管理信息系統(tǒng)第五版黃梯云第3章-管理信息系統(tǒng)的技術基礎-V11-Yu

1、第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎主講人：田占偉郵 箱：tianzhanwei 本 章 內 容第一節(jié) 數據處理第二節(jié) 數據組織第三節(jié) 數據庫技術第四節(jié) 計算機網絡第五節(jié) 云計算技術第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎22022/9/22數據處理的概念32022/9/22數據處理的概念數據處理指把來自科學研究、生產實踐和社會經濟活動等領域中的原始數據,用一定的設備和手段,按一定的使用要求,加工成另一種形式的數據。第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎數據處理的主要目的42022/9/221.把數據轉換成便于觀察分析、傳送或進一步處理的形式。2.從大量的原始數據中抽取，推導出對人們有價值的信息以作為行動和決策的依據

2、。3.利用計算機科學地保存和管理已經過處理(如校驗、整理等)的大量數據,以便人們能方便而充分地利用這些寶貴的信息資源。第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎數據處理的基本內容52022/9/221.數據收集2.數據轉換3.數據的篩選、分組和排序4.數據的組織5.數據的運算6.數據存儲7.數據檢索8.數據輸出第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎數據處理時需要考慮的問題62022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎1.數據以何種方式存儲在計算機中。2.采用何種數據結構能有利于數據的存儲和取用。3.采用何種方法從已組織好的數據中檢索數據。 本 章 內 容第一節(jié) 數據處理第二節(jié) 數據組織第三節(jié) 數據庫技術第四節(jié)

3、 計算機網絡第五節(jié) 云計算技術72022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎2.1數據結構82022/9/22數據結構包括數據的存儲結構及結構上的運算或操作。第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎數據結構邏輯結構線性結構非線性結構物理結構（存貯結構）順序存儲鏈接存儲索引存儲散列存儲同一種邏輯結構采用不同存儲方式可以得到不同的數據結構。如線性表以順序存儲方式存儲時得到順序表數據結構，而以鏈接存儲方式存儲則得到鏈表數據結構。指針與鏈92022/9/22在數據結構中，表征某一數據結構特點及其連接方式的基本單位稱為結構的結點(Node)。一個結點可以是一個字符、一個數字，也可以是一個記錄、一個集合。第三章

4、 管理信息系統(tǒng)的技術基礎數據域一個結點通常有幾個域，用來存放與結點有關的信息，存放結點本身信息的域指針域或鏈域存放結點與其他結點關系信息的域指針存放有與結點有關的結點的地址鏈若干帶指針的結點組成的集合LLINK 左指針I(yè)NFO 信息 RLINK 右指針 圖3.1 結點的結構前趨結點：與本結點鄰接的前一結點后繼結點：指針指向的下一結點指針與鏈102022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎No.NAMEAGE0152王一220256王二281234王三252345李一310001李二19表3.1 職工登記表采用鏈接存儲方式則數據域為：每個結點標志職工基本情況的No.、NAME、AGE；指針域

5、為：指向下一個職工記錄NEXT。圖3.2 結點示意圖圖3.3 鏈表的邏輯結構NO.NAMEAGENEXT線性表112022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎順序存儲方式對于任何一個結點的檢索都很方便：對于順序表，若開始結點的存放位置為LOC(k1)， 每個結點占用空間大小為L，則第i個結點ki的存放位置可由下式直接計算得到 LOC(ki)=LOC(k1)+L*(i-1)如果要在順序表中插入或刪除一個結點時，特別是數據量很大時，就比較麻煩。因此，線性表僅適用于經常進行索，但數據不經常變動的情況。順序表：把線性表的結點按邏輯次序依次存放在一組連續(xù)的存貯單元里，結點在計算機內的存放位置完全由結

6、點在線性表中的順序號決定。鏈接存儲方式結點之間的邏輯關系由指針表示，所以，在插入和刪除操作中，只需改變前后結點的指針，而不需要進行大量的數據移動。將鏈接方式存儲的線性表稱為鏈表。鏈表結構在每個結點設有鏈指針，用來指示下一個結點的位置，結點本身則可以存放在任意一組存貯單元中，這些存貯單元可以是連續(xù)的，也可以是分散的。圖3.5 鏈表中的操作樹122022/9/22樹是結點之間有分支的、層次關系的結構。樹結構在數據處理中應用最廣泛，也是最重要的一類非線性結構。第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎圖3.6 樹結構實例它反映了不同規(guī)格的鋼材的庫存情況。隊列、圖等，也是重要的數據結構。采用樹形結構，可以把復雜的

7、數據聯(lián)系表示成固定長度的記錄，從而大大方便了數據的處理。代碼直徑指針1直徑指針2直徑長度指針1長度指針2直徑長度指針1長度指針2長度單價庫存量長度單價庫存量長度單價庫存量長度單價庫存量2.2數據文件132022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎在信息系統(tǒng)中，數據組織一般采用文件組織和數據庫組織。把數據按某種數據結構組織起來存放在外部設備上，就構成數據文件。數據文件為某一目的而形成的同類記錄的集合記錄文件中數據組織的基本單位，由若干個數據項組成數據項數據處理的最小單位如工資單如每個職工的工資情況如姓名、職工代碼、基本工資等主鍵副鍵鑒別鍵如在工資主文件中，可以把“職工代碼”作為主鍵，而把“姓

8、名”用做副鍵。文件系統(tǒng)是數據處理的主要方式，建造容易，使用靈活，處理速度快，特別適合單項業(yè)務系統(tǒng)使用(如財務、庫存等管理系統(tǒng))。2.3數據庫142022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎圖3.7 組織的全局數據結構示例數據庫是比文件系統(tǒng)更高級的一種數據組織方式。為了實現(xiàn)整個組織數據的結構化，要求在數據組織結構中不僅能夠描述數據本身，而且要能描述數據之間的關系。因而在復雜的應用中，應采用數據庫組織數據。組織中各部門子系統(tǒng)都要使用的職工記錄以及人事部門關心的人事記錄、政治歷史和社會關系記錄；財務部門關心的工資記錄；業(yè)務部門需要的業(yè)務記錄、學歷、科研經歷和教學經歷等記錄。出身職工姓名職務性別年

9、齡工資級別成分政治面貌年月工資級別年代事件姓名狀況與職工關系子部門最后學歷專長年月學校學位年月項目年月課程授課對象職工記錄人事記錄政治歷史社會關系記錄工資記錄業(yè)務記錄學歷科研經歷教學經歷 本 章 內 容第一節(jié) 數據處理第二節(jié) 數據組織第三節(jié) 數據庫技術第四節(jié) 計算機網絡第五節(jié) 云計算技術152022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎3.1數據庫系統(tǒng)的構成162022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎數據庫是以一定的組織方式存貯在一起的相關數據的集合，它能以最佳的方式，最少的數據冗余為多種應用服務，程序與數據具有較高的獨立性。計算機系統(tǒng)用于數據庫管理的計算機硬軟件及網絡系統(tǒng)。需要大容

10、量的主存以存放和運行操作系統(tǒng)、數據庫管理系統(tǒng)程序、應用程序以及數據庫、目錄、系統(tǒng)緩沖區(qū)等，輔存方面，則需要大容量的直接存取設備。此外，系統(tǒng)應具有較高的網絡功能。數據庫既有存放實際數據的物理數據庫，也有存放數據邏輯結構的描述數據庫。數據庫管理系統(tǒng)(DBMS)一組對數據庫進行管理的軟件，通常包括數據定義語言及其編譯程序數據操縱語言及其編譯程序以及數據管理例行程序。人員數據庫管理員系統(tǒng)程序員用戶：應用程序員、專門用戶、參數用戶3.2數據模型172022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎概念模型(也稱信息模型)如網狀、層次及關系模型數據模型3.3數據庫操作182022/9/22數據庫操作主要有基

11、本表的建立與刪除、數據查詢及更改等.下面介紹如何使用關系數據庫標準語言結構化查詢語言SQL(Structured Query Language)來完成上述操作。第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎建立基本表例1建立一個“學生”表Student，它由學號（sno）、姓名（sname）、性別（gender）、所在系別（department）、年齡(age)五個屬性組成，其中學號為主碼。建立該表的語句如下：CREATE TABLE Student ( sno CHAR(9) PRIMARY KEY， sname CHAR(20)， gender CHAR(2)， department CHAR(20)，

12、age SMALLINT) ; 其中sname CHAR(20)表示屬性姓名是字符型數據，最多有20位字符組成。語句格式為： CREATE TABLE (列名1 類型 ,列名2 類型 )；常用的類型有CHAR(字符型),INT(整型),NUMERIC(數值型),DATETIME(日期時間型),BIT(邏輯型),VARCHAR(變長字符型)等。修改：ALTER TABLE ADD 列名 類型；刪除：DROP TABLE ；3.3數據庫操作192022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎 SQL的核心語句是數據庫查詢語句，其一般格式為： SELECT FROM WHERE GROUP BY O

13、RDER BY ASC/DESC建立基本表語句含義：根據WHERE子句中的條件表達式，從指定表中找出滿足條件的元組(如二維表中的記錄)，按目標列選出元組分量形成結果表。ORDER子句確定結果表按指定的列名2按升序(ACS)或降序(DESC)排序。GROUP子句將結果按列名1分組，每個組(所有列名1值相同的為一組)產生結果表中一個元組。3.3數據庫操作202022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎 1.數據修改(UPDATE) 。 UPDATE SET = ,= WHERE 功能：修改指定表中滿足條件的元組，將指定的列名1的值用表達式1的值替換，將指定的列名2的值用表達式2的值替換2.數據

14、刪除(DELETE) 。 DELETE FROM WHERE 功能：刪除指定表中滿足條件的元組。3.數據插入(INSERT) 。 INSERT INTO （ ,） VALUES ( ,)功能：向指定表中插入一個元組且使得列名1的值為常量1，列名2的值為常量2數據更新Test：在系統(tǒng)中有一個包括以下三個表的學生-課程數據庫，進行查詢和實現(xiàn)增、刪、改功能。1“學生”表student由學號（sno）、姓名（sname）、性別（gender）、所在系別（department）、年齡(age)5個屬性組成；2“課程”表course由課程號（cno）、課程名(cname)、學分(credit)3個屬性組成

15、3“學生選課”表sc由學號（sno）、課程號（cno）、成績（grade）3個屬性組成。3.4數據庫保護212022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎主要包括數據的安全性、完整性、并發(fā)控制和數據庫恢復等內容。數據庫保護數據的安全性是指保護數據庫以防止不合法的使用所造成的數據泄露、更改和破壞?？赏ㄟ^對用戶進行標識和鑒定、存取控制、OS級安全保護等措施得到一定的保障。數據的完整性是指數據的正確性、有效性與相容性。關系模型的完整性有實體完整性、參照完整性及用戶定義的完整性。并發(fā)控制是指當多個用戶同時存取、修改數據庫時，可能會發(fā)生互相干擾而得到錯誤的結果并使數據庫的完整性遭到破壞，因此必須對多用

16、戶的并發(fā)操作加以控制、協(xié)調。數據庫恢復是指當計算機軟、硬件或網絡通信線路發(fā)生故障而破壞了數據或對數據庫的操作失敗使數據 本 章 內 容第一節(jié) 數據處理 第二節(jié) 數據組織第三節(jié) 數據庫技術第四節(jié) 計算機網絡第五節(jié) 云計算技術222022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎4.1 計算機網絡的概念與分類232022/9/22計算機網絡是管理信息系統(tǒng)的基本使能技術：由于企業(yè)或組織中的信息處理都是分布式的，把分布式信息按其本來面目由分布在不同位置的計算機進行處理，并通過通信網絡把分布式信息集成起來，是管理信息系統(tǒng)的主要運行方式。第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎網絡介質數據傳輸的物理通道，有同軸電纜、

17、雙絞線、光纖、微波、衛(wèi)星信道等。協(xié)議網絡設備間進行通信的一組約定。如IEEE802.3,802.4,FDDI,ATM等。節(jié)點網絡中某分支的端點或網絡中若干條分支的公共匯交點。鏈路兩個相鄰節(jié)點之間的通信線路。計算機網絡是用通信介質把分布在不同地理位置的計算機和其他網絡設備連接起來，實現(xiàn)信息互通和資源共享的系統(tǒng)。網絡拓撲結構242022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎網絡拓撲結構是指網絡的鏈路和節(jié)點在地理上所形成的幾何構形。圖3.8 計算機網絡的組成計算機網絡從功能上可分為兩部分，資源子網和通信子網。用戶通過終端可以訪問分布在各處的主機上的數據信息，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的軟硬件、信息等資源的共

18、享。網絡拓撲結構252022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎點-點信道網絡點-點信道的通信網絡有星形、環(huán)形、樹形、網形等幾種拓撲結構，如圖：網絡中每一條信道都連接到一對節(jié)點上；如果某兩個節(jié)點之間沒有直接通信的信道，則要經過其他節(jié)點用存儲-轉發(fā)方式通信。共享信道網絡優(yōu)點是不同節(jié)點間的通信可以使用同一通信信道，從而可以最大限度地利用信道的通信能力；缺點是當所有節(jié)點同時通信時，容易出現(xiàn)通信阻塞，并且一旦信道出現(xiàn)故障，將影響所有相關信道的通信。共享信道分為總線信道、衛(wèi)星信道和無線信道，拓撲結構有總線型、樹形、環(huán)形等幾種。所有節(jié)點共享一條通信信道，每個節(jié)點發(fā)送的信息可由所有節(jié)點檢測，但只有目的地

19、址指定的節(jié)點能夠接收。根據通信信道的類型，計算機網絡具有以下幾種結構：計算機網絡的分類262022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎根據網絡的拓撲結構可分為星狀網、樹狀網、總線網、環(huán)狀網、網狀網等。根據網絡的使用范圍可以分為公用網和專用網。根據數據的組織方式可以分為分布式網絡、集中式網絡和分布集中式網絡。根據網絡的分布范圍可分為局域網(LAN) 、廣域網(WAN) 、城域網或市域網(MAN)。4.2 計算機網絡體系結構272022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎網絡的體系結構：計算機網絡的各層及其協(xié)議的集合。網絡體系結構規(guī)定了計算機網絡應該設置哪幾層，每層應提供哪些功能。1.物理

20、層物理層是建立在通信介質的基礎上實現(xiàn)系統(tǒng)和通信介質的物理接口。本層主要處理與電、機械、功能和過程有關的各種特性，以便建立、維持和拆除物理連接。2.數據鏈路層用以建立相鄰節(jié)點之間的數據鏈路，傳送數據幀。本層將不可靠的物理傳輸信道變?yōu)榭煽康男诺?，并將數據組織成適于正確傳輸的幀形式的數據塊。1、2層解決網絡信道問題開發(fā)系統(tǒng)互聯(lián)參考模型4.2 計算機網絡體系結構282022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎3.網絡層控制通信子網的工作，解決路徑選擇、流控制問題以使不相鄰節(jié)點之間的數據能夠正確傳送。4.運輸層提供兩端點間可靠、透明的數據傳輸，管理多路復用。3、4層解決傳輸服務問題5.會話層在兩實體

21、間建立通信伙伴關系，進行數據交換，完成一次對話連接。6.表示層處理數據表示、進行轉換、消除網內各實體間的語義差異，執(zhí)行通用數據交換的功能，提供標準應用接口、公共通信服務。7.應用層負責應用管理、執(zhí)行應用程序，為用戶提供OSI環(huán)境的各種服務，管理和分配網絡資源，建立應用程序包等。5、6、7層處理對應用進程的訪問4.2 計算機網絡體系結構292022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎TCP/IP網絡體系結構傳輸控制協(xié)議(Transmission Control Protocol,TCP)和網際協(xié)議(Internet Protocol,IP)是因特網所使用的各種協(xié)議中最重要的兩個協(xié)議。圖3.1

22、1 TCP/IP與OSI體系結構的對比 網絡接口層:將最低的一層取名為網絡接口層網際層（IP層）:主要協(xié)議是無連接的網際協(xié)議IP運輸層:提供端到端（即應用進程間）的通信服務應用層:向用戶提供一組常用的應用協(xié)議4.3 典型的網絡通信技術302022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎以太網(Ethernet) 按照IEEE802.3協(xié)議建立的局域網絡，采用載波偵聽多路訪問技術.一般只能作為小型網絡或工作組網絡的選型，不宜作為主干網。令牌環(huán)網（Token-Ring）IEEE802.4協(xié)議，采用按需分配信道的原則;在較高通信量的情況下仍能保證一定的傳輸效率。快速以太網（Fast Ethernet

23、）是以太網的發(fā)展，速度可達100Mbps,近年來有千兆位以太網面世;在小型網絡應用中有較高效率，但傳輸距離有限，不適合作為大型網絡的主干網FDDI(光纖分布式數據接口) FDDI采用光纖作為傳輸介質，以令牌環(huán)方式仲裁站點對介質的訪問，傳輸速率可達100Mbps；采用雙環(huán)備份方式;適合于作為局域網絡主干網選型。ATM(異步傳輸模式) 以信元為單位在設備間傳輸信息的方式；采用面向連接的服務方式，支持不同速度的設備，具有較高的靈活性；價格昂貴，至今沒有統(tǒng)一的國際標準，正受到快速以太網的挑戰(zhàn)。4.4 Internet/Intranet312022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎把不同的局域網通

24、過主干網互聯(lián)起來，既能滿足信息技術應用日益發(fā)展的需要，又可以充分保護已有的投資，成為網絡技術發(fā)展的重要方向。Internet的內容基于TCP/IP協(xié)議的網間網使用和開發(fā)這些網絡的用戶群可以從網絡上獲得的資源集（一）InternetInternet322022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎客戶/服務器是80年代產生的應用模式。這種模式把DBMS安裝在數據庫服務器上，數據處理可以從應用程序中分離出來，形成前后臺任務。C/S模式的優(yōu)點（1）功能合理分布，均衡負荷，從而在不增加系統(tǒng)資源的情況下提高了系統(tǒng)的整體性能。（2）系統(tǒng)開放性好，在應用需求擴展或改變時，系統(tǒng)功能容易進行相應的擴充或改變，

25、從而實現(xiàn)系統(tǒng)的規(guī)模優(yōu)化。（3）系統(tǒng)可重用性好，系統(tǒng)維護工作量大為減少，資源可利用性大大提高，使系統(tǒng)整體應用成本降低。Intranet332022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎圖3.12 瀏覽器/服務器結構Intranet(企業(yè)內部網)是把Internet技術應用到企業(yè)內部建立的基于開放技術的新型網絡體系結構。Intranet采用瀏覽器/服務器系統(tǒng)結構Web Server既是瀏覽服務器，又是應用服務器，可以運行大量的應用程序，從而使客戶端變得很簡單。瀏覽器Web服務器/應用服務器數據庫服務器數據庫虛擬專用網（Virtual Private Networks，簡稱VPN）342022/9

26、/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎含義虛擬專用網采用加密、認證和通道技術，提供了Internet上兩點間的安全通信。說明對采用Internet技術的企業(yè)而言，好像是一個專用的廣域網一樣。是安全的Extranet適用性不僅適合于移動或者遠程用戶，也適用于分公司和總公司之間以及企業(yè)與供應商、分銷商之間的通信等技術解密VPN中，采用了協(xié)議通道技術，數據包首先被加密，然后封裝到IP包中并通過Internet傳輸，在目的端由特定的主機或路由器解密。Extranet352022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎含義即擴展的Intranet；通過Internet網絡把分散在不同地理位置的Intran

27、et聯(lián)系起來說明Extranet就是通過虛擬專用網方式使企業(yè)與其他企業(yè)或客戶聯(lián)系起來，完成共同目標的合作網絡。服務可以有選擇的向公眾開放其服務或向有選擇的合作者開放其服務，為電子商務或其他商業(yè)應用提供安全廣域網平臺。技術說明Extranet 只是Intranet和Internet基礎設施上的邏輯覆蓋，而不是物理網絡的重構4.5 多媒體網絡362022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎多媒體技術是指能夠提供多種媒體包括語音、文本、音樂、圖形、圖像、視頻、動畫等的輸入、輸出、傳輸以及綜合處理的技術，是改善計算機與用戶、用戶與用戶之間交互關系的方法和手段，它使計算機系統(tǒng)由單純文字和數字處理進化

28、為處理多種媒體的綜合信息系統(tǒng)。多媒體網絡是指能夠傳送、接收及處理多媒體數據的計算機網絡。網絡設計需從三個方面解決多媒體的需求：1.增加系統(tǒng)總線和網絡對帶寬的要求2.研究開發(fā)壓縮技術，降低多媒體數據對帶寬的要求3。采用異步傳輸模式(ATM)的關鍵技術，以便能快速轉接微型信息包，同時支持多媒體數據和普通數據的發(fā)送 本 章 內 容第一節(jié) 數據處理第二節(jié) 數據組織第三節(jié) 數據庫技術第四節(jié) 計算機網絡第五節(jié) 云計算技術372022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎5.1 云計算的概念382022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎云計算是一個提供便捷的通過互聯(lián)網訪問一個可定制的IT資源共享池能力的按使用量付費模式（IT資源包括網絡、服務器、存儲、應用、服務），這些資源能夠快速部署，并只需要很少的管理工作或很少的與服務供應商的交互。其核心理念是服務是一種新型的計算服務模式是一種新型的商業(yè)服務模式是一種新型的服務支撐平臺云計算的特征1. 虛擬化2. 彈性3. 按需服務5.2 云計算的分類392022/9/22第三章 管理信息系統(tǒng)的技術基礎按部署模式公有云通常遍布整個因特網，費用一般較低、甚至免費，但公有云的安全性和隱私性不好。私有云針對某單個機構量身定制的云社區(qū)云專為一些相對獨立、相互關聯(lián)的機構服務，如供應鏈上的關聯(lián)企業(yè)