断
– 对思维对象有所断定 的一种思维形式
• 推理
– 由已知一个或几个判 断过渡到新的判断的 思维形式
归纳模式与概念模型
确定研究对象 积累知识，搜集资料
概
念
观察、实验
模 型
抽象、概括、判断、推理
提出假说和理论
一、概念和变量
• • • • • 概念 指标和维度 属性和变量 测量 指标和量表
社会研究方法基础 第一章-第七章
• 一个完整的地理系统，是“自然-社会-经 济”的复合体系，由自然子系统，社会 子系统和经济子系统之间的联系与耦合， 共同构成复杂的巨系统。地理系统研究 的最终目标，要求精确地表达、优化、 控制地理要素间的复杂关系，由此出发， 实现对地理实体进行描述、模拟和预测。
地球
大气圈
水圈
地理系统
生物圈
从整体到局部
• 原生 • 次生
• 数据获取 • 连续性和平滑
数据
数据档案
数据收集
内部的
外部的
实验性的
非实验性的 （调查）
观察 野外调查
个人访问
电话访问
电子邮件 自举法
数 测量 数字和数值
数据
变量
信息
模型
2.2 测量
• 测量 • 对现实世界小心、细 心和谨慎的观察，并 通过变量的属性来描 述事物 • 数据的表现方式/类 型
科学研究中的经验归纳模式
• 归纳方法是科研人员遵循的一种常规程 序
归纳模式的内容
确定研究对象 积累知识，搜集资料
观察、实验 抽象、概括、判断、推理 提出假说和理论
确定研究对象
• 需要性
– 国家、社会、理论…
• 经济合理性
– 社会、经济、生态效 益
• 可能性
– 人力、物力、财力
• 优势性
– 专业、个人、同行
测量的性质
精确性
准确性
真实性
2.3 测量级 Measure Scale
• • • • 名义(Nominal) 次序(Ordinal) 间隔(Interval） 比例(Ratio)
定类/分类
定序/顺性 定距
定比
变量的测 量是什么
变量
性别 年龄 职业 社会阶级 颜色 土壤类型 植被类型 总成绩 SiO2/Al2O3 女性 男性 上流社会 工人 中年的 红色 黄壤 梧桐树 数学成绩 外语成绩 SiO2 Al2O3
• 概念化
– 指出术语具体含义的 过程 – 通过交流形成共识的 过程
• 概念
– 术语，专业名词 – 一组观念，一种结构 – 通过交流形成共识的 结果 – 对于问题普遍的、本 质特征的反映
1.2 指标和维度
• 概念化过程的结果 • 说明概念的属性 • 概念具有不同的维度 • 区分维度可以加深研 究
1.3 属性和变量
• 在形式上，要素之间就要发生加和性和非加和 性、正反馈和负反馈，以及因果等联系和作用。 我们称这种联系和作用为形式结构。它又是同 系统的空间结构和时间结构结合在一起的。 • 要素在空间上的排列秩序，构成了系统的空间 结构 • 要素在时间上前后相继的顺序，构成时间结构
• 处理复杂问题时
– 不厌其详地考察与问题密切相关的一大批变 量，详尽周到的研究这些变量之间的关系和 变化趋势； – 把那些关系不显著的变量忽略掉，或者至少 是暂时忽略掉
• 系统内究竟应该包括哪些变量是根据客 观情况和主观目的来决定的 • 系统并不是指一个客观实体，而是人们 的一种规定。这种规定一方面考虑到各 变量之间的因果联系形式，另一方面也 考虑到变量之间因果联系的紧密程度， 即相关性 • 当某些变量与我们考察的那些变量相关 性小到一定程度，就不再把它们作为系 统的组成部分
• 观察的原则
– 客观性 – 全面性 – 典型性
• 实验方法
– – – – – – 比较实验 定性实验 定量实验 析因实验 模拟实验 判决实验
抽象、概括、判断、推理
• 抽象
– 科学研究中，运用思 维能力排除非本质的 次要因素，从现象中 抽出其固有的本质特 征，以达到对事物的 规律性认识的一种方 法 – 抽象过程就是对感性 材料进行概括形成概 念的过程
1.1 概念
• 观念 • 概念 • 概念化
你看到了什么 你感受到了什么
你看到了什么 你感受到了什么
你看到了什么 你感受到了什么
观察
观念
概念化
概念 术语
观察
• 可直接观察的 • 不可直接观察的 • 结构
• 智商是一种结构
观念
• 表达印象的术语 • 存在于头脑中的信息标记
概念化和概念
第二章 概念模型
内容
一．概念和变量 二．数据 三．系统和地理系统 四．系统分析 五．概念模型的表示和类型 六．概念模型的建立和应用 七．概念模型应用实例
概念模型
• 利用科学的归纳方法，以对研究对象的 观察、抽象形成的概念为基础，建立起 来的关于概念之间的关系和影响方式的 模型
• 一种用户能够理解的系统描述，使用一 组集成的构思和概念，描述系统应做什 么，如何运作，外观如何等。 • P29,Jennifer Preece, Yvonne Rogers, Helen Sharp, 刘晓晖等译，交互设计－ 超越人机交互。电子工业出版社，2003
3.4 系统结构
• 系统保持整体性以及具有一定功能的内 在依据 • 特点
– 指系统的部分组成要素之间在时间或空间方 面有机联系和相互作用方式或顺序。系统的 有序性越高，结构越严密。 – 结构具有多维性 、多层次性、相对性、开 放性和可变异性
3.5 系统功能
• 系统与外部环境相互联系和作用过程的 秩序和能力
系统类别
3.6 地理系统
• 地理系统（geosystem）只在特定的地理边界 约束下，一组结构有序和功能互补的要素集合。 • 遵从地理学基本规律，上述要素自身之间或与 其周围的环境之间不断进行物质、能量和信息 的交换和传输，且与“流”的形式贯穿其间， 既维系系统与环境的关系，又维系系统内部各 要素间的关系，形成一个动态的、成等级的、 有层次的，可实行反馈的开放系统。
– 事物的特征或本质
• 变量
– 属性的逻辑组合
属性与变量之间的关系是科学描述和解释的核心
变量类型
• • • • 观测变量 乘积变量 综合变量 虚变量
变量
性别 年龄 职业 社会阶级 颜色 土壤类型 植被类型 总成绩 SiO2/Al2O3 女性 男性 上流社会 工人 中年的 红色 黄壤 梧桐树 数学成绩 外语成绩 SiO2 Al2O3
• 创新性
基本ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ则
积累知识、搜集资料
• 搜集
– 有关的理论、学说、定律、定理、概念、观 念、猜想、假说、经验事实、感性材料…
观察、实验
• 观察
– 自然条件下，没对研究对 象进行改变的情况下进行 – 获得的是比较粗造的和表 面的经验知识
• 实验
– 获得更丰富的、更具体的、 更精确的感性材料和经验 知识的重要手段与途径
要素、结构和功能
• 结构与功能说明的是系统的内部与外部作用。功能是一 个过程，由系统的整体性的运动表现出来，而首先是由 系统的结构决定的。 • 系统的组成要素不同，功能不同。要素相同，结构不同， 功能也不同。 • 要使系统获得更好的机能，就不能仅停留在提高单个要 素的水平上，而要在一定要素的基础上，致力于改进系 统的结构。一定结构的系统对环境发生作用以实现一定 的功能。普里高津关于耗散结构理论的科学表述，是对 系统机构与功能动态变化规律的深刻揭示。
属性
讨论
• 反恐是怎么概念化的？
– 怎么对此问题进行测量 – 使用什么指标体系进行描述
• 使用TM图像估算地区粮食的产量
– 怎么进行概念化 – 确定什么指标 – 数据怎么获取
三 系统和地理系统
• • • • • 系统 物质系统的特性 系统要素 系统结构 系统功能
3.1 系统
• 系统，是内部包含若干组成，其间通过 有规则的相互作用而相互依赖，并以某 些形式联合而成的统一整体。主要有三 类系统：物质系统，能量系统，信息系 统。其中，物质系统是能量系统和信息 系统的载体，是首先要研究的对象。
“雁过故人无信息，
酒醒残梦寄凄凉”。
什么是信息 宋代李清照也写过
“不乞随珠与和璧，
只乞乡关新信息”。
信息
Information
是能减少不确定度的 任何事物
研究对象
概念
指标
测量
数据
研究对象
观察
观念
测量
概念化
属性
概念
数据
变量
指标
维度
2.1 数据源
• 数据源
– 从哪里来
• 内部 • 外部
– 是否自己获取
• 进行要素-结构分析
– 要素一结构分析是系统边界内的分析，找出主要矛 盾，揭示矛盾的性质，提出解决矛盾的方法。
• 进行环境分析
– 环境分析主要是分析系统输入的变化，查明外部环 境对系统的影响，同时分析系统输出的变化，了解 系统对环境的影响。
系统分析过程
提出问题 问题构成 收集资料
决策
是否满意
分析评价 建立模型
概念模型的
• 理论基础
– 归纳方法
• 内容
– 概念之间的关系和影响方式
• 实现方法
– 系统分析
• 模型的表现
– 概念之间连接图
概念模型的建立步骤
定义概念
研究问题/对象
定义变量及其测量级
概念模型
建立变量之间的关系
确定变量之间的影响方式
其他模型
绘制概念模型图
概念模型建立的目的
• 明确研究对象的组成和结构 • 明确研究对象的外部影响因素 • 明确研究对象中的各个组成要素之间的 关系及其与外部影响因素之间的联系 • 为其他模型的建立提供基础框架
• 判断
– 对思维对象有所断定 的一种思维形式
• 推理
– 由已知一个或几个判 断过渡到新的判断的 思维形式
归纳模式与概念模型
确定研究对象 积累知识，搜集资料
概
念
观察、实验
模 型
抽象、概括、判断、推理
提出假说和理论
一、概念和变量
• • • • • 概念 指标和维度 属性和变量 测量 指标和量表
社会研究方法基础 第一章-第七章
• 一个完整的地理系统，是“自然-社会-经 济”的复合体系，由自然子系统，社会 子系统和经济子系统之间的联系与耦合， 共同构成复杂的巨系统。地理系统研究 的最终目标，要求精确地表达、优化、 控制地理要素间的复杂关系，由此出发， 实现对地理实体进行描述、模拟和预测。
地球
大气圈
水圈
地理系统
生物圈
从整体到局部
• 原生 • 次生
• 数据获取 • 连续性和平滑
数据
数据档案
数据收集
内部的
外部的
实验性的
非实验性的 （调查）
观察 野外调查
个人访问
电话访问
电子邮件 自举法
数 测量 数字和数值
数据
变量
信息
模型
2.2 测量
• 测量 • 对现实世界小心、细 心和谨慎的观察，并 通过变量的属性来描 述事物 • 数据的表现方式/类 型
科学研究中的经验归纳模式
• 归纳方法是科研人员遵循的一种常规程 序
归纳模式的内容
确定研究对象 积累知识，搜集资料
观察、实验 抽象、概括、判断、推理 提出假说和理论
确定研究对象
• 需要性
– 国家、社会、理论…
• 经济合理性
– 社会、经济、生态效 益
• 可能性
– 人力、物力、财力
• 优势性
– 专业、个人、同行
测量的性质
精确性
准确性
真实性
2.3 测量级 Measure Scale
• • • • 名义(Nominal) 次序(Ordinal) 间隔(Interval） 比例(Ratio)
定类/分类
定序/顺性 定距
定比
变量的测 量是什么
变量
性别 年龄 职业 社会阶级 颜色 土壤类型 植被类型 总成绩 SiO2/Al2O3 女性 男性 上流社会 工人 中年的 红色 黄壤 梧桐树 数学成绩 外语成绩 SiO2 Al2O3
• 概念化
– 指出术语具体含义的 过程 – 通过交流形成共识的 过程
• 概念
– 术语，专业名词 – 一组观念，一种结构 – 通过交流形成共识的 结果 – 对于问题普遍的、本 质特征的反映
1.2 指标和维度
• 概念化过程的结果 • 说明概念的属性 • 概念具有不同的维度 • 区分维度可以加深研 究
1.3 属性和变量
• 在形式上，要素之间就要发生加和性和非加和 性、正反馈和负反馈，以及因果等联系和作用。 我们称这种联系和作用为形式结构。它又是同 系统的空间结构和时间结构结合在一起的。 • 要素在空间上的排列秩序，构成了系统的空间 结构 • 要素在时间上前后相继的顺序，构成时间结构
• 处理复杂问题时
– 不厌其详地考察与问题密切相关的一大批变 量，详尽周到的研究这些变量之间的关系和 变化趋势； – 把那些关系不显著的变量忽略掉，或者至少 是暂时忽略掉
• 系统内究竟应该包括哪些变量是根据客 观情况和主观目的来决定的 • 系统并不是指一个客观实体，而是人们 的一种规定。这种规定一方面考虑到各 变量之间的因果联系形式，另一方面也 考虑到变量之间因果联系的紧密程度， 即相关性 • 当某些变量与我们考察的那些变量相关 性小到一定程度，就不再把它们作为系 统的组成部分
• 观察的原则
– 客观性 – 全面性 – 典型性
• 实验方法
– – – – – – 比较实验 定性实验 定量实验 析因实验 模拟实验 判决实验
抽象、概括、判断、推理
• 抽象
– 科学研究中，运用思 维能力排除非本质的 次要因素，从现象中 抽出其固有的本质特 征，以达到对事物的 规律性认识的一种方 法 – 抽象过程就是对感性 材料进行概括形成概 念的过程
1.1 概念
• 观念 • 概念 • 概念化
你看到了什么 你感受到了什么
你看到了什么 你感受到了什么
你看到了什么 你感受到了什么
观察
观念
概念化
概念 术语
观察
• 可直接观察的 • 不可直接观察的 • 结构
• 智商是一种结构
观念
• 表达印象的术语 • 存在于头脑中的信息标记
概念化和概念
第二章 概念模型
内容
一．概念和变量 二．数据 三．系统和地理系统 四．系统分析 五．概念模型的表示和类型 六．概念模型的建立和应用 七．概念模型应用实例
概念模型
• 利用科学的归纳方法，以对研究对象的 观察、抽象形成的概念为基础，建立起 来的关于概念之间的关系和影响方式的 模型
• 一种用户能够理解的系统描述，使用一 组集成的构思和概念，描述系统应做什 么，如何运作，外观如何等。 • P29,Jennifer Preece, Yvonne Rogers, Helen Sharp, 刘晓晖等译，交互设计－ 超越人机交互。电子工业出版社，2003
3.4 系统结构
• 系统保持整体性以及具有一定功能的内 在依据 • 特点
– 指系统的部分组成要素之间在时间或空间方 面有机联系和相互作用方式或顺序。系统的 有序性越高，结构越严密。 – 结构具有多维性 、多层次性、相对性、开 放性和可变异性
3.5 系统功能
• 系统与外部环境相互联系和作用过程的 秩序和能力
系统类别
3.6 地理系统
• 地理系统（geosystem）只在特定的地理边界 约束下，一组结构有序和功能互补的要素集合。 • 遵从地理学基本规律，上述要素自身之间或与 其周围的环境之间不断进行物质、能量和信息 的交换和传输，且与“流”的形式贯穿其间， 既维系系统与环境的关系，又维系系统内部各 要素间的关系，形成一个动态的、成等级的、 有层次的，可实行反馈的开放系统。