第4章-管理信息系统的技术基础

第4章管理信息系统的技术基础1计算机硬件技术基础2计算机软件技术基础3数据通信技术4数据库技术5计算机通信网络技术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一代电子管时代(1946-1958)

耗电高，体积大，定点计算，机器语言，汇编语言第二代晶体管时代(1958-1965)

变集中处理为分级处理，浮点运算、高级语言第三代中小规模集成电路时代(1965-1970)

存储容量大，运算速度快，几十至几百万次/秒第四代大规模和超大规模集成电路时代(1971至今)向大型机和微型机两个方向发展现代计算机发展方向巨型化，微型化，网络化，智能化，多媒体化二、计算机的组成冯·诺依曼体系结构:数据总线控制总线地址总线存储器I/O接口输入设备I/O接口输出设备CPU微型计算机的结构示意图工作原理：储存程序+程序控制。是以二进制表示数据和指令，先将程序存入存储器中，再由控制器自动读取并运行。整个计算机由CPU、输入输出设备和存储器组成运算器控制器存储器输入设备输出设备CPU计算机硬件基本组成示图运算器：执行算术运算和逻辑运算的部件。控制器：指挥计算机各部件按照指令功能的要求自动协调地运行所需的各种操作。存储器：存储程序和数据的记忆装置。(内存和外存）输入设备：将原始信息输入计算机内。常用的输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪、光笔、磁带、磁盘和光盘等。输出设备:计算机的处理结果以能为人们或其它机器所能接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、磁带、磁盘、绘图仪等。主机后板电源：键盘鼠标口COM1COM2打印机口（并行口）集成声卡USB口主机内部电源光驱电源线软盘驱动器硬盘主板显卡网卡内存条第二节计算机软件技术基础一、软件特征（略）二、计算机软件分类计算机软件是计算机系统构成的重要组成部分。计算机软件主要分为系统软件和应用软件两大类：操作系统解释程序编译程序汇编程序诊断排错程序语言处理系统常用的例行程序应用软件：火车售票系统、超市管理系统系统软件库连接程序等连接编译程序DBMS计算机软件三计算机软件的发展过程1、程序设计时代（1946-1956）采用个体生产方式，软件开发完全依赖于程序员个人能力水平2、程序系统时代（1956-1968）一个软件有几个人协调完成，采用生产作坊方式3、软件工程时代（1968至今）采用工程化的生产方式第三节、数据通信技术数字通讯系统是以计算机为中心，结合分散在远程的终端装置或其他计算机，通过通讯线路彼此连接起来，进行数据或信息的传输、交换、存储和处理的设备总称。信源通信媒体信源信号转换设备调制设备信号复原设备解调设备计算机终端线道通讯处理器：调制解调器;多路服用器；网络互联设备网络软件计算机通讯系统主机终端多路器调制解调器调制解调器多路器前端处理器主机前端处理器接受者通讯媒介(通道)（1）通信介质——双绞线(Twistedpaircable)分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP），其中屏蔽双绞线具有较高的带宽，因成本高而较少出现，非屏蔽双绞线因成本低而流行，两对线型的接插头称为RJ11，四对线型的接插头称为RJ45。（2）通信介质——同轴电缆(Coaxialcable)粗缆（RG-11）：直径为10mm，阻抗为50

，带宽10M，连接方式是以针状的插针刺入电缆中并接触到电缆中心的导体。需要通过外部收发器来将信号传入计算机或发向网络。接插头称为AUI。细缆（RG-58）：直径为5mm，带宽10M，连接方式是简单串接，因此可靠性低，一点短、断路将会波及全网，接插头称为BNC，简称T型头，与设备端连接处不得再有线路出现。需要终端匹配器，阻抗为50

。（3）通信介质——光纤：分单模与多模两种。单模光纤（传送激光）：内径为<10微米(9)的光纤介质，光沿轴路径直线传输，频率单一，速率高，可达百G，用红外激光管作光源(ILD)。传输远，达数十公里、成本高。多模光纤（传送可见光）：内径为>50微米(62.5)的光纤介质，光沿非轴路径在壁之间波浪式反射，多频率共存（多色光），用发光二极管作光源(LED)。传输距离近，2公里左右，损耗大，成本低。其中多模突变光损耗更大。应用：在计算机网络中采用两根光纤（一来一去）组成传输系统。光纤传输率达几千Mbps，传输距离达几十公里。（4）无线传输媒体目前有三种技术可通过大气传播：微波、红外线和激光。微波通信的特殊形式——卫星通信（容量大，距离远）第四节数据库技术数据模型的含义是对客观事物及其联系的数据描述,即对现实世界（存在于人脑之外的客观世界）的模拟。例：桌子、笔等在数据库中用数据模型来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。要将现实世界转变为机器能够识别的形式，必须经过两次抽象。数据模型的类型概念数据模型ER图就属于概念模型逻辑数据模型关系模型属于逻辑数据模型物理数据模型逻辑模型在最终在机器内的存储有关

2.概念数据模型概念数据模型的含义用于信息世界（现实世界在人脑中的反映）的建模，是现实世界到信息世界的第一次抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是设计人员和用户之间交流的语言。概念数据模型的表示方法实体联系图(ER图):用于描述信息世界的概念数据模型。它通过画图将实体以及实体间的联系刻画出来，为客观事物建立概念数据模型。3.ER图的基本要素实体(Entity)是现实世界中任何可以被认识、区分的事物。实体可以是人或物，可以是实际的对象，也可以是抽象的概念（如事物之间的联系）在学校：学生、课程、教师、选课、班委等；某企业集团：工厂、职工、产品等属性(attribute)实体所具有的特性。一个实体可以有若干属性来描述。学生的属性：学号、姓名、年龄、性别、系、专业等；产品的属性：产品编号、产品名、规格等

3.ER图的基本要素联系(relationship)现实世界中事物内部以及事物之间的联系。在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。实体内部的联系（一元联系）两个实体间的联系（二元联系）--重点理解多个实体间的联系（多元联系）类型：一对一联系（简记成1:1)例如：观众和座位一对多联系(简记成1:n)例如：工厂和职工多对多联系(简记成m:n)例如：学生和课程

3.ER图的基本要素课堂练习：判断下列实体间的联系类型。班级与班长(正)班级与班委班级与学生商店和顾客工厂和产品出版社和作者商品和超市1:11:nm:nm:n1:1m:nm:nm:n基本要素的表示方法长方形——实体椭圆——属性菱形——联系说明:在相应的框内要写上实体名、属性名或联系名。用直线相连其间用直线相连

4.

ER图的绘制ER图的绘制方法用直线相连其间用直线相连用直线相连，并在直线边注明联系的类型(1:1、1:n、m:n)用直线相连，并在直线边注明联系的类型(1:1、1:n、m:n)cardinality（基数）4.

ER图的绘制二元联系(binaryrelationship)的ER图示例实体1联系名实体2111:1联系实体1联系名实体2mnm:n联系实体1联系名实体21n1:n联系课程选修学生mn成绩5.

ER图的设计原则设计原则：先局部，后综合。设计局部ER图。建立步骤：确定实体类型及属性。确定联系类型及属性。把实体类型和联系类型组合成局部ER图。综合成全局ER图。合并步骤：合并局部ER图，消除冲突（属性、命名冲突等），生成初步ER图。基本Ｅ-Ｒ图要点例：学生选修课程学生课程选修姓名学号系别课程名先修课学分成绩用矩形表示实体集，在框内写上实体名用椭圆表示实体的属性用无向边把实体与其属性连接起来用菱形表示实体间的联系将参与联系的实体用线段连接mn联系的数量6.

ER图的设计实例1教学活动思考：某学校计算机系的教学管理ER图的建立实例，并回答以下问题：有哪些实体？实体间有哪些联系？各联系是什么类型？若实体的属性太多，可如何简化ER图？6.

ER图的设计实例1涉及的实体及属性如下：实体间的联系如下：指导1n选修mn分数授课nm时间地点6.

ER图的设计实例1若实体的属性太多，可如何简化ER图？可在ER图中只画实体间的联系（联系上的属性要画），而实体及属性用另一个图表示。学生课程选修教师指导授课分数时间地点mnnnm16.

ER图的设计实例2实例:设有商店和顾客两个实体。“商店”有属性：商店编号、商店名、地址、电话“顾客”有属性：顾客编号、姓名、地址、年龄、性别。假设一个商店有多个顾客购物，一个顾客可以到多个商店购物，顾客每一次去商店购物有一个消费金额和日期。试画ER图，并注明属性和联系类型。6.

ER图的设计实例2建立步骤：确定实体类型及属性。本题已知有：商店、顾客。商店商店编号商店名地址电话顾客顾客编号姓名地址年龄性别6.

ER图的设计实例建立步骤：确定实体类型及属性。确定联系类型及属性。“商店-顾客”的联系是m:n联系的属性有2项:消费金额日期联系的名称：购物商店顾客日期购物消费金额mn6.

ER图的设计实例2建立步骤：确定实体类型及属性。确定联系类型及属性。把实体类型和联系类型组合成ER图。6.

ER图的设计实例2

mn商店商店编号商店名地址电话日期购物消费金额顾客顾客编号姓名地址年龄性别“商店”与“顾客”的ER图课堂练习学生选课过程中，要求每个学生可选择多门课程，一门课程可由多名学生选择，一名学生选修了一门课程就有一个成绩(0~100分)，学生实体有属性：学号、姓名、年龄、性别、所在系别，课程实体有属性：课程号、课程名、学分、先修课程，请画出学生选课的ER图。7.

ER图转化为关系模式

二元联系的转换规则：

①若实体间联系是1:1，可以在两个实体类型转换成的两个关系模式中任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的主关键字和联系的属性。②若实体间联系是1:N，则在N端实体类型转换成的关系模式中加入1端实体类型的主关键字和联系的属性。③若实体间联系是M:N，则将联系也转换成关系模式，其属性为两端实体类型的主关键字加上联系自己的属性，而联系关系模式的主关键字为两端实体键的组合。ER图到关系模式的转化

mn商店商店编号商店名地址电话日期购物消费金额顾客顾客编号姓名地址年龄性别商店（商店编号，商品名，地址，电话）顾客（顾客编号，姓名，地址，年龄，性别）购物（商店编号，顾客编号，消费金额，日期）思考：实例1如何转换？转换举例一厂长号*姓名年龄厂长厂号*厂名地点工厂管理11厂长（厂长号，姓名，年龄）工厂（厂号，厂名，地点）一对一联系：将一个表的主码作为外码放在另一个表中。外码通常是放在存取操作比较频繁的表中。，厂号，厂长号转换举例二类别号*类别名类别描述新闻类别新闻编号*标题内容新闻属于1N新闻类别（新闻类别号，类别名，类别描述）新闻（新闻编号，标题，内容），新闻类别号一对多联系：将“一”表中的主码作为外码放在“多”表中。因此外码总是在“多”的一方。产品（货号，品名，价格，仓库号，数量）转换举例三仓库号*地点面积仓库货号*品名价格产品存放1n仓库（仓库号，地点，面积）产品（货号，品名，价格）数量存放（仓库号，货号，数量）联系具有属性：联系名作为关系名，发生联系的实体的主关键字作为联系的主关键字。还有其他方法吗？转换举例四学号*姓名年龄学生课程号*课程名学分课程学习mn学生（学号，姓名，年龄）课程（课程号，课程名，学分）成绩学习（学号，课程号，成绩）多对多联系：建立关系实体，关系实体的主码由两个父实体的主码复合组成。关系实体的主码也是外码学校中教学管理涉及的实体有三个：班级（班级号、年级、专业、教室、人数），教师（职工号、姓名、职称），课程（课程号、课程名）。假设这些实体间的联系如下：一个班级可选学多门课程，每门课程可由多个班级选学；一个教师可讲授多门课程，一门课程只由1个教师讲授。班级选学课程时，增加成绩属性，教师任课时增加课时、周次属性。试画出教师、班级、课程的E-R图，并画出其关系数据模型。第5节通信与网络一、计算机通信网络系统(一)定义:计算机通信网络就是利用通信设备和线路将地理位置不同、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（即网络通信协议，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。它有两个含义：计算机网络：指有两个或两个以上IT部件（通常指计算机）组成的连接。提供用户共享软件、共享信息、共享外设和相互通信的能力，特别是能共享处理能力。远程通信：指信息从一个地点向另一地点的电子化传输。第5节通信与网络一、计算机通信网络系统(二)发展第一代计算机通信网络第一代计算机通信网络实际上是以单个计算机为中心的远程联机系统，亦称为面向终端的计算机网络。

FEP：通信分工。主干计算机：专做数据处理TC（终端控制器）：以低速线路连接附近各终端第5节通信与网络一、计算机通信网络系统(二)发展第二代计算机通信网络第二代计算机通信网络是多个主计算机通过通信线路互连起来，为用户提供服务。这样的多个主计算机互连的网络才是我们目前常称的计算机网络。不足:但是要把不同的第二代计算机网络互连起来十分困难。

第5节通信与网络(二)发展第三代计算机通信网络第三代计算机通信网络是国际标准化的网络，它具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化的协议。称为”开放系统”

(OSI七层模型)开放式系统：相对于第二代计算机网络中只能进行同种计算机互连的每个厂商各自封闭的系统而言，它可以和任何其他系统通信（遵循国际标准）而相互开放。

面临很强的虚拟计算机开放式系统分布式系统

协同计算

无线移动网络(Internet和移动通信)

发展第5节通信与网络二、计算机通信网络的概念与实现技术（一）分类（二）构成第5节通信与网络二、计算机通信网络的概念与实现技术（一）分类1.按距离划分LAN(LocalAreaNetwork)局域网其地理范围一般在10km以内，属于一个部门或单位组建的小范围内。组建方便，使用灵活。WAN(WideAreaNetwork)广域网涉辖范围大，一般从几十公里至几万公里；用于通信的传输装置一般由电信部门提供；能实现广大范围内的资源共享。MAN(MetropolitanAreaNetwork)城域网介于LAN和WAN之间，其范围通常覆盖一个城市地区，距离从几十公里到上百公里。第5节通信与网络二、计算机通信网络的概念与实现技术（一）分类

2.按拓朴结构分：拓扑结构是指网络中计算机及其它设备的连接关系。点到点式：每条链路连接一对结点。星型、环型、树型广播式：有一个所有结点共享的通信线路。总线式、卫星和无线电式总线形环形树形星形卫星和无线式

按拓扑结构划分OSI网络通信协议

网际互联即通过主干网络把不同标准、不同结构甚至不同协议类型的局域网在一定的网络协议的支持下联系起来，从而实现更大范围的信息资源共享。ISO(国际标准化组织)提出了网络互联协议的基本框架，称为开放