第2篇 信息系统的技术基础

管理信息系统（ManagementInformationSystem）

运用信息技术重塑组织！

第2篇信息系统的技术基础第5章数据仓库技术与数据资源管理第4章计算机的软硬件基础第6章网络技术与信息网资源管理第4章计算机的软硬件基础4.3管理信息系统对计算机系统的要求4.1计算机的硬件构成4.2计算机的软件构成引例：海尔公司步入信息化时代

要保证信息的畅通，就要建设企业的“信息高速公路”，推广各种信息技术，收集各种信息。海尔一直重视信息应用的重要性，已投巨资，根据自身的需求开发和建设信息应用工程。

(1)建立Internet和Intranet项目。实现了电子邮件以及内部Web服务，不仅建立了海尔网站，同时海尔还在国内建立了镜像站点。

(2)开展全面提高产品竞争力的PDM(产品数据管理)项目。海尔的各个设计研究中心都推广使用CAD，为产品设计带来了极大便利，大大缩短了产品开发的周期。引例：海尔公司步入信息化时代(3)利用内部网实施OA(办公自动化)。现已完成了公文流转、信息检索、会议安排、档案管理、网上培训等应用。(4)开展ERP工程。在MRP

Ⅱ实现了财务和分销模块的基础上，海尔把在各地的营销中心联结起来。(5)建立网上服务中心。直接与设计、生产、销售部门连接，能够把用户的建议转化成科研开发的课题。(6)建立了信息公用平台。集团内部每个人都可以把自己联到公用平台上，实现共享。从管理手段落后到企业全面信息共享、信息化的实施，海尔集团取得了令人鼓舞的成果。问题(1)海尔如何利用信息技术为企业创造价值？(2)海尔利用信息技术构建竞争优势的经验，具有复制性吗？

计算机硬件指组成一台计算机的各种物理装置，是计算机进行工作的物质基础。计算机系统的硬件一般是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成的，称为冯·诺依曼体系结构。

计算机硬件是计算机工作的基础，其发展经历了4个时代。

(1)

20世纪50年代的电子管计算机。(2)

20世纪50年代末～60年代中期的晶体管计算机。(3)

20世纪70年代中期～70年代末的集成电路计算机。(4)

20世纪70末～至今的大规模和超大规模集成电路计算机。4.1计算机的硬件构成4.1.1计算机硬件的基本结构4.1.2微型计算机关键部件

1．中央处理器

中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)是计算机系统最主要的部件，由运算器和控制器两个主要部分组成。运算器是计算机的运算单元，主要用于完成算术运算和逻辑运算；控制器是计算机的神经中枢，按照主频的节拍发出各种控制信息，指挥整个计算机工作。2．存储器

存储器(memory)是计算机必备的主要部件，分为主存储器和辅助存储器两类。主存储器(ReadOnlyMemory，ROM)是计算机运行过程中用来存储数据和程序指令。计算机的主存储器主要是由半导体存储器组成。辅助存储器又称外部存储器，简称外存，用于对数据和程序的长久保存。3．输入设备常见的有计算机键盘(keyboard)、鼠标(mouse)、图文扫描仪、条形码阅读器等。4．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)等。5．通信设备常见的有主板、系统功能扩展卡(声卡、显卡、网卡等)、光驱等。4.2计算机的软件构成

仅仅只有硬件的计算机，称为“裸机”，是不能进行数据处理的，甚至不能运转，计算机的硬件只有在软件支持下才能发挥作用在计算机硬件技术发展相对稳定的今天，计算机软件技术发展迅速，并与人们的工作、学习、生活密切相关

4.2.1软件的概念及分类基本概念

计算机软件(简称软件)是指计算机程序及相关文档。计算机程序是为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列，或者可被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列，计算机程序包括源程序和目标程序。

文档是用自然语言或者形式化语言所编写的文字资料和图表，用来描述程序的内容、组成、设计、功能规格、开发情况、测试结果及使用方法，如程序设计说明书、流程图、用户手册等。1．系统软件

用于管理计算机中的CPU、存储器、通信连接以及各种外部设备等所有系统资源的程序，主要作用是管理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。主要的系统软件有操作系统、程序设计语言及其处理程序等。

2．应用软件

指利用计算机和系统软件为解决各种实际问题而编制的程序，这些程序能满足用户的特殊需要。常见的应用软件有科学计算程序、图形与图像处理软件等。4.2.2操作系统负责控制和管理计算机系统的各种硬件和软件资源，合理地组织计算机系统的工作流程，提供用户与操作系统之间的软件接口，主要功能有：(1)进程管理(即处理机管理)(2)存储管理(3)文件管理(4)设备管理(5)作业管理4.2.3程序设计语言

1．机器语言每一条指令都是由0和1组成的二进制代码序列，是最底层的面向机器硬件的计算机语言。

2．汇编语言将二进制形式的机器指令代码序列用符号(或称助记符)来表示的计算机语言称为汇编语言。将汇编语言源程序翻译成机器语言目标程序的过程称为汇编。

3．高级语言机器语言和汇编语言都是面向机器的语言，而高级语言则是面向问题的语言。4.3管理信息系统对计算机系统的要求

管理信息的特点：信息量大，数据结构复杂，信息变化频繁，多目标检索管理信息系统对计算机的主要要求：具有较大容量的内、外存，较强的逻辑功能，具有较多的通信通道，网络、分布处理能力，中文处理能力(我国的信息系统的要求)和现场数据采集的能力等4.3.1管理信息系统设备选择考虑的因素管理信息系统设备选择要考虑以下的因素。(1)技术上是否可靠。(2)维护是否方便。(3)纵向，新老系统是否兼容；横向，本系统与外系统是否兼容。(4)非标准的系列不宜选用。(5)尽量选择用户对软件、硬件都熟悉的产品。(6)使用是否方便。(7)可扩充性，今后扩充系统或升级是否方便。(8)对工作环境要求(如温度、湿度、防尘度等)是否很高。(9)性能价格比越大越好。4.3.2计算机硬件选择考虑的因素计算机硬件选择要考虑以下因素。(1)主机是一般结构，还是优化自身处理命令的RISC体系结构。(2)主机的处理速度MIPS(MillionInstructionsPerSecond)，如果是微机，则看主频速度即可。(3)内存大小。(4)

I/O(输入/输出)通道数。(5)系统的读写/存储周期。(6)外设的速度，目前计算机技术的发展使主机速度提高很快，而外设速度较慢，常常不配套。(7)高速缓存器的大小。(8)升级是否方便。(9)计算机设备对工作环境的要求。4.3.3计算机软件选择考虑的因素计算机软件选择要考虑以下因素。(1)能够直接使用汉字，操作系统是否代表了主流发展方向。(2)是否支持关系型数据库，市场上常用的微机数据库有FoxPro、Access，大型的关系数据库则有Oracle等。(3)程序设计语言。(4)工具，如测试工具、需求分析工具等。(5)应用系统开发环境，这是未来软件工程的发展方向，在此环境下，用户可以很方便地完成系统分析、系统设计、系统实施和系统运行管理的全过程。(6)图形软件。(7)各种应用软件包，如统计分析软件包、多元分析软件包、数据规划软件包、运筹学软件包、预测分析软件包(如SAS和Excel)等。本章小结(1)计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备组成。(2)计算机软件由系统软件和应用软件组成，操作系统是最主要的系统软件。(3)管理信息系统对计算机系统的要求为，具有较大容量的内、外存，较强的逻辑功能，具有较多的通信通道，网络、分布处理能力，中文处理能力，现场数据采集能力。关键术语计算机系统 CPU硬件系统 存储器软件系统 操作系统思考与讨论思考题1．什么是计算机系统？2．计算机硬件包括哪些内容？3．计算机软件是如何分类的？4．试举例说明哪些是系统软件，哪些是应用软件。计论题1．结合当前市场情况，谈谈CPU的发展趋势。2．结合管理业务，谈谈你作为终端用户，需要什么样的软件？它们对你的工作会有哪些影响？案例分析-潘得利汽车配件公司潘得利汽车配件公司是一家大城市的汽车配件批发公司。公司在其办公楼有一个仓库。雇用14名销售人员，整天拜访这一带各城市或城镇的零售店和汽车配件商店。销售人员拜访顾客，对于顾客要购买的货物，销售人员填写好销售订单。每天晚上，销售人员把订单交到办公室。在办公室里有4个订单录入人员。用磁带机的键盘将销售人员前一天的订单录入，对于一些重要客户的大宗订单和紧急订货，销售人员直接告知订单录入人员。在录入的第二天，订单录入员将制作的磁带放入磁带驱动器，将信息读入计算机系统。同时，原始订单送到运货部门处理。案例分析-潘得利汽车配件公司但这套处理系统在潘得利公司并不是很适用，比如，销售人员经常抱怨他们要花很多时间到办公室去送订单。总的来说，销售人员要么早点结束一天的工作去办公室送订单，要么在第二天早晨交订单。对他们来说，宁愿把更多的时间用在销售活动上。而订单录入人员总是抱怨手写的订单难以辨认。反过来说，销售人员抱怨填写订单时有太多的错误，如数量或产品型号的错误，而且用户通常要等很长时间货物才能送到，缺货现象时常发生。

问题(1)现行系统的哪些特点导致了货物运送缓慢和缺货现象的发生?(2)现行系统的哪些特点导致了订单数据的错误？(3)潘得利公司需要在处理过程和硬件上做哪些变动以改进订单录入？特别是潘得利公司可以采用哪些技术减少订单的错误，从而提高销售人员的工作效率和缩短货物运送时间？第5章数据仓库技术

与数据资源管理

5．1文件组织

5．2数据库概念和数据库设计

5．3数据仓库与数据挖掘技术引例：博科BI助上海帝高绒毛服饰

上海帝高绒毛服饰有限公司(简称帝高羊绒)创立于1989年1月，其产品“百纯帝高”羊绒衫不仅畅销全国，而且远销欧、美、亚等多个国家与地区。帝高羊绒治理结构为董事会领导下的总经理负责制，管理涉及的地域范围和业务范围都相当广泛。随着公司不断发展，企业如何面对瞬息万变的市场环境，依据历史经营管理数据做出快速的经营决策，成为帝高羊绒管理者急需解决的问题。2003年10月，帝高羊绒开始使用博科商业智能——财务智能仓系统(BI-FIW)，希望通过商业智能来建立起企业历史管理数据之间的相互关系，满足企业快速决策的管理需要。引例：博科BI助上海帝高绒毛服饰

2001年帝高羊绒采用博科软件进行企业信息化建设，并着手建立企业的数据仓库，通过3年的逐步建设，帝高羊绒信息化数据已经涉及采购、销售、库存、往来、总账等业务内容。在数据仓库的建设过程中，帝高羊绒按照快速原型法予以实施，主要实施内容包括：确定范围、环境评估、分析、设计、开发、测试和运行等几个阶段。帝高羊绒的数据仓库建立后，又经历了在原型的基础上进行不断迭代的过程，特别是2003年10月份以后，帝高羊绒的数据仓库进行了进一步升级，以满足商业智能系统的运行需要。

问题(1)博科BI给帝高羊绒的管理活动带来了哪些变化？(2)你身边有建立了数据仓库的企业吗？他们是如何建立的呢？5.1文件组织5.1.1文件的基本概念

文件属于操作系统范畴的概念。凡是具有名字的字符序列都看成是一个文件。程序、数据集合等，都是文件。数据文件则是指为了某一特定目的而以一定方式形成的有名字的相关记录的集合。数据文件是由3个层次的相关数据构成。记录,记录的属性,记录属性的关键字。

地址是数据存储位置的标志。例如，用文件记录中的某种顺序编号或用符号名来标识地址。在一个记录中，若以某一属性来表示相关记录所在的地址时，则称此地址为指针，即由该记录指向相关记录的指针。

1．指针与地址2．链表由于每一个记录都有指针，并用它指示下一个记录所在的位置，因此，这些记录之间的前后关系完全由指针表示，称这组记录为链表结构。3．树

当记录之间存在着层次及分支的结构关系时，将一个根记录作为第0层，其指针指向第一层的若干个记录，第一层的每个记录又都含有指向第二层记录的指针，以此分层标记所有的记录。需要注意，记录的指针不允许指向同一层次的记录，下一层的记录允许上一层中一个记录指向，最后一层记录不再指向其他记录，或称它们只有空指针。如果树结构的记录集合中每个记录只允许两个指针指向下一层，则称这种树结构为二叉树结构。

3．树将记录的关键字做变换，变换的结果即为记录所存放的地址。该变换的函数称为散列函数或Hashing函数。显然，这样变换出来的地址是不连续的，散列在某一个区域内。因此，在选择散列函数时，要使其算法简单，而且使其变换的地址在某一区域内散列得比较均匀，尽可能地减少冲突现象。所谓冲突现象，是指不同记录的关键字值经变换后得到的相同记录地址。对于冲突应有冲突的处理算法。4．散列函数5．常用的散列函数是除余法文件组织就是按一定的逻辑结构把有关联的数据记录组织成为文件(称为逻辑文件)，并用体现这种逻辑结构的物理存储形式把文件中的数据存放到某种存储设备上，使之构成物理文件。目前文件组织方式主要有下面4种。5.1.2文件组织方式1．顺序文件

文件中记录的顺序按记录关键字值的顺序排列。例如，一个学生的档案记录所组成的文件按学号这一关键字的顺序排列。这类文件关于连续存取记录的访问效率很高，因此，这种存取方式适用于需要批量处理数据的组织。

由于文件一般较大，因此，可以建立一个索引表。索引表由关键字及起始地址组成。查找文件中某一记录时，先查找索引表，根据索引表的记录关键字可查到此记录的地址，由此地址即可找到该记录。当数据文件很大导致索引表也很大时，可以建立多级索引，即在索引表上再建立一级索引。一般情况下，索引表由软件自动生成。2．索引文件3．计算存取文件(散列文件)

这种文件组织中的记录是随机存放的，第i个记录的存放地址是A(Ri)＝H(Ki)。A(Ri)为第i个记录Ri的所在地址，H为某一散列函数，Ki为记录Ri的关键字。这种文件的记录地址是通过散列函数计算出来的。4．倒排文件

前面所述文件的组织方法都必须使用关键字，实际问题中往往需要用一些非关键字的数据项来查找记录。为此，我们可以按非关键字的数据项来组织索引。其索引项为：非关键字数据项值和指针表。其中，指针表为具有该数据项值的记录地址。这种类型的索引表，称为倒排表。由这种方式组织的文件有主数据文件及若干个辅助的倒排索引文件。文件系统的功能是由操作系统实现的，具体有以下几点功能。(1)决定文件的存放位置、存放形式及存取权限等。(2)按名存取，建立从文件名到文件地址之间的映射关系。(3)实施对文件的建立、删除、打开、关闭、读、写、修改、复制及各种控制操作。(4)管理与文件存取有关的存储空间

5.1.3文件系统的功能5.2数据库概述5.2.1数据库的概念1．数据库数据库(DataBase，DB)是按一定的组织形式存储在一起的相互关联的数据集合。

数据库好比一个“魔方”，通过对基本数据的“组织”与“掰动”逻辑，就可以由基本的数据单元形成人们所需的各种数据“图案”。数据库系统(DataBaseSystem，DBS)是指计算机系统引入数据库后的系统构成，是一个具有管理数据库功能的计算机软硬件综合系统。具体地说，它主要包括计算机硬件、操作系统、数据库(DB)、数据库管理系统(DBMS)和建立在该数据库之上的相关软件、数据库管理员和用户等组成部分。数据库系统具有数据的结构化、共享性、独立性、可控冗余度以及数据的安全性、完整性和并发控制等特点。2．数据库系统3．数据库系统的体系结构从数据库管理系统角度看，数据库系统是一个3级模式结构；从最终用户角度看，数据库系统分为单用户结构、主从式结构、分布式结构和客户/服务器结构。1)单用户结构的数据库系统：一种早期的最简单的数据库系统。包括应用程序、DBMS、数据，都装在一台计算机上，由一个用户独占，不同计算机之间不能共享数据。2)主从式结构的数据库系统：一个主机带有多个终端的多用户结构。数据库系统，包括应用程序、DDMS、数据等都集中存放在主机上，所有处理任务都由主机来完成。各个用户通过主机的终端并发地存取数据，共享数据库中的数据资源。3)分布式结构的数据库系统：指数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理上分布在计算机网络的不同节点上。网络中的每个结点都可以独立处理本地数据库中的数据，执行局部应用；同时也可以同时存取和处理多个异地数据库中的数据，执行全局应用。4)客户/服务器结构的数据库系统：把DBMS功能与应用分开。网络某个节点上的计算机专门用于执行DBMS功能，称为数据库服务器，其他节点上的计算机则安装DBMS的外围应用开发工具，支持用户的应用，称为客户机。5.2.2数据库发展

数据处理的核心问题是数据管理。数据管理是指对数据进行组织、编码、分类、存储、检索与维护等操作。数据管理技术随着计算机硬件和软件的发展而发展。数据库技术萌芽于20世纪60年代中期，60年代到70年代初日益成熟。1．人工管理阶段：1946—1950年中期主要用于科学计算。特点：使用的数据不保存，用完就拿走；没有软件系统对数据进行管理，而是由人工规定数据逻辑结构和存取方法；没有文件概念，用户负责数据的组织方式时，必须考虑数据存取细节；数据和程序一一对应，不同的应用程序之间不能共享数据。

2．文件系统阶段：1950年中期—1960年中期计算机的应用范围逐渐扩大，已大量用于数据处理、事务管理、工业控制等领域。数据可长期保存在外存设备上，文件可以被反复多次地进行查询、添加、删除和修改等操作；有统一的文件管理系统。用户按照统一的方式建立和存取文件，集中精力于算法和数据的逻辑组织结构，大大提高了数据管理的效率和准确性。

20世纪60年代中期标志数据库技术产生有3件事：①IBM公司研制开发了基于层次结构的数据库管理系统IMS(InformationManagementSystem)；②美国数据系统语言协会的数据库任务组(DataBaseTaskGroup)提出的DBTG报告，是数据库网状模型的基础和代表；③1970年，IBM公司SanJose实验室的研究员发表“大型共享数据库数据的关系模型”论文，为关系数据库的发展奠定了理论基础。3．数据库系统阶段：20世纪60年代后期数据库技术与其他计算机技术的相互渗透

5.2.3数据库管理系统

(DataBaseManagementSystems，DBMS)数据库管理系统是一个对数据库进行管理的软件系统。通常包括数据定义语言、编译程序、数据操纵语言、数据管理例行程序。

DBMS提供了许多命令、函数和语句让用户对数据库中的数据进行管理操作。数据库的一切操作都是通过数据库管理系统来实现的。1)数据定义语言：定义数据库的各级数据结构及它们之间的映像，及各种完整性约束和安全性措施。2)数据操纵语言：为用户或应用程序访问数据库提供接口，根据数据库系统的使用方式不同，一般可分为独立式查询语言和嵌入式查询语言两大类。3)数据库运行控制系统：是数据库管理系统的核心，包含各种例行程序。

1．数据库管理系统的组成结构化查询语言(SQL)的理论是1974年提出，并在IBM公司的SystemR上实现具有功能丰富、使用方式灵活、语言简洁易学等优点，在计算机工业界和用户中备受青睐SQL成为关系数据库的标准语言SQL有如下几个比较突出的优点(1)完备性。(2)灵活性。(3)简洁、易学易用。2．结构化查询语言

(1)数据定义：定义和修改数据库对象，如CREATETABLE(创建表)、DROPTABLE(删除表)等。

(2)数据操纵：数据的增、删、改和查询操作，如SELECT(查询数据)、INSERT(插入数据)、DELETE(删除数据)、UPDATE(修改数据)等。

(3)数据库和事务控制：控制用户对数据库的访问权限，如GRANT(授予权限)、REVOKE(取消权利)、COMMIT(事务提交)、ROLLBACK(事务撤销)等。SQL的功能可以分成以下3类3．数据库管理系统的工作方式1)终端用户工作方式：用户使用键盘输入某一带有参数的命令，向数据库存取数据。2)批处理工作方式（程序方式）：用户应用数据库操纵语言编出完整的程序后运行，计算机根据应用程序的指示，完成所需的一系列工作。3)在线用户工作方式（联机用户工作方式）：使用数据操纵语言工作。5.3数据库设计(1)现实世界(realityfield)人们头脑之外的客观世界，包含客观事物及其相互联系。(2)观念世界(Info.Field)客观世界在人们头脑中的反映，客观事物在观念世界中称为实体(entity)。(3)数据世界(datafield)指信息世界中信息的数据化。在客观世界中的事物及其联系，在数据世界中用数据模型描述。5.3.1人类认识事物的过程模型5.3.2数据模型1．数据模型对客观事物及其联系的数据化描述数据库系统设计中用于提供信息表示和操作手段的形式结构

DBMS实现的数学基础数据模型主要有3种层次模型(hierarchicalmodel)

网状模型(networkmodel)

关系模型(relationalmodel)2．关系模型建立在数学概念的基础应用关系代数和关系演算等数学理论处理数据库系统的方法实体-联系方法(E-R方法)是由P.P.S.Chen于1976年提出的，用于数据库设计的方法实体是客观存在的事物属性是实体某一方面的特性关系是客观存在的事物之间的联系(1)关系：一个关系对应于一张二维表(2)元组：表中一行称为一个元组(3)属性：表中一列称为一个属性，给每列起一个名即为属性名(4)主关键字：是表中的某个属性组，它的值唯一地标识一个元组(5)域：属性的取值范围(6)分量：元组中的一个属性值(7)关系模式：对关系的描述，用关系名(属性1，属性2，……，属性n)来表示关系模型中的主要术语5.3.3数据库的设计在一个给定的应用环境下确定一个最优数据模型和处理模式构筑既能满足多个用户的数据需求与处理要求，又能被某个数据库管理系统所接受，还能安全、有效、可靠地存取数据的数据库

从现实世界到观念世界的形成，以及最终到数据世界的建立，是数据库建立的思维过程4个步骤：用户需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计

1．数据需求分析对数据及其处理的要求，对数据的安全性和完整性的要求数据库建立的过程2．概念结构设计根据用户的需求设计数据库模型，称为概念模型，是面向问题的概念性的模型，与具体的数据库管理系统无关

E-R图表示现实世界的实体和关系，用E-R图所描述的模式叫组织模式那些与具体的数据库管理系统有关的模式(层次的、网状的、关系的)称为逻辑模式或用户模式概念结构设计的步骤

1)画出E-R图(1)划分和确定实体类型(2)划分和确定关系类型(3)确定属性(4)画出E-R图。反复执行步骤(1)～(3)，找出所有实体集、关系集、属性和属性值集，在用户视图设计基础上综合各分E-R图，形成总的E-R图，再利用数据流程图，消除数据实体间冗余的联系，形成基本E-R图序号概念定义E-R图1实体(entity)观念世界中被描述的客观事物或事物之间的联系2属性(property)实体具有的某种特征。实体分为个体和总体，总体是个体组成的集合3联系(relation)实体之间或实体内部属性之间的关系。(1)一对一，用1∶1表示(2)一对多，用1∶n表示(3)多对多，用m∶n表示E-R方法的有关概念表2)关系的规范化(1)第一范式(FirstNormalForm，1NF)在同一表中，没有重复项出现(2)第二范式(2NF)每个表必须有一个数据元素为主关键字，其它数据元素与主关键字一一对应(3)第三范式(3NF)满足2NF且任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字

规范化理论是E.F.Codd在1971年提出，他和后来的研究者为数据结构提出了5种规范化模式(NormalForm，NF)，这里仅讨论前3种范式不符合1NF的关系教师代码姓名工资基本工资/元附加工资/元1001李明2

000.002

000.001002王军1

500.001

500.001003张淑红1

100.001

300.00符合1NF的关系教师代码姓名基本工资/元附加工资/元1001李明2

000.002

000.001002王军1

500.001

500.001003张淑红1

100.001

300.00不符合2NF的教师与研究课题关系教师代码姓名职称研究课题号研究课题名3．逻辑结构设计任务是将概念结构(即E-R图)转换为与选用的数据库管理系统所支持的数据模型相符的逻辑数据模型。现行的DBMS一般只支持层次、网状或关系3种模型中的某一种一般转换过程分两步进行。把概念结构向一般的数据模型转换向特定的DBMS支持下的数据模型转换。

4．物理设计主要指对数据库在物理设备上的存储结构和存取方法的设计以逻辑设计结果作为输入，结合具体的DBMS功能、数据库管理系统所提供的物理环境和工具、应用环境和数据存储设备，进行数据的存储组织和方法的设计。5．数据库的实施和维护对数据库的物理设计进行评价数据库建立之后，对数据库试运行，继续进行测试评价维护阶段的主要工作：对数据库的安全性、完整性的控制；系统的转储和恢复，性能的监督、分析和改进；数据库的再组织和再构造等5.4数据仓库与数据挖掘技术5.4.1数据仓库

(datawarehouse)

最早出现于20世纪90年代初在数据库基础上发展而来的，为了满足人们在高度数据积累的基础上进行数据分析的需要而产生面向主题的、集成的、稳定的、随时间变化的数据集合，是管理科学、计算机科学、网络技术和分析手段的大融合

包括数据仓库、在线分析处理(OLAP)和数据挖掘技术3个方面的内容。在线分析侧重于对所有事务进行多角度的展现，而数据挖掘则侧重于对事务中蕴涵的未知规律进行发现。可以说，数据仓库技术使人们从全新的视角认识了数据的价值。数据仓库是决策支持系统的一种有效、可行和体系化解决方案数据仓库的内容5.4.2数据挖掘技术1．数据挖掘技术的定义定义：从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，抽取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程过程：数据挖掘过程可粗略地分为问题定义、数据准备和预处理、数据挖掘以及结果的解释和评估等阶段2．网络数据挖掘

网络内容挖掘就是一个从网络信息内容中发现有用信息的过程；

网络结构挖掘是挖掘Web潜在的链接结构模式；网络内容挖掘和网络结构挖掘的挖掘对象是网上的原始数据，而网络用法挖掘面对的则是在用户和网络交互的过程中抽取出来的第二手数据。通过网络用法挖掘，可以了解用户的网络行为数据所具有的意义。

数据挖掘的对象可以是任何组织在一起的数据集合(1)文件属于操作系统范畴的概念，操作系统将一组相关的字符序列看成一个整体，给唯一的命名以区别于其他的数据集；文件组织的方式有顺序文件、索引文件、计算存取文件和倒排文件；文件系统的功能是决定文件存放位置、存放形式及存取权限等，按名存取，建立从文件名到文件地址之间的映射关系，实施对文件的建立、删除、打开、关闭、读、写、修改、复制及各种控制操作，以及管理与文件存取有关的存储空间。本章小结本章小结

(2)数据库定义为存储在一起的相关数据的集合，这些数据无有害的或有必要的冗余，为多种应用服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数据、修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方法进行；数据被结构化，为今后的应用研究提供了基础。(3)数据库管理系统(DataBaseManagementSystems，DBMS)是一个对数据库进行管理的软件系统，通常包括数据定义语言、编译程序、数据操纵语言、数据管理例行程序。(4)人类认识事物的过程是从现实世界、观念世界到数据世界。数据库设计的主要步骤是需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计。其中概念结构设计是数据库设计的关键环节，运用E-R图的方法和规范化的理论。本章小结

(5)数据仓库(datawarehouse)是在数据库基础上发展而来的，是为了满足人们在高度数据积累的基础上进行数据分析的需要而产生的。它是面向主题的、集成的、稳定的、随时间变化的数据集合，它是管理科学、计算机科学、网络技术和分析手段的大融合。本章小结

(6)数据挖掘(datamining)是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，抽取隐含在其中的、人们事先不知道、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘就是在一些事实或观察数据的集合中寻找特定的模式、关联规则、变化规律等的决策支持过程，是一种在大量数据库中发现隐藏的新知识的计算技术方法。关键术语文件 文件组织 数据库 数据模型 数据仓库数据挖掘数据库管理系统 E-R模型 关系模型 关系规范化思考与讨论思考题1．数据库的特征是什么？2．数据模型有哪几种？3．简述数据库的发展过程。4．简述数据仓库和数据挖掘技术的工作原理。5．数据库设计的步骤是什么？6．数据库管理系统的作用是什么？思考与讨论讨论题1．组织建立信息系统的时候，如何进行数据库设计？2．数据挖掘技术是不是对于所有的组织都用的？具备什么样条件和需求的组织需要数据挖掘？案例分析-公共关系(PR)公司的改革数量不断增长的公共关系(PR)公司已经停止从报纸、资料室和地区图书馆等处收集客户和竞争对手的信息。相反，它们采用了高科技的数据库。这些数据库能提供与客户最相关的信息。今天，绝大多数公共关系公司和公司联络部门都选择这些数据库作为研究工具，而且它们正改革着调查研究的方式。通过利用许多公共的联机信息数据库——如道·琼斯、Newsnet，从事公共关系工作的人员可做任何事情，从监控重要的新闻事项及客户新闻报导到研究关键的问题和社会倾向。案例分析-公共关系(PR)公司的改革“所有你能想象的事情都可在网上找到”，Ketchum公司(一家位于纽约的公共关系公司)的信息服务经理Karyn

Stemberger说道，“如果你已经习惯使用这些数据库，你就会发现它们是非常节省时间和金钱的，利用这些数据库可帮助我们获得最新的消息。客户也会对我们所提供信息的深度和速度留下十分深刻的印象。”除了进行客户支持外，数据库还有其他更多的用途。许多公司进行信息研究以发现新的行业。在定位一项新业务时，许多公共关系公司的经理们也要首先做一次综合的数据库研究。数据库也能节省公司及其客户的许多工作和精力。按照纽约CreamerDicksonBasford公司信息服务部的经理AmyZerman的说法，“公众如何看待我们客户的广告，利用数据库可以给我们提示。例如，一项调查可能发现某种特定的方法并没有奏效，数据库确实能帮助我们的客户制定新的业务方法。”这些高科技数据库的未来会是怎样的呢？速度变得越来越重要。例如，由联合出版署开发的数据库必须在用户提出申请之后不到15分钟就将数据传送过来。案例分析-公共关系(PR)公司的改革问题(1)通过利用数据库，公共关系公司是如何获得效率和效能的？(2)

公共关系公司所用的数据库有什么特征？你认为它们使用何种数据库更有效？第6章网络技术与

信息网资源管理

6.1计算机网络概述6.2网络技术6.3企业网的规划与管理6.4企业网计算模式

引例：浪潮集团的信息化建设

综观世界和整个人类历史，没有哪一次变革能像20世纪末掀起的这次信息革命来的这么迅猛和深刻。在这样一个时代，任何一个企业都必须顺应潮流，在信息化建设的过程中寻求持续高效的发展。浪潮集团作为国内三大计算机企业集团之一，在服务器、微型计算机、软件和通信产品等领域的市场中都占有重要的地位。在计算机技术开发方面，浪潮也一直处于领跑地位。同样，在自身的信息化建设中，浪潮也一直充当冲锋者的角色。引例：浪潮集团的信息化建设1．构建Intranet平台：(1)首先使用了国强财务及进销存系统。(2)之后，浪潮又分析生产车间和仓库的需求，开发了一套装配及生产管理系统。(3)除了这两个系统外，他们自己建设了基于Intranet的网上办公系统，从不同方面改进了原有的工作方式。2．接入Internet3．全国分支机构联网4．在BPR的基础上实施信息系统整合5．办公系统平台建设问题(1)

Internet网络在浪潮集团的信息系统建设中的作用什么？(2)企业建立Intranet有必要吗？为什么？6.1计算机网络概述6.1.1基本概念1．计算机网络的概念

按照美国计算机网络权威安德鲁·S·坦恩鲍姆的定义，计算机网络是独立自主的计算机的互联体。

计算机通信网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的，功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件(即通信协议、信息交换方式及网络操作系统等)实现网络中资源共享和信息传递的系统。2．计算机网络的功能3种功能：数据通信，资源共享，分布式处理1)数据通信随着Internet在世界各地的风行，传统的电话、电报、邮递通信方式受到很大冲击，电子邮件已为人们广泛接受，网上电话、视频会议等各种通信方式正在迅速发展。数据通信是计算机网络最基本的功能。该功能用于实现计算机和计算机、计算机与终端之间的数据传输。2)资源共享资源共享是指网上的用户能部分或全部地享用系统中的资源，从而大大提高系统资源的利用率。共享的资源包括软件资源、硬件资源和数据资源。3)分布式处理在具有分布式处理能力的计算机网络中，当某台计算机负荷过重时，网络操作系统自动完成对多台计算机的协调工作，将任务分布到多台计算机上进行处理，使每台计算机的负载平衡，提高了每台计算机的可用性，也提高了计算机的处理能力。6.1.2计算机网络的构成

(1)至少有两个具有独立操作系统的计算机，且它们之间有相互共享某种资源的需求。(2)两台独立的计算机之间必须有某种通信手段将其连接。(3)网络中的各台独立的计算机之间要能相互通信，必须制定相互可确认的规范标准或协议。以上3条是组成一个网络的必要条件，三者缺一不可。计算机网络也是由各种可连起来的网络单元(networkelement)组成的。网络单元是指网络中各种数据处理设备，数据通信控制设备和数据终端设备。计算机网络系统的构成－１计算机网络系统的组成可分为3部分，即硬件系统、软件系统及网络信息。1．硬件系统硬件系统是计算机网络的基础，硬件系统由计算机、通信设备、连接设备及辅助设备组成，硬件系统中设备的组成形成了计算机网络的类型。

1)服务器在计算机网络中，最核心的组成部分是计算机。在网络中，计算机按其作用分为服务器和客户机两大类。1)服务器服务器(server)是计算机网络中向其他计算机或网络设备提供某种服务的计算机，并按提供的服务被冠以不同的名称。常用的服务器有数据库服务器、邮件服务器、打印服务器、信息浏览服务器和文件下载服务器等。2)客户机客户机(client)是与服务器相对的一个概念。在计算机网络中，享受其他计算机提供的某种服务的计算机就称为客户机。服务器与客户机的区别：

服务器与客户机由于其处理数据的要求不同，因此，档次一般也不同。服务器与客户机的另一个重要区别在于，在服务器和客户机上安装的系统软件的差异。

3)网络连接设备(1)中继器(2)网桥(3)路由器(4)网关(1)中继器(repeater)在计算机网络中，信号在传输介质中传递时，由于传输介质的阻抗会使信号愈来愈弱，导致信号衰减失真，当网线的长度超过一定限度后，若想再继续传递下去，必须将信号整理放大，恢复成原来的强度和形状。中继器的主要功能是将收到的信号重新整理，使其恢复原来的波形和强度，然后继续传递下去，以延长网段实现更远距离的信号传输。(2)网桥(bridge)网桥是用于两个相似网络连接的设备，并可对网络的数据流进行简单管理，即它不但能扩展网络的距离和范围，而且可使网络具有一定的可靠性和安全性。网桥具有简单的过滤功能。当然，为了利用好网桥的这种特性，我们就必须设计好网桥的位置。

(3)路由器(router)有时俗称为“路径选择器”。路由器是用于连接不同技术网络的网络连接设备，它为不同网络之间的用户提供最佳的通信路径。在计算机网络中，路由器有自己的网络地址，它实际上是一台具有特殊用途的计算机。在大型的互联网上，为了管理网络，一般要利用路由器将大型网络划分成多个子网。(4)网关(gateway)网关的主要功能是负责对不同的通信协议进行翻译，传输分组数据，因此它被看做通往Internet的大门。主要有3类网关：①协议网关。常用于在使用不同协议的网络间进行协议转换。②应用网关。在两种不同格式间翻译数据的系统。③安全网关。一些技术的有趣的混合，这些技术很重要，而且相互不同，并足以代表它们各自的类别，这些技术的范围可从协议层的过滤到相当复杂的应用层过滤。计算机网络系统的构成－２2．软件系统1)网络系统软件。指能够控制和管理网络资源的软件，是众多系统软件组成的，在基本系统上有多种配置和选项可供选择，使得用户可根据不同的需要和设备构成最佳组合的互联网络操作系统。现在流行的网络操作系统主要有NetWare、UNIX、WindowsNT、Linux4种。2)网络应用软件。指能够为网络用户提供各种服务的软件。例如，浏览软件、传输软件、远程登录软件、电子邮件等。计算机网络系统的构成－３3．网络信息在计算机网络上存储、传送的信息称为网络信息。网络信息是计算机网络中最重要的资源。它存在于服务器上，由网络系统软件对其进行管理和维护。服务器与服务器之间通过一定的网络协议传送信息。网络用户通过网络应用软件获取网络信息。人们建网、联网的目的就是要更大范围地、更加快速准确地获取信息和发布消息，让信息为人们服务。

6.1.3网络拓扑结构

网络拓扑就是指网络形状，即网络中各个节点相互连接的方法和形式。1．网络拓扑结构的选择2．网络拓扑结构分类

1．网络拓扑结构的选择选择拓扑结构应考虑的主要因素有四个1)可靠性。这是计算机网络首要追求的目标。2)灵活性。就是要考虑网络中计算机和各种设备在搬动后，或者在进行节点的删除和添加后，也很容易重新配置网络。3)成本。即指完成某种功能并达到预期的性能所需要的费用。包括各种设备及线路成本的费用，安装费用。4)响应时间和吞吐量。要有尽可能短的响应时间并获得最大的吞吐量。2．网络拓扑结构分类6.1.4网络协议与网络体系结构在计算机网络中，为了使不同结构、不同型号的计算机之间能够正确地传送信息，必须有一套关于信息传输顺序、信息格式和信息内容等的约定，这一整套约定称为协议。网络协议是保证网络中两台设备之间正确传送数据的软件。1．OSI参考模型2．TCP/IP协议1．OSI参考模型

1984年，国际标准化组织(InternationalStandardOrganization，ISO)提出了“开放系统互联参考模型”(OpenSystemIntercommunicationReferenceModel，OSI)，简称ISO/OSI第一层，物理层。物理层的任务是透明地传送比特流。第二层，数据链路层。数据链路层的任务是在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据。第三层，网络层。网络层的任务是要选择合适的路由，使发送站传输层传下来的分组能够正确无误地找到目的站，交付给目的站传输层。第四层，传输层。根据下面通信子网的特性最佳地利用网络资源，并以可靠和经济的方式，为两端主机的进程之间，建立一条运输连接，以透明地传送报文。第五层，会话层。负责建立、管理、拆除“进层”之间的连接。“进层”是指如邮件、文件传输、数据库查询第一次独立的程序执行。第六层，表示层。负责处理不同数据表示上的差异及其相互转换，如ASCII码与EBCDIC码之间的转换，不同格式文件的转换，不兼容终端的数据格式之间的转换。第七层，应用层。接为用户的应用进程提供服务，使用户方便地使用网络完成某一任务。OSI参考模型图2．TCP/IP协议

TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，传输控制协议/Internet协议)是一个协议栈(协议集合)，它包含一系列的协议，如TCP、IP、UDP、ARP、ICMP等，统称TCP/IP协议。在协议栈中，每一个协议负责一部分工作，它们之间按层次分工、协调地完成整个网络传输工作。第一层，应用层。TCP/IP将OSI参考模型的应用层、表示层、会话层合并成一个应用层。第二层，传输层，与OSI参考模型的传输层对应。传输层包含TCP、UDP、IGMP等协议，以端到端(EndtoEnd)的方式进行网络通信，并提供TCP可靠数据传输方式和UDP不可靠传输方式。

第三层，Internet层，与OSI参考模型的网络层对应，包含IP、ICMP、ARP、RARP等协议，这些协议都是用来处理数据包的路由信息及地址解析的。第四层，网络接口层，对应OSI的数据链路层和物理层。这一层上除以太网协议CSMA/CD外，还有令牌环、ATM等网络介质访问协议。TCP/IP网络模型与OSI参考模型对比

6.2网络技术6.2.1局域网技术

l975年美国Xerox公司推出了Ethernet(以太网)，它的问世是局域网发展史上的一个重要里程碑。1980年美国的Xerox、DEC和Intel三大公司联合公布了局域网的DIX(Ethernet)。1980年2月，IEEE下属的802局域网标准委员会宣告成立，并相继提出了一系列局域网标准。1．局域网2．局域网的发展3．局域网的架设方式4．交换机技术1．局域网局域网(lan)指传输距离在0.1～10km，传送速率在1Mb/s～10Mb/s的范围较小的一种网络，是计算机网络发展最快的一个分支。局域网主要具有以下特点：(1)地理范围较小。(2)传输速率高。(3)误码串低。(4)协议比较简单，拓扑结构灵活多变，且较容易进行扩展和管理。(5)以PC为主体，包括终端及各种外设，网中一般不设中央主机系统。(6)采用灵活方便的分布式传输控制方式。

2．局域网的发展1)网络计算模式的发展局域网计算模式由文件服务器/工作站发展到客户/服务器，以及浏览器/服务器。在20世纪60到80年代，网络应用主要是集中式的，采用主机-终端模式，数据处理和数据库应用全部集中在主机上，终端没有处理能力。20世纪80年代以后，文件服务器/工作站结构的微机网络开始流行起来，这种结构把DBMS安装在文件服务器上，而数据处理和应用程序分布在工作站上，文件服务器仅提供对数据的共享访问和文件管理，没有协同处理能力。客户/服务器是20世纪80年代产生的崭新应用模式，这种模式把DBMS安装在数据库服务器上，数据处理可以从应用程序中分离出来，形成前后台任务。

B/S模式就是上述三层应用结构的一种实现方式，采用浏览器/Web服务器/数据库服务器，局域网技术得到进一步提高。2)分布式处理分布式处理是以计算机网络为依托，把分散的计算单元、不同的数据库、不同的操作系统连接成一个整体的分布式系统，为具有不同需要的用户提供统一的工作环境。

3．局域网的架设方式为了促进局域网的标准化，IEEE于1980年2月专门成立了局域网络标准委员会，专业从事局域网络标准化制订工作，并于1984年首先推出了IEEE

802系列标准中的IEEE

802.1～IEEE

802.5，以后又陆续推出了IEEE

802.6～IEEE

802.17。局域网各标准之间的关系

4.交换机技术交换机(switch)是一种多端口网络连接设备，其外观接口与集线器一样，但交换机却更智能。交换机的这种智能体现在它会记忆哪些地址接在哪个端口上，并决定将数据送往何处，而不会送到其他不相关的端口。因此，这些未受影响的端口可以同时向其他端口传送数据。选择交换机需注意的问题(1)交换端口的数量。(2)交换端口的类型。(3)系统的扩充能力。(4)主干线连接手段。(5)交换机总交换能力。(6)是否需要路由选择能力。(7)是否需要热切换能力。(8)是否需要容错能力。(9)能否与现有设备兼容，顺利衔接。(10)网络管理能力。6.2.2广域网技术

广域网(WideAreaNetwork，WAN)是一种跨越地域很大的网络，通常覆盖一个省、一个或几个国家。由一些节点交换机以及连接交换机的链路组成，使用微波、卫星或电话线、专用线进行传输，数据率小于局域网，数据传输率一般不超过100Kb/s。Internet属于广域网，当我们打长途电话时，使用的就是广域网。广域网的设计原则：良好的应用支持能力，良好的可靠性，优化带宽的利用，安全可管理的网络。6.2.3无线网技术无线局域网是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)。无线网络采用与有线网络同样的工作方法，它们把PC、服务器、工作站、网络操作系统、无线适配器和访问点通过电缆连接建立网络。计算机无线联网常见的形式是把一个计算机站点以无线方式联入一个计算机网络中，作为网络中的一个节点，使之具有网上工作站同样的功能。6.2.4企业级网企业级网络是按照整个企业的信息体系要求，由整个企业的计算机硬件、软件、通信系统以及数据集合按照系统化要求建立的网络。大多数企业的网络都是由多个网络组成的。1．企业内联网2．企业外联网1．企业内联网Intranet是指采用Internet技术、建立在TCP/IP协议基础上的企业内部网，又称为企业内联网。它采用统一的WWW浏览器技术去开发用户端软件，并能方便地与Internet相连。运用防火墙、访问控制等技术，实现企业内、外的可控连接。这使得它具有比传统的企业内部网更加灵活、适应能力更强的特点。2．企业外联网在一组关系密切的企业之间共享Internet带来的好处，使这些企业之间能够在可控的安全环境下彼此之间实现信息共享。Extranet是使企业与其他企业或客户联系起来，完成共同目标的合作网络，是Intranet与Internet之间的桥梁。

6.3企业网的规划与管理企业网的建立是计算机网络资源共享和信息传输两大基本功能的充分体现。从资源共享的角度来看，企业网的建设目标是要以信息技术为手段，把分布在不同地点的企业资源组合成为一个几乎没有时空限制的统一的经营实体，以促进企业生产效率的提高。6.3.1企业网规划的内容6.3.2企业网规划的步骤6.3.3网络安全与管理6.3.1企业网规划的内容Intranet是一个网络，因此在建立网络之前必须进行规划，规划的内容包括以下3点。(1)确立网络的综合性能要求。(2)网络的总体设计。(3)选择网络硬件设备。总之，必须通过对用户需求的调查，结合当前市场网络的主流技术来进行网络的规划设计，为企业建设MIS提供可靠的基础。下面就网络规划中的一些主要问题进行论述。

1．主干网与网络拓扑结构设计对于一般企业，主干网的选择基本上是在快速以太网(或千兆位以太网)和ATM网两种类型中选择。2．服务器的选择服务器是比较昂贵的设备，应该慎重考虑。一般在网络规划过程中，对服务器的选用应做出明确规定。根据服务器的主要性能指标，企业网中主要要用到3种服务器，分别是工作组服务器、部门级服务器和企业级服务器。选择服务器时，主要根据访问数据量的大小进行选择。3．网络设备的选择1)交换机的选择2)路由器的选择6.3.2企业网规划的步骤1．需求分析1)办公自动化2)信息资源的共享与利用3)企业业务处理2．确定建设目标，设计总体结构1)

Intranet的建设目标2)设计系统的总体结构3)服务器与工作站的配置3．部门级小型Intranet方案

部门级Intranet方案6.3.3网络安全与管理1．防火墙技术1)防火墙的概念防火墙是网络上的一种访问控制技术，它决定网络内部哪些服务可以被外界访问，外界哪些人可以访问内部的哪些服务，哪些外部服务可以被内部人员访问。2)防火墙的技术(1)包过滤技术(2)代理服务2．网络安全性设计对于网络的安全，前面提到Intranet采用了防火墙技术，但单纯依靠防火墙还不够，还需要有网络的安全性设计。网络安全性的指标主要体现在系统的可用性、完整性及保密性。可用性是指当用户需要时可以访问系统资源，防止非法独占资源与数据。完整性是指要防止非法篡改信息或程序。系统的保密性则是防止非法泄露计算机的数据。6.4企业网计算模式计算机应用系统中数据与应用(程序)的分布方式，称为企业计算机应用系统的计算模式，有时也称为企业计算模式。计算机应用系统已经历了两种计算模式。集中计算模式(又称单主机计算模式)分散计算模式：包括分布式客户/服务器计算模式(Client/Server，C/S)和浏览器/服务器计算模式(Browser/Server，B/S)。这两种计算模式的出现与计算机、网络及数据库技术的发展一脉相承，并决定了计算机应用系统的硬件、软件结构的特征。6.4.1集中计算模式1985年以前，计算机应用一般是以单台计算机构成的单主机计算模式，也被称为集中式的企业计算模式。1.单主机计算模式的早期阶段，计算机应用系统所用的操作系统为单用户操作系统，系统一般只有一个控制台，限于单项应用，如劳资报表统计等。2.分时多用户操作系统的研制成功，以及计算机终端的普及使早期的单主机计算模式发展成为单主机-多终端的计算模式。

6.4.2分散计算模式1．客户/服务