管理信息系统技术基础.ppt

1、第二章 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,MIS标志和MIS的基本使能技术,MIS的出现，强调信息系统功能的集成和一个集成的数据库，而且有一个中心数据库和计算机网络系统是MIS的重要标志。 数据库技术和网络技术是MIS的基本使能技术。这一章重点介绍这两种技术。,计算机硬件技术,计算机的产生（现代史） 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

2、加法。,计算机硬件技术,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 现代计算机发展方向 巨型化，微型化，网络化，智能化，多媒体化,计算机硬件技术,计算机的六大分类（1） 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

3、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。,计算机硬件技术,计算机的六大分类（2） 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，国产太级 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,计算机硬件技术,计算机的应用领域 科学研

4、究计算 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,计算机的运算基础,冯.诺依曼机具有如下基本特点 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。 采用存储程序的方式，程序和数据放在同一存储器中，由指令组成的程序可以修改。 数据以二进制码表示。 指令由操作码和地址码组成。 指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺

5、序替增。 机器以运算器为中心，数据传送都经过运算器,计算机的运算基础,诺依曼计算机的工作原理可概述为： “存储程序” + “程序控制” 要点： 1以二进制表示数据和指令(程序) 2. 先将程序存入存储器中，再由控制器自动读取并执行,输 入 设 备,控制器,输 出 设 备,CPU,存储器,运算器ALU,【例】数32343.43可以分解为： 31042103310241013100410 -1310 -2,计算机的运算基础,数字化信息编码的概念： 信息：数值、文字、语音、图形和图像。 在计算机内一切信息必须进行数字化编码（即用二进制代码形式），才能在机内传送、存储和处理。 数值的构成 一个数值各位

6、数字（数码）表示的值不仅与该数字有关，且与所在位置有关。,基数：相邻位权之比,每个数位上的数字所表示的值=该数码位权,位权：基数的 i 次方 ( i 为与位置对应的自然数）,计算机的运算基础,K进制数转换为十进制数 位权展开法 【例一】将下列数值转换为十进制数 (101.01)2 (205.4)8 (AF.8)16 解： (101.01)2= 12202112002 -112-2 =(5.25)10 (205.4)8= 28208158 048 1 =(133. 5)10 (AF.8)16= 1016 1 15160816 -1 =(175. 5)10 【思考】以下数值中最大的和最小的分别是哪

7、个？ (1234)8 (1234)16 (1234)5 (1234)10 (11011011)2 (219)16 (210)8 (219)10 Windows 98自带计算器（科学型）适合于整数部份, 其他进制向十进制转换时，小数部分亦可用计算机求出。,*,计算机的运算基础,十进制数转换为K进制数,计算机的运算基础,十六进制与二进制相互转换 法则：以小数点为界，每个八进制数对应三位二进制数，每个十六进制数对应四位二进制数。 【注意】小数部分不足之处应补零,【例】 (2C1.D)16=(0010 1100 0001. 1101)2 2 C 1 D,【例】 (71.23)8=( 111 001 .

8、 010 011)2 7 1 2 3,【例】 ( 11 0110 1110 . 1101 01)2 = (36E.D4)16 3 6 E D 4,计算机的运算基础,二进制数的简单运算（1） 算术运算（加减乘除） 加法：逢2进1 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10 （进位） 减法：借1当2 0-0=0 1-0=1 1-1=0 0-1=1（借位） 乘法：加法+移位 0 * 0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1 除法：减法+移位 01=0 11=1,计算机的运算基础,二进制数的简单运算（2） 逻辑运算 与运算：都是1时才为1，运算符：AB 、AB 或 AB 或运算：都是0时才为0

9、，运算符：AB 、AB 非运算：0变1，1变0， 运算符：A 异或运算：相异为1, 运算符：AB 例：设A=1101，B=1001，求：AB 、 AB、AB、A,计算机的运算基础,字符（数码、符号、汉字）编码,BCD码（二-十进制编码） 每位十进制数码用4位二进制编码表示 如 25=(0010 0101)BCD 比较: (00100101)2 =(37)10 十进制数用BCD码表示时，不能直接用于运算或位权展开。 ASCII码（美国标准信息交换码） 常用西文字符（128个）的二进制编码（P17表1-2） （注：ASCII编码的基本和扩展字符集中共有256个字符。） 每个字符用标准规定的7位二进

10、制数表示，在机内则占一个字节（最高位为0）。 如字符“A”的ASCII码为：(01000001)2 或 6510、1018、4116 字符“0”的ASCII码为：(00110000)2 或 4810、608、3016 要求：会比较ASCII字符的大小（按其ASCII码值） 空格09A Z az 会推算同组字符ASCII码值， 如A的ASCII值（十进制）为65,计算机的运算基础,字符（数码、符号、汉字）编码,汉字编码（由GB2312-80规定，即国标码） 共对6763个常用汉字的二进制编码作了规定。 其中：一级汉字3755个，按拼音排序（最常用字） 二级汉字3008个，按偏旁部首排序（次常用字

11、） 国标码规定每个汉字用两个七位二进制代码表示，在机内则用两个字节表示（每个字节的最高位置为1）。 内码（机内码）与国标码的换算关系： 如汉字“啊”，国标码为： 0110000 0100001（即3021H） 内码则为: 10110000 10100001 （即B0A1H） 外码（输入码）：区位码、拼音码、五笔字型码等 汉字点阵（汉字库，用于汉字的打印或显示）占用字节数的计算： 一个AB点阵的汉字所占的字节数= AB8 点阵越大，显示精度越好。,计算机的运算基础,存储估算 【例】GB2312-80中一级汉字为3755个，如果每个汉字字模采用1616点阵，并存放在主存储器中，那么将占用存储器容量

12、多少个字节？假设将汉字显示在屏幕上，一屏24行，每行40字，为保持一屏信息，需存储容量多少字节？ 解： （ 16168） 3755=120160字节 （ 16168） 24 40=30720字节 【例】设一软盘有300kB可用空间，若使用ASCII码存盘，则可存储英文多少个？若存放汉字，则可存储汉字多少个？ 解： 3001024=307200（个） 30010242=153600（个）,计算机的运算基础,计算机程序的运行 一个CPU能执行什么操作，是工程人员设计和制造时安排好的,是固定的，用户不能改变。 程序 是用户在使用计算机时，为要解决的问题，用一条条指令编写的指令序列。 构成程序的指令在

13、存储器中一般都是顺序存放， 要破坏这种顺序性，必须由转移指令操作。,计算机的运算基础,计算机程序的运行 指令 是CPU能执行的一个基本操作。 如：取数、加、减、乘、除、存数 等 计算机能够执行的各种不同类型指令的总和称为该机的指令系统。 指令系统决定了计算机的功能。指令越多，计算机功能越强，线路也就越复杂。以下是几类基本指令： 数据传送指令 算术运算指令 逻辑运算指令 程序控制指令 输入/输出指令 其他指令,中央处理器,微处理器一般功能 进行算术逻辑运算 可接收和发送数据 可暂存少量数据 提供控制信号 对指令解码,中央处理器,CPU的发展（自学） 辅助处理器 对偶处理器 并行处理器 RISC处

14、理器 MMX处理器 Pentium系列,存储系统,存储器分类,存储系统,主存储器 只读存储器（ROM） 随机存储器（RAM）,存储系统,二级存储器 磁盘、磁带、光盘,输入/输出设备,输入设备 键盘、扫描仪、鼠标 输出设备 打印机、显示器 视频 声音识别 光和磁识别,计算机软件,主要内容 软件 操作系统 程序设计语言,软件的概念,软件分为两类 系统软件：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的软件。如：OS,DBMS,各种语言编译系统等。 应用软件：面向用户的、为用户服务的软件。如科学计算类软件、数据处理类软件、辅助设计类软件等。 软件发展趋势： 程序设计语言向对话式、自然语言

15、方向发展 向更容易使用的多目标应用软件包发展,系统软件,分类： 系统管理程序： 用于管理计算机系统的硬件、软件和数据资源。包括操作系统、数据库管理程序、通信管理程序。 系统支持程序： 通过提供各种支持服务，以支持计算机系统的操作和管理。包括系统实用程序、安全管理器等。 系统开发程序： 帮助用户开发信息系统的应用程序。包括各种语言编译器、开发工具、辅助软件工程包等。,系统软件,操作系统 是一台计算机最基本、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，资源的分配，为应用程序提供各种服务与接口。 五大功能： 用户界面 资源管理 任务管理 文件管理 实用程序与支持服务 操作系统分类

16、： 批处理OS、分时OS、实时OS。,系统软件,DOS 曾经是PC机上最常用的操作系统，以简单、可靠赢得了广大用户的青睐。但由于未能紧跟计算机硬件技术的发展，最终退出了历史舞台。 Windows3X 是PC机上最为成功的DOS扩展器，它在DOS的基础上改进了用户接口、内存管理和设备管理，增加了对多媒体的支持，实现了图形用户界面，为PC机操作系统的进一步发展打下了基础。,系统软件,Windows95 是一个全新的32位PC机操作系统，它充分利用了PC硬件技术发展的新成果，在支持原有16位应用的基础上，把PC操作系统技术向前推进了一大步。 UNIX系统 经过20多年的锤炼，以高可靠性、高效率和强大

17、的TCP/IP支持、支持并行处理和多处理器和独有的64位计算使其成为企业级应用的首选。 作为UNIX风格的操作系统。,系统软件,LINUX 秉承了UNIX系统的优秀特性，以可靠、高效和近乎为零的使用成本而成为一种重要的操作系统。 NetWare 以其独特的结构、良好的运行效率和强大的目录管理服务，成为PC局域网络的最主要的网络操作系统。,系统软件,Windows NT 继承了微软公司Windows系列操作系统的优良特性，是一种可移植性好，支持多种硬件平台，功能强大，可靠性好、灵活性高的企业级操作系统。它采用了先进的操作系统技术，如虚存管理、优先权多任务、结构化异常处理和操作系统对象等，支持对称

18、式多处理器，提供了Windows图形用户界面，兼容WIN32程序、16 Windows程序、MS-DOS程序、POSIX程序和OS/2程序等。Windows NT以其灵活、强大的功能和稳定可靠的性能成为了目前最为重要的操作系统之一,系统软件,其他系统管理软件 数据库管理系统（DBMS） Oracle Sybase MS SQL server 通信管理器 系统支持程序,程序设计语言,机器语言。特点： 采用二进制代码 指令随机器而异 效率高，执行速度快 编程繁琐，工作量大，不直观 汇编语言 高级语言。优点： 更接近自然语言，一般采用英语表达，便于理解、记忆、掌握。 高级语言编写的程序短小，易于编写

19、、调试。 可移植性强。,程序设计语言,高级语言不能被计算机直接识别和执行，必须先翻译成用机器指令表示的目标程序。翻译的方式有两种： 解释执行 编译执行 第四代语言（4GL） 是一种十分接近英语和其他人类语言的自然语言 面向对象的语言,程序设计语言,程序设计工具 IDE Microsoft visual studio .net/6.0 Build c+5.0 Dephi 6.0 JBuild6.0 PowerBuilder,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,数据处理,概念：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

20、使用要求，加工成另外一种数据。 数据处理是管理活动的最基本内容，也是MIS的基本功能。数据处理一般不涉及复杂计算，但要求处理的数据量很大。数据处理考虑基本问题：存储方式、数据结构、数据检索。 目的： 转换形式 提供决策 方便人们利用,数据处理,内容 数据收集 数据转换 数据的筛选、分组和排序 数据的组织 数据运算：算术运算和逻辑运算 数据存储 数据检索 数据输出,数据处理,发展过程 人工管理阶段-文件管理阶段-数据库系统管理阶段 简单应用（1950年前） 特征:无数据管理及完全分散的手工方式 表现:(1)磁带外存，输入输出设备简单(2)No OS or FMS(3)数据不独立，数据是程序组成部

21、分，修改数据必须修改程序。数据大量重复，不能共享(4)文件系统还没有出现 文件系统（50年代后期到60年代中期） 数据库系统（60年代后期开始）,数据处理,发展过程 人工管理阶段-文件管理阶段-数据库系统管理阶段 简单应用（1950年前） 文件系统（50年代后期到60年代中期） 特征：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。 表现：(1)磁带、硬盘、软磁盘等外存。输入输出能力增强(2)出现OS，FMS，多用户分时系统，高级语言COBOL(3)数据程序分离(4)文件类型多样化：索引文件、链接文件、直接存取文件。(5)文件存取以记录为单位(6)但，数据冗余量大，数据与程序独立性仍不

22、高。 数据库系统（60年代后期开始）,数据处理,发展过程 人工管理阶段-文件管理阶段-数据库系统管理阶段 简单应用（1950年前） 文件系统（50年代后期到60年代中期） 数据库系统（60年代后期开始） 背景：数据量剧增；数据共享要求；联机实时业务要求；大容量磁盘，硬件价格巨降，软件比重上升。DB出现解决了多用户、多应用共享数据要求，使数据为尽可能多的应用程序服务。 特征： (1)面向全组织的复杂数据结构(2)数据冗余度小，易于扩充。(3)数据与程序独立(4)统一的数据控制功能Security10M，细缆传输距离几公里，宽带传输距离几十公里。 光纤： 几千Mbps，传输距离几十、上百公里。 无

23、线传输媒体： 微波、红外线、激光、卫星。,通信部件及其功能,通信处理机及其功能 调制解调器（MODEM）： 将数字信号和模拟信号互相转换的设备。 多路复用器： 为了有效的利用传输系统，采用多路复用技术能把多个信号组合起来在一条物理电缆上进行传输，实现这种功能的设备叫做多路复用器。 频分多路复用FDM 时分多路复用TDM 交换机 网络互联设备 中继器 桥接器 路由器 网关,通信部件及其功能,通信软件 功能： 存取功能 传送控制 网络管理 出错控制 安全管理 网络协议： 协议是两台计算机之间进行通信必须遵循的一组规则。,通信部件及其功能,OSI参考模型网络结构,应用层,表示层,对话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,交换单元名称,信息,信息,信息,信息,信息分组,帧,位,主机A,主机B,应用层,表示层,对话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,路由选择,TCP/IP,通信网络的分类与应用,网络拓扑结构分为两大类：