理论篇 第2章 管理信息系统技术基础.

1、第二章第二章 管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础第一节第一节 计算机硬件及软件计算机硬件及软件第二节第二节 数据库技术数据库技术第三节第三节 计算机网络计算机网络第一节第一节 计算机硬件及软件计算机硬件及软件一、一、计算机硬件系统的构成计算机硬件系统的构成计算机硬件计算机硬件 运算器运算器中央处理器中央处理器 （CPU） 控制器控制器 内存储器内存储器外存储器外存储器输入设备输入设备输出设备输出设备主机主机外部外部设备设备ROMROMRAMRAM存储器存储器主机主机中央处理器（中央处理器（CPU）内存储器内存储器二二 、计算机软件系统的构成计算机软件系统的构成 软件指运行、管理、维护

2、、应用计算机所编制的程序以及文档、说明的总称。系统软件应用软件计算机软件操作系统语言编译与解释系统数据库管理软件程序设计语言操作系统操作系统 Linux操作系统 Unix操作系统 Windows操作系统数据库管理软件数据库管理软件 常见品牌常见品牌 达梦数据库 SYBASE DB2 ORACLE MySQL ACCESS Visual Foxpro MS SQL Server Informix PostgreSQL程序设计语言程序设计语言 C语言 C+ JAVA三三 、软件与硬件的关系软件与硬件的关系计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分构成。硬件是基础，软件是灵魂。硬件硬件操作系统操作系统语

3、言翻译程序语言翻译程序DBMSDBMS应用软件应用软件应用软件包应用软件包软件软件第二节第二节 数据库技术数据库技术一、数据库概述一、数据库概述（一）数据处理的概念（一）数据处理的概念1 1、概念、概念 数据处理是把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的数据处理是把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据原始数据，用一定的，用一定的设备和手段设备和手段，按一定的使用要求，按一定的使用要求，加工加工成另成另一种形式的数据的过程。一种形式的数据的过程。2 2、目的、目的l 把数据转换成便于观察分析、传送或进一步处理的形式。l 从大量的原始数据中抽取，推导出对人们有价值的信息以

4、作为行动和决策的依据。l 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。3 3、内容、内容l数据收集l数据转换l数据的筛选、分组和排序l数据的组织l数据的运算l数据存储l数据检索l数据输出 人工管理阶段人工管理阶段(1946年-20世纪50年代中期) 主要特点： 数据是程序的组成部分，数据不独立，修改数据必须修改程序。程序执行时，数据随程序一道送入内存，用完后全部撤出计算机，不能保留。数据大量重复，不能共享。 应用背景： 硬件：无外存或只有磁带外存，输入输出设备简单。 软件：无操作系统，无文件管理系统，无管理数据的软件。（二（二

5、) )数据处理的发展数据处理的发展l文件系统阶段文件系统阶段(50年代后期年代后期-60年代中期年代中期)主要特点: 数据管理方面，实现了数据对程序的一定的独立性，数据不再是程序的组成部分，修改数据不必修改程序，数据有结构，被组织到文件内，存储在磁带、磁盘上，可以反复使用和保存。文件逻辑结构向存储结构的转换由软件系统自动完成，系统开发和维护工作得到减轻。应用背景： 硬件：外存有了很大的发展，除了磁带机，还出现了大容量的硬盘和灵活的软磁盘 软件：出现了操作系统、文件管理系统和多用户的分时系统以及专用于商业事务管理的高级语言COBOLl数据库阶段数据库阶段(60年代后期年代后期-)特点： 面向全组

6、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。应用背景： 硬件：大容量磁盘已经出现、硬件价格大幅下降 软件：联机实时处理业务增多，出现了复杂数据结构，数据冗余度小、易于扩充、数据与程序独立、有了统一的数据控制功能。 ( (三三) )数据库（数据库（DBDB） 按一定的组织方式存储在一起的相关数据的集合按一定的组织方式存储在一起的相关数据的集合（四）数据库管理系统（四）数据库管理系统（DBMSDBMS） 指用户与操作系统之间的一层系统软件，它为用户应用程序提供访问数据库的方法，包括数据库的建立、查询、更新及各种数据控制。 （五）数据库系统（五）数据库系统（D

7、BSDBS） 引进数据库技术后的整个计算机系统 数据库系统构成：l 硬件l 软件（主要包括：操作系统、数据库、数据库管理系统（DBMS）、应用软件包和应用程序 ）l 人员（主要包括：系统分析员、系统程序员、应用程序员、数据库管理员（DBA）等 ）事物类事物性质实体集实体属性文件记录数据项现实世界信息世界数据世界二、数据模型二、数据模型概念模型:把现实世界转换为信息世界的模型,E-R模型数据模型:把信息世界转化为数据世界使用的模型,关系模型（一）概念模型（一）概念模型实体(entity): 是指明客观存在并相互区别的事物。实体可以是具体对象，例如一本书、一个工厂、一种材料等。也可以是抽象的概念和

8、联系，例如学生的一次选课、一次借书等。属性(attribute)： 实体具有许多特性，每一个特性称为属性。每个属性有一个取值范围，即值域。例如学生实体可由学号、姓名、性别、年龄、系别等属性组成。性别的取值范围是“男”或“女”。概念模型是从用户的观点对数据建模。涉及的概念主要有：概念模型是从用户的观点对数据建模。涉及的概念主要有：实体间的联系： 现实世界中，事物是相互联系的。这种联系必然在信息世界中体现出来，即实体是相互关联的。两个不同实体集的实体间的联系，它有以下三种情形：一对一联系，记为1:1 一对多联系，记为1:N 多对多联系，记为M:N（二）（二）E-RE-R图方法图方法画图方法画图方法

9、 1）用长方体表示实体型，在框内写上实体名，如）用长方体表示实体型，在框内写上实体名，如 2）用椭圆形表示实体属性，并用无向边把实体和其）用椭圆形表示实体属性，并用无向边把实体和其属性连接起来，如例：属性连接起来，如例：3）用菱形表示实体间的联系。菱形框内写上联系名，用）用菱形表示实体间的联系。菱形框内写上联系名，用无向边将菱形和有关实连接起来，在边上注明联系的类型。无向边将菱形和有关实连接起来，在边上注明联系的类型。例例1 两个实体间的一对一关系两个实体间的一对一关系 假设某学院有若干个系，每个系只有一个主任。则主任和系之间是一对一的关系。主任和系的属性分别如下： 主任编号，姓名，年龄，学历

10、; 系系编号，系名 主任和系之间是一个管理管理关系 1主任系管理1姓名年龄学历编号系编号系名任职时间系和主任间的E-R图例例2 两个实体间的一对多关系两个实体间的一对多关系 假设在某仓库管理系统中，有两个实体集：仓库和商品。仓库用来存放商品，且规定一类商品只能存放在一个仓库中，一个仓库可以存放多类商品。仓库和商品之间是一对多的联系。仓库和商品的属性分别如下： 仓库仓库号，地点，面积联单 商品商品号，商品名，价格 在存放存放联系中要反映出存放商品的数量。1仓库商品存放n地点面积仓库号商品号价格数量商品名仓库和商品间的E-R图 假设在某教务管理系统中，一个教师可以上多门课，一门课也可以由多个老师去

11、上。教师和课程之间是多对多的联系。 教师和课程可用以下属性来描述： 教师教师号，教师名，职称 课程课程号，课程名，班级 在讲授讲授联系中应能反映出教师的授课质量。 例例3 两个实体间的多对多关系两个实体间的多对多关系m教师课程讲授n教师名职称教师号课程号班级质量课程名教师和课程间的E-R图练习练习 画出：学生 、 课程 之间的ER图 包括：实体 属性 实体间的联系， 联系的类型 E ER R图的设计方法图的设计方法 E-R图通常都应经过以下两个阶段： （1）针对每一用户画出该用户信息的局部ER图，确定该用户视图的实体、属性和联系。需注意的是：能作为属性的就不要作为实体，这有利于ER图的简化。

12、（2）综合局部ER图，生成总体ER图。在综合过程中，同名实体只能出现一次，还要去掉不必要的联系，以便消除冗余。一般来说，从总体ER图必须能导出原来的所有局部视图，包括实体、属性和联系。 某学校管理系统中有三个部门：后勤处、教务处和财务处。后勤部用来管理学生的住宿；教务处用来管理学生选课和教师任课；财务处用来管理发放教师的工资。分别画出：后勤处、教务处、财务处涉及的实体及实体 间的联系综合实例综合实例后勤处涉及到的实体及实体之间的联系如下：n学生宿舍住宿1租金学号学生姓名专业年龄性别入学时间宿舍楼号档次房间号 学生：属性有学号、姓名、性别、年龄、专业和入学时间 宿舍：楼号、房间、档次 学生与宿舍

13、的联系是一个学生只能住在一个宿舍，一个宿舍能住多个学生，学生住宿要交租金。后勤处的局部E-R图学生：属性有学号、姓名、性别、年龄、专业和入学时间教师：属性有教师号、姓名、性别、职称、专业课程：属性有课程号、课程名、学时数、专业各实体关系描述如下：一个学生可以选多门课，一门课可以由多个学生选修；一个教师可以教多门课，一门课也可以由多个老师教；学生选修某门课有一个成绩；教师教某门课有一个质量评价。 教务处涉及到的实体及实体之间的联系如下：教师姓名职称教师号课程课程号学时数课程名性别专业专业m教师课程讲授n质量学生选修mn成绩教务处的局部E-R图财务处涉及到的实体及实体之间的联系如下：教师：属性有教

14、师号、姓名、性别、职称、专业工资：属性有基本工资、加班工资、扣税、工资编号教师和工资的联系是：一个教师只能领一份工资，一份工资只能由一个教师领，领工资时应注明是某月工资。工资扣税基本工资加班工资工资编号工资教师领用11月份财务处的局部E-R图1m学生住宿宿舍n1教师课程选修mn讲授n领用工资1某学校管理系统的全局E-R图 数据模型是从计算机系统的观点对数据建模，主要用于数据库管数据模型是从计算机系统的观点对数据建模，主要用于数据库管理系统的实现。包括层次模型、网状模型、理系统的实现。包括层次模型、网状模型、关系模型关系模型。 在在关系模型关系模型下下,数据的逻辑结构是一张二维表数据的逻辑结构是

15、一张二维表.（三）数据模型（三）数据模型学号姓名性别出生年月9602001黄丽萍女1978.01.049602002王百灵男1979.05.069602003王少颂男1977.06.089602004杨韵峰男1979.05.039602005康 敏男1976.01.23分量分量属性属性(域域)元元组组主码主码关系关系相关术语相关术语(1) 关系(Relation)：一个关系对应一张二维表，二维表名就是关系名，如表学生信息表。(2) 元组(Tuple)：表中的一行即为一个元组，如表中的(9602001，黄丽萍，女，1978.01.04)为一个元组。(3) 属性(Attribute)：表中的一列即

16、为一个属性，给每一个属性起一个名字即属性名。如表有4列，对应4个属性，属性名分别为学号、姓名、性别、出生日期。(4) 分量(Component)：元组中的一个属性值。(5) 主码(Key)：表中的某个属性组，它可以惟一确定一个元组。如表1中的编号，可以惟一确定一个职工，也就成为本关系的主码。(6) 域(Domain)：属性的取值范围，如性别的域是(男、女)。(7) 关系模式(Relation Schema)：对关系的描述称为关系模式，一般表示为：关系名(属性1，属性2，属性n) 例：学生信息表（学号，姓名，性别，出生日期）表1 职工情况表 编 号姓 名职 称工 龄工 资出生日期1001王 明工

17、程师101150001/20/701024田 丽助 工5980010/09/752048张 升高 工201450009/28/624006胡中华助 工3870005/28/78此关系表的元组、属性、分量、主码、域分别是什么？此表的关系模式可以表示为？例题例题关系模型关系模型 教师课程数据库的关系模型TNO教师号TN姓名SEX性别AGE年龄PROF职称SAL工资COMM岗位津贴DEPT系别教师关系课程关系C授课关系SC教师关系和授课关系有公共的属性“教师号”，则表明这两个关系有联系。而课程关系和授课关系有公共的属性“课程号”，则表明这两个关系也有联系。在一个关系中可以存放两类信息：一类是描述实体

18、本身的信息一类是描述实体（关系）之间的联系的信息ER图中联系的转换 对于两实体集间对于两实体集间m:n联系，必须对联系，必须对“联系联系”单独建立一单独建立一个关系，用来联系双方实体集。该关系的属性中至少个关系，用来联系双方实体集。该关系的属性中至少要包括被它所联系的双方实体集的要包括被它所联系的双方实体集的“主关键字主关键字”，并，并且如果联系有属性，也要归入这个关系中。且如果联系有属性，也要归入这个关系中。 学生学生 学号，姓名，性别，年龄，入学时间学号，姓名，性别，年龄，入学时间 课程课程 课程号，课程名，学分课程号，课程名，学分 选修选修 学号，课程号，成绩学号，课程号，成绩 学生课程

19、选修mn例题例题依据下面的E-R图，绘制其关系模型图，并说明联系表中的主关键词n学生宿舍住宿1租金学号学生姓名专业年龄性别入学时间宿舍楼号档次房间号后勤处的局部后勤处的局部E-RE-R图图第三节第三节 计算机网络计算机网络一、计算机网络的概念与分类一、计算机网络的概念与分类（一）基本概念（一）基本概念计算机网络计算机网络：用用通信介质通信介质和和网络连接设备网络连接设备把分布在不同地把分布在不同地理位置的多台自主式计算机系统相互连接，按照理位置的多台自主式计算机系统相互连接，按照网络协网络协议议进行通信，在功能完善的网络软件控制下，实现进行通信，在功能完善的网络软件控制下，实现信息信息通信通信

20、和和资源共享资源共享，为网络用户提供各种网络服务的系统。，为网络用户提供各种网络服务的系统。通信介质通信介质 ：数据传输的物理通道，有同轴电缆、双绞线、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。光纤、微波、卫星信道等。网络连接设备：网络连接设备：集线器、交换机、路由器集线器、交换机、路由器网络协议网络协议：网络设备间进行通信的一组约定。如网络设备间进行通信的一组约定。如TCP/IP，IEEE802.3,802.4,FDDI,ATM等。等。（二）计算机网络的分类（二）计算机网络的分类l局域网局域网(LAN)：传输距离传输距离0.110km，传送速率在，传送速率在1Mbps1

21、0Mbps。 l广域网广域网(WAN)：数据传输速率一般在数据传输速率一般在1.2kbps1.554Mbps，传输，传输距离可遍及全球。距离可遍及全球。lInternet（因特网）：（因特网）：我国的我国的CHINANET、CERNET等都是该网等都是该网的一部分。的一部分。l综合业务数字网综合业务数字网(ISDN) ：综合业务数字网是一种能在一个网络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、图象、语音、文字等，内传送多种业务信息的网络，包括数据、图象、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。能够满足一个单位日常业务中网络应用的需要。按网络应用范围和应

22、用方式分类：按网络应用范围和应用方式分类：按网络拓扑结构分类：按网络拓扑结构分类：按传输技术分类：按传输技术分类：l广播式网络l点到点网络计算机网络从功能上分为:l资源子网l通信子网三、网际互连三、网际互连-INTERNET-INTERNET技术技术 网际互连网际互连即通过主干网络把不同标准、不同结构甚至不即通过主干网络把不同标准、不同结构甚至不同协议类型的局域网在一定的网络协议的支持下联系起来，同协议类型的局域网在一定的网络协议的支持下联系起来，从而实现更大范围的信息资源共享。从而实现更大范围的信息资源共享。 ISO(国际标准化组织国际标准化组织)提出了网络互连协议的基本框架，提出了网络互连

23、协议的基本框架，称为开放系统互连称为开放系统互连(OSI)参考模型。该模型把网络功能分参考模型。该模型把网络功能分为七个层次：为七个层次： 1.物理层物理层 2.数据链路层数据链路层 3.网络层网络层 4.传输层传输层 5.会话层会话层 6.表示层表示层 7.应用层应用层（一）概念（一）概念Internet（因特网）：（因特网）：在在TCP/IP协议下实现的全球性的互连网络，称协议下实现的全球性的互连网络，称为为“Internet网际网际”，我国称之为，我国称之为“因特网因特网”。 Intranet(企业内部网企业内部网) ：用于组织和共享一个企业内部信息，完成企用于组织和共享一个企业内部信息

24、，完成企业事物数字处理的网络。一个内联网使用与因特网上类似的应用程业事物数字处理的网络。一个内联网使用与因特网上类似的应用程序，但只有本组织内部的人员才能存取。序，但只有本组织内部的人员才能存取。Extranet(Extended Intranet，企业外联网，企业外联网) ：为了提高业务联系的速为了提高业务联系的速度和效率，运用万维网技术扩展一个企业的内联网，以便增强企业度和效率，运用万维网技术扩展一个企业的内联网，以便增强企业与其供应商和客户的联系速度和效率。与其供应商和客户的联系速度和效率。 （二）（二）Internet/Intranet/ExtranetInternet/Intrane

25、t/Extranet（三）（三）InternetInternet提供的服务提供的服务电子邮件服务：文件传输（ FTP ）服务：www服务：远程登陆Telnet。新闻公告类服务：讨论组Usenet、BBS 某学校管理系统中有三个部门：后勤处、教务处和财务处。后勤部用来管理学生的住宿；教务处用来管理学生选课和教师任课；财务处用来管理发放教师的工资。分别画出：后勤处、教务处、财务处涉及的实体及实体 间的联系综合实例综合实例后勤处涉及到的实体及实体之间的联系如下：n学生宿舍住宿1租金学号学生姓名专业年龄性别入学时间宿舍楼号档次房间号 学生：属性有学号、姓名、性别、年龄、专业和入学时间 宿舍：楼号、房间

26、、档次 学生与宿舍的联系是一个学生只能住在一个宿舍，一个宿舍能住多个学生，学生住宿要交租金。后勤处的局部E-R图学生：属性有学号、姓名、性别、年龄、专业和入学时间教师：属性有教师号、姓名、性别、职称、专业课程：属性有课程号、课程名、学时数、专业各实体关系描述如下：一个学生可以选多门课，一门课可以由多个学生选修；一个教师可以教多门课，一门课也可以由多个老师教；学生选修某门课有一个成绩；教师教某门课有一个质量评价。 教务处涉及到的实体及实体之间的联系如下：教师姓名职称教师号课程课程号学时数课程名性别专业专业m教师课程讲授n质量学生选修mn成绩教务处的局部E-R图财务处涉及到的实体及实体之间的联系如下：教师：属性有教师号、姓名、性别、职称、专业工资：属性有基本工资、加班工资、扣税、工资编号教师和工资的联系是：一个教师只能领一份工资，一份工资只能由一个教师领，领工资时应注明是某月工资。工资扣税基本工资加班工资工资编号工资教师领用11月份财务处的局部E-R图1m学生住宿宿舍n1教师课程选修mn讲授n领用工资1某学校管理系统的全局E-