管理信息系统的技术基础

第二章 管理信息系统的技术基础,一、计算机系统的组成,第一节 计算机系统,控制器,寄存器,中央处理器,随机存储器（RAM）,只读存储器（ROM）,输入设备：键盘、鼠标、光笔、扫描仪等,输出设备：显示器、打印机、绘图仪等,外存设备：磁带、磁盘（软、硬盘）、光盘等,通信设备：网卡、调制解调器等,系统软件：操作系统、程序设计语言、数据库管理系统等,软件系统,应用软件：各种应用程序包等,外部设备,内存,主机,硬件系统,计算机系统,运算器,第二章 管理信息系统的技术基础,二、计算机硬件的基本组成 1、计算机的产生 1945年, 美国数学家冯诺依曼博士发表电子计算工具逻辑设计论文，提出二进制表达方式和存储程序控制计算机构想。 1946年, 美国宾西法尼亚大学研制成功电子数字计算机 ENIAC。重28吨，耗电150kW，占地170平米，用电子管18800个，每秒5000次加法。,第一节 计算机系统,第一节信息技术概述,ENIAC (1946),第一节信息技术概述,第一节信息技术概述,2、电子计算机的发展简史 第一代 电子管时代(1946-1958) 耗电高，体积大，定点计算，机器语言，汇编语言 第二代 晶体管时代(1958-1965) 变集中处理为分级处理，浮点运算、高级语言 第三代 中小规模集成电路时代(1965-1970) 存储容量大，运算速度快，几十至几百万次/秒,第一节信息技术概述,第四代 大规模和超大规模集成电路时代(1971至今) 向大型机和微型机两个方向发展 现代计算机发展方向 巨型化，微型化，网络化，智能化，多媒体化,第一节信息技术概述,3、计算机的六大分类 巨型机 世界几家公司生产，最快1.4万亿次，9千个CPU组成。Cray-1,Cray-2,Cray-3,国产银河I, 银河II, 银河III。 小巨型机 功能同巨型机相近，价格相对便宜，发展十分迅速。美国Convex公司的C系列机为其代表产品。 大型机 大中型企事业单位作为计算中心的主机使用，统一调度主机资源。代表产品有IBM360，370，4300等,第一节信息技术概述,小型机 可以满足部门性的需求，供小型企事业单位使用，典型产品有IBM-AS/400，DEC-VAX系列等 工作站 用于特殊的专业领域，例如图象处理和辅助设计等。 典型产品有HP-APOLLO，SUN工作站等 微型机 个人或家庭使用，PC机/个人计算机，价格低廉,第一节信息技术概述,4、计算机硬件设备 硬件设备是计算机物理设备的总称，通常指电子的、机械的、磁性的或光的元器件或装置。（1）中央处理器（Central Processing Unit, CPU） CPU是系统最主要的部件，它由运算器和控制器两个主要部分组成。 运算器：运算器是计算机对数据进行加工处理的部件。主要用于完成算术运算和逻辑运算。 控制器：是计算机的核心部件，负责控制计算机各部件协调工作。它按照主频的节拍发出各种控制信息，以指挥整个计算机工作。 CPU运算速度是决定计算机系统性能的重要指标,（2）存储器（memory） 存储器具有记忆功能，用来保存数据、程序和运算结果。分为主存储器和辅助存储两类： 主存储器（Read Only Memory, ROM）：计算机运行过程中用来存储数据和程序指令的。计算机的主存储器主要是由半导体存储器组成。 辅助存储器：辅助存储器又称外部存储器，简称外存，用于数据和程序的长久保存。常用的辅助存储器有：磁盘（带）、光盘、移动硬盘、闪存存储器：USB FLASH盘（又称优盘和闪盘） （3）输入设备 计算机键盘（Keyboard）、鼠标器(Mouse)； 图文扫描 仪、条形码阅读器； 触摸屏、手写体输入 设备、语音输入设备； 磁盘（带）。,第一节信息技术概述,（4）输出设备 显示器 打印机（针式/激光/喷墨） 绘图仪语音合成与输出设备 （5）其他设备 例如：机箱、主板、系统功能扩展卡（声卡、显卡、网卡等）、光驱等。,第一节 信息技术概述,第一节 信息技术概述,三、计算机软件,系统软件（System Software）是指对整个计算机系统进行管理、调度、监控和维护的软件，是为其他程序提供服务的程序集合。其主要作用是管理的控制计算机系统的各个部分，使之协调运行，并为各种数据处理提供基础功能； 应用软件（Application Software）应用软件是直接面向用户、为用户服务，是为解决各类应用问题而编写的程序。系统软件和应用软件还可以进一步分为若干个类别。,第一节 信息技术概述,1、操作系统软件（Operation System，OS） 操作系统软件用于管理计算机中的CPU、存储器、通信联接以及各种外部设备等所有系统资源的程序，其主要作用是管理的控制计算机系统的各个部分，使之协调运行，并为各种数据处理提供基础功能。 操作系统具备两大功能： 系统资源的管理者、用户与计算机之间的接口 操作系统软件的版本： 单机版：WindowsXP、Windows2000、Linux、Unix 网络版：Novell、Windows NT.,第一节 信息技术概述,2、语言处理系统 汇编程序 解释程序 编译程序 3、数据库管理系统（Database Management System，DBMS） 数据库管理软件是专门对数据记录进行综合管理的软件，以数据文件结构的定义、数据记录的更新、数据记录的查询以及对数据记录的各种运算提供全面的支持。,第一节 信息技术概述,4、应用软件 应用软件是直接面向最终用户的具体应用软件。以操作系统为基础，用程序设计语言编写，或用数据库管理系统构造，用于满足用户的各种具体要求。 通用应用软件： 专用应用软件：,通用应用软件：Microsoft Office 、用友财务软件,专用应用软件：为某公司定制的人力资源管理信息系统,第一节 信息技术概述,第二节 计算机网络技术基础,一、计算机网络的概念 （一）计算机网络的概念 （二）计算机网络的基本组成 计算机系统 通信线路和通信设备 网络协议 网络软件 （三）计算机网络的分类,第二节 计算机网络技术基础,二、局域网技术 （一）局域网的拓扑结构 总线型结构 星型结构 环型结构 树型结构 网状结构与混合型结构 （二）网络传输介质,第二节 计算机网络技术基础,三、网络连接器件和设备 网卡NIC 中继器 集线器 网桥 路由器 网关 交换机,第二节 计算机网络技术基础,四、Internet和Intranet Internet Intranet Intranet一词来源于Intra和Network，可以把Intranet理解为企业内部的Internet，一般称为企业内部网。除了具有Internet已有的各种功能之外， Intranet最重要的特点是网络安全功能和企业多种应用信息系统的功能。 Extranet,第三节 数据库技术基础,一、数据库技术概述 （一）数据库的几个基本概念,数据,数据处理,数据库,数据库管理系统,数据库 系统,计算机系统,用户,第三节 数据库技术基础,数据库系统是由计算机系统、数据库、数据库管理系统和用户组成 、计算机系统：只用于数据库管理的计算机硬、软件系统 、数据库：数据库既有存放实际数据的物理数据库，也有存放数据逻辑结构的描述数据库 、数据库管理系统(DBMS): 数据库管理系统是一组对数据库进行管理的软件。,第三节 数据库技术,功能： （1）数据定义 （2）数据操纵 （3）数据库的运行管理 （4）数据库的建立与维护 、用户 （1）数据库管理员 （2）系统程序员 （3）用户。包括应用程序员、专门用户和参数用户,第三节 数据库技术基础,（二）数据库技术的发展 1、人工管理阶段 2、文件系统阶段 3、数据库系统阶段 4、分布式数据库系统阶段,第三节 数据库技术基础,二、数据库模型 数据模型是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式构架。 数据模型主要类型有：层次模型、网状模型和关系模型 关系模型是建立在数学概念的基础上，应用关系代数和关系演算等数学理论处理数据库系统的方法,数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述。目前，在实际数据库系统中支持的数据模型主要有三种:,其中关系模型是三种数据模型中最重要的模型。20世纪80年代以来，计算机系统商推出的数据库管理系统几乎全部是支持关系模型的。,第三节 数据库技术基础,关系数据模型的一种关系,对于关系模型来说，其数据模型就是一系列用二维表示的关系,第三节 数据库技术基础,关系模型中的主要术语 1、关系：一个关系对应于一张二维表 2、元组：表中一行称为一个元组 3、属性：表中一列称为属性，给每列起一个名即为属性名 4、关键字：表中的某个属性组，它的值唯一地表示一个元组 5、主键：表中可能有多个关键字，在应用中被选用的关键字称为主键。 6、域：属性的取值范围 7、外键：若属性集合S存在于关系R1中，但不是关系R1的主键；同时也存在于关系R2中，而且是关系R2的主键，则S是关系R1相对于R2的外键。,在校学生基本情况表,第三节 数据库技术基础,关系模型特点： 1、关系模型的概念单一 2、关系是规范化关系 3、易于理解，操作直接、方便,第三节 数据库技术基础,（二）、关系的规范化理论 规范化理论研究关系模式中各属性之间的依赖关系及其对关系模式性能的影响，探讨关系模式应该具备的性质和设计方法。 范式表示的是关系模式的规范化程度，也即满足某种约束条件的关系模式。 1、第一范式（1NF） 如果一个关系模式中的属性都是单纯的（即不可再分为更小的数据项），则称该模式是属于第一规范型（First Normal Form , 即 1NF ）,第三节 数据库技术基础,不符合第一范式的关系,符合第一范式的关系,第三节 数据库技术基础,2、第二范式 如果一个关系模式属于1NF，并且所有的非关键字都完全地依赖于关键字，则称该关系模式属于第二规范型 , 即2NF,不符合第二范式的关系,是否符合2NF？,第三节 数据库技术基础,学生信息表,学生成绩表,课程信息表,第三节 数据库技术基础,3、第三范式（3NF） 如果一个关系模式属于2NF，而且它的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字，则称该关系模式属于第三规范型（3NF）。,不符合第三范式的关系（符合2NF）,第三节 数据库技术基础,学生信息表,院系信息表,规范化程度越高,三、数据库的操作 数据库操作主要有基本表的建立与删除、数据查询及更新等。 如何使用关系数据库标准语结构化查询语言SQL（Structured Query Language）来完成上述操作。,第三节 数据库技术基础,（一）基本表的建立与删除 建立 建立基本表的语句格式为: CREATE TABLE (列名1 类型 ，列名2类型) 常用的类型有CHAR(字符型)，INT(整型)，NUMERIC(数值型)，DATETIME(日期时间型)等。 修改 修改基本表定义的语句格式为: ALTER TABLE ADD 列名类型 删除 删除基本表的语句为: DROP TABLE ,第三节 数据库技术基础,（二）数据查询 SELETE FROMWHERE ORDER BY ASC/DESC,第三节 数据库技术基础,（三）数据更新 数据修改 (UPDATE) UPDATE语句的一般格式为: UPDATE SET =，= WHERE 数据删除 (DELETE) DELETE语句的一般格式为: DELETE FROM WHERE 数据插入 (INSERT) INSERT语句的一般格式为: INSERT INTO VALUES(， ),第三节 数据库技术基础,举例,1、建立学生情况表XS，表中包括：借书证号，char(8)；姓名，char(8)；专业名，char(12)。,CREATE TABLE XS (借书证号 char(8), 姓名 char(8), 专业名 char(12),2、在XS表中增加一个新字段“借书数”,ALTER TABLE XS ADD 借书数 int,3、在XS表中删除名为 “借书数”的字段,ALTER TABLE XS DROP COLUMN 借书数,举例,4、删除表XS,DROP TABLE XS,5、在XS表中查询专业名为“计算机”的所有数据,SELECT ALL FROM XS WHERE 专业名 = 计算机,6、将XS表中借书证号为2000003的记录的“专业名”字段值改为“计算机”,UPDATE XS SET 专业名 = 计算机 WHERE 借书证号 = 2000003,举例,8、向XS表中插入借书证号为2000003，姓名为“张三”，专业名为“计算机”的行,INSERT INTO XS VALUES (2000003, 张三, 计算机),7、从XS表中删除专业名为“计算机”的行,DELETE FROM XS WHERE 专业名 = 计算机,四、数据库保护 为了保证数据的安全可靠和正确有效，DBMS必须提供统一的数据保护功能，主要包括数据的安全性、完整性、并发控制和数据库恢复等内容。 数据的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、更