第三章 管理信息系统的技术基础课件

第三章管理信息系统的技术基础目录CONTENTS信息技术1人机交互技术2软件开发技术311、信息技术1.1计算机技术1.2计算机网络技术1.3数据库技术1.4信息安全技术1、信息技术信息技术是管理信息系统的基础，只有把信息技术与管理结合起来，才能够更好的实现信息的价值。信息技术代表着当今先进生产力的发展方向信息技术包含计算机技术、计算机网络技术、数据库技术、信息安全技术1.1计算机技术计算机系统技术：计算机作为一个完整系统运行所用的技术。通信技术：信息从一个地点传送到另一个地点所采取的方法和措施。（国家与社会的神经系统）传感系统：信息系统的“感觉器官”多媒体技术：指以数字化为基础,能够对多种媒体信息进行采集、加工处理、存储、和传递,并能使各种媒体信息之间能建立起有机的逻辑联系,集成为一个具有良好交互性的系统技术。多媒体技术，集文字、文本、图形图像、视频、语音等多种媒体信息于一体。1.2计算机网络技术概念：采取一定的通信协议、将分布在不同地点的多个独立计算机系统，通过互联信道连接在一起，从来实现数据与服务共享的现代技术，是现代计算机技术与通信技术相结合的产物。计算机网络定义

资源共享观点将计算机网络定义为“以能够共享资源的方式互联起来的相互独立的计算机系统的集合”。（1）从网络结点分布来看，可分为局域网（LocalAreaNetwork，LAN）城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）广域网（WideAreaNetwork，WAN）（2）网络拓扑结构可以分为：星型网、树型网、环形网、总线网（3）根据网络的传输介质，可以将网络分为有线网和无线网。有线网根据线路的不同分为同轴电缆网、双绞线网和光纤网，电脑与路由器等网络设备连接，使用直通线缆就是水晶头两端都同时采用T568A标准或者T568B的接法请插入图片（见教程）Internet起源发展X因特网是Internet的中文译名，它的前身是美国国防部高级研究计划局（ARPA）主持研制的ARPAnet。

20世纪50年代末，正处于冷战时期。当时美国军方为了自己的计算机网络在受到袭击时，即使部分网络被摧毁，其余部分仍能保持通信联系，便由美国国防部的高级研究计划局（ARPA）建设了一个军用网，叫做“阿帕网（ARPAnet）。阿帕网于1969年正式启用，当时仅连接了4台计算机，供科学家们进行计算机联网实验用。这就是因特网的前身。

到70年代，ARPAnet已经有了好几十个计算机网络，但是每个网络只能在网络内部的计算机之间互联通信，不同计算机网络之间仍然不能互通。为此，ARPA又设立了新的研究项目，支持学术界和工业界进行有关的研究。研究的主要内容就是想用一种新的方法将不同的计算机局域网互联，形成“互联网”。研究人员称之为“internetwork”，简称“Internet”。Internet现状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．文件传输（FTP）：4．电子公告牌（BBS）：3．远程登录（Telnet）Internet提供的服务

1．电子邮件（E－mail）：5．新闻组（NewsGroup）6．WWW服务Internet的关键技术-TCP/IP技术

Internet上的每一台计算机都会分配一个唯一的地址，即IP地址，它类似上网的全球通用户都有一个唯一的电话号码一样。IP地址是一个4字节(共32bit)的数字，被分为4段，每段8位，段与段之间用句点分隔。为了便于表达和识别，IP地址是以十进制形式表示的如，每段所能表示的十进制数最大不超过255。IP地址由两部分组成，即网络号(NetgworkID)和主机号(HostID)。网络号标识的是Internet上的一个子网，而主机号标识的是子网中的某台主机。主机号码A类位010网络号码10网络号码110网络号码7831位01151631位012232431主机号码主机号码B类C类7878A类地址的范围是：1.0.0.1——126.255.255.254B类地址的范围是：128.0.0.1---191.255.255.254C类地址的范围是：192.0.0.1---223.255.255.254子网掩码的应用子网掩码又叫网络掩码、地址掩码。子网掩码只有一个作用就是辅助TCP/IP协议将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分，不能单独存在，必须结合IP地址一起使用。

子网掩码和IP地址一样有32bit，确定子网掩码的方法是其与IP地址中标识网络号的所有对应位都用"1"，而与主机号对应的位都是"0"。如分为2个子网的C类IP地址用22位来标识网络号，则其子网掩码为:11111111111111111111111110000000即28。默认网关默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。因为通常来说,一个稍微复杂点儿的网络不可能只有一个子网,而是由多个不同子网组成的.经过不同子网间的网络通讯必须要经过网关.网关的作用就是起到信息转发作用。比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“~192.168.1.254”，子网掩码为255.255.255.*;网络B的IP地址范围为“~54”，子网掩码为255.255.255.*。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上，TCP/IP协议也会判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。默认网关作用过程域名如果人们只能用数字型的IP地址来进行网络和主机标识，显然是存在难以记忆的问题，为了解决这一问题，Internet的研究人员研制出一种字符型标识方法，即为每一个接入Internet的主机起一个字符型的名字称为域名，用它来作为主机的标识，如用代替03，这样方便记忆。DNS服务器在互联网的作用是：把域名转换成为网络可以识别的ip地址。多级域名规则：

主机名.三级域名.二级域名.顶级域名

ac---科研机构com---Commercialorganizations，工、商、金融等企业edu---Educationalinstitutions教育机构gov---Governmentalentities政府部门mil---Military，军事机构arpa---ComefromARPANet，由ARPANET(美国国防部高级研究计划局建立的计算机网）沿留的名称，被用于互联网内部功能net---Networkoperationsandservicecenters，互联网络、接入网络的信息中心（NIC)和运行中心（NOC)org---Otherorganizations，各种非盈利性的组织biz---webbusinessguide网络商务向导，适用于商业公司（注：biz是business的习惯缩用）info---infomation，提供信息服务的企业vip

---VeryImportantPerson，提供给个人专用顶级域名pro---professional，适用于医生、律师、会计师等专业人员的通用顶级域名name---name，适用于个人注册的通用顶级域名coop---cooperation，适用于商业合作社的专用顶级域名aero---aero，适用于航空运输业的专用顶级域名museum---museum，适用于博物馆的专用顶级域名top

---中高端企业以及个人mobi---适用于手机网络的域名asia---适用于亚洲地区的域名tel---适用于电话方面的域名int---Internationalorganizations，国际组织1.3数据库技术数据库是以一定的组织方式存储在一起的相关数据的集合，它能以最佳的方式，最少的数据冗余为多种应用服务，程序与数据有较高的独立性。数据库系统的产生：数据处理/数据管理直接推动了大数据（BigData）技术的发展数据管理数据管理的组成:数据描述和数据模型现实世界信息世界计算机世界⑴现实世界(RealityField)：指人们头脑之外的客观世界，它包含客观事物及其相互联系。⑵信息世界(Info.Field)：或称观念世界，是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)。⑶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。

数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述。目前，在实际数据库系统中支持的数据模型主要有三种:

其中关系模型是三种数据模型中最重要的模型。20世纪80年代以来，计算机系统商推出的数据库管理系统几乎全部是支持关系模型的。数据模型数据(信息)模型最常用表示方法是实体—联系方法，即E-R方法(Entity-Relation)。序号概念定义E—R图素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。A．一对一，用1：1表示；B．一对多，用1：N表示；C．多对多，用M：N表示地点面积仓库号仓库存放产品货号品名数量价格1N产品与仓库两个实体的E-R图为：

仓库（仓库号，地点，面积）产品（货号，品名，价格，仓库号，数量）

学生课程两个实体之间的E-R图为:学号姓名性别助学金学生学习课程课程名课程号成绩学时数MN学生（学号，姓名，性别，助学金）课程（课程号，课程名，学时数）学习情况（学号，课程号，成绩）

范式条件第一范式（1NF）元组中每一个分量都必须是不可分割的数据项第二范式（2NF）不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主码第三范式（3NF）不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属性都不传递于任何主关键字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。关系模型3范式1NF下表不符合第一范式的关系由非1NF规范化为1NF教师代码姓名职称系电话研究课题研究课题号研究课题名1101王一丽教授管理系3324500管理信息1102刘明副教授管理系3324800金融工程1254李爱军讲师投资系3341630电子商务教师代码姓名职称系电话研究课题号研究课题名1101王一丽教授管理系3324500管理信息1102刘明副教授管理系3324800金融工程1254李爱军讲师投资系3341630电子商务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：教师代码、姓名、职称、教师所在系、电话；课题：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。

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：教师代码、姓名、职称、系代码、电话；教师所在系：系代码、系名称、系主任、系地址。课题：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；教师与系关系：教师代码、系代码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。教师代码姓名职称系电话数据库系统的构成计算机系统数据库数据库管理系统(DBMS)核心部分

人员系统分析员与数据库设计人员系统程序员用户数据库管理员1.4信息安全技术信息安全技术是一门由密码应用技术、信息安全技术、数据灾难与数据恢复技术、操作系统维护技术、局域网组网与维护技术、数据库应用技术等组成的计算机综合应用学科。信息安全本身包括的范围很大，大到国家军事政治等机密安全，小范围的当然还包括如防范商业企业机密泄露，防范青少年对不良信息的浏览，个人信息的泄露等。网络环境下的信息安全体系是保证信息安全的关键，包括计算机安全操作系统、各种安全协议、安全机制（数字签名，信息认证，数据加密等），直至安全系统，其中任何一个安全漏洞便可以威胁全局安全。信息安全的内容系统运行的安全访问权限和系统信息资源保护信息内容的安全作业与交易的安全人员与规章制度安全安全体系整体的防范和应急反应功能信息安全技术种类加密技术防火墙技术身份验证技术反病毒技术安全检查技术安全审计与监控技术系统备份技术22、人机交互技术2.1人机交互2.2人机界面2.1人机交互含义：人机交互技术(Human-ComputerInteractionTechniques)是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题及提示请示等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。发展趋势以虚拟现实为代表的计算机系统的拟人化以手持计算机、智能手机为代表的计算机的微型化、随身化、嵌入化网络浏览器（HTML和HTTP）是网络用户人机交互的主要方式常见的人机交互方式问答式交互（Yes/No简单提示）菜单选择（功能菜单）填表技术（注册信息界面）直接操纵（win7系统图形界面）语言交互（Applesiri或华为小管家）图像交互（人脸识别）行为交互(虚拟现实)2.2人机界面是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。

01输入

02输出接口区分键盘敲击与鼠标移动符合、图形、声音人机界面设计矛盾：计算机按照机器的特性去行为，人按照自己的方式思维和行动。原则：用户为中心的基本原则顺序原则功能原则一致性原则频率原则重要性原则面向对象原则3软件开发技术3.3统一建模语言3.1软件及软件工程软件开发新技术3.1软件及软件工程软件是信息的载体，提供了对信息的处理能力国标中对软件的定义为:与计算机系统操作有关的计算机程序、规程、规则，以及可能有的文件、文档及数据。软件是包括计算机程序（Program）、支持程序运行的数据（Data）及其相关文档（Document）资料的完整集合。软件危机

软件危机是指落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机软件需求，从而导致软件开发与维护过程中出现一系列严重问题的现象。1968年，北大西洋公约组织(NATO)在联邦德国的国际学术会议创造软件危机(Softwarecrisis)一词。而1960年代中期开始爆发众所周知的软件危机，为了解决问题，在1968、1969年连续召开两次著名的NATO会议，并同时提出软件工程的概念。软件工程

概括的说，软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。软件工程三要素：方法：（面向对象方法）完成软件开发的各项任务的技术方法，为软件开发提供“如何做”的技术工具：（EA）为运用方法而提供的自动的或半自动的软件工程的支撑环境过程：为了获得高质量的软件所需要完成的一系列任务的框架，它规定了完成各项任务的工作步骤，如何将软件工程方法与软件工具

相结合，合理、及时地进行软件开发软件工程基本原理1、用分阶段的生命周期计划严格管理开发过程2、坚持进行阶段评审3、实行严格的产品控制4、采用现代程序设计技术5、结果应能清楚地审查6、合理的安排软件开发小组的人员7、必须不断灵活的改进软件工程实践软件复用指在软件开发活动中，利用已有的、可复用的软件成分来构造和生成新的软件。该成分可能是已有的软件成分，也可能是为复用而专门设计开发的可复用的软件成分。软件复用关键技术：

软件组件技术软件构架领域工程软件再工程开发系统技术软件过程CASE技术非技术性因素3.2统一建模语言统一建模语言：UnifiedModelLanguage(UML)又称标准建模语言统一建模语言（UnifiedModelLanguage，UML）是一种用于对软件系统进行可视化、详述、构造和文档化的建模语言，主要适用于分析与设计阶段的系统建模。521．UML的定义

UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。UML语义描述基于UML的精确元模型定义；UML表示法定义UML符号的表示法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法提供了统一标准。UML的概念模型包括3个要素，即UML的基本构造块、支配这些构造块如何放在一起的规则和一些运用于整个UML的公共机制。532．UML的构造块UML包含3种构造块，即对象、关系和图。对象是对模型中首要成分的抽象，关系把对象结合在一起，图聚集了相关的对象。543．UML规则UML中语义规则有命名、范围、可见性、完整性和执行。命名为事物、关系和图起名字；范围使名字具有特定含义的语境；可见性规则如何让其他成分看见和使用这些名字；完整性规则规定事物如何正确、一致地相互联系；执行表达运行或模拟动态模型的含义是什么。554．UML建模过程

实例：图书信息管理系统是使用计算机实现图书大量信息处理的电子档案管理系统，主要满足借书者、图书管理员和系统管理员3方面的需求。对借书者来说主要是查询个人信息、查询图书信息、预定当前正在被别人借阅的图书、借阅图书和返还图书等；图书管理员是系统的主要使用者，负责借书处理和还书处理，当读者预定的图书借出给定预定者后取消图书预定；系统管理员主要负责系统的维护工作，涉及到读者信息管理，图书信息管理，系统状态维护等。系统的功能分析如图一、用例模型的建立建立用例模型首先要确定角色(Actors)，Actors表示提供或接收系统信息的人或系统，他们是与系统有交互作用的人或事务，代表一个系统的使用者或外部通信的目标。用例是系统中的一个功能单元，可以被描述为参与系统之间的一次交互作用。用例模型的用途是列出系统中的用例和参与者，并且显示哪个是用例的执行。二、静态模型的建立UML建模分析与设计中静态模型是依据系统结构从静态观点描述系统的视图，它定义系统中的对象和类及类之间的关系和类的内部结构，即类的属性和操作。

分析用例模型和系统功能需求，在图书管理系统中的类主要有Item(条目)、Title(标题)、Loan(借出)、Reservation(预定)、Borrower(借书者信息)等。三、建立动态模型系统的静态模型建立以后，开始进行系统的动态建模。动态模型是描述系统的功能是如何完成的，用顺序图、活动图和协作图等从不同的角度来描述对象和对象之间的交互。顺序图将交互关系表示为一个二维图。纵向是时间轴，横向代表协作中独立对象的类元角色。类元角色用生命线表示。当对象存在时