甘仞初管理信息系统(第二版)-第2章

1、普通高校”十一五”国家级规划教材管管 理理 信信 息息 系系 统统第第 2 版版教案教案(PPT演示文件演示文件2) 主编主编 甘仞初甘仞初 参编参编 冯海旗冯海旗 颜志军颜志军 龙龙 虹虹机械工业出版社机械工业出版社管理信息系统管理信息系统目目 录录第第1章章 信息系统导论信息系统导论第第2章章 信息系统的技术基础信息系统的技术基础第第3章章 信息系统的结构与类型信息系统的结构与类型第第4章章 信息系统的建设信息系统的建设(上上)第第5章章 信息系统的建设信息系统的建设(下下)第第6章章 信息系统的应用信息系统的应用管理信息系统管理信息系统第第2章章 信息系统的技术基础信息系统的技术基础 本

2、章讨论计算机硬、软件系统、网络系统与数本章讨论计算机硬、软件系统、网络系统与数据管理的基本知识，为需要这方面知识的读者提供据管理的基本知识，为需要这方面知识的读者提供学习信息系统的信息技术基础。本章的主要内容有：学习信息系统的信息技术基础。本章的主要内容有：计算机系统的基本结构与类型，硬件、软件系统的计算机系统的基本结构与类型，硬件、软件系统的结构和发展趋势，计算机网络的组织、主要功能结结构和发展趋势，计算机网络的组织、主要功能结构与类型，互联网及其应用，数据组织的层次，数构与类型，互联网及其应用，数据组织的层次，数据库系统的信息模型和数据模型，数据库系统的结据库系统的信息模型和数据模型，数据

3、库系统的结构，关系数据库，数据仓库与数据挖掘技术概述。构，关系数据库，数据仓库与数据挖掘技术概述。第第2章章 目目 录录2.1 计算机系统计算机系统2.2 计算机网络技术基础计算机网络技术基础 2.3 数据管理数据管理2.1 计算机系统计算机系统v1946年，世界上第一台电子计算机年，世界上第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator，电子数值积分和计算器）诞生，它，电子数值积分和计算器）诞生，它标志着计算工具随着世界文明的进步飞跃到一个标志着计算工具随着世界文明的进步飞跃到一个崭新的阶段。崭新的阶段。v计算机器件从电

4、子管到晶体管，再从分立元件到计算机器件从电子管到晶体管，再从分立元件到集成电路以至微处理器，促使计算机的发展出现集成电路以至微处理器，促使计算机的发展出现了几次飞跃。依据硬件设备的发展水平，计算机了几次飞跃。依据硬件设备的发展水平，计算机的发展大致经历了五个阶段，或称为五个时代的发展大致经历了五个阶段，或称为五个时代。2.1.1 计算机的发展计算机的发展2.1.1 计算机的发展计算机的发展(2)表表 2-1 计算机的发展史计算机的发展史19461946年至年至2020世纪世纪5050年代末年代末电子管计算机电子管计算机2020世纪世纪5050年代末至年代末至6060年代中期年代中期晶体管计算机

5、晶体管计算机2020世纪世纪6060年代中期至年代中期至7070年代中期年代中期集成电路计算机集成电路计算机2020世纪世纪7070年代末至今年代末至今大规模和超大规模集成电路大规模和超大规模集成电路计算机计算机2020世纪世纪8080年代开始年代开始智能计算机智能计算机2.1.2 计算机系统的类型计算机系统的类型v 一、超级计算机（一、超级计算机（Super-computer ） 有时也称为巨型计算机，是一种极为复杂而功能强大的计算机，其有时也称为巨型计算机，是一种极为复杂而功能强大的计算机，其强大功能源于它能够在一秒钟之内进行几十亿甚至于几百亿次计算，强大功能源于它能够在一秒钟之内进行几十

6、亿甚至于几百亿次计算，某些巨型机甚至可达上千亿次某些巨型机甚至可达上千亿次 。 v 二、大型计算机（二、大型计算机（Mainframe） 大型机是专门为适应高速计算和大容量存储器的要求而设计的，其大型机是专门为适应高速计算和大容量存储器的要求而设计的，其运算速度可达每秒钟几百万次，支持成百上千的本地和远程用户同运算速度可达每秒钟几百万次，支持成百上千的本地和远程用户同时利用系统的各种资源进行大量的数据处理。时利用系统的各种资源进行大量的数据处理。v 三、小型计算机（三、小型计算机（Mini-computer） 小型机具有较强的集中处理能力，而且具有很强的通信处理能力，小型机具有较强的集中处理能

7、力，而且具有很强的通信处理能力，可支持数十个本地及远程用户同时进行联机数据处理。可支持数十个本地及远程用户同时进行联机数据处理。 2.1.2 计算机系统的类型计算机系统的类型(2)v四、微型机（四、微型机（Microcomputer）微型机是利用大规模集成电路技术，将计算机的一些主微型机是利用大规模集成电路技术，将计算机的一些主要功能部件，如运算器、控制器、存储器以及外部设备要功能部件，如运算器、控制器、存储器以及外部设备的控制电路等组合在若干块集成电路芯片上，将这些芯的控制电路等组合在若干块集成电路芯片上，将这些芯片组装成一台功能完整的微型计算机。片组装成一台功能完整的微型计算机。v五、工作

8、站（五、工作站（Workstation）工作站作为小型机微型化的产物，也成为一种日益流行工作站作为小型机微型化的产物，也成为一种日益流行的新机种。工作站不仅数据处理速度快、存贮量大，并的新机种。工作站不仅数据处理速度快、存贮量大，并且具有突出的网络互连功能、快速的数学运算和强大的且具有突出的网络互连功能、快速的数学运算和强大的图形、图像处理功能图形、图像处理功能2.1.3 计算机中的数据表达方式计算机中的数据表达方式v计算机中采用的是二进制数据表达方式。计算机中采用的是二进制数据表达方式。 v在计算机内部，为了能够对数据进行处理，所有在计算机内部，为了能够对数据进行处理，所有的数字、字符、符号

9、、文字和图像都必须以二进的数字、字符、符号、文字和图像都必须以二进制数的形式表达，即以制数的形式表达，即以0和和1来表达。来表达。v计算机系统中最小的数据操作单元为一位二进制计算机系统中最小的数据操作单元为一位二进制数，称之为一个比特（数，称之为一个比特（bit），只能取值），只能取值0或或1。v在计算机中数据存储的基本单位称为字节在计算机中数据存储的基本单位称为字节（Byte），一个字节由），一个字节由8个比特组成，可以表达个比特组成，可以表达一个十进制数、一个字符、一个符号或图像的一一个十进制数、一个字符、一个符号或图像的一部分。部分。2.1.4 计算机系统的硬件设备计算机系统的硬件设备v

10、一、计算机系统的基本结构一、计算机系统的基本结构 每一个计算机系统在功能上都是由运算器、存储器、控每一个计算机系统在功能上都是由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成的，运算器和制器、输入设备和输出设备五大部件组成的，运算器和控制器合称为中央处理单元（控制器合称为中央处理单元（Central processing Unit, CPU）。）。当前大部分计算机，特别是微型计算机各部件之间是用当前大部分计算机，特别是微型计算机各部件之间是用总线（总线（BUS）相连接。）相连接。各部件之间传输的信息可分为三种类型：数据（包括指各部件之间传输的信息可分为三种类型：数据（包括指令）、地址和

11、控制信号。令）、地址和控制信号。 2.1.4 计算机系统的硬件设备计算机系统的硬件设备(2)v一、计算机系统的基本结构一、计算机系统的基本结构存储器存储器运算器运算器控制器控制器输输出出设设备备输输入入设设备备数据流控制流CPU2.1.4 计算机系统的硬件设备（计算机系统的硬件设备（3）v二、中央处理单元二、中央处理单元 中央处理单元（中央处理单元（Central processing Unit, CPU），是），是计算机系统的核心，它由运算器和控制器两部分组成计算机系统的核心，它由运算器和控制器两部分组成 。运算器又称算术逻辑单元运算器又称算术逻辑单元ALU（Arithmetic Logic

12、 Unit）是计算机对数据进行加工处理的部件）是计算机对数据进行加工处理的部件 。控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器和操作控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器和操作控制器等组成，它是计算机系统的神经中枢。控制器等组成，它是计算机系统的神经中枢。2.1.4 计算机系统的硬件设备（计算机系统的硬件设备（4）v三、存储器三、存储器 存储器是计算机中用于存储数据和程序的部件，一般分存储器是计算机中用于存储数据和程序的部件，一般分主存储器（内存）和辅助存储器（外存）两类主存储器（内存）和辅助存储器（外存）两类 。主存储器中，能够按地址直接存取存储器中任意位主存储器中，能够按地址直接存取存储

13、器中任意位置的数据，因此也被称为随机存储器（置的数据，因此也被称为随机存储器（Random Access Memory, RAM）外存储器作为一种辅助存储设备，外存储器的容量外存储器作为一种辅助存储设备，外存储器的容量可以做得很大可以做得很大 外存只能与内存交换信息，不能被计算机系统的其外存只能与内存交换信息，不能被计算机系统的其它部件直接访问。它部件直接访问。2.1.4 计算机系统的硬件设备（计算机系统的硬件设备（5）v三、存储器三、存储器(2)还可以按存储介质的不同，将存储器分为半导体存储器、还可以按存储介质的不同，将存储器分为半导体存储器、磁存储器和光存储器。磁存储器和光存储器。也可以按

14、照存取方式将存储器分为随机存取存储器（如也可以按照存取方式将存储器分为随机存取存储器（如RAM）、只读存储器（如）、只读存储器（如ROM）、可编程只读存储器）、可编程只读存储器（Programmable Read Only Memory, PROM）、可）、可擦除只读存储器（擦除只读存储器（Eraseable Programmable Read Only Memory, PROM）等不同类型。）等不同类型。存储器存储量的大小用存储数据的字节数存储器存储量的大小用存储数据的字节数(Bytes)来衡来衡量。常用的存储单位有：量。常用的存储单位有： 1Byte=8bits; 1KB=1024Byte

15、s; 1MB=1024KB; 1GB=1024MB; 1TB=1024GB2.1.4 计算机系统的硬件设备（计算机系统的硬件设备（5）v四、输入四、输入/输出设备输出设备使计算机从外部获得信息的设备称为输入设备。使计算使计算机从外部获得信息的设备称为输入设备。使计算机从外部获得信息的设备称为输入设备，常用的输入设机从外部获得信息的设备称为输入设备，常用的输入设备有键盘、鼠标器、光笔、扫描仪、话筒等。备有键盘、鼠标器、光笔、扫描仪、话筒等。把计算机处理信息的结果用人们能够识别的形式表现出把计算机处理信息的结果用人们能够识别的形式表现出来的设备称为输出设备，常用的输出设备有显示器、打来的设备称为输

16、出设备，常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音响等。输出设备的作用是将计算机信印机、绘图仪、音响等。输出设备的作用是将计算机信息处理得到的二进制代码信息转换成人们能够直观地理息处理得到的二进制代码信息转换成人们能够直观地理解和使用的形式。解和使用的形式。信息技术的发展大大扩展了一些设备的功能，使得它具信息技术的发展大大扩展了一些设备的功能，使得它具备输入输出的两种属性。如各种应用系统所采用的触摸备输入输出的两种属性。如各种应用系统所采用的触摸屏信息终端，它既是输入设备又是输出设备。屏信息终端，它既是输入设备又是输出设备。2.1.5 计算机软件系统计算机软件系统v一、计算机软件的概念与结构一

17、、计算机软件的概念与结构 计算机软件（计算机软件（Computer Software），也称软件，指计），也称软件，指计算机系统中的程序及其文档。算机系统中的程序及其文档。软件是计算机系统构成的重要组成部分。通常将计算机软件是计算机系统构成的重要组成部分。通常将计算机软件主要分为系统软件和应用软件两大类。软件主要分为系统软件和应用软件两大类。系统软件（系统软件（System Software）是负责管理计算机系）是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作，并为统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作，并为各种数据处理提供基础功能。各种数据处理提供基础功能。应用软件（应用软件（A

18、pplication Software）是用来完成用户）是用来完成用户所要求的数据处理任务或实现用户特定功能的程序。所要求的数据处理任务或实现用户特定功能的程序。 系统软件和应用软件可进一步划分为若干个类别。系统软件和应用软件可进一步划分为若干个类别。2.1.5 计算机软件系统（计算机软件系统（2）v一、计算机软件的概念与结构一、计算机软件的概念与结构(2)计算机软件计算机软件系统软件系统软件专用应专用应用软件用软件操作操作系统系统语言处理语言处理程序程序数据库管数据库管理系统理系统通用应通用应用软件用软件应用软件应用软件通信管通信管理程序理程序计算机软件的分类计算机软件的分类2.1.5 计算

19、机软件系统（计算机软件系统（3）v一、计算机软件的概念与结构一、计算机软件的概念与结构(3)各类计算机软件所处的层次是不同的，它们之间的层次各类计算机软件所处的层次是不同的，它们之间的层次关系可以借助下图所示的关系可以借助下图所示的“圈图圈图”进行说明。进行说明。软件的层次结构图（圈图）2.1.5 计算机软件系统（计算机软件系统（4）v二、操作系统二、操作系统 操作系统的基本功能操作系统的基本功能 ：分配和调度计算机内部的各种：分配和调度计算机内部的各种资源，安排和执行数据处理的基本操作，监控系统的运资源，安排和执行数据处理的基本操作，监控系统的运行。行。操作系统的类型操作系统的类型 ：根据其

20、使用环境和对作业的处理方：根据其使用环境和对作业的处理方式，操作系统的基本类型有：式，操作系统的基本类型有： 批处理操作系统批处理操作系统分时操作系统分时操作系统实时操作系统实时操作系统个人计算机操作系统个人计算机操作系统网络操作系统网络操作系统分布式操作系统。分布式操作系统。2.1.5 计算机软件系统（计算机软件系统（5）v二、操作系统二、操作系统 (2)操作系统的功能：从资源管理和用户接口的角度看，操操作系统的功能：从资源管理和用户接口的角度看，操作系统的基本功能包括：作系统的基本功能包括： CPU管理管理存储管理存储管理设备管理设备管理文件管理文件管理用户接口管理用户接口管理2.1.5

21、计算机软件系统（计算机软件系统（6）v三、程序设计语言三、程序设计语言程序设计语言（程序设计语言（Programming Language）是一组用）是一组用来定义计算机程序的语法规则。来定义计算机程序的语法规则。 通常我们将程序设计人员用程序设计语言编写出来的程通常我们将程序设计人员用程序设计语言编写出来的程序称为源程序，将可以直接由计算机执行的程序称为目序称为源程序，将可以直接由计算机执行的程序称为目标程序或可执行程序，编译系统是将源程序翻译成目标标程序或可执行程序，编译系统是将源程序翻译成目标程序的特殊程序。程序的特殊程序。编译程序运行源程序编译程序目标程序输入数据运行结果程序的编译与运

22、行过程2.1.5 计算机软件系统（计算机软件系统（7）v三、程序设计语言三、程序设计语言程序设计语言的主要类型有：程序设计语言的主要类型有：机器语言机器语言汇编语言汇编语言高级语言高级语言第四代语言（第四代语言（4GL） 面向对象的程序设计语言面向对象的程序设计语言 标记语言标记语言2.1.5 计算机软件系统（计算机软件系统（11）v四、系统开发工具四、系统开发工具 软件开发工具的范围大致可以描述为：在高级程序设计软件开发工具的范围大致可以描述为：在高级程序设计语言的基础上，为提高软件开发的质量和效率，从规划、语言的基础上，为提高软件开发的质量和效率，从规划、分析、设计、测试、成文和管理各方面

23、，对软件开发者分析、设计、测试、成文和管理各方面，对软件开发者提供各种不同程度的帮助的一类广泛的软件。提供各种不同程度的帮助的一类广泛的软件。在高级程序设计语言之后，软件技术进一步发展的在高级程序设计语言之后，软件技术进一步发展的产物；产物；目的在于在开发软件过程中给予人们各种不同方面、目的在于在开发软件过程中给予人们各种不同方面、不同程度的支持或帮助；不同程度的支持或帮助；支持软件开发的全过程，而不是仅限于编码或其他支持软件开发的全过程，而不是仅限于编码或其他的特定工作阶段。的特定工作阶段。2.1.5 计算机软件系统（计算机软件系统（12）v五、中间件五、中间件 中间件能够使应用系统相对独立

24、于计算机硬件和操作系中间件能够使应用系统相对独立于计算机硬件和操作系统平台。统平台。利用中间件可大幅提高应用软件系统的开发效率，增强利用中间件可大幅提高应用软件系统的开发效率，增强系统稳定性，同时具有良好的伸缩性与可扩展性。系统稳定性，同时具有良好的伸缩性与可扩展性。中间件可分为仿真中间件可分为仿真/屏幕转换中间件、数据访问中间件、屏幕转换中间件、数据访问中间件、远程过程调用中间件、消息中间件、交易中间件、对象远程过程调用中间件、消息中间件、交易中间件、对象中间件等。中间件等。2.1.6 计算机系统的发展趋势计算机系统的发展趋势 v一、高性能计算机一、高性能计算机美国研制高性能计算机的顶尖科学

25、家托玛斯美国研制高性能计算机的顶尖科学家托玛斯斯特林提斯特林提出了千万亿次超高性能计算机的轮廓，认为千万亿次超出了千万亿次超高性能计算机的轮廓，认为千万亿次超高性能计算机将采用超导处理器，机内通信也采用超导高性能计算机将采用超导处理器，机内通信也采用超导技术；存储器分几个层次，其中有光全息存储，采用多技术；存储器分几个层次，其中有光全息存储，采用多线程技术。线程技术。v二、量子计算机二、量子计算机新的发展方向新的发展方向 顾名思义，量子计算机就是以量子力学原理直接进行计顾名思义，量子计算机就是以量子力学原理直接进行计算的计算机。量子计算机结合了算的计算机。量子计算机结合了21世纪许多杰出的发世

26、纪许多杰出的发现和成果，实现量子计算机是二十一世纪科学技术的最现和成果，实现量子计算机是二十一世纪科学技术的最重要的目标之一。重要的目标之一。 2.1.6 计算机系统的发展趋势（计算机系统的发展趋势（2）v三、网格计算（三、网格计算（Grid Computing）技术）技术 网格是将分布在不同地理位置的计算资源包括网格是将分布在不同地理位置的计算资源包括CPU、存储器、数据库等，通过高速的互联网组成充分共享的存储器、数据库等，通过高速的互联网组成充分共享的资源集成，从而提供一种高性能计算、管理及服务的高资源集成，从而提供一种高性能计算、管理及服务的高性能计算资源。性能计算资源。网格正在朝着标准

27、化、大型化和技术融合的方向发展，网格正在朝着标准化、大型化和技术融合的方向发展，使得高性能计算资源能更好地被共享使用。使得高性能计算资源能更好地被共享使用。v四、微计算机的发展四、微计算机的发展 CPU高效能、多核化高效能、多核化 新标准提升内存性能新标准提升内存性能 存储技术智能化存储技术智能化 2.1.6 计算机系统的发展趋势（计算机系统的发展趋势（3）v五、计算机软件系统的发展趋势五、计算机软件系统的发展趋势 软件技术的发展正进入一个变革性的阶段。软件技术的发展正进入一个变革性的阶段。 软件开发工具的完善和发展将促进软件开发的高速度和软件开发工具的完善和发展将促进软件开发的高速度和高质量

28、。高质量。 软件开发能力大大提高，软件变得越来越容易使用，越软件开发能力大大提高，软件变得越来越容易使用，越来越图形化、功能越多性能也越高。来越图形化、功能越多性能也越高。复杂、庞大的软件系统需要高性能、高配置的硬件支持，复杂、庞大的软件系统需要高性能、高配置的硬件支持，特别是大量内存、外存和快速显示器的支持特别是大量内存、外存和快速显示器的支持 。2.2 计算机网络技术基础计算机网络技术基础 v一、计算机网络的组成一、计算机网络的组成 计算机网络是将地理位置不同、并具有独立功能的多个计算机网络是将地理位置不同、并具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路连接起来，以实计算机系统，通

29、过通信设备和通信线路连接起来，以实现相互通信与资源共享的系统。现相互通信与资源共享的系统。计算机网络系统由主计算机系统、终端设备、通信设备计算机网络系统由主计算机系统、终端设备、通信设备和通信线路四大部分构成。和通信线路四大部分构成。计算机网络可以划分成资源子网和通信子网两级子网。计算机网络可以划分成资源子网和通信子网两级子网。 2.2.1 计算机网络的组成及主要功能计算机网络的组成及主要功能2.2.1 计算机网络的组成及主要功能（计算机网络的组成及主要功能（2）v二、计算机网络的主要功能二、计算机网络的主要功能 资源共享资源共享均衡负荷及分布处理均衡负荷及分布处理 信息的快速传输与集中处理信

30、息的快速传输与集中处理 网络用户的通信与合作网络用户的通信与合作 综合信息服务综合信息服务 2.2.2 数据通信的基本概念数据通信的基本概念 v一、数据通信过程一、数据通信过程 数据通信系统是计算机网络的重要组成部分，其主要任数据通信系统是计算机网络的重要组成部分，其主要任务是将地理位置不同的计算机或终端设备连接起来，高务是将地理位置不同的计算机或终端设备连接起来，高效率地完成数据传输、信息交换和通信处理的任务。效率地完成数据传输、信息交换和通信处理的任务。 任意两台计算机之间进行数据通信的简化模型，如下图任意两台计算机之间进行数据通信的简化模型，如下图所示。所示。 数据通信系统简化模型计算机

31、计算机通通 信信处理机处理机数据信号数据信号数据信号数据信号通信通信处理处理机机计算机计算机转换器转换器转换器转换器通信信道数据信号数据信号2.2.2 数据通信的基本概念（数据通信的基本概念（2）v二、数据通信系统的基本组成二、数据通信系统的基本组成 数据通信系统的基本组成要素为计算机、通信处理机、数据通信系统的基本组成要素为计算机、通信处理机、数据信号转换器、通信信道（即传输介质）及通信协议。数据信号转换器、通信信道（即传输介质）及通信协议。 v三、数据通信的主要性能指标三、数据通信的主要性能指标 传输速率传输速率: bits per second -bps 10Mbps 带宽带宽:信道能够

32、传送信号的频率宽度 误码率误码率:衡量数据通信系统正常工作情况下的可靠性度量指标 2.2.3 计算机网络的结构与类型计算机网络的结构与类型 v一、网络拓扑结构一、网络拓扑结构 网络中的节点相互连接的方式和形式称为网络拓扑，网网络中的节点相互连接的方式和形式称为网络拓扑，网络的拓扑结构主要有以下几种：络的拓扑结构主要有以下几种： 星型结构星型结构 环型结构环型结构总线结构总线结构在实际的应用中，网络的拓扑结构往往不是单一的，可在实际的应用中，网络的拓扑结构往往不是单一的，可能是几种结构的组合。能是几种结构的组合。2.2.3 计算机网络的结构与类型（计算机网络的结构与类型（2）(a) 星型结构(b

33、) 环型结构(c) 总线结构网络拓扑结构2.2.3 计算机网络的结构与类型（计算机网络的结构与类型（3）v二、类型二、类型从网络的拓扑结构划分从网络的拓扑结构划分，可以分为集中式网络、分散式可以分为集中式网络、分散式网络和分布式网络。网络和分布式网络。 从网络的使用对象可分为公用网和专用网。从网络的使用对象可分为公用网和专用网。 从网络的交换方法划分从网络的交换方法划分，可以将计算机网络分为电路交可以将计算机网络分为电路交换、报文交换、分组交换和混合交换换、报文交换、分组交换和混合交换。从网络覆盖范围的大小从网络覆盖范围的大小，可以分为局域网、城域网、广可以分为局域网、城域网、广域网和互联网域

34、网和互联网。2.2.3 计算机网络的结构与类型（计算机网络的结构与类型（4）v三、局域网与广域网三、局域网与广域网 计算机局域网及其组成计算机局域网及其组成 计算机局域网（计算机局域网（Local Area Network, LAN），是），是在小范围内将许多数据通信设备以高速线路互连，在小范围内将许多数据通信设备以高速线路互连，进行数据通信的计算机网络。进行数据通信的计算机网络。 局域网络一般由传输介质、网络适配器、网络服务局域网络一般由传输介质、网络适配器、网络服务器、用户工作站和网络软件等组成。器、用户工作站和网络软件等组成。2.2.3 计算机网络的结构与类型（计算机网络的结构与类型（5

35、）v三、局域网与广域网三、局域网与广域网计算机广域网及主要技术计算机广域网及主要技术 广域网（广域网（Wide Area Network, WAN）是能够将地）是能够将地理位置相距较远的多个计算机系统通过通信线路连理位置相距较远的多个计算机系统通过通信线路连接起来实现数据通信的计算机网络。接起来实现数据通信的计算机网络。广泛应用的广域网络技术有：广泛应用的广域网络技术有： 数字程控交换机数字程控交换机 分组交换公共数据网分组交换公共数据网 综合业务数字网综合业务数字网ISDN 互联网（互联网（INTERNET）2.2.4 网络体系结构与协议网络体系结构与协议v 在数据交换过程中，应有一套数据交

36、换所必须遵循的规则，在数据交换过程中，应有一套数据交换所必须遵循的规则，按照彼此认可的规则行事，才能顺利进行通信。这些在通按照彼此认可的规则行事，才能顺利进行通信。这些在通信过程中必须遵循的规则就是通信协议或规程信过程中必须遵循的规则就是通信协议或规程（Protocol）。）。v 计算机网络系统功能强，规模庞大，为了简化通信功能的计算机网络系统功能强，规模庞大，为了简化通信功能的设计和实现，通常采用高度结构化的分层设计方法，将复设计和实现，通常采用高度结构化的分层设计方法，将复杂的通信功能分解成一组功能明确、相对独立并且易于操杂的通信功能分解成一组功能明确、相对独立并且易于操作的层次功能，依靠

37、各层次之间的功能组合，完成整个通作的层次功能，依靠各层次之间的功能组合，完成整个通信功能信功能 。v 分层结构中的每一层都有相应的协议，以指导本层功能的分层结构中的每一层都有相应的协议，以指导本层功能的完成。完成。v 网络的这种分层结构与各层协议的集合就构成了计算机网网络的这种分层结构与各层协议的集合就构成了计算机网络的体系结构。络的体系结构。2.2.4 网络体系结构与协议（网络体系结构与协议（2）v 一、一、ISO/OSI参考模型参考模型 国际标准化组织国际标准化组织ISO在在70年代后期提出的开放系统互连参考模年代后期提出的开放系统互连参考模型型OSI（Open Systems Inter

38、connection），简称为），简称为ISO/OSI参考模型，规定了一个七层的网络通信协议，七层协议的参考参考模型，规定了一个七层的网络通信协议，七层协议的参考模型如下图所示模型如下图所示: ISO/OSI参考模型只是参考模型只是为开放系统互连提供为开放系统互连提供了一个概念上的功能了一个概念上的功能性结构，模型中反映性结构，模型中反映了通信结构多层次之了通信结构多层次之间的基本逻辑关系，间的基本逻辑关系，目的在于为计算机之目的在于为计算机之间的互连提供一个标间的互连提供一个标准框架。准框架。 物理层协议数据链路层协议网络层协议传输层协议会话层协议表示层协议应用层表示层会话层传输层网络层数据

39、链路层物理层主机A应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层主机B应用层协议2.2.4 网络体系结构与协议（网络体系结构与协议（3）v二、二、TCP/IP协议协议 TCP/IP协议（传输控制协议协议（传输控制协议/网际协议）是当今最流行、网际协议）是当今最流行、应用最广泛的事实上的工业标准。应用最广泛的事实上的工业标准。 在在TCP/IP体系结构中体系结构中，网络模型网络模型被被分为四层分为四层：应用层、应用层、传输层、网络层、网络接口层传输层、网络层、网络接口层。 TCP/IP中的几个关键概念：中的几个关键概念： IP地址、地址、 IPv6、TCP协议协议(传输控制协议传输控制协议) 、

40、UDP协议（用户数据报协议）、协议（用户数据报协议）、 FTP协议协议 （文件传送协议）、（文件传送协议）、HTTP协议协议 、域名系统、域名系统2.2.5 互联网及其应用互联网及其应用 v 一、互联网的产生与发展一、互联网的产生与发展 互联网（互联网（Internet），又译为因特网，是由美国国防部于），又译为因特网，是由美国国防部于1969年年建立的高级研究项目部门网建立的高级研究项目部门网ARPANET网发展而来的网发展而来的 。到九。到九十年代初，网络规模急剧膨胀，已超出了十年代初，网络规模急剧膨胀，已超出了NSF的管理与控制能力，的管理与控制能力，网络进入了自我发展状态，形成了现在的

41、互联网。网络进入了自我发展状态，形成了现在的互联网。 在信息技术发展的推动和应用需求的牵引下，互联网也在发生着在信息技术发展的推动和应用需求的牵引下，互联网也在发生着巨大变化，主要体现在：巨大变化，主要体现在：网络网络速度将逐渐提高速度将逐渐提高覆盖范围不断扩大覆盖范围不断扩大，并渗透到社会生活的各个方面，并渗透到社会生活的各个方面更多的通信方式更多的通信方式，包括有线和无线等包括有线和无线等管理和技术不断发展并且进一步规范化管理和技术不断发展并且进一步规范化网络资源急剧膨胀网络资源急剧膨胀2.2.5 互联网及其应用（互联网及其应用（2）v二、互联网的主要技术二、互联网的主要技术 超文本链接：

42、超文本链接：超链接以非线性的方式将信息呈现给用超链接以非线性的方式将信息呈现给用户户。统一资源定位器统一资源定位器(URL)：使用数字和字母来代表网页文使用数字和字母来代表网页文件在网上的件在网上的唯一唯一地址地址，从而，从而帮助用户在互联网的信息海帮助用户在互联网的信息海洋中查找到所需要的资料。洋中查找到所需要的资料。浏览器与浏览器与WEB服务器服务器WEB浏览器最基本的功能是解释浏览器最基本的功能是解释HTML文档文档，并把并把它们它们以正确的格式以正确的格式显示在用户的计算机上。显示在用户的计算机上。 WEB服务器软件在主机上服务器软件在主机上安装和运行安装和运行，负责，负责响应浏响应浏

43、览器的览器的请求请求，在指定位置查找所需的信息或资源，在指定位置查找所需的信息或资源，并并将该信息或资源发送给将该信息或资源发送给WEB浏览器。浏览器。 2.2.5 互联网及其应用（互联网及其应用（3）v 二、互联网的主要技术（二、互联网的主要技术（2） 超文本标记语言（超文本标记语言（HTML）与可扩展标记语言（）与可扩展标记语言（XML）HTML是一个简单的标记语言，它主要用来描述是一个简单的标记语言，它主要用来描述WEB文档的结文档的结构。构。 同同HTML相比，相比，XML没有太多固定的标签，而是允许用户根据没有太多固定的标签，而是允许用户根据需要自我创建自定义标签。需要自我创建自定义

44、标签。 页面技术页面技术 层叠样层叠样单单（CSS）技术是一种格式化网页的标准方式）技术是一种格式化网页的标准方式，它可以，它可以克服克服常规常规HTML网页网页不能不能同时同时为具有一定逻辑含义的为具有一定逻辑含义的多个多个内容设内容设置统一格式置统一格式的缺陷的缺陷。层叠样式表层叠样式表CSS实现了实现了格式和结构格式和结构的的分离，从而可对页面的布分离，从而可对页面的布局给予更多的控制。局给予更多的控制。 2.2.5 互联网及其应用（互联网及其应用（4）v三、互联网的基本功能三、互联网的基本功能 通信交流通信交流 电子邮件电子邮件网上专题组或新闻组网上专题组或新闻组网上交谈网上交谈远程主

45、机登录远程主机登录信息检索与服务信息检索与服务 网络在线服务网络在线服务 2.2.5 互联网及其应用（互联网及其应用（6）v四、互联网对企业组织的影响四、互联网对企业组织的影响 互联网为企业组织带来了新的机遇和挑战。互联网为企业组织带来了新的机遇和挑战。 互联网技术的广泛应用，引起了传统组织管理模式的变互联网技术的广泛应用，引起了传统组织管理模式的变革，提高了组织的柔性，催生了新型的组织，降低了企革，提高了组织的柔性，催生了新型的组织，降低了企业的管理与运营成本，提高了企业的管理控制能力与客业的管理与运营成本，提高了企业的管理控制能力与客户服务质量。户服务质量。 2.3 数据管理数据管理v一、

46、信息与数据一、信息与数据信息就是事物之间相互联系、相互作用的状态的描述，信息就是事物之间相互联系、相互作用的状态的描述，它可以帮助我们消除对事物的不确定性。它可以帮助我们消除对事物的不确定性。 在信息处理中，信息载体上反映信息内容且可被接收者在信息处理中，信息载体上反映信息内容且可被接收者（人或机器）识别的物理符号称为数据。（人或机器）识别的物理符号称为数据。2.3.1 数据管理概述数据管理概述2.3.1 数据管理概述（数据管理概述（2）v二、数据组织的层次二、数据组织的层次 数据项：具有确定逻辑意义（即可描述信息内容）的数数据项：具有确定逻辑意义（即可描述信息内容）的数据的最小单位。据的最小

47、单位。记录：具有一定关系的数据项的一个有序集合。记录：具有一定关系的数据项的一个有序集合。文件：同类记录的有序集合。文件：同类记录的有序集合。数据库：数据库是存贮起来的相关数据的集合。数据库：数据库是存贮起来的相关数据的集合。 2.3.2 数据库技术与数据库系统数据库技术与数据库系统v一、数据库概述一、数据库概述 对客观世界的认识、描述是一个逐步的过程，可以有层对客观世界的认识、描述是一个逐步的过程，可以有层次之分，它们分成三个层次：次之分，它们分成三个层次： 现实世界。它是客观存在的事物及其相互联系，客现实世界。它是客观存在的事物及其相互联系，客观存在的事物分为观存在的事物分为“对象对象”和

48、和“性质性质”两个方面，两个方面，同时事物之间有广泛的联系。同时事物之间有广泛的联系。 信息世界。它是客观存在的现实世界在人们头脑中信息世界。它是客观存在的现实世界在人们头脑中的反映。的反映。 数据世界。对信息世界中的有关信息经过加工、编数据世界。对信息世界中的有关信息经过加工、编码、格式化等具体处理，便进入了数据世界。码、格式化等具体处理，便进入了数据世界。 2.3.2 数据库技术与数据库系统（数据库技术与数据库系统（2）客 观 事 物的 关 系 与性质实体联系属性数据库文件记录数据项现实世界信息世界数据世界简化转换u一、数据库概述（一、数据库概述（2）2.3.2 数据库技术与数据库系统（数

49、据库技术与数据库系统（3）v二、信息模型二、信息模型信息模型的要素信息模型的要素实体（实体（Entity）、属性（）、属性（Attribute）、联系）、联系（Relationship）实体分为两个层次：个体和实体集（总体）。实体分为两个层次：个体和实体集（总体）。属性由属性名和属性值来描述。属性由属性名和属性值来描述。 属性又可分为原子属性和可分属性。属性又可分为原子属性和可分属性。2.3.2 数据库技术与数据库系统（数据库技术与数据库系统（4）v二、信息模型（二、信息模型（2）实体联系的基本类别实体联系的基本类别 一对一联系。简示为一对一联系。简示为1：1。 一对多联系。简记为一对多联系。

50、简记为1：N。 多对多联系。记为多对多联系。记为N：M。 实体间的联系可以用下图表示。实体间的联系可以用下图表示。多对多联系一对多联系一对一联系ABBAAB 2.3.2 数据库技术与数据库系统（数据库技术与数据库系统（5）v二、信息模型（二、信息模型（3）信息模型的描述方法：实体信息模型的描述方法：实体联系（联系（E-R）方法）方法 P.S.Chen于于1979年提出了建立信息模型的一种方年提出了建立信息模型的一种方法：实体一联系方法（法：实体一联系方法（Entity-Relationship Approach），简称），简称E-R方法，应用此法建立的信息方法，应用此法建立的信息模型称之为模型

51、称之为E-R模型。模型。 E-R模型中使用的图形符号如模型中使用的图形符号如下图下图a所示。所示。 某实体集及其属性的表示方法如图某实体集及其属性的表示方法如图b所所示。示。通常给某特定的实体集命名，其名称有可能选用某通常给某特定的实体集命名，其名称有可能选用某个或某几个能代表此实体集的属性名，也可以另取个或某几个能代表此实体集的属性名，也可以另取名称。下图名称。下图c分别表示了某医院两实体集分别表示了某医院两实体集1：1，1：N，N：M 联系的联系的E-R 图。图。2.3.2 数据库技术与数据库系统（数据库技术与数据库系统（6）实体集属性联系连线图a E-R符号图属性1属性2属性3实体集图b

52、 实体属性图车间 管理联系车间主任 车间 工作联系职工 车间加工联系零部件 (a)(b)(c)111NNM图c 两实体集的E-R图2.3.2 数据库技术与数据库系统（数据库技术与数据库系统（7）v二、信息模型二、信息模型(4)ER 图还可以表示多个实体之间的联系。三个实体集图还可以表示多个实体之间的联系。三个实体集两两之间均为多对多联系。其结构图如下图所示。两两之间均为多对多联系。其结构图如下图所示。 供应联系供应商工程项目零部件NML供应商联系图2.3.2 数据库技术与数据库系统（数据库技术与数据库系统（8）v三、数据模型三、数据模型数据模型与信息模型的关系数据模型与信息模型的关系信息模型和

53、数据模型要素的对应关系如下：信息模型和数据模型要素的对应关系如下： 实体实体记录；记录； 实体型实体型记录型；记录型； 实体集实体集文件；文件； 个体个体特定记录；特定记录； 属性属性数据项；数据项； 属性名属性名数据项型数据项型 属性值属性值数据项值。数据项值。2.3.2 数据库技术与数据库系统（数据库技术与数据库系统（9）v三、数据模型（三、数据模型（2）层次模型层次模型有且仅有一个节点（实体集）无父（双亲）节点，有且仅有一个节点（实体集）无父（双亲）节点，这个节点即为树根，而其他节点有且仅有一个父节这个节点即为树根，而其他节点有且仅有一个父节点。满足这两个条件的模型，即称为层次模型。点。

54、满足这两个条件的模型，即称为层次模型。A1B1B2B3C9C2C13C14C5C16层次结构图2.3.2 数据库技术与数据库系统（数据库技术与数据库系统（10）v三、数据模型（三、数据模型（3）网状模型网状模型 满足下列条件的数据模型称为网状模型：满足下列条件的数据模型称为网状模型： 可以有一个以上的节点（记录型）无父节点；可以有一个以上的节点（记录型）无父节点； 至少有一个节点的父节点多于一个。至少有一个节点的父节点多于一个。层次模型与网络模型的不同之处主要有两点：层次模型与网络模型的不同之处主要有两点： 层次模型中，从子节点到父节点的联系是唯一的，层次模型中，从子节点到父节点的联系是唯一的

55、，而网状模型中可以是不唯一的。而网状模型中可以是不唯一的。 网状模型中，还允许两个记录型间有两种以上的网状模型中，还允许两个记录型间有两种以上的联系。联系。2.3.2 数据库技术与数据库系统（数据库技术与数据库系统（11）v三、数据模型（三、数据模型（4）产品1产品2部件1部件2部件3零件1零件2零件3零件4零件5零件6网状结构图2.3.2 数据库技术与数据库系统（数据库技术与数据库系统（12）v三、数据模型（三、数据模型（5）关系模型关系模型关系模型的概念关系模型的概念 关系模型将数据的逻辑结构归纳为满足一定条件的二维表的关系模型将数据的逻辑结构归纳为满足一定条件的二维表的形式，称为一个关系

56、（形式，称为一个关系（relation），关系又由关系框架和若），关系又由关系框架和若干元组（干元组（tuple）组成，一个元组实际上就是二维表中的一行）组成，一个元组实际上就是二维表中的一行内容。下面的选课表就是一个关系表的示例。内容。下面的选课表就是一个关系表的示例。 姓名班号选修课程名任课教师成绩丁江101911计算机基础刘红90王吉102931计算机基础李明92冯凡103963会计学张扬86班级教师班号教师号姓名教学学号姓名学生从属课程课号从信息模型到数据模型的转变从信息模型到数据模型的转变E-RE-R模型模型课名班名班级学生课程教师关系模型（共六个表）关系模型（共六个表）班级与学生的

57、联系学生、教师与课程的联系课堂练习画出下列实体和属性的E-R图，并据此得出其关系模型图书：书号、书名、作者、出版社、价格、读者：读者号、姓名、学院、班级、邮件图书读者借阅NM读者与图书的借阅联系图书读者2.3.2 数据库技术与数据库系统（数据库技术与数据库系统（13）v 三、数据模型（三、数据模型（6） 关系模型（关系模型（2） 关系的规范化关系的规范化 第一范式（第一范式（1NF） 关系中每个数据项（元组中每个分量）必须是一个不可分的数据项。关系中每个数据项（元组中每个分量）必须是一个不可分的数据项。 列是同质的。各列指定一个相异的名字，列的次序任意。列是同质的。各列指定一个相异的名字，列的

58、次序任意。 各行相异，不允许有重复的行，行的次序任意。各行相异，不允许有重复的行，行的次序任意。 第二范式（第二范式（2NF）：）： 从第一范式中分解出新的关系，使每个关系里都可确定一个或几个从第一范式中分解出新的关系，使每个关系里都可确定一个或几个属性作为关系的主关键字，使该关系中的其他属性都完全依赖于它属性作为关系的主关键字，使该关系中的其他属性都完全依赖于它而定，从而消去非主属性对主关键字的不完全依赖性，所得关系叫而定，从而消去非主属性对主关键字的不完全依赖性，所得关系叫第二范式的关系。第二范式的关系。 第三范式（第三范式（3NF）：）： 进一步的规范化就是要消去非主属性对主关键字的传递

59、依赖性，变进一步的规范化就是要消去非主属性对主关键字的传递依赖性，变为第三范式（为第三范式（3NF）满足第一范式不满足第一范式v 第一范式第一范式职工号职工号*姓名姓名级别级别工资工资学历学历*毕业时毕业时间间001张三张三技技10500中专中专1988001张三张三技技10500大学大学1992001张三张三技技10500研究生研究生2005002李四李四技技12600大学大学2000003王武王武技技10500大学大学1998该关系的主键为职工号+学历则存在如下的依赖关系: 姓名、级别、工资-职工号 毕业时间-职工号、学历（非完全依赖）存在的问题： 1、冗余度高：职工号、姓名、级别、工资

60、2、维护困难 3、容易造成数据矛盾职工职工号号*姓名姓名级别级别工资工资001张三张三技技10500002李四李四技技12600003王武王武技技10500职工号职工号*学历学历毕业时毕业时间间001中专中专1988001大学大学1992001研究生研究生2005002大学大学2000003大学大学1998v 第二范式第二范式 从第一范式中分解出新的关系，使每个关系里都可确定一个或多个属性作为关系的主关键字，使该关系中的其它属性都完全依赖于它。职工基本信息职工教育经历*存在的依赖：级别-职工号工资-级别（传递依赖）职工职工号号*姓名姓名级别级别工资工资001张三张三技技10500002李四李四