信息管理系统技术基础

管理信息系统第一节计算机硬件技术基础第二节计算机软件技术基础第三节数据库技术基础第四节计算机网络技术基础第三章管理信息系统的技术基础管理信息系统第一节计算机硬件技术基础一、计算机硬件技术的发展阶段第三章管理信息系统的技术基础第一代，电子管时代(1946—1958年)第二代，晶体管时代(1958—1965年)第三代，中小规模集成电路时代(1965—1970年)第四代，大规模集成电路时代(1971年至今)二、计算机的硬件结构

1.中央处理器

2.存储器

3.输入/输出设备

第三章管理信息系统的技术基础第二节计算机软件技术基础第三章管理信息系统的技术基础

1.系统软件系统软件是管理与支持计算机系统资源的程序，是计算机硬件和应用程序之间的重要接口。系统软件主要有操作系统软件(如Windows7、Unix等)、数据库管理系统(如Oracle、SQLServer)、开发工具和程序设计语言(如Jbuilder、Delphi、.NET等)。

2.应用软件典型的通用应用软件有文字处理软件、电子表格软件、绘图软件、数值统计分析软件等。典型的专用应用软件有会计处理系统、销售管理系统、人力资源管理系统等。第三节数据库技术基础一、数据处理与数据组织1、数据处理指把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据,用一定的设备和手段,按一定的使用要求,加工成另一种形式的数据。数据处理一般不涉及复杂的数学计算,但要求处理的数据量很大。把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形式。从大量的原始数据中抽取，推导出对人们有价值的信息以作为行动和决策的依据。利用计算机科学地保存和管理，方便人们充分地利用基本内容

数据收集、转换、筛选、分组和排序、组织、运算、存储、检索、输出数据处理时需要考虑的问题:1.数据以何种方式存储在计算机中。

2.采用何种数据结构能有利于数据的存储和取用。

3.采用何种方法从已组织好的数据中检索数据。2数据组织数据组织是按照一定的方式和规则对数据进行归并、存储、处理的过程。

数据的组织具有不同的形式,通常可以用数组、文件及数据库来组织数据。数据库是比文件系统更高级的一种数据组织方式。不仅能够描述数据本身还能描述数据之间的关系。二、数据库系统的构成

数据库是以一定的组织方式存贮在一起的相关数据的集合。数据库系统的主要组成部分有:(1)计算机系统。(2)数据库。(3)数据库管理系统DBMS。

(4)人员。数据库管理员DBA，系统程序员，用户。1.建表。建立基本表的语句格式为：

CREATETABLE<表名>(列名1类型[,列名2类型……])；2.修改。修改基本表定义的语句格式为：ALTERTABLE<表名>ADD列名类型3.删除。删除基本表的语句为：DROPTABLE<表名>；4.查询。其一般格式为：

SELECT<目标列>FROM<表名>[WHERE<条件表达式>][GROUPBY<列名1>][ORDERBY<列名2>[ASC/DESC]]5.数据删除(DELETE)。其一般格式为：DELETEFROM<表名>[WHERE<逻辑表达式>]三、数据库操作数据的的安全性性是指保保护数数据库库以防防止不不合法法的使使用所所造成成的数数据泄泄露、、更改改和破破坏。。数据据的安安全可可通过过对用用户进进行标标识和和鉴定定、存存取控控制、、OS级安全全保护护等措措施得得到一一定的的保障障。数据的的完整性性是指数数据的的正确确性、、有效效性与与相容容性。。关系系模型型的完完整性性有实实体完完整性性、参参照完完整性性及用用户定定义的的完整整性。。并发控控制是指当当多个个用户户同时时存取取、修修改数数据库库时，，可能能会发发生互互相干干扰而而得到到错误误的结结果并并使数数据库库的完完整性性遭到到破坏坏，因因此必必须对对多用用户的的并发发操作作加以以控制制、协协调。。数据库库恢复复是指当当计算算机软软、硬硬件或或网络络通信信线路路发生生故障障而破破坏了了数据据或对对数据据库的的操作作失败败使数数据。。四、数数据库库保护护五、数数据库库设计计在数据据库分分析和和设计计过程程中，，需要要按用用户的的观点点对数数据和和信息息建模模。常常常首首先将将现实实世界界的客客观对对象抽抽象为为某一一种不不依赖赖于计计算机机系统统和某某一个个DBMS的信信息结结构，，即概念模模型，然后后再把把概念念模型型转换换为计计算机机上某某一DBMS支支持的的数据模模型。概念模模型数据模模型网状模模型层次模模型关系模模型（一））概念念模型型：概念模模型是是将现现实世世界的的客观观对象象抽象象为某某一种种不依依赖于于计算算机系系统和和数据据库管管理系系统（（DBMS）的信信息结结构。。建模过过程：：现实世世界中中的对对象→概念模模型→数据据模型型实体(Entity)“实体””即现现实世世界中中存在在的对对象或或事物物。属性“属性性”指指实体体具有有的某某种特特性。。联系一对一一联系系(1:1)一对多多联系系(1:n)多对多多联系系(m:n)(二)E-R图E-R方法即即实体体－联联系方方法（（Entity-RelationApproach,简称E-R方法）），是是由于1976年提出出的，，其方方法是是用E-R图来描述述某一一组织织的信信息模模型，，是概念模模型的最常常用的的表示示方法法。1NNNMMNM1N学生课程班级宿舍教师选修教学归档组成讲授住宿档案材料111上图涉涉及的的实体体及实实体的的属性性包括括:学生属性有有学号号、姓姓名、、性别别、出出生年年月、、联系系方式式课程属性有有课程程编号号、课课程名名、学学分教师属性有有教师师编号号、姓姓名、、性别别、出出生年年月班级属性有有班级级名称称、编编号、、班长长18(三)数据模模型目前，，主要要的数数据模模型是是关系模模型（RelationalModel）。关系模模型应应用关关系代代数和和关系系演算算等数数学理理论来来处理理数据据库系系统中中的数数据关关系。。从用户户的观观点来来看，，在关关系模模型下下，数数据的的逻辑辑结构构是一一张二二维表表。每每一个个关系系为一一张二二维表表，相相当于于一个个文件件。实实体间间的联联系均均通过过关系系进行行描述述。结算编码合同号数量金额J0012HT1008100030000J0024HT110760012000J0036HT111520004000“付款”关系表表一个记记录,用来描描述一一个实实体。。第一步步：E-R图中中每个个实体体，都都相应应地转转换为为一个个表。第二步步：对对于E-R图中中的联联系①如果果两实实体间间是1∶N联联系②如果果两实实体间间是M∶N联联系③如果果两实实体间间是1∶1联联系图3.4所所示的的E-R图图可以以导出出关系系模型型：仓仓库(仓库库号，，地点点，面面积)，产产品(货号号，品品名，，价格格，仓仓库号号，数数量)。图3.5所所示的E-R图可以以导出关系系模型：学学生(学号号，姓名，，性别，助助学金)，，课程(课课程号，课课程名，学学时数)，，学习(学学号，课程程号，成绩绩)。图3.3所所示的E-R图可以以导出关系系模型：厂厂长(厂长长编号，厂厂号，姓名名，性别，，年龄)，，工厂(厂厂号，厂名名，地点)；或者厂厂长(厂厂长编号，，姓名，性性别，年龄龄)，工厂厂(厂号，，厂长编号号，厂名，，地点)。。从E-R图导出关系系表规范化理论论是在1971年提出的。。他及后来来的研究者者为数据结结构定义了了五种规范化化模式(NormalForm，简称范式式)，即第一范范式、第二二范式、第第三范式、、BCNF范式和第四四范式关系必须是是规范化的的关系，应满足一一定的约束束条件。范范式表示的的是关系模模式的规范范化程度，，也即满足足某种约束束条件的关关系模式，，根据满足足的约束条条件的不同同来确定范范式在五种范式式中，通常常只使用前前三种。(四)关系的规范范化第一范式(1NF)属于第一范范式的关系系应满足的的基本条件件是元组中中的每一个个分量都必必须是不可可分割的数数据项。简简言之，第第一范式指指在同一表表中没有重重复项存在在。教师代码姓名工资基本工资附加工资1001张兴500·0060·001002李明799·0070·001003王进400·0050·00教师代码姓名基本工资附加工资1001张兴500·0060·001002李明799·0070·001003王进400·0050·00第二范式（（2NF）所谓第二范范式，指的的是这种关关系不仅满满足第一范范式，而且且所有非主主属性完全全依赖于其其主码。上表所示关关系虽满足足1NF,但不满足2NF,因为它的非非主属性不不完全依赖赖于由学号号和课程号号组成的主主关键字这种关系会会引起数据据冗余和更更新异常，，当要插入入新的课程程数据时，，往往缺少少相应的学学生信息，，以致无法法插入；当当删除某位位学生的信信息时，常常会引起丢丢失有关课课程信息。。学号姓名课程号课程名成绩

解决的方法法是将一个个非2NF的关系模式式分解为多多个2NF的关系模式式。可将上表所所示关系分分解为？第三范式(3NF)所谓第三范范式，指的的是这种关关系不仅满满足第二范范式，而且且它的任何何一个非主主属性都不不传递依赖赖于任何主主关键字。。上表所示关关系属第二二范式，但但不是第三三范式。这这样的关系系同样存在在着高度冗冗余和更新新异常问题题。学号姓名系名系地址第三范式消除传递依依赖关系的的办法，是是将原关系系分解？3NF消除了插入入、删除异异常及数据据冗余、修修改复杂等等问题，已已经是比较较规范的关关系。下面以教学学管理数据据库设计为为例来进一一步说明。。业务描述：：学院下设设四个系———管理工工程系、会会计系、市市场营销系系和信息管管理系。每每个系有一一个系主任任主管该系系工作。学学院聘请了了一定数量量的专职教教师，分配配到各系。。学院每年年招收新生生，分配到到各个专业业。学院制制订了教学学计划，设设置课程。。学生根据据专业要求求，每年学学习多门课课程。学生生必须参加加考试，获获取成绩。。(1)设计计“系和教教师关系””的分E-R图。①该学院下下设四个系系：管理工工程系、会会计系、市市场营销系系和信息管管理系。每每个系有一一个系主任任主管该系系工作。则则将“系””设为一个个实体，该该实体具有有以下属性性：系代号号、系名称称、系主任任姓名、办办公地点、、电话。其其中系代号号是主关键键字。②该学院聘聘请了一定定数量的专专职教师。。则将“教教师”设为为一个实体体，该实体体具有以下下属性：教教师编号、、教师姓名名、专业特特长。其中中教师编号号是主关键键字。③学院聘请请教师后，，分配到各各系。一个个系有多名名教师，而而一名教师师只能属于于一个系。。“系”实实体与“教教师”实体体之间发生生一对多(1∶M)的“分配配”联系。。(2)设计计“学生和和课程关系系”的分E-R图。。①学院每年年招收新生生，分配到到各个专业业。则将““学生”设设为一个实实体，该实实体具有如如下属性：：学号、姓姓名、性别别、年龄、、系代号。。其中学号号是主关键键字。②学院制订订了教学计计划，设置置多项课程程。则将““课程”设设为一个实实体，该实实体具有如如下属性：：课程号、、课程名、、学分。设设课程号为为主关键字字。③学生根据据专业要求求，每年学学习多门课课程，每门门课程则被被多个学生生选修。学学生必须参参加考试，，获取成绩绩。因此，，成绩属于于学生和课课程发生联联系后产生生的属性。。(3)设计计“教师与与课程关系系”的分E-R图。。教师在教学学活动中与与课程发生生联系。一一名教师可可以上多门门课程，一一门课程也也可以由多多名教师讲讲授。教师师授课任务务完成后，，将被学生生与院方评评估。(4)将上上述三个分分E-R图图综合，建建立学院教教学管理总总E-R图图。在学院教学学管理各分分E-R图图中，教师师与课程是是重名实体体，根据综综合分E-R图的原原则，消除除同名实体体。系统各分E-R图如如图3.6所示。系系统总E-R图如图图3.7所所示。图3.6各各分E-R图(5)将学学院“教学学管理”E-R图所所描述的信信息(概念念)世界中中的概念模模型转化为为计算机上上由关系型型DBMS支持的关关系数据模模型。由图3.7所示的E-R图可可以导出关关系数据模模型如下：：(实)系(系代号，，系名称，，系主任姓姓名，办公公地址，电电话)(实)教师师(教师编编号，教师师姓名，专专业特长，，系代号)(实)学生生(学号，，姓名，性性别，年龄龄，系代号号)(实)课程程(课程号号，课程名名，学分)(联)学习习(学号，，课程号，，成绩)(联)教学学(教师编编号，课程程号，授课课班评估，，学院评估估)(2)设计计“学生和和课程关系系”的分E-R图。。①学院每年年招收新生生，分配到到各个专业业。则将““学生”设设为一个实实体，该实实体具有如如下属性：：学号、姓姓名、性别别、年龄、、系代号。。其中学号号是主关键键字。②学院制订订了教学计计划，设置置多项课程程。则将““课程”设设为一个实实体，该实实体具有如如下属性：：课程号、、课程名、、学分。设设课程号为为主关键字字。③学生根据据专业要求求，每年学学习多门课课程，每门门课程则被被多个学生生选修。学学生必须参参加考试，，获取成绩绩。因此，，成绩属于于学生和课课程发生联联系后产生生的属性。。(3)设计““教师与课程程关系”的分分E-R图。。教师在教学活活动中与课程程发生联系。。一名教师可可以上多门课课程，一门课课程也可以由由多名教师讲讲授。教师授授课任务完成成后，将被学学生与院方评评估。(4)将上述述三个分E-R图综合，，建立学院教教学管理总E-R图。在学院教学管管理各分E-R图中，教教师与课程是是重名实体，，根据综合分分E-R图的的原则，消除除同名实体。。系统各分E-R图如图3.6所示。。系统总E-R图如图3.7所示。。(5)将学院院“教学管理理”E-R图图所描述的信信息(概念)世界中的概概念模型转化化为计算机上上由关系型DBMS支持持的关系数据据模型。由图3.7所所示的E-R图可以导出出关系数据模模型如下：(实)系(系系代号，系名名称，系主任任姓名，办公公地址，电话话)(实)教师(教师编号，，教师姓名，，专业特长，，系代号)(实)学生(学号，姓名名，性别，年年龄，系代号号)(实)课程(课程号，课课程名，学分分)(联)学习(学号，课程程号，成绩)(联)教学(教师编号，，课程号，授授课班评估，，学院评估)第四节计算算机网络技术术基础一、计算机通通信与网络概概述1.计算机网网络发展通信技术是信信息技术的一一个重要组成成部分。数据据通信是20世纪50年年代后期随着着电子计算机机的广泛应用用而发展起来来的。计算机机网络是计算算机技术与通通信技术紧密密结合的产物物。计算机网网络的形成与与发展经历了了三个阶段：：(1)面向终终端的计算机机网络队佰，，例如20世世纪50年代代初美国的SAGE系统统。(2)以资源源共享为目标标的计算机网网络阶段，例例如20世纪纪60年代美美国的ARPA网，IBM的SNA网，DEC的DNA网网等。(3)开放式式标准化网络络阶段，例如如Internet。第三章管理理信息系统的的技术基础第四节计算算机网络技术术基础一、计算机机网络概述计算机网络是用通信介质质把分布在不不同地理位置置的计算机和和其他网络设设备连接起来来，实现信息息互通和资源源共享的系统统。计算机网络的的重要概念有有：网络介质协议节点链路网络拓扑结构构是指网络的链链路和节点在在地理上所形形成的几何构构形。网络拓扑结构图3.10点点信道的拓扑结构根据网络的拓扑结结构分类，计算机机网络可分为为星状网、树树状网、总线线网、环状网网、网状网等等。根据网络的使用范围分类，可以分分为公用网和和专用网。根据数据的组织方式分类，可以分分为分布式网网络、集中式式网络和分布布集中式网络络。根据网络的分分布范围，可分为局域网、广域网，城城域网或市域域网。计算机网络的的分类二、计算机网网络体系结构构国际标准化组组织ISO于1978年提出了“开开放系统互连连联参考模型”OSI/RM，采用的是层次次结构，分为为7层。1、2层解决网络信信道问题，3、4层解决传输服服务问题，5、6、7层处理对应用用进程的访问问1)开放系统互联联参考模型ISO/OSI应用层运输层网络层表示层会话层数据链路层物理层OSI的体系结构各层的主要功功能：物理层。主要处理与与电、机械、、功能和过程程有关的各种种特性，以便便建立、维持持和拆除物理理连接。数据链路层。将不可靠的的物理传输信信道变为可靠靠的信道，并并将数据组织织成适于正确确传输的帧形形式的数据块块。帧中包含含应答、流控控制、差错控控制等信息，，以确保数据据正确传输。。网络层。控制通信信子网的工作作，解决路径径选择、流控控制问题以使使不相邻节点点之间的数据据能够正确传传送。运输层。提供两端点点间可靠、透透明的数据传传输，管理多多路复用。会话层。在两实体间间建立通信伙伙伴关系，进进行数据交换换，完成一次次对话连接。。表示层。处理数据表表示、进行转转换、消除网网内各实体间间的语义差异异，执行通用用数据交换的的功能，提供供标准应用接接口、公共通通信服务。对对传送的信息息加密（和解解密）、正文文压缩（和还还原）也是表表示层的任务务。应用层。负责应用管管理、执行应应用程序，为为用户提供OSI环境的各种服服务，管理和和分配网络资资源，建立应应用程序包等等。如文件传传送、电子邮邮件和网络管管理等。传输控制协议议(TCP)和网际协议(IP)是因特网所使使用的各种协协议中最重要要的两个协议议。TCP/IP及其相关协议议称为TCP/IP体系结构。TCP/IP体系结构共有网络接口口、网际层、、传输层和应应用层4层TCP/IP网络体系结构构应用层运输层网络层表示层会话层数据链路层物理层OSI的体系结构TCP/IP的体系结构网络接口层网际层IP

(各种应用层协议如TELNET,FTP,SMTP等)运输层(TCP或UDP)应用层各层主要功能能：网络接口层。该层的作用用是接收IP数据报，并通通过特定的网网络进行传输输或从特定的的网上接收物物理帧，抽出出IP数据报交网际际IP层。网际层（IP层）。网际层的主主要协议是无无连接的网际际协议IP。网际层主要要负责主机之之间的通信，，处理网际层层差错与控制制报文ICMP，处理路径、、流控、拥塞塞等问题。运输层。运输层有TCP和UDP两个协议，它它们都是建立立在IP协议的基础上上。其主要功功能为格式化化信息流、提提供端到端可可靠传输、解解决不同应用用程序的识别别等问题。应用层。对应于OSI的会话层、表表示层和应用用层，向用户户提供一组常常用的应用协协议，如远程程登录协议（（Telnet）、、文文件件传传输输协协议议（（FTP）、、简简单单邮邮件件传传输输协协议议（（SMTP）、、超超文文本本传传输输协协议议（（HTTP）等等。。高速速局局域域网网组网网模模式式基本本上上是是以以千千兆兆以以太太网网为为主主干干，，以以高高性性能能的的二二、、三三层层交交换换机机为为核核心心。。在在网网络络布布线线方方面面，，主主干干和和交交换换机机间间建建议议用用多多模模或或单单模模光光纤纤连连接接，，水水平平布布线线可可以以采采用用超超五五类类非非屏蔽蔽双绞绞线线。。依依照照前前面面所所述述，，这这种种结结构构容容易易扩扩展展和和升升级级Internet三、、Internet、Intranet、ExtranetIntranetIntranet(企业业内内部部网网)是把把Internet技术术应应用用到到企企业业内内部部建建立立的的基基于于开开放放技技术术的的新新型型网网络络体体系系结结构构，，可可以以说说是是组组织织内内部部的的Internet。浏览器Web服务器/应用服务器

数据库服务器数据库图3.13浏览器/服务器结构Extranet它通通过过Internet网络络把把分分散散在在不不同同地地理理位位置置的的Intranet联系系起起来来。。使使企企业业与与其其他他企企业业或或客客户户联联系系起起来来，，完完成成共共同同目目标标的的合合作作网网络络。。Extranet既不不像像Internet那样样提提供供公公共共服服务务，，也也不不像像Intranet那样样仅仅仅仅提提供供对对内内服服务务，，它它可可以以有有选选择择的的向向公公众众开开放放其其服服务务或或向向有有选选择择的的合合作作者者开开放放其其服服务务，，为为电电子子商商务务或或其其他他商商业业应应用用提提供供安安全全广广域域网网平平台台。。虚拟拟专专用用网网采采用用加加密密、、认认证证和和通通道道技技术术，，提提供供了了Internet上两两点点间间的的安安全全通通信信。。VPN中，，采采用用了了协协议议通通道道技技术术，，数数据据包包首首先先被被加加密密，，然然后后封封装装到到IP包中中并并通通过过Internet传输输，，在在目目的的端端由由特特定定的的主主机机或或路路由由器器解解密密。。虚拟拟专专用用网网不不仅仅适适合合于于移移动动或或者者远远程程用用户户，，也也适适用用于于分分公公司司和和总总公公司司之之间间以以及及企企业业与与供供应应商商、、分分销销商商之之间间的的通通信信等等，，从从而而构构成成安安全全的的Extranet。虚拟拟专专用用网网（（VPN）1））Internet地地址址（IP地址址和和域域名名））Internet地址址唯唯一一地地确确定定Internet上每每台台计计算算机机与与每每个个用用户户的的位位置置。。IP地址址（网网络络信信息息中中心心NIC分配配网网络络号号））IP地址址分分前前后后两两部