讲管理信息系统.ppt

第三章管理信息系统的技术基础,第三章管理信息系统的技术基础,信息技术概述数据处理数据库技术计算机网络,第一节信息技术概述,硬件技术软件技术数据通信技术,计算机的发展趋势,世界上第一台电子计算机诞生于1946年真空电子管计算机（50年代）晶体管计算机（50年代60年代中期）集成电路计算机（60年代中期70年代）大规模集成电路和超大规模集成电路计算机正在进入第五代(生物计算机、量子计算机等等),计算机的组成,软件技术就是研究计算机系统软件、应用软件及其所依赖的基础理论(如数据结构、数据库原理等)和基本方法(如系统开发方法等)。,二计算机软件技术,指为管理、控制和维护计算机及外设，以及提供计算机与用户界面等的软件。,系统软件,指面向用户的、为用户服务的软件。,应用软件,如操作系统(OS)、数据库管理系统(DBMS)、各种语言编译系统等。,如科学计算类软件、数据处理类软件、辅助设计类软件等。,操作系统具备两大功能:,1、系统资源的管理。,2、用户与计算机之间的接口。,WindowsUnix操作系统Linux操作系统OS/2操作系统MacOS,操作系统,三数据通信技术,数据通信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，通过通信线路彼此连接起来，进行数据的传输、交换、存储和处理的设备总称。,发信者,编码,调制,信道,解调,译码,收信者,数据通信系统模型,1、中央处理装置2、终端设备3、通信线路4、调制解调器5、集线器,数据通信系统主要由中央处理装置、终端设备、通信线路及相关设备(如调制解调器、集线器)等三大部分组成。,返回,第二节数据处理,一.数据处理的概念和发展阶段,数据处理的概念数据处理的主要目的数据处理的基本内容数据处理发展阶段1.简单应用2.文件系统3.数据库系统,（一）、概念,按照应用的要求，采用一定的方法和手段对数据进行收集、存储、加工、传输和输出这样一个过程的总称。,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6、数据存储7、数据检索8、数据输出,内容,无数据管理及完全分散的手工方式,无外存或只有磁带外存，输入输出设备简单。,无操作系统，无文件管理系统，无管理数据的软件。,（二）、数据处理的发展阶段,应用程序1,应用程序2,应用程序n,数据组1,数据组2,数据组n,.,.,数据是程序的组成部分，数据不独立。,外存有了很大的发展，输入、输出能力大大加强。,系统软件方面出现了操作系统、文件管理系统和多用户的分时系统,2、文件系统(50年代后期到60年代中期),数据冗余度大。,数据与程序独立性仍不高。,数据管理方面，实现了数据对程序的一定的独立性,数据存取以记录为单位。,60年代后期，计算机在管理中的应用更加广泛，数据量急剧增大，对数据共享的要求越来越迫切；同时，大容量磁盘已经出现，联机实时处理业务增多；软件价格在系统中的比重日益上升，硬件价格大幅下降，编制和维护应用软件所需成本相对增加。,数据库管理系统（DatabaseManagementSystem）,数据库处理系统优点面向全组织的复杂数据结构数据冗余度小，易于扩充数据与程序独立统一的数据控制功能,应用程序1,应用程序2,应用程序3,DBMS,数据库,中央数据库,用户,用户,用户,银行数据库处理系统,客户交易处理,数据库管理系统,核对帐户程序,存款帐目程序,分期贷款程序,客户数据库,.,查询,二数据组织,数据的组织方式及内在联系的表示方式决定着数据处理的效率。,（一）数据结构,数据结构是指数据的存储结构及在此结构上的运算或操作。,数据结构,逻辑结构,物理结构（存储结构）,线行结构：线形表、栈、队列、串,非线行结构：树、图,：顺序存储、链接存储、索引存储、散列存储,（1）指针与链,职工登记表,结点示意图,数据域,指针域,链,Head,链表按照姓名排序的逻辑结构,链表按照姓名排序后的视图,利用指针可以把数据的逻辑结构与物理结构分离开，数据的物理存储位置可以任意安排，而在逻辑上通过指针把他们安排起来。,Head,习题：画出该表按照序列号（NO）排序的链表逻辑结构,(2)线性表,线性表是指数据的结构形式本质上是一唯的线性关系，其中每个结点都是同一类型的数据结构。线性表中每个结点中的元素可以是一个数字、一串字符、或一项记录。线性表的存储方式主要有两种：顺序存储方式。其优点是实施起来很容易、对任何一个结点的检索都很方便，但其缺点是对顺序表进行插入或删除操作时需付出大量的工作量，效率低下。（C语言或VF语言的数组采用顺序存储的方式）链接存储方式。结点任意存储，结点之间通过其指针来表示各自的逻辑关系。在检索时，可以采用折半查找法，能极大提高查找效率。（VF语言中表里的记录就是采用链接存储方式）,（3）树,存在极大数据冗余，如果这当中任何一个数据有误，则导致极大的数据处理量。,工程所需钢材表,钢材表,钢材库存表,经过范式演变后，形成了3个独立的小表，极大地减少了数据冗余，提高了数据的独立性，使得数据处理更加方便易行。可见，树型结构是数据的一种自然的表示方法和高效运算手段。,（二）、数据文件,（1）数据文件的概念数据文件是为了某一特定目的而形成的同类记录的集合。记录是文件中可存取的最小单位，数据项是文件可使用的最小单位。记录中能唯一地标志该记录的数据项称为主键。主键和副键统称为鉴别键。（2）数据文件的组织方式.顺序文件.索引文件.直接存取文件.顺序文件顺序文件即文件中的记录是按照某些关键字排序的文件。顺序文件中，记录的物理次序与连接次序一致。其特点是：存取第i个记录，必须先存取前面的第i-1个记录。插入记录只能加在末尾。顺序文件进行顺序查找的平均长度为（n+1）/2。,顺序文件,文件记录,物理设备,关键字值,相对磁道,.索引文件具有索引表的文件称为索引文件。,索引文件,主文件,索引表,数据记录区,索引区,记录原始信息,记录关键字+记录地址,组成,映射,加工,包含表示逻辑记录和物理记录之间对应关系的索引表以及文件数据区两大部分的文件称为索引文件。,索引非顺序文件,索引顺序文件,查找表,索引表,数据文件,.直接存取文件（散列文件）,直接地址法。直接把存放某一记录的地址作为该记录的鉴别键的值。相对键法。调用一个算法过程对记录的键号进行计算，求出相应的记录地址。杂凑法。,（3）数据文件的操作,（3）数据文件的操作,数据文件的建立数据文件的排序数据文件的合并数据文件的更新合并检索,第三节数据库技术,数据库系统的产生和构成实体关系模型（E-R）模型数据模型关系数据库的规范化,一、数据库系统的产生和构成,DataManagement,数据库系统的构成,计算机硬件和软件系统数据库（Database)：结构化的相关数据的集合数据库管理系统（DBMS）：DBMS是在操作系统支持下工作的管理数据库的软件，是整个系统的核心，负责对数据库中数据的统一管理。人员：数据库管理员、系统程序员、用户,三个不同世界术语客观世界信息世界数据世界组织（事物及其联系）实体及其联系数据库（概念型）事物类（总体）实体集文件事物（对象、个体）实体记录特征（性质）属性数据项,实体及其联系,概念模型,ER图,二、数据库设计的主要内容,数据模型,信息的转换,客观事物类：事物相关性质集合,人,实体实体集合及实体联系相关属性集合,加工、转换,数文件据记录库相关数据项集合,加工转换,存储二进制数据集合结构,计算机世界,DBMS,数据世界,DBMS的数据模型,信息世界,认识选择描述,现实世界,E-R模型,反映的是现实世界中的事物及其相关联系实体（entity）个体实体集属性（attribute）原子属性可分属性联系实体内部实体之间,三.实体关系模型（E-R模型）,E-R图中使用的图形符号,同类实体集合E-R图的基本成分实体集与实体集的联系属性,学生,学号,姓名,所属系,性别,选课,课程,课程号,课程名,学分,成绩,M,N,一对一,一对一,一对多,一对多,多对多,联系方式分类一对一联系一对多联系多对多联系,.实体关系模型（E-R模型）,四.数据模型,术语关系元组属性主码域分量关系模型关系模型的特点1.概念单一2.关系式规范化的关系五个范式3.操作直接、方便,ER图向关系数据模型的转换1、ER图中每个实体，相应转换为一个关系，该关系包括对应实体的全部属性，并确定出该关系的关键字。2、对于“联系集”，根据联系方式不同，采取不同手段以使被它联系的实体所对应的关系彼此实现某种联系。,ER图向关系数据模型的转换转换过程示意图,转换举例一,厂长号,姓名,年龄,厂长,厂号,厂名,地点,工厂,管理,1,1,厂长（厂长号，厂号，姓名，年龄）,工厂（厂号，厂名，地点）,转换举例二,仓库号,地点,面积,仓库,货号,品名,价格,产品,存放,1,n,仓库（仓库号，地点，面积）,产品（货号，品名，价格，仓库号，数量）,数量,练习：转换举例三,学号,姓名,年龄,学生,课程号,课程名,学时数,课程,选课,n,n,学生（学号，姓名，年龄）,课程（课程号，课程名，学时数）,成绩,选课（学号，课程号，成绩）,五.关系的范式化,第一范式（1NF)例在同一表中没有重复项出现，每一个分量都是不可分割的数据项。第二范式（2NF)例指一个关系模式不仅满足第一范式，且所有非主属性完全依赖于主码（关键字）。第三范式（3NF)例指这种关系模式不仅属于第二范式，且它的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字。,六.数据库的操作,基本表的建立与删除建立修改删除数据查询数据更新数据修改数据删除数据插入七.数据库保护,例：学生信息表,第一范式（1NF）,关键字是（学号、课程名）存在部分依赖关系和传递依赖关系存在的问题：插入异常、删除异常、数据冗余,第二范式（2NF）,去除1NF中的部分依赖关系。学生信息表成绩单存在问题：数据冗余、更新异常、插入异常、删除异常,第三范式（3NF）,去除2NF中的传递依赖关系。学生表成绩单,系表,练习：规范成第一范式（1NF）,例：如职工号，姓名，电话号码组成一个表（一个人可能有一个办公室电话和一个家里电话号码）规范成为1NF有三种方法：一是重复存储职工号和姓名。这样，关键字只能是电话号码。二是职工号为关键字，电话号码分为单位电话和住宅电话两个属性三是职工号为关键字，但强制每条记录只能有一个电话号码。,练习：规范成第二范式（2NF）,例：选课关系（学号，课程号，成绩，学分）表示为SCI（SNO，CNO，GRADE，CREDIT）。关键字为组合关键字（SNO，CNO）应用中有以下问题：a.数据冗余b.更新异常c.插入异常d.删除异常构成2NF的解决方法：分成两个关系模式：SC1（SNO，CNO，GRADE），C2（CNO，CREDIT）。它们之间通过SC1中的外关键字CNO相联系。,练习：规范成第三范式（3NF）,例：学生表（学号，姓名，系代码，系名称，系地址）表示为S1（SNO，SNAME，DNO，DNAME，LOCATION）。2NF存在传递依赖关系，SNO不直接决定非主属性LOCATION，,构成3NF的解决方法：分为两个关系S（SNO，SNAME，DNO）D（DNO，DNAME，LOCATION）注意：关系S中不能没有外关键字DNO。否则两个关系之间失去联系。,关系数据库管理系统的基本思想,实体用二维表表示实体之间的关系也用二维表表示表的行称为记录(record)表的列称为字段(field),关系数据库的设计,定义实体：找实体、确定主码定义联系：1:1、1:n、m:n定义属性：为每一个表确定列为每一列选择名字、数据类型为每一列选择长度、精度确定列是否允许空值、缺省值、取值范围、所要满足的约束条件等,m:n,课程,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他网络设备连接起来，实现信息互通和资源共享的系统。,一、计算机网络的概念,第四节计算机网络,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。,计算机网络的重要概念,所谓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结构。,用户通过终端可以访问分布在各处的主机上的数据信息，从而实现整个系统的软硬件、信息等资源的共享。,二、网络拓扑结构,网络拓朴结构,星形网络,b.总线形网络,c.环形网络,混合局域网拓朴结构,.,.,.,集线器,PC1,PC2,PC3,星形环,.,PC4,.,PC5,物理连接,数据流,集线器,集线器,集线器,集线器,菊花链形,.,.,.,集线器,PC1,PC2,PC3,.,PC4,.,PC5,星形总线,集线器,.,PC4,.,PC5,（1）局域网几种典型的局域网络简介（以太网（Ethernet）令脾环形网（Token-Ring）快速以太网（FastEthernet）光纤分布式数据接口（FDDI）异步传输模式（ATM）,三、计算机网络的分类,（2）广域网其主要特点是：距离远。通信距离通常在几十公里到几千公里。距离越远，采用电子通信的优越性越明显，所获得的经济效益就越大。由于距离远，一般很难架设专用通信线路。目前还大多采用公用通信线路和设备。如：公用电话线路，高速数据交换线路，微波线路、卫星线路及其相应的设备等。由于采用公用通信线路及设备，如程控电话交换机，在作数据通信时常常要将其信号通过调制才能进入通信网络。因此，最适宜于集中的数据交换。传输速率一般较低，只有几百至几万波特。但相对于远距离来说，效率还是很高的。,三、计算机网络的分类,（1）文件服务器工作站(即主机终端模式）;,管理信息系统计算机网络的体系结构,（2）客户机/服务器(Client/Server)计算模式,3、浏览器/服务器(Browser/Server)计算模式,（3）浏览器/服务器(Browser/Server)计算模式该模式的优点是：由于采用基于超文本传输协议(HTTP)的Web服务器和可以对Web服务器上超文本文件进行操作的浏览器。使得管理信息系统在信息处理技术上实现了集格式化文本、图形、声音、视频信息为一体的高度交互式环境，使信息处理的广度和深度大为增加。由于Internet技术采用统一的与平台无关的跨平台通信协议，浏览器和Web服务器及相关的接口软件应用程序也独立于计算机的硬、软件平台，因此整个系统的开放性和可移植性好。,（4）C/S与B/S两种模式的综合应用关于MIS建设是用C/S模式还是B/S模式，有些人认为MIS建设应该全部采用B/S模式，其实他们并不完全了解两种模式。根据我们的经验，两种模式有其各自显著的特点，两者比较起来C/S模式的最大优点是速度快，比如用同一台计算机对于同一数据库的同一个表做同样的数据操作(查询、更新、插入、删除等)，C/S模式要比B/S模式快几十倍甚至更多，而数据操作速度的快慢对于MIS来说是一项关键指标，直接影响使用者的效率。而B/S模式的最大优点在于它能处理多媒体信息，可以把格式化文本、图形、图像、动画、声音等集中在一个页面上展现给用户，图文声并茂使界面更加生动，因此这一模式更适合于开发诸如触摸屏查询、综合查询等子系统。另外，B/S模式在必要时可以很方便地联接上Internet，和Internet上各站点实现通信，企业的领导出差在外也可以通过Internet随时了解企业的生产经营状况，及时处理必要的业务以及做出重要的决策等等。,综上所述，MIS的最好解决方案是C/S和B/S两种模式的综合应用，发挥各自的优点。客户端可以利用浏览器通过Web服务器实现信息查询、检索、公告发布，又可以利用客户端的应用软件直接与数据库服务器或其他应用服务器进行信息交流，完成必要的数据处理任务。,（5）Intranet（内部网）/Extranet（外部网）模式什么是Intranet（内部网）？Intranet指采用Internet技术建立的企业内部专用网络。它以TCP/IP协议作为基础，以Web为核心应用，构成统一和便利的信息交换平台。什么是Extranet（外部网）？Extranet（外部网）则是企业与其相关的组织之间建立的内部网络，实际上是一种广义的企业内部网。通过Extranet，供应商、分销商和客户能共享企业Intranet的部分信息，从而与企业达成更紧密的联系。,企业使用Intranet可实现极为广泛和强大的功能，包括：利用电子邮件，降低通信费用，企业员工可以方便快速地应用电子邮件来传递信息；利用Web电子出版发布企业各种信息，供企业内部或指定客户使用；在Web上开展电子贸易，主要方式有全球范围内的产品展览，销售的信息服务等等；远程用户登录，企业分支机构可以通过电话线路访问总部的信息；远程信息传送，将企业总部的信息传送到用户的工作站上进行处理；企业管理信息系统（MIS）应用，如一般的人事、财务管理系统；企业无纸化办公；通过与Internet相连，进行全球范围的通信及视频会议；新闻组讨论，企业员工可就某一事件通过网络进行深入讨论且自动记录在服务器中。,主机A,主机B,位,帧,信息分组,信息,信息,信息,信息,交换单元名称,中心交换机Catalyst6006,分配交换机Catalyst2924M-XL,分配交换机Catalyst2924M-XL,防火墙PIX,服务器接入交换机Catalyst3508G,SUNE450UNIX服务器,SUNE450UNIX服务器,CompaqPL3000NT服务器,CompaqPL3000NT服务器,SUNNetra1网络管理工作站,3Com1000外网交换机,Cisco7204主干路由器,Cisco2511远程访问服务器,PSTN,CerNET,ChinaNET,SDH光纤,教务处经贸学院文法学部10,3号教学楼工学院学生处数学教研室6,橡胶研究所2,财务处总务处企管处9,大学生活动中心30,植保系园艺系农牧所6,公安处医院4,农学院2,图书馆25,党政办公楼20,教授楼28,新教学楼计科系114,大学生宿舍区114,老单宿舍新单宿舍院校长楼,接入交换机Catalyst2924M-XL,接入交换机Catalyst1924M,某大学校园网总体方案之一：高档,中心交换机Catalyst6006,分配交换机Catalyst2924M-XL,分配交换机Catalyst2924M-XL,防火墙PIX,服务器接入交换机Catalyst3508G,SUNE450UNIX服务器,SUNE450UNIX服务器,Comp