管理信息系统第章技术基础

1、管理信息系统第章技术基础第1页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二12.1 计算机硬件及软件 一、计算机系统 1、计算机的发展史第2页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二22.1 计算机硬件及软件 大型机：具有强有力的传输数据和处理数据能力，具有大容量的内外存，大型机采用专用的操作系统等。 适用范围：大型计算机可以做联机中央计算机，批处理计算机。在大型商场、银行、航空公司订票订票处理机构、 国民经济管理部门中，一般都需要采用大型机做后台服用处理。我国的银河计算机、曙光高性能计算机系统等。第3页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二32.1 计

2、算机硬件及软件 小型机 ：专用操作系统，常采用多CPU结构，具有较大容量的内存和大容量硬盘，数据处理功能较强，实时处理性能比较好等。 适用范围： 作为联机事务处理系统有服务器，或作为有较大数据流量的局域网服务器。第4页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二42.1 计算机硬件及软件 微型计算机 按微机所适用的业务范围分为：商用机、家用机。 按外形大小分为：台式机、便携机。 便携式分为笔记本型、掌上型等。第5页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二52.1 计算机硬件及软件 3、计算机系统功能 第6页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二62.1

3、计算机硬件及软件 二、计算机硬件设备 硬件设备是计算机物理设备的总称，通常指电子的、机械的、磁性 的或光的元器件或装置。 1、中央处理器（Central Processing Unit, CPU） CPU是系统最主要的部件，它由运算器和控制器两个主要部分组成。 运算器：计算机的运算单元。主要用于完成算术运算和逻辑运算。 控制器：计算机的神经中枢，它按照主频的节拍发出各种控制信息，以指挥整个计算机工作。 CPU运算速度是决定计算机系统性能的重要指标 第7页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二72.1 计算机硬件及软件 2、存储器（memory） 存储器是计算机必备的主要部件，分

4、为主存储器和辅助存储： 主存储器（Read Only Memory, ROM）：计算机运行过程中用来存储数据和程序指令的。计算机的主存储器主要是由半导体存储器组成。 辅助存储器：辅助存储器又称外部存储器，简称外存，用于数据和程序的长久保存。常用的辅助存储器有：磁盘（带）、光盘、移动硬盘、闪存存储器：USB FLASH盘（又称优盘和闪盘） 3、输入设备 计算机键盘（Keyboard）、鼠标(Mouse)； 图文扫描仪、条形码阅读器； 触摸屏、手写体输入 设备、语音输入设备； 磁盘（带）、A/D，D/A模块。第8页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二82.1 计算机硬件及软件 4

5、、输出设备 显示器 打印机（针式/激光/喷墨） 绘图仪语音合成与输出设备 磁盘（带）5、其他设备 例如：机箱、主板、系统功能扩展卡（声卡、显卡、网卡等）、光驱等。第9页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二92.1 计算机硬件及软件 三、计算机软件 系统软件（System Software）用于管理计算机的CPU、存储器、通信联接以及各种外部设备等所有系统资源的程序，其主要作用是管理的控制计算机系统的各个部分，使之协调运行，并为各种数据处理提供基础功能； 应用软件（Application Software）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。系统软件和应

6、用软件还可以进一步分为若干个类别。 第10页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二102.1 计算机硬件及软件 1、操作系统软件（Operation System，OS） 操作系统软件用于管理计算机中的CPU、存储器、通信联接以及各种外部设备等所有系统资源的程序，其主要作用是管理的控制计算机系统的各个部分，使之协调运行，并为各种数据处理提供基础功能。 操作系统具备两大功能： 系统资源的管理者、用户与计算机之间的接口 操作系统软件的版本：单机版：Windows9x、Windows2000、Linux、Unix 网络版：Novell、Windows NT.第11页，共45页，202

7、2年，5月20日，6点37分，星期二112.1 计算机硬件及软件 2、数据库管理软件（Database Management System，DBMS） 数据库管理软件是专门对数据记录进行综合管理的软件，以数据文件结构的定义、数据记录的更新、数据记录的查询以及对数据记录的各种运算提供全面的支持。 3、程序设计语言与编译系统 机器语言 汇编语言 高级语言 第四代语言（4GL） 面向对象的程序语言 标记语言 第12页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二122.1 计算机硬件及软件 4、应用软件 应用软件是直接面向最终用户的具体应用软件。以操作系统为基础，用程序设计语言编写，或用数据

8、库管理系统构造，用于满足用户的各种具体要求。 通用应用软件：Microsoft Office 、用友财务软件 专用应用软件：为公司定制的人力资源管理信息系统 第13页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二132.2 数据库技术 一、数据库概述 1、数据处理的发展 简单应用 (20世纪50年代以前)。 基本特征： 无数据管理及完全分散的手工方式。 应用背景： 硬件无外存或只有磁带外存，输入输出设备简单。 软件无操作系统，无文件管理系统，无管理数据的软件。主要特点： 数据是程序的组成部分，数据不独立。修改数据必须修改程序。处理时，数据随程序一道送入内存，用完后全部撤出计算机，不能保

9、留。数据大量重复，不能共享。 第14页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二142.2 数据库技术 文件系统 (50年代后期到60年代中期)。 基本特征：具有面向应用的数据管理功能，工作方式是仍然是分散、非手工的。 应用背景：硬件外存有了很大的发展，除了磁带机，还出现了大容量的硬盘和灵活的软磁盘软件出现了操作系统、文件管理系统和多用户的分时系统，专用于商业事务管理的高级语言COBOL 主要特点: 数据管理方面，实现了数据对程序的一定的独立性，数据不再是程序的组成部分，修改数据不必修改程序，数据有结构，被组织到文件内，存储在磁带、磁盘上，可以反复使用和保存。文件逻辑结构向存储结构

10、的转换由软件系统自动完成，系统开发和维护工作得到减轻。 第15页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二152.2 数据库技术 数据库系统 (60年代后期开始)。 应用背景：硬件大容量磁盘已经出现、硬件价格大幅下降；软件联机实时处理业务增多、面向全组织的复杂数据结构、数据冗余度小，易于扩 充、数据与程序独立、统一的数据控制功能。 特点：面向全组织的复杂数据结构。数据冗余度小，易于扩充。数据与程序独立。统一的数据控制功能。第16页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二162.2 数据库技术 2、数据库DB 3、数据库管理系统（DBMS） 数据库管理系统DBMS（da

11、tabase management system）是指用户与操作系统之的一层数据管理软件，它为用户应程序提供访问数据库 的方法，包括数据库的建立、查询、更新及各种数据控制。 数据库管理系统功能包括： 定义数据库的功能。 管理数据库的功能。 维护数据库的功能。 数据通信的功能。第17页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二172.2 数据库技术 数据库系统（DBS） 数据库系统 DBS (database system) 是实现有组织、动态在存储尤其是关联数据、方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成 的系统，即它是采用了数据库技术的计算机系统。 数据库系统构成： 硬件 软

12、件（主要包括：操作系统、数据库管理系统（DBMS）、应用软件包和应用程序 ） 人员（主要包括：系统分析员、系统程序员、应用程序员、数据库管理员（DBA） ） 第18页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二182.2 数据库技术 二、数据描述 数据描述是数据处理中的一个重要环节，从事物的特性到计算机中的具体表示，实际上经历了三个领域：现实世界、信息世界和机器世界。1、基本术语：信息世界的数据描述的主要工具E-R图第19页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二192.2 数据库技术 实体(entity): 是指明客观存在并相互区别的事物。实体可以是具体对象，例如一本

13、书、一个工厂、一种材料等。也可以是抽象的概念和联系，例如学生的一次选课、一次借书等。 实体集(entity set): 具有相同性质的同类实体的集合。例如所有教师、所有选课等。 属性(attribute)：实体具有许多特性，每一个特性称为属性。每个属性有一个联欢会范围，即值域。例如学生的实体可由学号、姓名、性别、年龄、系别等属性组成。性别的取值范围是“男”或“女”。 主键(key)：惟一标识实体的属性集称为主键。例如学生实体的学号可作为学生实体的主键。 第20页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二202.2 数据库技术 实体间的联系：现实世界中，事物是相互联系的。这种联系必然

14、在信息世界中体现出来，即实体是相互关联的。两个不同实体集的实体间的联系，它有以下三种情形： 一对一联系，记为1:1。例如工厂与厂长之间，科研任务与课题组长之间都是1:1联系。 一对多联系，记为1:N。例如一个学校有若干学生，而每个学生都在一个学校学习，学校与学生之间是一对多的联系。 多对多联系，记为M:N。例如课程与学生之间，一个学生可选多门课程，而每一门课程可有多个学生选修，课程与学生之间是多对多的联系。 第21页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二212.2 数据库技术 2、数据模型 数据模型是从计算机系统的观点对数据建模，主要用于数据库管理系统的实现，它主要包括层次模型

15、、关系模型、网状模型和面向对象模 型等。DB的分类是依据数据模型进行的。 层次模型：用树型结构表示。第22页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二222.2 数据库技术 网状模型：用有向图结构表示。 关系模型：用二维表结构表示。 第23页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二232.2 数据库技术 面向对象模型：用对象和类来表示实体类型和实体间联系的数据模型 。 数据模型的要素： 数据模型一般由下列三要素组成：一组对象及其结构、一组操作和一组（关于对象与操作的）约束。第24页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二242.2 数据库技术 三、关系数

16、据库 关系数据库是以二维表作为数据模型的数据库系统。 1、关系模型组成 关系模型由三部分组成：数据结构（即关系）、关系操作、关系的完整性。 单一的数据结构关系：在关系模型中，无论是实体还是实体之间的联系均由单一的类型结构关系来表示。 关系操作：基本操作有并、交、差、笛卡尔乘积、限制、投影、连接、除。关系操作可以用两种方式表示：代数方式即关系代数，逻辑方式即关系演算。信息在机器世界中是以数据形式存储的，其数据描述需要用到以下术语： 字段(field)、记录(record)、文件（file）、主键(key)：第25页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二252.2 数据库技术 数据

17、描述需要用到的术语：字段(field): 标记实体属性的命名单位称为字段（数据项）。它是可以命名的最小信息单位。例如学生、姓名、性别、年龄、系别等字段。 记录(record): 字段的有序集合称为记录（相当于前面提到的数据元素）。一般用一个记录描述一个实体。例如一个学生记录，由有序的字段集组成：（2008、秦阳、男、21、轨道交通学院）。 文件（file）： 同一类记录的汇集称为文件。文件是描述实体集的。例如所有学生记录组成了一个学生文件。 主键(key)： 能惟一标识文件中每个记录的字段集，称为文件的主键。例如学号可以作为学生记录的主键。 第26页，共45页，2022年，5月20日，6点37

18、分，星期二262.2 数据库技术 关系模型的三类完整性： 实体完整性： 若属性A是基本关系R的主关键字中的属性（即主属性），则属 性A不能取空值。 参照完整性： 若基本关系R中含有另一个基本关系S的主关键字Ks所对应的属 性组F（F称为R的外部关键字），则在关系R中的每个元组中的F 上的值必须满足：a.或取空值；b.或等于S中某个元组的主关键字的值。 用户定义的完整性： 用户自己对数据完整性的要求。第27页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二272.2 数据库技术 2、SQL SQL (Structured Query Language，结构查询语言) 是一个功能强大的数据库

19、语言。SQL是关系数据库管理系统的标准语言。SQL语句通常用于完成一些数据库的操作任务，比如在数据库中更新数据，或者从数据库中检索数据。 SQL功能可以分成以下几组： DML（Data Manipulation Language，数据操作语言）：用于检索或者修改数据。 SELECT：用于检索数据； INSERT：用于增加数据到数据库； UPDATE：用于从数据库中修改现存的数据 DELETE：用于从数据库中删除数据。第28页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二282.2 数据库技术 DDL（Data Definition Language，数据定义语言）： 用于定义数据的结构

20、，比如 创建、修改或者删除数据库；CREATE TABLE DROP TABLE CREATE INDEX DROP INDEX DCL（Data Control Language，数据控制语言）：用于定义数据库用户的权限。 ALTER PASSWORD第29页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二292.2 数据库技术 3、规范化设计理论 E.F.Codd 于1971年提出规范化理论。他定义了五种规范化模式（Normal From,简称范式）。 范式表示的是关系模式的规范化程序，也即满足某种约束条件的关系模式，根据满足的约束条件的不同来确定范式。 在五种范式中，通常只用到前三

21、种：第30页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二302.2 数据库技术 1NF 下表不符合第一范式的关系由非1NF规范化为1NF 第31页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二312.2 数据库技术 1NF转化为2NF 上表中关系满足1NF，但不满足2NF。这种关系会引发下列问题：数据冗余、插入异常、删除异常。 解决的方法是将一个非2NF的关系模式分解为多个2NF的关系模式。 在本例中，可将关分解为如下三个关系： 教师关系：教师代码、姓名、职称、教师所在系、电话； 课题关系：研究课题号、研究课题名； 教师与课题关系：教师代码、研究课题号。第32页，共45页，2

22、022年，5月20日，6点37分，星期二322.2 数据库技术 由2NF规范化为3NF: 上表符合第二范式，但是不符合第三范式 这样的关系同样存在着高度冗余和更新异常问题。消除传递 依赖关系的办法是将关系分解为如下几个3NF关系： 教师关系：教师代码、姓名、职称、电话； 课题关系：研究课题号、研究课题名； 教师与课题关系：教师代码、研究课题号。3NF消除了插入异常、删除异常、数据冗余及修改复杂等问题，已经是比较规范的关系。第33页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二332.3 数据通信与计算机网络 一、计算机通信与网络概述 1、计算机网络发展 通信技术是信息技术的一个重要组成

23、部分。数据通信是20世纪50年代后期随着电子计算机的广泛应用而发展起来的。计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合的产物。计算机网络的形成与发展经历了三个阶段： 面向终端的计算机网络。例如50年代初美国的SAGE系统。 以资源共享为目标的计算机计算机网络阶段。例如60年代美国的ARPA网，IBM的SNA网，DEC的DNA网等。 开放式标准化网络阶段。例如Internet。第34页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二342.3 数据通信与计算机网络 2、计算机网络的典型分类 计算机网络的分类方法很多。通常按计算机网络覆盖的范围将其分类：局域网、城域网和广域网。 局域网LAN（l

24、ocal area network） 城域网 MAN（metropolitan area network） 广域网WAN（wide area network） 其它分类有：交换方式、拓扑结构等。局域网、Internet是应用重点。第35页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二352.3 数据通信与计算机网络 3、计算机网络的组成与结构 计算机网络完成数据处理与数据传输两个任务，从结构上可分为资源子网和通信子网两个部分。第36页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二362.3 数据通信与计算机网络 4、计算机网络的拓扑结构 计算机网络的拓扑结构表示网络中的结点与通

25、信线路之间的几何关系，反映网络中各实体间的结构关系。 拓扑结构主要有：星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树形拓扑及网形拓扑。第37页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二372.3 数据通信与计算机网络 5、传输媒体 传输媒体是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路，计算机网络中采用的传输媒体分有线和无线两大类。 有线传输媒体：双绞线(TP) 、同轴电缆、光纤等。 无线传输媒体：微波通信、卫星通信、红外通信和激光通信等。第38页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二382.3 数据通信与计算机网络 6、常见的网络互联设备 调制解调器：在通信过程中将数据信号转换成模拟

26、信号或者将模拟信号转换成数据信号的设备。 网络接口卡：网络接口卡简称网卡，用来负责计算机和网络之间的集中数据转换。 中继器：中继器是一种连接设备，用来连接两个以至于同类网络的网段。中继器的作用是对信号进行整形，防止因线路的阻抗造成信号的衰减和畸变，增加信息传输的距离。 集线器：集线器（HUB）是一个具有多个连接端口的设备，每个端口可连接一个节点。 交换机：交换机（Switch）是用来连接多网段的中规模以上的局域网的一种网络连接设备。第39页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二392.3 数据通信与计算机网络 二、局域网 局域网的特性主要涉及拓扑结构、传输媒体和媒体访问控制 (

27、Medium Access Control, MAC)等三项技术，其中最重要的是媒体 访问控制方法。 1、以太网技术 传统局域网使用的就是采用上述标准的以太网技术，包括采用总线拓扑结构、具有冲突检测的载波监听多路访问技术。 2、快速以太网 IEEE于1995年通过了100Mbps快速以太网的100 BASE-T标准，并 正式命名为IEEE802.3u标准，作为对IEEE802.3标准的补充。100BASE-T标准不但在最大程度上保持了IEEE802.3标准的完整 性，而且保留了核心以太网的细节规范。第40页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二402.3 数据通信与计算机网络 三、因特网（Internet） 因特网是一个建立在网络互联基础上的、开放的全球性网络。所有 采用TCP/IP协议的计算机都可加入Internet,实现信息共享和相互通信。 1、Internet的结构特点 Internet采用了目前最流行的客户机服务器工作模式，凡是使用 TCP/IP协议，并能与Internet的任意主机进行通信的计算机，无论是何 种类型、采用何种操作系统，均可看成是Internet的一部分。 2、ISP接入方式 帧中继方式。 专线(DDN)方式。 ISDN方式。第41页，共45页，2022年，5月20日，6点37分，星期二412.3 数据通信与计算机网络 3、用户接入方式