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第五章CIMS信息集成支撑环境——网络和数据库管理系统1.CIMS网络通讯技术2.CIMS中管理信息系统与工程数据管理技术5.1.1计算机网络体系结构最初的ARPANET设计计算机网络的定义和功能定义利用各种通讯手段把地理上分散的计算机有机地连在一起，达到相互通讯而且共享硬件、软件和数据库资源的系统。功能扩大共享资源的地域范围增强系统的可靠性促进分布式数据处理和分布式数据库的发展增强人与人之间的联系与合作计算机网络的分类计算机网络分为局域网、城域网、广域网局域网局域网是局部地区网的简称，计算机网络的通信距离通常限于中等规模的地理区域内，一般不超过10km，可以一个单位或地区组建。广域网广域网又称远程网，其覆盖范围可以是几个城市、地区，甚至国家、洲和全球。城域网城域网是介于局域网与广域网之间的高速网络，其规模限于一个城市范围。计算机网络的结构计算机网络的分类方式有很多种，例如按交换方式分，按拓扑结构分，按地理位置范围分等。常用的计算机网络的基本拓扑结构有：总线形、星形、环形、树形、不规则形和全部互连。总线形结构笔记本IBM兼容机服务器苹果计算机打印机终端电阻计算机网络的结构星型结构笔记本IBM兼容机服务器苹果计算机打印机集线器桌面计算机树型结构笔记本IBM兼容机服务器苹果计算机打印机桌面计算机交换机设备交换机设备交换机设备计算机网络的结构环型结构全部互联笔记本IBM兼容机服务器苹果计算机打印机桌面计算机环网络中任意两节点间都有直接的通道相连，故通信速度快、可靠性高，但建网投资大、灵活性差，主要应用在节点少、可靠性要求高的军事或工业控制的场合。计算机网络的结构不规则形1）点—点通信节点主机E节点主机C节点主机B节点主机D节点主机AIBM兼容机Mac计算机笔记本工作站小型机H3H4H5通信子网H12）广播式通信以太网笔记本IBM兼容机服务器苹果计算机打印机网络的体系结构为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互连的功能划分成定义名确的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务。将这些层、同层次进程通信的协、议以及相邻层接口称为网络体系结构。支持异种机互连支持电话交换线路线、无线和卫星信道等通信介质支持多种业务支持高级人机接口，支持图形输入输出、文字处理、语音的传输等。网络层次网络协议+=网络体系结构开放系统原理——OSI层号层次名称主要功能7应用层与用户应用进程的接口6表示层数据格式的转换5会话层会话的管理和数据传输的同步4传输层从端到端经网络透明地传输报文3网络层分组传输和路由选择2数据链路层在链路上无差错地传送每帧信息1物理层将比特流送到物理介质上传送111物理层•为通信提供物理链路，实现比特流的透明传输•任何比特流都可在这个电路上传送•物理层定义了与传输线以及接口硬件的各种特性，以便建立、维护和拆除物理连接数据链路层•负责在网络中的两个相邻结点间无差错地传送以帧为单位的数据•每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息•负责建立、维持和释放数据链路的连接网络层•选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层•对于一个通信子网，最多只有到网络层为止的最低7层网络层•选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层•对于一个通信子网，最多只有到网络层为止的最低7层运输层•在运输层，信息的传送单位是报文•根据通信子网的特性最佳地利用网络资源，并以可靠和经济的方式，为两个端系统的会话层，建立一条运输连接，以透明地传送报文•该层只存在于端系统之中会话层•不参与具体的数据传输，对数据传输进行管理•会话层在两个互相通信的应用进层之间，建立、组织和协调其交互表示层•主要解决用户信息的语法表示问题•将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，变换为适合于OSI系统内部使用的传送语法•对传送信息加（解）密应用层•OSI中最高层•确定进程之间通信的性质以满足用户的需要•负责用户信息的语义表示，并在两个通信之间进行语义匹配通信协议TCP/IP•传输控制协议（TCP）和网际协议（IP）源于美国的ARPANET网，现成为Internet网的通信协议•目前TCP/IP协议泛指以TCP/IP为基础的一个协议集TCP/IP协议的基本特点•适用于多种异构网络的互连•可靠的端-端协议•与操作系统紧密结合•效率高•对面向连接服务和无连接服务并重•有较好的网络管理功能应用层•OSI中最高层•确定进程之间通信的性质以满足用户的需要•负责用户信息的语义表示，并在两个通信之间进行语义匹配5.2管理信息系统管理信息技术•信息：起计划调节作用的控制信息和反应物质流状态的反馈信息•物质流、信息流、能量流、资金流物质流决定信息流，信息流是物质流的反应，信息流的变化对物质流的状态具有反作用。物质流单项不可逆，信息流是循环流动管理信息系统•物质流、信息流、能量流、资金流生产过程中的物质和能量流动是信息流动的客观表现形式，实现信息集成是现代企业得以生存和发展的必要条件控制信息超前物质流，反馈信息滞后于物质流•目的和任务如何处理好信息流和物质流之间的间隔，是建立MIS的主要目的对信息进行加工处理，使之变成计算机能接受的数据是MIS的主要任务之一数据类型•事务管理数据类型：数字、文字、布尔量•工程数据类型：数据类型复杂工程实体复杂动态变化和周期性变化非结构化超长文本统计分类数据抽象的数据类型——知识规则管理数据规划•信息需求调查分析•企业模型的建立，用户需求识别、定义和规范化处理数据的输入/存储/输出状态分析数据使用频率及相互关系的分析系统功能模型和系统体系结构的建立形成最终总体方案，建立规范化文档数据模型——关系模型•以关系或表的形式进行组织，每个数据库的数据都可划分为多个关系•关系模型通过表格数据模型表示实现两实体间的关系•优点：数据结构简单、直观、理解可直接处理实体间的关系维护检索操作方便数据独立性强对数据的操作更加方便和灵活有严格的数学定义和理论基础分布式数据库技术•分布性：数据库中的数据不是存储在同一场地•逻辑整体性：数据逻辑上是相互联系的，是一个整体分布式数据库需要解决的问题•数据的分割、分布与冗余•分布式查询处理：需要给用户提供一个统一的数据接口，数据的分步使查询处理中一般需要场所间的数据传递，使得并行处理成为可能•分布式并发控制：多个用户同时读写相同数据时必须作出协调；在处理用户的更新操作时，系统要保持冗余副本的一致性•可靠性：保证当系统中某一结点或通信线路失效时，其余部分能正常工作•异构数据库的相联数据库设计•需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计和加载测试了解用户的信息要求和处理要求、所涉及到的数据及数据关系：数据名称、类型、尺寸、约束、输入、输出方式对实体及相互关系进行识别，得到实体关系图根据实体关系图赋予各实体及其关系的具体属性，再确定所有属性类型及取值范围，设计基本表的主键和外键加载数据测试整个数据的录入、修改、处理、查询和输出管理信息系统开发•生命周期法：可行性研究和总体规划；需求分析与概要设计；详细设计；实现和测试系统；运行、维护和评价•原型法：询问用户要求，根据用户回答进行修改完善•开发信息管理系统的必要工作1、构建数据模型2、系统体系结构建立3、系统功能模型建立4、关键技术分析