第3章_MIS的技术基础

第三章MIS的技术基础 内蒙古农业大学经济管理学院郭晓燕 第三章MIS的技术基础 第一节计算机系统第二节通信与网络第三节数据处理技术 一 计算机的发展二 计算机的特点及应用三 计算机硬件四 计算机软件五 计算机的工作过程 第一节计算机系统 1 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 一 计算机的发展 2 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 秒第四代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的发展方向巨型化 微型化 网络化 智能化 多媒体化 一 计算机的发展 1 计算机的特点 1 运算速度快 浪潮的 天梭 系列高性能计算机 其运算速度已达到1 0752万亿次 秒 2 存储容量大 计算机的存储量大是计算机区别于其他计算工具的重要特征 3 通用性强 通用性是计算机能够应用于各种领域的基础 任何复杂的任务都可以分解为大量的基本的算术运算和逻辑操作 4 工作自动化 计算机内部的操作运算是根据预先编制的程序自动控制执行的 5 精确性高 计算机的可靠性很高 差错率极低 一般来讲只在那些人工介入的地方才有可能发生错误 二 计算机的特点及应用 2 计算机的应用科学计算密码破译 天气预报 地质勘探 卫星轨道计算过程控制机器人以及各种自动化装备 温度调节 阀门控制辅助设计 分析 制造 教学机械CAD 建筑CAD CAE CAM CAI数据处理数据库管理 企业信息管理 统计汇总 办公自动化智能模拟人工智能 专家系统 自学习 返回 二 计算机的特点及应用 三 计算机硬件 系统结构 三 计算机硬件系统硬件指的是计算机系统中由电子 机械和光电元件等组成的各种计算机部件和计算机设备 这些部件和设备依据计算机系统结构的要求 构成一个有机整体 称为计算机硬件系统 未配置任何软件的计算机叫裸机 它是计算机完成工作的物质基础 1 输入设备 主要功能是把原始数据和处理这些数据的程序转换为计算机能够识别的二进制代码 通过输入接口输入到计算机的存储器中 供CPU调用和处理 常用的输入设备有 鼠标器 键盘 扫描仪 数字化仪 数码摄像机 条形码阅读器 数码相机 A D转换器等 2 运算器 负责对信息进行加工和运算 它的速度决定了计算机的运算速度 参加运算的数 称为操作数 由控制器指示从存储器或寄存器中取出到运算器 3 控制器 是整个计算机系统的控制中心 它指挥计算机各部分协调工作 保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理 4 存储器 是具有 记忆 功能的设备 由具有两种稳定状态的物理器件 也称为记忆元件 来存储信息 5 输出设备 是指从计算机中输出信息的设备 其功能是将计算机处理的数据 计算结果等内部信息转换成人们习惯接受的信息形式 如字符 图形 声音等 然后将其输出 在计算机系统中 软件是相对于硬件而言的另一类必不可少的组成部件软件包括了使计算机运行所需要的各种程序及其有关的资料 承担着为计算机运行服务的全部技术支持只有硬件的裸机甚至不可能启动运行 必须要有软件的支持 计算机才能去实现与完成应用任务和从事信息处理 四 计算机软件系统 系统软件 应用软件 四 计算机软件系统 操作系统 是计算机最基本 最重要的软件包 它控制CPU的操作 控制计算机系统的输入 输出 资源分配 为应用程序提供各种服务与接口操作系统版本 单机操作系统 Windows98 WindowsXP 网络操作系统 Windows2000 WindowsNT Unix Linux NovellNetware 四 计算机软件 系统软件1 Linux操作系统类似于UNIX 可用于服务器 可靠性高 可扩展性强 跨系统移植性好 设计精简 适用于各类计算机 PDA 电器等 Linux可免费下载 代码公开 可按需修改 是Windows的替代品 企业用户数不断上升 Linux会成为主流吗 一些专家认为大企业仍然适应Windows 四 计算机软件 系统软件2 数据库管理系统 DatabaseManagementSystem DBMS 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数据库管理系统产品 Oracle DB2 Sybase SQLServer 四 计算机软件 系统软件3 通用应用软件 指某些具有通用信息处理功能的商品化软件 它的特点是通用性 因此可以被许多类似应用需求的用户所使用 它所提供的功能往往可以由用户通过选择 设置和调配来满足用户的特定需求 典型的通用应用软件 文字处理软件MicrosoftWord 电子表格软件MicrosoftExcel Lotus1 2 3 报告图形软件 Microsoftppt LotusFreelanceGraphics电子邮件软件 MicrosoftOutlook网络浏览软件 InternetExplorer NetscapeNavigator群件 LotusNotes Communicator InternetExplorer等 四 计算机软件 应用软件1 专用应用软件 满足用户特定要求的应用软件 因为某些情况下 用户对数据处理的功能需求存在很大的差异性 通用软件不能满足要求时 此时需要由专业人士采取单独开发的方法 为用户开发具有特定要求的专门应用软件典型的专用应用软件 企业管理软件 会计处理系统 销售管理系统 人力资源管理系统企业系统软件 ERP CRM e Business 分析决策软件 DSS ESS KMS 其他应用软件 CAD CAM GIS CIMS等 四 计算机软件 应用软件2 五 计算机的工作过程 计算机内部在软 硬件的配合之下有序的从事相应的工作 主要分为 1 控制器控制输入设备或外存储器将数据和程序输入到内存储器 2 在控制器指挥下 从内存储器取出指令送入控制器 3 控制器分析指令 指挥运算器 存储器 输入输出设备等执行指令规定的操作 4 运算结果由控制器控制送存储器保存或送输出设备输出 5 返回到第二步 继续取下一条指令 如此反复 直到程序结束 一 计算机网络产生与发展二 计算机网络系统的定义与功能三 计算机网络的组成四 计算机网络的分类网络标准与协议数据通信基础 第二节通信与网络技术 如今所有组织都在努力运用数据通信和计算机网络技术 在公司员工中达成信息共享与信息沟通 有些公司利用数据通信和计算机网络技术打破组织边界 与分布在世界各地的顾客 供应商 分销商 零售商联系在一起 一 计算机网络产生与发展 一 计算机网络产生与发展 通信技术是信息技术的一个重要组成部分 数据通信是20世纪50年代后期随着电子计算机的广泛应用而发展起来的 在1946年世界第一台数字计算机问世后的几年里 计算机和通信并没有什么关系 后来 人们开始使用收发器将地理位置较远处的穿孔卡片上的资料从电话线路上传至计算机 而计算机的计算结果又可从电话线路传至远地用户终端显示出来 计算机与通信的结合就这样开始了 计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合的产物 计算机网络的发展大致经历了如下四个阶段 一 计算机网络产生与发展 第一阶段远程终端联机系统 这种系统除了一台主机 其余终端都不具备自主处理的功能 第二阶段计算机网络是由多个主机互联而成的多处理中心的网络系统 它兴起于20世纪60年代中期 这个时代的计算机网络中的多个主计算机都是具有自主处理能力的 它们之间不存在主从关系 它们之间交换资料 共享更多资源 更好地为用户服务 第三阶段是网络体系结构标准化阶段 20世纪70年代中后期国际上各种广域网 局域网与公用分组交换网发展十分迅速 各计算机生产厂商纷纷发展各自的计算机网络系统 随之而来的是网络体系结构与网络协议的国际标准化问题 第四阶段计算机网络是网络互联飞速发展的时代 一 计算机网络产生与发展 1 定义 凡是地理位置不同 并具有独立功能的多个计算机系统 通过通信设备和线路相互连接起来 并且配以功能完善的网络软件 网络通信协议 信息交换方式 网络操作系统 实现数据通信和网络资源共享的系统 称为计算机网络系统 二 计算机网络定义与功能 2 计算机网络的功能计算机网络的功能因网络规模的大小和设计目的不同往往有较大差异 归纳起来有如下几方面 1 信息快速传输与集中处理数据传输和数据通信是计算机网络的基本功能之一 用以实现计算机与终端或计算机与计算机之间传送各种信息 利用这一功能 能将地理位置分散的各个部门和生产单位 通过计算机网络连接起来 进行集中的管理和控制 2 资源共享计算机资源主要指计算机的硬件 软件和资料资源 共享资源是组建计算机网络的主要目的之一 计算机的许多资源是非常昂贵的 如某些特殊的外部设备 大型的应用软件和数据库等 当组建网络后 网络用户就可以共同分享分散在不同地理位置的计算机的各种硬件 软件资源和数据库 为用户提供了极大的方便 3 平衡负荷及分布处理当网络中某个主机系统负荷过重时 可以将某些工作通过网络传送到其它主机去处理 既缓解了某些机器的过重负荷 又提高了负荷较小的机器的利用率 4 综合信息服务在当今的信息化社会中 通过计算机网络向社会提供各种经济信息 科技情报和咨询服务已相当普及 目前正在发展的综合服务数字网可提供文字 数字 图形 图像 语音等多种信息传输 给你发E mail 打印文件mail 共享资源 实现数据传输 分布式数据处理 我的东西丢失了 提高可靠性 没关系 计算机网络的功能 CCP H T 三 计算机网络组成 资源子网 负责全网的数据处理及向网络用户提供网络资源及网络服务等 一般由主计算机系统 终端 各种硬件和软件资源和数据资源通信子网 为资源子网提供信息传送服务 是支持资源子网上用户之间相互通信的基本环境 一般由通信控制器 集线器 调制解调器 网络通信媒体等组成 一 计算机网络概论 网络组成2 四 计算机网络概论 网络分类 按网络覆盖的地理范围可分为 局域网LAN localareanetwork 是一种较小地理范围内 如一个工厂 一个校园 一幢大楼等 内的计算机或资料终端设备连接在一起的通信网路 它信号传输速度快 网络的建设费用低 适合于中小型单位的计算机联网 一般为单一组织所拥有和使用 广域网WAN wideareanetwork 是一种远距离的计算机网络 也可称为远程网 它的覆盖范围从几十公里到几千乃至上万公里 各地政府机关之间的网络 跨国企业连接各地分公司的网络 证券业的加值网络等 均属于广域网 最大的广域网就是国际互联网 Internet 它利用网络互联技术和设备 将世界各地的各种网络互联起来 并允许它们按一定的标准互相交流 从而把全世界的计算机网络联成一片 连上互联网的每一台计算机都可以互相沟通 交换信息及共享信息 城域网 MetropolitanAreaNetwork MAN 介于局域网和广域网之间 其作用范围一般为一个城市 可以满足地理区域5km 10km范围内企事业单位联网的需求 一 数据处理的概念和发展阶段 数据是一种重要的资源 数据管理是信息管理的一部分 如果没有数据及处理数据的能力 组织就无法成功地完成大部分的业务活动 一 数据处理的概念数据处理指把来自科学研究 生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据 用一定的设备和手段 按一定的使用要求 加工成另一种形式的数据 第三节数据处理技术 二 数据处理的目的1 把数据转换成便于观察分析 传送或进一步处理的形式 2 从大量的原始数据中抽取 推导出对人们有价值的信息以作为行动和决策的依据 3 利用计算机科学地保存和管理已经过处理 如校验 整理等 的大量数据 以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源 一 数据处理的概念和发展阶段 三 数据处理的基本内容1 数据收集2 数据转换3 数据的筛选 分组和排序4 数据的组织5 数据的运算 指算术运算和逻辑运算6 数据存储7 数据检索8 数据输出 一 数据处理的概念和发展阶段 四 数据处理的发展阶段1 简单应用 无数据管理及完全分散的手工方式 2 文件系统 有了面向应用的数据管理功能 工作方式是分散的非手工的 3 数据库系统 解决多用户 多应用的共享数据要求 数据与应用程序独立 一 数据处理的概念和发展阶段 逻辑数据元素之间的关系 学生数据库 学生情况文件 学生成绩文件 记录 数据项 一 数据库系统的产生和构成1 产生数据库系统的出现是管理信息系统应用的一个里程牌 它使得信息管理应用从以科学理论为主转向以数据处理为主 并从而使信息管理得以在各行各业乃至家庭普遍使用 数据库系统是指组织 存取和维护大量数据的人 机管理系统 2 构成计算机系统数据库数据库管理系统 DBMS 是一个负责数据库管理和维护的软件系统 通常包括数据定义语言及其编译程序 数据操纵语言及其编译程序以及数据管理例行程序等一组软件 人员 数据库管理员 系统程序员 用户 二 数据库系统 按用户的观点对数据和信息建模 常常首先将现实世界的客观对象抽象为某一种不依赖于计算机系统和某一个DBMS的信息结构即概念模型 然后再把概念模型转换为计算机上某一DBMS支持的数据模型 如E R模型 二 数据库设计的主要内容 铁路售票系统应用Sybase数据库成功案例中国拥有总里程超过五万公里的铁路线 是世界上最大的铁路运输网之一 而铁路客运服务在其中又占有非常重要的地位 其中有5000多个车站承办客运业务 日开列车2000多列 为了在日益加剧的客户运输服务竞争中确保优势 改善铁路客户的服务质量 铁道部门一直在努力寻找提高竞争力 改善服务的新途径 但中国铁路客票系统有着自己的特殊性 主要表现在以下几点 1 规模庞大 如前所述 中国铁路有5000多个车站承办客运业务 日开行旅客列车2000多列 系统建成后将有几万个窗口机需要联网 每年客运量大于10亿人次 最高日发售客票高达400万张之多 可以说没有任何一个国家的铁路客票系统具有如此庞大的规模 2 实时性强 中国铁路客票发售量不但大 而且热线车票和售票时间较为集中 在售票高峰时 将会同时产生4000 5000个座席申请 其中有相当数量是对同一时间 同一车次 相同座席的请求 为保证响应速度 对网络时延的要求非常高 计算机处理一张票的总时间一般应小于7秒 其中网络通信时延要在2秒以内 3 票务管理复杂 中国是一个发展中国家 人口众多 铁路旅客运输是主要的交通运输方式 从整体上讲 客票的发售和预订在数量上是供不应求 因此 每一张客票均要精确地确定座席 并且是当日当次有效 加上票种繁多 票价复杂 票额预分 座席复用和规章众多等等 给数据组织和数据库管理增加很多约束条件和困难 而国外发达国家由于铁路运输能力是供远大于求 其主要客流集中在市郊和地铁 客运管理简单 对系统功能要求不高 除部分国家在预约客票中考虑了座席外 大量的售票业务都不必处理座席信息 其系统开发的难度则比中国小得多 4 多级网络结构 由于国外系统起步较早 且通信发达 大多数采用集中处理的主机 终端方式 而我国幅员辽阔 通信条件差别较大 根据实际情况 将采用近代发展的集中与分布相结合的客户机 服务器体系结构 这对大规模信息系统的应用也是探索和创新 5 管理体制改革 中国铁路部门在长期的手工作业过程中 为解决运量与运能的矛盾 建立了一整套严格的行之有效的客票发售组织与管理制度 但在很大程度上并不适应现代技术和新系统的运用 这在系统建设过程中将要有所打破 有所创新 有所改革 也增加了系统开发的难度 2 系统目标中国铁路客票发售和预订系统的最终目标是建立一个覆盖全国铁路的计算机售票网络 实现客票管理和发售工作现代化 从而方便旅客购票和旅行 提高铁路客运经营水平和服务质量 达到国际先进水平 成为世界上规模最大的铁路客票发售和预订系统 具体目标如下 实现全路快车营业站计算机联网售票 以机器代替人工作业 以软票替代常备客票 在任一售票窗口可发售任意方向和任意车次的客票 最大限度地为旅客提供方便 系统可预订 预售和发售当日客票 具有售返程 联程等异地购票功能 系统预售期近期为10天 远期为30天 预订期近期为2个月 远期为半年 实现票额 座席 制票 计费 结算 统计等工作的计算机管理 逐步形成统一的客票信息源 实现信息共享 加强客票信息管理与分析 提高座席利用率 为铁路客运组织与管理工作提供辅助决策支持 3 总体结构客票发售和预订系统