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第2章管理信息系统的技术基础主要内容：介绍计算机的硬件技术、软件技术、数据库技术、数据通信和计算机网络等。信息技术？计算机技术；通讯技术；网络技术计算机系统硬件系统软件系统2.1计算机系统的组成计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。•计算机的硬件是指组成一台计算机的各种物理装置，是计算机进行工作的物质基础。•计算机软件是指计算机程序和有关的文档。2.1.1计算机硬件系统硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大基本部分组成，称为冯·诺依曼体系结构。指令数据线控制信号线输出设备原始数据存储器运算器输入设备外部设备接口外存储器控制器计算程序计算结果2.1.1计算机硬件系统（续）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。摩尔定律•该定律由英特尔创始人之一的戈登.摩尔（GoldenMoore）在1965年提出•主要是界定半导体发展的速度,摩尔定律指出，半导体所能容纳的晶体管数量，是以每18个月为一个周期，逐期倍增。•对微处理器来说，其功能每18个月大约翻一番,价格大约降一半；•这个“定律”十几年来一直有效地反映着微处理器的发展状况；•导致今天出现数字化信息技术革命硬件的发展趋势•性能----better•价格----lower•尺寸----morecompact(1)CPU(2)存储设备(3)用户接口(4)PC的类型2.1.2计算机软件系统硬件系统软件应用软件系统软件：系统软件泛指计算机所配置的不依赖于特定应用领域的通用性软件，也是供所有用户使用的软件。主要包括下面几类软件：（1）操作系统（2）网络通讯系统（3）语言处理程序（4）数据库管理系统（5）实用程序与工具软件应用软件：泛指适用于各类不同应用领域的各种具体的应用程序及其文档，即是计算机用户在各自业务领域中所开发与使用的程序。主要包括：（1）定制软件；（2）应用软件包；（3）流行应用软件。主要产品：•Unix•Windows•Linux应用软件系统软件裸机（硬件）计算机系统管理计算机资源的通用程序包操作系统编译程序工具软件包根据终端用户的要求而编写的面向特定应用的软件（程序）计算机系统层次图（一）系统软件系统软件主要包括:•操作系统•程序设计语言和语言处理系统•数据库管理系统•实用程序。操作系统是最基本的系统软件。操作系统的功能包括两大方面:管理功能与服务功能（接口）管理是指对计算机资源的管理，服务是为用户服务。用户与计算机之间的接口。系统资源的管理者。CPU(处理机)管理存储管理设备管理文件管理作业管理目标：对各种资源进行合理的调度与分配，改善资源的共享和利用状况，最大限度地提高计算机在单位时间内处理工作的能力。1.操作系统1.操作系统（分类）•按使用环境分：批处理系统、分时系统、实时系统；•按用户数目分：单用户（如DOS）和多用户（如Windows）；•按硬件结构分：网络操作系统、分布式系统和多媒体系统。操作系统的选择•现有软件是否与该操作系统兼容?•该操作系统是否与大部分软件兼容?•操作系统的可靠性如何?它是不是时常瘫痪?•该操作系统是否可用于大部分硬件上?•它运行速度如何?•它是否易学和易使用?•它是否易安装和测试?•它价格是否便宜?2.程序设计语言和语言处理系统•程序设计语言是编写程序所采用的语言。包括机器语言、汇编语言和高级语言。•语言处理系统包括汇编程序与各种高级语言的解释程序和编译程序，其任务是将使用汇编语言或高级语言编写的源程序翻译成能被计算机硬件直接识别和执行的机器指令代码。源程序代码编译器目标代码连接器装入模块其他目标模块可用程序高级语言指令把高级语言翻译成机器语言机器可用传统的程序处理过程RUN计算机语言—发展历程•1st.Since1940s.机器语言(二进制码)•2nd.Sinceearly’50s.汇编语言•3rd.Sincemid’50s.高级语言•4th.Sincelate’70s.现代应用软件包高级语言•FORTRAN:科技，工程应用•COBOL:主要应用于事物处理业务•BASIC:PC机上的通用语言•PASCAL:用于结构化编程教学与实践中.但在文件处理，输入/输出方面较弱•C、C++:是一种在PC机上功效强大的研发语言.执行快速，交叉平台.C++则是面向对象语言3.数据库管理系统数据库管理系统解决计算机处理大数据量的问题而设计的系统软件。常见的数据库管理系统有：Oracle、DB2、SQLServer、Sybase、Informix等。4.实用程序一个完善的计算机系统往往配置许多服务性程序，称为实用程序，它们或者包含在操作系统之内，或者可被操作系统调用。实用程序的种类很多，通常包括界面工具程序、编辑程序、连接装配程序、诊断排错程序等等。（二）应用软件应用软件是指为解决各类实际问题而设计的程序（完成用户任务）。例如工资管理程序、图书资料检索程序、办公自动化软件或医疗诊断系统都属于应用软件。软件的发展趋势•硬件和软件的发展是不对称的。•硬件是以等比的速度增长–（每1.5年增长一倍）,•而软件是等差级数增长–（每年增长4-7%）.软件危机•在六十年代已经存在•七十年代后期愈演愈烈根据美国政府统计局1979年公布的统计数字表明，几个联邦软件计划共投资6.8百万美元，47％(＄3.2M)交付但从来未使用，29％(＄2.0M)投资了但未交付，19％(＄1.3M)被费弃或返工，3％(0.2M)经过某种改变后被使用，仅2％(0.1M)交付后被使用。•九十年代，软件危机尚未过根据微软一份备忘录显示：微软共发现63000个“潜在问题”，可能影响Windows2000的运行，逾21000“延迟性”设计缺陷，其中相当多部分被微软公司认定为“真正的问题”，逾27000条“Bug”，在微软看来，这代表“尚未完成的工作”或“久被遗忘的问题”。软件发展趋势•使用更方便•与人的交流方法更广泛•软件的集成性增加•自然语言，多目标，图形接口，专家辅助2.2数据库技术基础数据库技术研究的问题就是如何科学地组织和储存数据，如何高效地获取和处理数据。数据处理的主要目的:•把数据转换成便于观测分析、传送或进一步处理的形式•从大量的原始数据抽取、推导出对人们有价值的信息以作为行动和决策的依据•科学地保存和管理已经处理过的大量数据，以便人们能充分地利用这些宝贵的信息资源2.2.1数据库的发展第一阶段人工管理阶段（50年代中期之前）数据的物理存储结构和逻辑结构一致，编程者自行设计数据格式，并将数据嵌入程序中；数据与处理它的程序合为一体，多个程序不能共享数据；一批数据在多个对其进行不同处理的程序中重复存储。2.2.1数据库的发展第二阶段文件管理阶段（50年代中期—60年代末）计算机中有了专门管理数据的软件(操作系统的文件管理模块)，文件逻辑结构和物理结构脱钩，程序和数据分离，使数据和程序有了一定的独立性。用户的程序和数据可分别存放在外存储器上，各个应用程序可以共享一组数据，实现了以文件为单位的共享。2.2.1数据库的发展第三阶段数据库管理阶段（60年代末以后）对所有的数据实行统一、集中的管理，使数据的存储独立于使用它的程序，从而实现数据共享2.2.1数据库的发展第四阶段分布式数据库系统阶段（80年代中期开始）处理的数据分散在各个结点上，每个结点的数据由本地数据库管理系统(databasemanagementsystem，DBMS)管理，各结点间通过网络实现数据共享2.2.1数据库的发展大数据时代的数据处理：大数据也称巨量资料，指的是所涉及的资料量规模巨大到无法透过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。大数据系统的数据系统的输入端可以列一个极长的表，包括了社会网络、Web服务器日志、流量传感器、卫星图像、广播音频流、银行交易、音乐MP3、网页的内容、政府文件扫描、GPS路线、金融市场数据等等，而这些数据本质上并非是相同的东西。大数据的特点有四个层面：数据体量巨大；数据类型繁多；价值密度低，商业价值高；处理速度快。物联网、云计算、移动互联网、车联网、手机、平板电脑、PC以及遍布地球各个角落的各种各样的传感器，无一不是数据来源或者承载的方式。2.2.2数据库的几个基本概念•数据库DB按一定格式存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据的集合，由DBMS统一管理。•数据库管理系统DBMS系统软件，对数据库进行统一管理和控制。数据库管理系统的主要功能是：数据定义、数据操纵、数据库的运行管理和数据库的建立与维护。•数据库系统带有数据库的整个计算机系统，包括硬件、软件、数据、人员。2.2.3数据模型及数据库组织结构（一）数据模型：对客观事物以及它们之间的联系的数据化描述；它描述了数据库中记录间关系的数据结构方式。一般理解为数据结构。有三个要素：数据结构：用于描述系统的静态特征数据操作：用于描述系统的动态特征数据完整性约束：是一组完整性规则的集合1.层次模型•有且仅有一个结点无双亲(树根)•其它结点有且仅有一个双亲(1:1.1:n)华侨大学材料学院外语学院工商学院信息学院…..工商系人力资源系…..信息系日语系英语系…..2.网状模型•有一个以上的结点无双亲(可以多根);•至少有一个结点有多于一个的双亲;•两个结点之间可以有两种或多种联系(n:m)。李老师国经01工商01张老师王老师电子商务01信息013.关系模型用数据的二维表格来描述实体与实体间的联系。表中每一项须是基本项(初等项);表中每一列必须有相同的数据类型;每一列须有段名，且同一表格中段名不重复;表中不能有相同的行(即不能有相同的记录);行列的顺序均不影响表中信息的内容。学号姓名成绩等级备注00001王一86良好侨生00002丁二92优秀00003张三67及格4.面向对象数据库模型在面向对象的数据库中，每个对象的数据、描述对象的行为、属性的说明三者是封装在一起的。其中对象之间通过消息相互作用，且每个对象都由一组属性来描述。消息数据说明数据说明数据说明建筑对象楼层对象房间对象（二）数据库组织结构美国国家标准学会（ANSI）于1975年规定了数据库按三级体系结构组织的标准—SPARC。三级结构：内模式：存储模式或物理模式，是数据库最内层；概念模式：数据库结构的中间一层；外模式：子模式或用户模式，是最靠近用户的一层（二）数据库组织结构(续)应用程序A应用程序B应用程序C子模式A子模式B模式数据库管理系统数据存储外部模式概念模式内部模式2.2.4数据库开发工具1.支持与多种数据库的连接，可进行异种数据库源的透明访问。2.支持独立于特定DBMS的应用开发，提供统一的访问DBMS的用户界面和应用程序接口。3.支持可视化图形用户界面。4.支持面向对象的程序设计。5.提供完善的数据对象。6.支持开放性。7.工具的完备和集成一体化。8.支持汉化。2.2.5数据仓库和数据挖掘数据仓库一种面向主题的、集成的、不同时间的、稳定的数据集合，用以支持经营管理中的决策制定过程。数据挖掘从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在的有用信息和知识的过程。2.3.1数据通信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。信源通信媒体信宿信号转换设备调制设备信号复原设备解调设备2.3数据通信和计算机网络2.3.1数据通信(续)数据通信分为五个基本阶段。•建立通信线路。•建立数据传输链路。•传送通信控制信号和数据。•数据传输结束。•切断物理链接通道。2.3.1数据通信(通信信道的分