第章管理信息系统的技术基础PPT课件

第一节信息技术概述第二节数据处理第三节数据库技术第四节计算机网络 第三章管理信息系统的技术基础 教学目的 教学重点与难点 让学生了解管理信息系统开发过程中用到的一些技术基础 包括数据结构 数据库 计算机网络方面的知识 数据处理数据库技术计算机网络 第一节信息技术概述 1 计算机硬件技术 文字处理 数学计算 决策 通信 工程 教育 娱乐等领域 2 计算机软件技术 操作系统 数据库管理系统 应用软件 3 数据通信技术 通信线路 通信协议 第二节数据处理 1 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 1 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 2 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 2 数据组织 数据结构是计算机信息处理中的一个重要概念 包括数据的存储结构及结构上的运算或操作 包括 1 数据结构 逻辑结构 数据间的逻辑关系 逻辑结构包括两大类 线性结构和非线性结构 线性表 栈 队列及串为线性结构 而树和图则为非线性结构 物理结构 又称存贮结构 指数据元素在计算机存贮器中的存储方式 存储方式一般有四种 顺序存储 链接存储 索引存储及散列存储 映象 对于给定的逻辑结构需要寻找一种对应的存储结构 以便在计算机中存储 通常把这种对应关系称为映象 指针与链 在数据结构中 表征某一数据结构特点及其连接方式的基本单位称为结构的结点 Node 一个结点通常有几个域 用来存放与结点有关的信息 存放结点本身信息的域称为数据域 存放结点与其他结点关系信息的域 称为指针域或链域 其中存放有与结点有关的结点的地址称为指针 若干带指针的结点组成的集合 称为链 结点的结构如下图 线性表 线性表是指数据的结构形式本质上是一维的线性关系 其中的每个结点都是同一类型的数据结构 线性表的顺序存贮 线性表的结点按逻辑次序依次存放在一组连续的存贮单元里 用这种方法存储的线性表称为顺序表 对于顺序表 若开始结点的存放位置为LOC k1 每个结点占用空间大小为L 则第i个结点ki的存放位置可由下式直接计算得到LOC ki LOC k1 L i 1 顺序表对于任何一个结点的检索都很方便 线性表的插入与删除 要在线性表中插入一个元素 由于插入后的线性表仍要求有序 必须将插入位置以后的元素依次向后移动一个单元 同样 若要删除元素 则需把后面的元素依次向前移动一个单元 链表 链接方式存储的线性表称为链表 链表结构在每个结点设有链指针 用来指示下一个结点的位置 结点本身则可以存放在任意一组存贮单元中 这些存贮单元可以是连续的 也可以是分散的 结点之间的逻辑关系由指针表示 在链表的插入和删除操作中 只需改变前后结点的指针 而不需要进行大量的数据移动 链表的插入与删除 单链表 在每个节点上有一个指针项 指向该节点的后继节点 如果节点无后继 则指针项的值为空 每个链表存在一个链表首指针 指向链表的第一个元素 对单链表而言主要的操作有插入 删除和查找元素 单链表的插入算法 在插入点之后插入一个节点 1 找到插入点 2 得到新节点并赋值 header P 3 修改指针项IQ 指针指针IIP 指针 Q 单链表的删除算法 在删除点之后删除一个节点 1 找到删除点 2 修改指针项P 指针指针 指针 双向链表 在每个节点上有两个指针项 一个指向该节点的后继节点 另一个指向该节点的前驱节点 每个链表存在一个链表首指针 指向链表的第一个元素 对双向链表而言主要的操作有插入 删除和查找元素 双向链表的插入算法 在插入点之后插入一个节点 1 找到插入点 2 得到新节点并赋值 3 修改指针项Q rlinkrlink Q llinkrlink llink P rlink llinkrlink Q 双向链表的删除算法 1 找到删除节点 2 修改指针项P rlink llinkllink P llink rlinkrlink 树 树是结点之间有分支的 层次关系的结构 类似于自然界中的树 是最重要的一类非线性结构 每一个节点最多只能有一个前驱节点的数据结构 节点的度 节点的后继数量 树的度 树中最大度节点的度数 树的基本操作有增加 删除节点 遍历等 把数据按某种数据结构组织起来存放在外部设备上 就构成数据文件 2 数据文件 记录在文件中的位置与记录进入文件的时序直接相关 记录连续存放 文件结构紧凑 空间节省 记录的查询必须顺序进行 查找时间慢 在文件中插入或删除一个记录时 该记录的后续记录的存放位置被更改 当文件过于庞大时 需要耗费大量的系统时间 处理效率不高 在顺序文件的基础上增添一个索引表 索引表按关键字排序 并标注记录在文件中的位置 以提高记录的检索速度 第三节数据库技术 1 数据库系统的概念与构成 1 数据库系统的概念 类似于一个文件是相关记录的集合 一个数据库是相关文件的集合 数据库系统的出现是为了解决文件系统的弊端 文件系统的最大弊端是数据文件的共享性差 在文件系统环境中 每个应用程序通常都是为某个特定的操作而写的 甚至可能是由不同的程序员用不同的语言编写的 因此 每个文件的记录往往被设计成只适合某个应用程序 如果其他应用程序不年此种记录格式进行设计的话 它就不可能读取这些记录 因此一个企业的若干应用系统中存在大量的数据文件 这些文件中包含有大量的重复数据 这种情况称为数据冗余 2 数据库系统的构成 3 数据库管理系统 一个数据库管理系统 DBMS 是一系列软件程序的集合 它一般具有以下功能 在数据库管理系统中 应用程序不能直接从存储介质获得所需的数据 它必须先将请求提交给DBMS 由DBMS负责从存储介质检索数据并提供给应用程序使用 因此 一个数据库管理系统是应用程序与数据间的接口 2 数据库的类型 以树状结构描述数据 最常用的层次型数据库是IBM的IMS InformationManagementSystem 它把每个记录中的数据元素组成一个个记录块叫做节点 对于用户来说 每个记录就象一个组织图 最上层的节点叫根节点 上下层的节点以父 子逻辑关系关联 父节点可以有多个子节点 而子节点只能有一个父节点 1 层次型数据库 是层次型数据库的变种 实际上 数据库为了优化数据处理 既可以从层次变为网状 也可以从网状变为层次 层次结构描述的是一对多的关系 而网络结构描述的是多对多的关系 2 网络型数据库 将数据库中所有数据以二维表 称为关系 的形式来表示 表 Table 看起来类似于一个文件 多个文件中的信息很容易地提取和合并 3 关系型数据库 下图列出的是供应商表 零件表 订货表 在每一个表中 每行表示一个记录 每列表示一个字段 用户经常需要用多个相关联的表中的信息来生成报表 而这一点恰好是关系型数据库的威力所在 即它可以将任何一个表与另一个表关联起来 前提是两个表要有共同的数据项 关系数据库模型 3 数据模型 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 1 概念模型 概念模型是按用户观点对数据和信息的建模 2 E R模型 进销存系统数据库逻辑模型 部分 3 数据模型 数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述 在数据库系统中 对现实世界中数据的抽象 描述以及处理等都是通过数据模型来实现的 数据模型在数据库系统设计中是用来提供信息表示和操作手段的形式构架 是数据库系统实现的基础 目前 主要的数据模型是关系模型 RelationalModel 关系模型 每一个关系为一张二维表 相当于一个文件 实体间的联系均通过关系进行描述 下表用m行n列的二维表表示了具有n元组 n Tuple 的 付款 关系 每一行即一个n元组 相当于一个记录 用来描述一个实体 E R模型到关系模型的转换实例 零件 零件号 零件名 规格 组成 零件号 子零件号 数量 仓库 仓库号 仓库名 地址 商店 商店号 商店名 商品 商品号 商品名 进货 商店号 商品名 仓库号 日期 数量 4 关系的范式化 关系必须是规范化的关系 满足一定的约束条件 称为范式 NormalForm 关系模式规范化分析 设车间考核职工完成生产定额关系W W 日期 工号 姓名 工种 定额 超额 车间 车间主任 1NF 消除非主属性对码的部分函数依赖消除决定属性2NF集非码的非平 消除非主属性对码的传递函数依赖凡函数依赖3NF 消除主属性对码的部分和传递函数依赖BCNF 消除非平凡且非函数依赖的多值依赖4NF 关系模式规范化的基本步骤 5 数据库操作 数据库操作主要有基本表的建立与删除 数据查询及更改等 一般使用关系数据库标准语言 结构化查询语言SQL StructuredQueryLanguage 来完成上述操作 如 SQL的核心语句是数据库查询语句 一般格式为 SELECTFROM WHERE GROUPBY ORDERBY ASC DESC 其功能是根据WHERE子句中的条件表达式 从指定表中找出满足条件的元组 1 基本表的创建 基本表S S SNAME AGE SEX 可用下列语句创建 2 基本表的修改和撤销 在基本表S中增加一个地址 ADDRESS 列 可用下列语句 在基本表S中删除年龄 AGE 列 可用下列语句 在基本表S中S 的长度修改为6 可用下列语句 撤销语句的句法如下 3 索引的创建和撤销 创建索引可用 CREATEINDEX 语句实现 可用下列语句 当索引不需要时 可以用 DROPINDEX 语句撤销 其句法如下 4 SQL的数据查询 对教学数据库的基本表S SC C中数据进行查询和计算 统计每一年龄选修课程的学生人数SELECTAGE COUNT DISTINCTS S FROMS SCWHERES S SC S GROUPBYAGE 由于要统计每一个年龄的学生人数 因此要把满足WHERE子句中条件的查询结果按年龄分组 在每一组中的学生年龄相同 此时的SELECT子句应对每一组分开进行操作 在每一组中 年龄只有一个值 统计的人数是这一组中的学生人数 对教学数据库的基本表S SC C中数据进行查询和计算 求基本表S中男同学的每一年龄组 超过50人 有多少人 要求查询结果按人数升序排列 人数相同按年龄降序排列 SELECTAGE COUNT S FROMSWHERESEX M GROUPBYAGEHAVINGCOUNT 50ORDERBY2 AGEDESC 5 数据更新 6 数据库保护 数据库中数据的共享是在DBMS统一的严格的控制之下的共享 即只允许有合法使用权限的用户访问允许他存取的数据 数据库的安全性是指保护数据库 防止因用户非法使用数据库造成数据泄露 更改或破坏 7 数据资源管理技术的发展趋势 1 多媒体 超媒体数据库将多媒体信息直接存放于数据库中 2 分布式数据库数据库的分散存放与集中管理的结合 3 多维数据分析提供在线分析处理 OLAP 工具 用户可以从多个角度来归集数据信息 4 面向对象的数据库将对象作为一个基本数据项保存在数据库中 第四节计算机网络 1 计算机网络的概念与分类 1 定义 计算机网络是用通信介质把分布在不同地理位置的计算机和其它网络设备连接起来 实现信息互通和资源共享的系统 网络介质数据传输的物理通道 有同轴电缆 双绞线 光纤 微波 卫星信道等 协议网络设备间进行通信的一组约定 如TCP IP IEEE802 3 802 4 FDDI ATM等 网络协议具体规定了设备间通信的电气性能 数据组织方式等 节点网络中某分支的端点或网络中若干条分支的公共汇交点 链路是指两个相邻节点之间的通信线路 相关概念 网络拓扑结构是指网络的链路和节点在地理上所形成的几何构形 计算机网络从功能上可分为两部分 资源子网和通信子网 2 网络拓扑结构 点 网络中的具体设备 如工作站 服务器等 线 网络中的电缆等通信媒体 局域网 LAN 传输距离0 1 10km 传送速率在1Mbps 10Mbps 广域网 WAN 相距较远的局域网经由公共电信网络互联而成 数据传输速率一般在1 2kbps 1 554Mbps 传输距离可遍及全球 Internet 因特网 是国际最大的互联网 Internet已形成覆盖全球的网络 成为远程网的代名词 我国的CHINANET CERNET等都是该网的一部分 综合业务数字网 ISDN 综合业务数字网是一种能在一个网络内传送多种业务信息的网络 包括数据 图像 语音 文字等 能够满足一个单位日常业务中网络应用的需要 3 计算机网络的分类 2 局域网技术 1 网络体系结构 管理网络资源的软件 2 网络操作系统 以太网 令牌环网 快速以太网 FDDI ATM 3 几种典型的局域网 3 网际互联 INTERNET技术 网际互联即通过主干网络把不同标准 不同