管理信息系統(tǒng)(第3章 管理信息系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ))

1、第三章管理信息系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ),3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 一個完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該包括硬件、軟件和人三大部分； 硬件是構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物理設(shè)備的總稱，通常是電子的、機(jī)械的、磁性的或光的元器件或裝置； 軟件是程序及有關(guān)文檔的總稱；程序是由一系列指令組成的； 人是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，也是管理信息系統(tǒng)的重要組成部分；,3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng),馮諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的基本思想 世界上各類計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)大多數(shù)是建立在馮諾依曼計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)之上的。他在自己領(lǐng)導(dǎo)的計(jì)算機(jī)研制小組進(jìn)行的方案設(shè)計(jì)中，明確提出了兩個及其重要的思想：存儲程序和二進(jìn)制； 二進(jìn)

2、制基本思想：計(jì)算機(jī)指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼的形式存儲。,3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)硬件是指組成一臺計(jì)算機(jī)的各種物理裝置，是計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。根據(jù)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)一般由五大部分組成，即運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：,3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行 計(jì)算機(jī)指令的執(zhí)行 計(jì)算機(jī)是通過執(zhí)行程序中的指令進(jìn)行工作的，計(jì)算機(jī)的指令格式由程序設(shè)計(jì)語言和計(jì)算機(jī)的類型決定； 指令的最基本的格式包含兩個部分：操作碼和操作數(shù)； 指令的執(zhí)行可以分為兩個階段：指令周期和執(zhí)行周期；,計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng) 一臺計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的各種不同類型的指令的總和稱為

3、該機(jī)的指令系統(tǒng)；指令系統(tǒng)的指令越多，計(jì)算機(jī)功能越強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)指令操作的線路也就越復(fù)雜；,3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng),3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng) 軟件的概念 軟件是一些程序的集合；廣義的圖案件一般包括三部分：程序、文檔和使用說明書； 軟件的分類 根據(jù)用途和性能，軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟 件兩種； 系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)，語言處理程序，數(shù)據(jù)庫 管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通信程序； 應(yīng)用軟件：公用應(yīng)用軟件，專用應(yīng)用軟件；,程序設(shè)計(jì)語言與開發(fā)工具 源程序：程序設(shè)計(jì)人員用程序設(shè)計(jì)語言編寫出 來的程序； 目標(biāo)程序：可以直接由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序，或稱 為執(zhí)行程序； 編譯系統(tǒng)：將源程序翻譯成目標(biāo)程序的特殊程 序； 有些程序設(shè)計(jì)語言不是

4、采用編譯運(yùn)行的方式， 而是采用解釋運(yùn)行的方式，如基礎(chǔ)的BASIC語言；,3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng),程序設(shè)計(jì)語言的分類： 機(jī)器語言 匯編語言 高級語言（BASIC,FORTRAN,COBOL,PASCAL,C） 第四代語言 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言,3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng),3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),數(shù)據(jù)通信技術(shù) 數(shù)據(jù)：傳遞信息的實(shí)體，它分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種。 信號：數(shù)據(jù)的電編碼或電磁編碼。它分為模擬信號數(shù)字信 號兩種。 信道：在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，信道是指能夠傳送電信號的 一條通路。 模擬傳輸和數(shù)字傳輸：模擬傳輸是傳輸模擬信號的方式， 數(shù)字傳輸是傳輸數(shù)字信號的方式。 調(diào)制解調(diào)器：用于信號變換的裝置。,3.2計(jì)算機(jī)

5、網(wǎng)絡(luò)技術(shù),帶寬：每種信號要占據(jù)一定的頻率范圍。該頻率范圍稱為帶寬。 數(shù)據(jù)率：數(shù)據(jù)傳輸速率，指傳輸線路上傳輸信息的速度，有信號速率和調(diào)制速率兩種。 誤碼率：即二進(jìn)制在傳輸中被傳錯的概率，它是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或通信信道傳輸可靠性的一個參數(shù)。 延遲：表示信道中從發(fā)送第一位數(shù)據(jù)起，到最后一位數(shù)據(jù)被接收所經(jīng)歷的時間。,3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),數(shù)據(jù)通信方式和通信交換方式 數(shù)據(jù)通信方式：按數(shù)據(jù)的傳送方向，數(shù)據(jù)通信方式有單 工通信，半雙工通信，全雙工通信。 并行傳輸和串行傳輸：按數(shù)據(jù)本身的組合傳送方式，可 分為并行傳輸和串行傳輸。 數(shù)據(jù)同步方式：串行傳輸中，解決字符同步的方式有兩 種，即異步傳輸和同步傳輸方式。

6、 通信交換方式：把數(shù)據(jù)從一個結(jié)點(diǎn)傳送到另一個結(jié)點(diǎn)， 直至到達(dá)其目的站。通常使用電路交換、報文交換和分組交換 技術(shù)。,3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將地理位置不同，并具有獨(dú)立功能的多個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路連接起來，在功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件支持下，向多個用戶提供各種應(yīng)用服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、程序與硬件等各類資源共享的系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能 數(shù)據(jù)通信功能 資源共享功能 提高或可靠性功能 促進(jìn)分布式數(shù)據(jù)處理和分布式數(shù)據(jù)庫的發(fā)展,3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 按地理范圍分類 局域網(wǎng)LAN（Local Area Network） 城域網(wǎng)MAN（Metropolitan Are

7、a Network） 廣域網(wǎng)WAN（Wide Area Network） 因特網(wǎng)（Internet） 按傳輸速率分類 網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率有快有慢,傳輸速率快的稱高速網(wǎng),傳輸速率慢的稱低速網(wǎng)。,3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),按傳輸介質(zhì)分類 有線網(wǎng) 無線網(wǎng) 按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線拓?fù)?樹型拓?fù)?網(wǎng)狀拓?fù)?3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成 資源子網(wǎng) 資源子網(wǎng)由主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、終端、終端控制 器、聯(lián)網(wǎng)外設(shè)、各種軟件資源組成。 通信子網(wǎng) 通信子網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)通信控制處理機(jī)、通信線路 與其他通信設(shè)備組成，完成全網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā) 等功能。,訪問控制方式 訪問控制方式是解決局域網(wǎng)信道爭端的協(xié)議

8、，主要 帶有載波偵聽多路存取訪問法、令牌環(huán)和令牌總線； 載波偵聽多路存取訪問法：主要作用是載波聽； 令牌環(huán)：令牌環(huán)的主要優(yōu)點(diǎn)在于它提供的訪問方式的 調(diào)整性和確定性，且各站具有同等訪問環(huán)的權(quán)力，但也可 以有優(yōu)先權(quán)操作和帶寬保護(hù) 令牌總線：是一個使用令牌通過接入到一個總線拓?fù)?的局域網(wǎng)架構(gòu) ；,3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),常用的組網(wǎng)設(shè)備及用途 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)信息構(gòu)成。硬件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，硬件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、連接設(shè)備及輔助設(shè)備組成，主要組網(wǎng)設(shè)備有如下幾種：服務(wù)器、 客戶機(jī)、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、集線器、網(wǎng)橋、路由器、中繼器。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)

9、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)（即協(xié)議）是兩臺計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信必須遵循的一組規(guī)則。 OSI模型 TCP/IP通信標(biāo)準(zhǔn) IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn),3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 數(shù)據(jù)：通常指用符號記錄下來的、可以識別的 信息； 數(shù)據(jù)庫：是指按一定方式組織起來的相互關(guān)聯(lián)、 的數(shù)據(jù)集合。如學(xué)生成績庫、人事檔案庫等； 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：為數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護(hù) 而配置的軟件稱為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：是實(shí)現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān) 聯(lián)數(shù)據(jù)、方便多用戶訪問的計(jì)算機(jī)軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源組 成的系統(tǒng)； 數(shù)據(jù)庫技術(shù)：是在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā) 展起來們的，它是研究數(shù)據(jù)庫的機(jī)構(gòu)、存儲、設(shè)計(jì)、管理和 使

10、用的一門軟件學(xué)科。,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)描述 實(shí)體：凡是可以相互區(qū)別而可以被人們識別的事、物、概念等統(tǒng)統(tǒng)抽象為實(shí)體； 屬性：實(shí)體都具有若干特征，這些特征稱為實(shí)體的屬性； 聯(lián)系：現(xiàn)實(shí)世界中客觀事物內(nèi)部及客觀事物之間的聯(lián) 系在信息世界中被描述為實(shí)體（型）內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體（型） 之間的聯(lián)系； 實(shí)體集：具有相同性質(zhì)的同類實(shí)體的集合； 主鍵：唯一標(biāo)識實(shí)體的屬性集稱為主鍵；,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),信息在及其世界中是以數(shù)據(jù)形式存儲的，其數(shù)據(jù) 描述需要用到以下術(shù)語： 字段：標(biāo)記實(shí)體屬性的命名單位； 記錄：字段的有序集合稱為記錄； 文件：同一類記錄的匯集稱為文件；文件是描述實(shí)體集合的； 主鍵：能

11、唯一標(biāo)識文件中每個記錄的字段或字段集；,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),實(shí)體是相互聯(lián)系的。實(shí)體的聯(lián)系有兩類：一類是實(shí)體內(nèi)部聯(lián)系，即同一記錄內(nèi)部各個字段之間的聯(lián)系；另一類是實(shí)體與實(shí)體之間的聯(lián)系，即記錄之間的聯(lián)系。,機(jī)器世界與信息世界的術(shù)語對應(yīng)關(guān)系：,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),先考慮兩個不同實(shí)體集的實(shí)體之間的聯(lián)系，它有 以下三種情形： a.一對一聯(lián)系(1:1) 如果對于實(shí)體集A中每一個實(shí)體，實(shí)體集B中至多只有一個實(shí)體與之聯(lián)系；反之對于實(shí)體集B中每一個實(shí)體，實(shí)體集A中也至多只有一個實(shí)體與之聯(lián)系。我們稱實(shí)體集A與實(shí)體集B之間具有一對一聯(lián)系。記為1:1；,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),b.一對多聯(lián)系(1:n) 如果對于實(shí)體集A中每一個實(shí)

12、體，實(shí)體集B中有n個實(shí)體(n=0)與之聯(lián)系；反之對于實(shí)體集B中每一個實(shí)體，實(shí)體集A中至多只有一個實(shí)體與之聯(lián)系。我們稱實(shí)體集A與實(shí)體集B之間具有一對多聯(lián)系。記為1:n。一對一聯(lián)系是一對多聯(lián)系的特例。,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),c.多對多聯(lián)系(m:n) 如果對于實(shí)體集A中每一個實(shí)體，實(shí)體集B中有n個實(shí)體(n=0)與之聯(lián)系；反之對于實(shí)體集B中每一個實(shí)體，實(shí)體集A中也有m個實(shí)體(m=0)與之聯(lián)系。我們稱實(shí)體集A與實(shí)體集B之間具有多對多聯(lián)系。記為m:n。一對多聯(lián)系是多對多聯(lián)系的特例。,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。由于計(jì)算機(jī)不可能直接處理現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物，所以人們必須先把具體

13、事物轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)。 概念模型 通常是通過ER圖來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型，ER方法也稱為ER模型，ER方法提供以下四個基本工具來實(shí)現(xiàn)ER圖：,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)模型：層次模型 層次模型用樹形結(jié)構(gòu)來表示實(shí)體以及實(shí)體之間的聯(lián)系。層次模型必須滿足兩個條件：(1)有且只有一個結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)（這個結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)）；(2)根結(jié)點(diǎn)以外的其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個雙親結(jié)點(diǎn)。因此，雙親結(jié)點(diǎn)與子女結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系是一對多。所以，層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)只能直接處理實(shí)體間一對多的聯(lián)系。,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),系,教研室,學(xué)生,教員,實(shí)例：教員學(xué)生數(shù)據(jù)庫層次模型,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),D02,計(jì)算機(jī),信息樓

14、,R01,數(shù)據(jù)庫,S63871,文繼榮,A,E2101,王大明,數(shù)據(jù)庫,R02,信息系統(tǒng),S63874,劉華,C,R03,網(wǎng)絡(luò),S63874,張孝,A,E1709,馮靈,數(shù)據(jù)倉庫,E3501,孟勇,并行數(shù)據(jù)庫,E1101,陳芝,網(wǎng)絡(luò)安全,E3102,張豪,網(wǎng)絡(luò)管理,系,教研室,學(xué)生,教員,教員學(xué)生數(shù)據(jù)庫的一個值,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)模型：關(guān)系模型 用二維表格數(shù)據(jù)來表示實(shí)體和實(shí)體間聯(lián)系的模型叫做關(guān)系數(shù)據(jù)模型。二維表由行和列組成。,學(xué)生情況表,院系表,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)模型：關(guān)系模型 關(guān)系(Relation)：一個關(guān)系對應(yīng)通常說的一張表，描述一 個實(shí)體集中各類數(shù)據(jù)的集合，如上一張幻燈片中的學(xué)

15、生情況 表； 元組（Tuple）：表中的一行即為一個元組； 屬性（Attribute）：表中的一列即為一個屬性，每列的 標(biāo)識稱為屬性名。如學(xué)生情況表表明該關(guān)系擁有六個屬性：學(xué) 號、姓名、性別、年齡、院系編號和年級； 主碼（Key）：表中某個屬性或?qū)傩越M可以唯一標(biāo)識一個 元組，如學(xué)生情況表中的學(xué)號屬性，可以唯一確定一個學(xué)生， 也就成為本關(guān)系的主碼；,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),域（Domain）：屬性的取值范圍，如大學(xué)生的年齡屬 性的域是1438歲，性別的域是男、女，院系編號的域是整 個學(xué)校所有院系編號的集合； 分量：元組中的一個屬性值； 關(guān)系模式：對關(guān)系的描述，一般表示為：關(guān)系名（屬性 1，屬性2，屬性

16、n）。學(xué)生情況表表示的關(guān)系可描述為： 學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，年齡，院系編號，年級）；,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),利用二維表構(gòu)建關(guān)系模型注意事項(xiàng): (1)關(guān)系中的每一列屬性，都是不能再分的基本字段，這種特性稱為原子性；例如下表中的成績可分為平時成績、期末成績和總評成績，表中有表，因此不符合關(guān)系模型的要求； (2)同一關(guān)系中的屬性名不能重復(fù)； (3)各行相異，不允許重復(fù)； (4)行、列次序無關(guān)緊要。,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)模型：網(wǎng)狀模型 用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來表示實(shí)體以及實(shí)體之間的聯(lián)系。凡是滿足：(1)允許一個以上的結(jié)點(diǎn)無雙親； (2)一個結(jié)點(diǎn)可以有多于一個的雙親這兩個條件的基本層次聯(lián)系集合為網(wǎng)狀模型。層次模型是

17、網(wǎng)狀模型的特例。,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)模型：面向?qū)ο竽Ｐ?用對象和類來表示實(shí)體類型和實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu) 外部級：是最接近用戶的一級，是每個用戶所能看到 的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。每個外視圖的具體表示稱為外模式。 概念級：所觀察到的是整個數(shù)據(jù)庫的全部信息，稱為 全局視圖。 內(nèi)部級：是最接近存儲設(shè)備的一級，從這一級所觀察 到的就是被存儲的數(shù)據(jù)庫，稱為內(nèi)視圖。內(nèi)視圖的具體表示稱 為內(nèi)模式。,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),用戶A,用戶B,用戶C,外模式,概念模式,外模式,外模式,內(nèi)模式,數(shù)據(jù)庫,外部級,概念級,內(nèi)部級,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成 硬件 軟件（

18、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用軟 件包和應(yīng)用程序） 人員(系統(tǒng)分析員、系統(tǒng)程序員、應(yīng)用程序員、 數(shù)據(jù)庫管理員) 數(shù)據(jù)庫,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 功能 定義數(shù)據(jù)庫：包括定義數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)（模式）、 局部邏輯結(jié)構(gòu)（外模式）、存儲結(jié)構(gòu)（內(nèi)模式），還包括 保密定義及信息格式定義等； 管理數(shù)據(jù)庫：包括控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運(yùn)行，控制用戶 的并發(fā)性訪問（即同時有兩個或多個用戶訪問一個對象）； 維護(hù)數(shù)據(jù)庫：包括初始時裝入數(shù)據(jù)庫，運(yùn)行時記錄工 作日志、監(jiān)視數(shù)據(jù)庫性能等； 數(shù)據(jù)通信：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸這一部分工作，通常與操作系 統(tǒng)協(xié)同完成；,3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù),組成 數(shù)據(jù)描述語言：存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，應(yīng)用程序員和 DBA必須正確的描述數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，DBMS根據(jù)這些數(shù) 據(jù)定義從物理記錄導(dǎo)出全局邏輯記錄，進(jìn)而導(dǎo)出應(yīng)用程序所需 的記錄。DBMS提供了DDL來完成這一描述工作； 模式DDL：DBA用來定義數(shù)據(jù)庫整體邏輯結(jié)構(gòu)即數(shù)據(jù)庫的模 式； 外模式DDL：用來定義用戶所用數(shù)據(jù)庫的局部邏輯結(jié)構(gòu) 的； 物理DDL：用來定義數(shù)據(jù)的物理存