MBA《管理信息系统》第三讲-信息技术概述

信息技术根底设施段宇锋教授12主流信息技术主要应用系统信息化规划与开发管理、评价与开展信息技术根底设施信息技术根底设施的涵义计算机系统(硬件、软件)管理数据资源(数据库)计算机网络341信息技术根底设施的涵义567IT根底设施是为其他业务系统提供运作根底的共享的IT效劳能力，这些能力包括提供可靠效劳所需的内部技术(设施、软件和网络)和管理经验。IT根底设施从本质上来说是一种基于IT的效劳能力；IT根底设施的作用是为其它业务系统提供运作根底；IT根底设施的组成包括“设备”和“人”两种要素；IT根底设施能够通过(手段)技术与管理来提供可靠的效劳。892计算机系统1011AntikytheraMechanism清明上河图中赵太丞家药铺柜台约翰·阿坦那索夫

(JohnV.Atanasoff,1903—1995)12阿塔纳索夫-贝瑞计算机2.1计算机的产生和开展“ABC”的特点采用电能与电子元件(电子真空管)；采用二进位制，而非通常的十进位制；采用电容器作为存储器，可再生而且防止错误；进行直接的逻辑运算，而非通常的数字算术。爱荷华州立大学DurhamCenter一楼的阿塔纳索夫-贝瑞计算机1314设计思想二进制存储程序计算机的结构运算器控制器存储器输入装置输出装置ElectronicNumericalIntegratorAndComputer(ENIAC)约翰·冯·诺依曼(JohnVonNeumann,1903－1957)存储程序通用电子计算机方案(EDVAC,1945)电子计算机逻辑设计初探(1946)15阿兰·麦席森·图灵

(AlanMathisonTuring,1912.6.23—1954.6.7)论数字计算在决断难题中的应用(1936)——“图灵机”机器能思考吗？(1950)——“图灵测试”计算机科学之父人工智能之父162.2计算机硬件17计算机硬件包括电脑中所有物理的零件，以此来区分它所包括或执行的数据和为硬件提供指令以完成任务的软件。计算机的开展历史电子管计算机晶体管计算机集成电路计算机大规模集成电路计算机1819“IfGMhadkeptupwiththetechnologylikethecomputerindustryhas,wewouldallbedriving$25.00carsthatgot1000milestothegallon.”——WilliamHenryGates,1999,COMDEX20摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数目约每隔12个月便会增加一倍。半导体制造技术战略联盟Sematech(SemiconductorManufacturingTechnology)计算机的类型巨型机大型机小型机微型机211965年，第一台超级计算机CDC6600开发完成。1963年，DEC公司推出第一台小型计算机PDP-8。巨型机(超级计算机)巨型机运算速度快，存储容量大，结构复杂，价格昂贵，主要用于尖端科学研究领域。

CDC660022微型机

20世纪70年代后期，微型机的出现引发了计算机硬件领域的一场革命。如今微型机家族中“人丁兴旺”。微型机采用微处理器、半导体存储器和输入输出接口等芯片组装，使得它较之小型机体积更小，价格更低，灵活性更好，可靠性更高，使用更加方便。wristwatch中的手表型Linux系统电脑。80年代AppleIIe相容电脑Z323嵌入式计算机是目前计算机最为普遍的应用形式，通常相对简单、体积小，被用来控制其它设备——飞机、工业机器人、数码相机。HPJornada690翻开了和电脑结合的早期概念24效劳器

广义上，效劳器是指网络中能对其它机器提供某些效劳的计算机系统。狭义的效劳器专指某些高性能计算机，能够通过网络，对外提供效劳。相对于普通PC来说，在稳定性、平安性、性能等方面都要求更高，因此CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通PC有所不同。IBMSystemp5595

25工作站

20世纪70年代后期出现了一种新型的计算机系统，称为工作站(WS)。工作站实际上是一台高档微机。但它有其独到之处，易于联网，配有大容量主存，大屏幕显示器特别适合于CAD／CAM和办公自动化。IntelliStationPOWER系列26新型计算机生物计算机量子计算机光子计算机……27案例：英特尔公司1968年，英特尔成立1971年，开发出Intel40041978年，8086微处理器(Motorola,68000)1982年，80286(68010)1985年，80386(68020)1989年，80486(68030)(80860、80960)28计算机系统结构根据指令集分成复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)。1993年，奔腾系列处理器问世2000年，英特尔处理器X-Scale问世2001年，Itanium问世，英特尔在效劳器市场彻底超越RISC的代表太阳公司2005年，基于ARM(AdvancedRISCMachines)的处理器占了智能处理器市场的98%，英特尔公司在这个市场明显落后于高通公司和德州仪器2006年，X-Scale卖给了Marvell公司；双核处理器问世2009年，四核处理器问世2012年，英特尔宣布要重回移动终端市场2930313233在公布2016财年第一财季财报的同时，英特尔对外宣布方案裁员1.2万人，约占其员工总数的11%。这是自2005-2009年裁员之后，该公司规模最大的一次裁员行动。与此同时，英特尔首次将PC芯片和智能芯片业务结合为“客户端运算事业群”，企图通过两块业务的全球部门合并、裁员减支，降低它们的重要性；而将重心聚焦于包含效劳器芯片业务的数据中心事业群及最新设立的“用户端与物联网事业群”，这两个大约占据了去年全部营收的40%的业务，被英特尔称为“主要的增长引擎”。案例:IBM公司“蓝色巨人”——IBM(InternationalBusinessMechinesCorporation)公司34IBM公司不仅是世界上最大的大型计算机制造商，也是世界上最大的IT效劳公司、第二大软件公司、第二大数据库公司。它拥有当今工业界最大的实验室IBMResearch，是世界第一专利申请大户。1911年，IBM的前身CTR公司创立1914年，老托马斯.沃森(ThomasJ.Waston,Sr.)参加CTR1924年，老托马斯.沃森将公司更名为IBM1936年，IBM获得美国政府大订单1952年，小沃森成为IBM总裁1971年，小沃森退休1981年，IBM-PC诞生1993年，郭士纳接管IBM2005年，IBM将PC部门卖给联想，退出PC市场35“IBM的未来10年”362.3计算机软件软件(Software)是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。37系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用的软件开发和运行，提高计算机性能，方便用户使用计算机资源的软件。系统软件的主要功能是调度、监控和维护计算机系统；负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使计算机硬件与软件成为一个相互协调的整体。38系统软件的分类操作系统(Windows、Linux、MacOSX、Android)实用程序数据库管理系统编程语言39应用软件是为了某种特定的用途而被开发的软件。它可以是一个特定的程序，比方一个图像浏览器；也可以是一组功能联系紧密，可以互相协作的程序的集合，比方微软的Office软件；也可以是一个由众多独立程序组成的庞大的软件系统，比方ERP系统。4041安迪-比尔定律What

Andy

gives,Billtakesaway.安迪·葛洛夫〔AndyGrove，〕，英特尔公司前CEO，是匈牙利出生的犹太裔美国著名企业家、工程师，毕业于美国著名高等学府加州大学伯克利分校〔1963年，博士〕。他参与英特尔公司的创立并主导了公司在1980年—2000年间的成功开展，1998年中选《时代周刊》年度世界风云人物。42应用软件开发商计算机制造商其他芯片和外设开发商操作系统开发商处理器制造商个人电脑工业生态链案例：微软公司1975年，微软成立1980年，为IBM-PC提供DOS操作系统1981年，微软与苹果开始合作1990年，Windows3.01995年，IE问世2000年，微软成为全球市值最高的公司43以视窗为中心进入企业级市场，还是以IE为中心进入互联网市场？3管理数据资源443.1传统文件环境下的数据组织手工文件系统计算机文件系统45CUSTOMER文件的内容数据：“原始”事实。字段：有具体意义的字符(字母或数字)或字符组，用来定义并存储数据。记录：逻辑关联的一个或多个字段的集合，描述人、位置或事物。文件：相关记录的集合。C_NAMEC_PHONEC_ADDRESSC_ZIPA_NAMEA_PHONETPAMTRENAlfredA.Ramas615-844-2573218FordRd.,Babs,TN36123LeahF.Hahn615-882-1244T1￥100.002004-4-5LeonaK.Dunne713-894-1238Box12A,Fox,KY25246AlexB.Alby713-228-1249T1￥250.002004-6-16KathyW.Smith615-894-2285125OakLn,Babs,TN36123LeahF.Hahn615-882-2144S2￥150.002005-1-29PaulF.Olowski615-894-2180217LeeLn.,Babs,TN36123LeahF.Hahn615-882-1244S1￥300.002004-10-14MyronOrlando615-222-1672Box111,New,TN36155AlexB.Alby713-228-1249T1￥100.002004-12-28AmyB.O'Brian713-442-3381387TrollDr.,Fox,KY25246JonhT.Okon615-123-5589T2￥850.002004-9-22JamesG.Brown615-297-122821TyeRd.,Nash,TN37118LeahF.Hahn615-882-1244S1￥120.002004-3-25GeorgeWilliams615-290-2556155Maple,Nash,TN37119JohnT.Okon615-123-5589S1￥250.002004-7-17AnneG.Farriss713-382-71852119Elm,Crew,KY25432AlexB.Alby713-228-1249T2￥100.002004-12-3OletteK.Smith615-297-38092782Main,Nash,TN37118JohnT.Okon615-123-5589S2￥500.002004-3-1446销售部CUSTOMER文件SALES文件人事部AGENT文件简单的文件系统47文件系统数据管理的局限性系统管理可能复杂和困难需要大量编程结构和数据依赖性平安功能可能不充分数据冗余性(导致数据不一致、数据异常)48RockwellGUAM(GeneralizedUpdateAccessMethod)+IBMIMS(Informationmanagementsystem)493.2数据库系统人事部文件系统销售部会计部人事部销售部财务部数据库雇员客户销售额库存帐户数据库系统DBMS50数据库是一个数据集合，是长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。雇员客户销售库存帐户DBMS的功能终端用户终端用户DBMS应用程序需求数据应用程序需求数据元数据客户发票产品数据库结构终端用户数据数据库管理系统(DBMS)是一组软件，它允许组织集中并有效地管理数据以供给用程序访问。51数据存储管理数据转换和表示数据字典(datadictionary)管理平安性管理多用户访问控制备份和恢复管理数据完整性管理数据库访问语言和应用程序编程接口数据库通信接口52数据利用的局限性数据可信性生产率问题无法将数据转化为信息533.3数据仓库54数据仓库〔DataWarhouse〕是一个面向主题、集成、时变、非易失的数据集合，用于支持管理部门的决策过程。55DW特点1234面向主题(SubjectOriented)数据仓库通常围绕一些主题，如“产品”、“销售商”、“消费者”等来进行组织。数据仓库关注的是决策者的数据建模与分析，而不针对日常操作和事务的处理。因此，数据仓库提供了特定主题的简明视图，排除了对于决策无用的数据集成(Integrated)数据仓库通常是结合多个异种数据源构成的，异种数据源可能包括关系数据库、面向对象数据库、文本数据库、Web数据库、一般文件等时变(TimeVariant)数据存储从历史的角度提供信息，数据仓库中包含时间元素，它所提供的信息总是与时间相关联的。数掘仓库中存储的是一个时间段的数据，而不仅仅是某一个时刻的数据非易失(Nonvolatile)的数据集合数据仓库总是与操作环境下的实时应用数据物理地别离存放，因此不需要事务处理、恢复和并发控制机制。数据仓库里的数据通常只需要两种操作：初始化载入和数据访问，因此其数据相对稳定，极少或根本不更新。56数据仓库体系结构示意图BI(BusinessIntelligence)即商业智能，最早在1996年提出。初期BI定义为一类由数据仓库〔或数据集市〕、查询报表、数据分析、数据挖掘、数据备份和恢复等局部组成的、以帮助企业决策为目的技术及其应用。目前，BI通常被理解为将企业中现有的数据转化为知识，帮助企业做出明智的业务经营决策的工具。商业智能能够辅助的业务经营决策，既可以是操作层的，也可以是战术层和战略层的决策。58传统数据库（事务性）数据数据仓库（决策支持）数据面向应用：数据服务于某个特定的商务过程或功能（OLTP）。面向主题：数据服务于某个特定的商务主题，例如客户信息等。它是非规范化数据（OLAP）。细节数据，例如包含了每笔交易的数据。对源数据进行摘要，或经过复杂的统计计算。例如一个月中交易收入和支出的总和。结构通常不变结构是动态的，可根据需要增减。易变性（数据可改变）非易变（数据一旦插入就不能改变）。事务驱动分析驱动。一般按记录存取，所以每个特定过程只操作少量数据。一般以记录集存取，所以一个过程能处理大批数据，例如从过去几年数据中发现趋势。反映当前情况。反映历史情况。通常只作为一个整体管理。可以分区管理。系统性能至关重要，因为可能有大量用户同时访问。对性能要求较低，同时访问的用户较少。3.4大数据59大数据(bigdata)由巨型数据集组成，这些数据集大小常超出常用软件在可接受时间下的收集、使用、管理和处理能力。60大数据例如：Walmarthandlesmorethan1millioncustomertransactionseveryhour,whichisimportedintodatabasesestimatedtocontainmorethan2.5petabytesofdata-theequivalentof167timestheinformationcontainedinallthebooksintheUSLibraryofCongress.Facebookhandles40billionphotosfromitsuserbase.Decodingthehumangenomeoriginallytook10yearstoprocess;nowitcanbeachievedinoneweek.61大数据的特征：VolumeVarietyVelocityValue数据来源和类型新技术用于大数据存储关系数据库(Oracle、DB2、SQLserver、MySQL等)作为传统方案仍然被广泛使用，但新的技术在一些场景下正在逐步替换它们。分布式文件系统〔HDFS或GFS等〕通过自动管理分布在大量效劳器上的文件来完成海量数据存储。BigTable是由Google公司于2006年最先提出的管理超大规模结构化数据的分布式存储系统，已经被计算机业界成功运用。大数据运算平台常见的技术生态系统概“NoSQL”至今没有一个严谨的定义。2009年,软件开发者JohanOskarsson组织了一场聚会，用“NoSQL”表示“开源分布式的非关系型数据库”。NoSQL的特点不使用关系模型在集群中运行良好开源适用于21世纪的互联网公司无模式分类Examples举例典型应用场景数据模型优点缺点键值数据库TokyoCabinet/Tyrant,Redis,Voldemort,OracleBDB内容缓存，主要用于处理大量数据的高访问负载，也用于一些日志系统等等。Key指向Value的键值对，通常用hashtable来实现查找速度快数据无结构化，通常只被当作字符串或者二进制数据文档型数据库CouchDB,MongoDbWeb应用（与Key-Value类似，Value是结构化的，不同的是数据库能够了解Value的内容）Key-Value对应的键值对，Value为结构化数据数据结构要求不严格，表结构可变，不需要像关系型数据库一样需要预先定义表结构查询性能不高，而且缺乏统一的查询语法。列存储数据库Cassandra,HBase,Riak分布式的文件系统以列簇式存储，将同一列数据存在一起查找速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展功能相对局限图形数据库

Neo4J,InfoGrid,InfiniteGraph社交网络，推荐系统等。专注于构建关系图谱图结构利用图结构相关算法。比如最短路径寻址，N度关系查找等很多时候需要对整个图做计算才能得出需要的信息，而且这种结构不太好做分布式的集群方案。3.5数据模型67在数据库环境之内，数据模型表示数据结构以及他们的特性、关系、约束和转换。最终程序集(文件柜)组件A组件C组件B程序集C程序集B程序集APartAPartBPartEPartDPartC根段一层段(子根段)二层段(子一层段)三层段(子二层段)68数据模式例如：分层模型(HierarchicalModel)分层模型实体关系模型关系模型网络模型面向对象的模型时间69传统数据库数据模型的演化70关系模型星型连接雪花结构数据仓库中数据库设计的根本模型AmericanNationalStandardsInstitute,StandardsPlanningAndRequirementsCommittee723.6主流企业和产品73744计算机网络754.1计算机网络的开展历程早期的计算机网络1951年，美国麻省理工学院林肯实验室，SAGE半自动化地面防空系统20世纪50年代，美国航空公司与IBM，SABRE-Ⅰ飞机订票系统1968年，GE的信息效劳系统投入运行主要特征：以单个计算机为中心的远程联机系统。76现代计算机网络的开展1969年，DARPA建成ARPAnet实验网ARPAnet的主要特点：资源共享分散控制分组交换采用专门的通信控制处理机分层的网络协议77计算机网络是指由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。1973年，英国邮政局的EPSS公用分组交换网络1975年，法国信息与自动化研究所的CYCLADES分布式数据处理网络1976年，加拿大的DAAPAC公用分组交换网1979年，日本电报公司的DDX-3公用数据网主要特征：远程大规模互连。78计算机网络标准化阶段1974年，IBM推出系统网络体系结构SNA1975年，DEC推出数字网络体系结构DNA1976年，UNIVAC推出分布式通信体系结构1977年，ISO开始着手制定开放系统互连参考模型OSI/RM主要特征：具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。791978年国际标准化组织(ISO)第97技术委员会(TC97)，建立SC16分技术委员会。1979年SC16提出“开放系统互连根本参考模型”的建议草案，1984年该参考模型成为正式国际标准(ISO7498)。随着计算机网络技术和应用的日益开展，这个OSI参考模型还在不断开展之中，ISO又为ISO7498提出几个补篇，包括列连接效劳、平安体系结构、命名与寻址及网络管理等内容。OpenSystemInterconnection/ReferenceModel开放系统互联参考模型8081ISO’sOSI参考模型层号OSI/RMTCP/IP7应用层FTPTFTPTelnteSMTPDNSSNMPNetBIOS其他6表示层5会话层4传输层TCPUDP3网络层IP2数据链路层EthernetTokenRINGx.25TokenBus其它1物理层TCP/IP与OSI/RM的关系82VintCerfLeonardKleinrockRobertE.Kahn83微机局域网的开展时期1973年，Xerox公司创造了以太网1980年9月，IEEE组织802委员会开始制定局域网标准84国际互联网的开展时期1985年，美国国家科学基金会利用ARPAnet协议建立了用于科学研究和教育的骨干网络NSFnet1990年，NSFnet取代ARPAnet成为国家骨干网1992年，Internet协会成立1993年，美国伊利诺斯大学国家超级计算机中心成功开发网上浏览工具Mosaic1993年，美国宣布正式实施国家信息根底设施(NII)方案1993年，Internet完全进入商业化运作……858687884.2感知识别自动识别技术传感器技术定位系统89光符号识别技术语音识别技术生物计量识别技术IC卡技术条形码技术射频识别技术条形码90UPC条码射频识别技术(RFID)9293天线线圈带保护层的IC微晶片MIFARE1S50CARDIC

ClockData

Energy

波形转换正弦=>方波整流电压调节Modu./DeModu调制/解调POR(复位)EEPORAntiCollisionATRDigitalSection

数字电路部分SelectApplicationAuthentication&AccessControlControl&Arithm.Unit

ROM

CryptoUnitRAMRF-Interface射频接口电路

94传感器技术95传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件〔如光、热、湿度〕或化学组成〔如烟雾〕，并将探知的信息传递给其他装置或器官。敏感元件转换元件被测量电信号定位系统96GPS定位原理9798蜂窝基站定