【培训课件】管理信息系统的技术基础

1、管理信息系统的技术基础 主要内容：计算机的硬件技术、软件技术、数据库技术、数据通信计算机网络等。 第一章 OS 引论2.1 计算机系统的组成计算机系统： 硬件系统和软件系统组成.2.1.1 计算机硬件系统计算机的硬件是指组成一台计算机的各种物 理装置，是计算机进行工作的物质基础。计算机软件是指计算机程序和有关的文档。一、计算机硬件系统 硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大基本部分组成，称为冯诺依曼体系结构。 指令数据线控制信号线输出设备原始数据存储器运算器输入设备外部设备接口外存储器控制器计算程序 计算结果一、计算机硬件系统 冯诺依曼体系结构:数据总线 DB控制总线 CB

2、地址总线 AB存储器I/O接口输入设备I/O接口输出设备CPU微型计算机的结构示意图一、计算机硬件系统（续） 运算器：执行算术运算和逻辑运算的部件。控制器：指挥计算机各部件按照指令功能的要求自动协 调地运行所需的各种操作。存储器：存储程序和数据的记忆装置。(内存和外存）输入设备：将原始信息输入计算机内。常用的输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪、光笔、磁带、磁盘和光盘等。输出设备:计算机的处理结果以能为人们或其它机器所 能接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、磁带、磁盘、绘图仪等。 主机后板电源：键盘鼠标口COM1COM2打印机口（并行口）集成声卡USB口主机内部电源光驱电源线软盘驱动器硬

3、盘主板显卡网卡内存条主板CPU插座显卡插槽内存插槽软驱信号线插槽IDE插槽（硬盘信号线）PCI槽芯片组（南桥：负责外设控制与通讯、北桥：负责内部控制与通讯）CPU:微处理器演变芯片 发布时间 时钟速度8086 78.6 5-10MHz80286 82.2 8-12MHz80386 85.10 16-33MHz80486 89.4 25-50MHzPentium 93.3 60-166MHzPentium Pro 95.3 150-200MHzPentium II 1996 233-300MHzP6 1997 up to 400MHzPentium III 99.2 450-1000MHzPen

4、tium IV 2000.11 1500-2G MHz硬件发展的一个定律:摩尔定律该定律由英特尔创始人之一的戈登.摩尔（Golden Moore）在1965年提出主要是界定半导体发展的速度, 摩尔定律指出，半导体所能容纳的晶体管数量，是以每18个月为一个周期，逐期倍增。对微处理器来说，其功能每18个月大约翻一番,价格大约降一半；这个“定律”十几年来一直有效地反映着微处理器的发展状况；导致今天出现数字化信息技术革命2.1.2 计算机软件系统 操作系统解释程序编译程序汇编程序诊断排错程序语言处理系统常用的例行程序应用软件 ：火车售票系统、超市管理系统系统软件库连接程序等连接编译程序DBMS计算机软

5、件计算机用户层应用层系统层操作系统层裸机操作系统的层次模型汇编、编辑、编译软件和例行服务程序等计算机软件的层次模型（一）系统软件 系统软件主要包括:操作系统程序设计语言和语言处理系统数据库管理系统实用程序。 1.操作系统 操作系统是软件系统的核心。它负责控制和管理计算机系统的各种硬件和软件资源，合理地组织计算机系统的工作流程，提供用户与操作系统之间的软件接口。 五大功能：作业管理、进程管理（处理机管理）、存储管理、设备管理和文件系统。 1.操作系统（分类）按使用环境分：批处理系统、分时系统、实时系统；按用户数目分：单用户（如DOS）和多用户（如Windows）；按硬件结构分：网络操作系统、分布

6、式系统和多媒体系统。常用的操作系统操作系统MS-DOSWindows 98/95Macintosh System 7.6Windows 2000/NTUNIX研究机构微软微软Apple微软AT&T,SUN,IBM,MarketPCsPCsMacintoshesServers,PCsServers & WSCPUIntelIntelMotorola Power PCIntelManyGUIYesYesYesYes单用户YesYesYesYes多任务YesYesYesYes虚拟存储YesYesYesYes网络功能YesYesYesYes多用户YesYes网络管理YesYesWindows XP中文

7、版 Windows XP中文版包括专业版和家庭版，是Windows操作系统家族的最新版本，Windows XP继承了Windows 2000的内核，这也是Windows XP具有高度稳定性的重要因素。 Windows XP增强了安全性，使用独立账户保护数据，而且在多媒体处理上有长足的进步，界面也比以前的版本简洁精致。 MicroSoftLinux是1991年由芬兰大学生编写的一套Unix相容却又免费的Unix克隆，后经Internet的传播，获得众多电脑玩家响应和GNU基金会的支持，可以说是一套无国界的操作系统。其最大特点是免费的软件，可以自由安装，任意修改软件的原代码。自中国政府在1999年

8、明确表示大力支持Linux的开发和应用至今，在短短的不到两年的时间，Linux在中国已经取得了突飞猛进的发展，诸如冲浪平台Xteam Linux、Turbo Linux、红旗Linux、蓝点Linux等一批中文Linux供应商如春后竹笋般破土而出。操作系统的选择 现有软件是否与该操作系统兼容? 该操作系统是否与大部分软件兼容? 操作系统的可靠性如何?它是不是时常瘫痪? 该操作系统是否可用于大部分硬件上? 它运行速度如何? 它是否易学和易使用? 它是否易安装和测试? 它价格是否便宜?2.程序设计语言和语言处理系统 程序设计语言是编写程序所采用的语言。包括机器语言、汇编语言和高级语言。语言处理系统

9、包括汇编程序与各种高级语言的解释程序和编译程序，其任务是将使用汇编语言或高级语言编写的源程序翻译成能被计算机硬件直接识别和执行的机器指令代码。 源程序代码编译器目标代码连接器装入模块其他目标模块可用程序高级语言指令把高级语言翻译成机器语言机器可用传统的程序处理过程RUN计算机语言发展历程1st. Since 1940s. 机器语言(二进制码)2nd. Since early 50s. 汇编语言3rd. Since mid 50s. 高级语言4th. Since lat 70s. 现代应用软件包高级语言FORTRAN: 科技，工程应用COBOL: 主要应用于事物处理业务BASIC: PC机上的通

10、用语言PASCAL: 用于结构化编程教学与实践中. 但在文件处理，输入/输出方面较弱C 、C+: 是一种在PC机上功效强大的研发语言.执行快速，交叉平台. C+则是面向对象语言3.数据库管理系统 数据库管理系统解决计算机处理大数据量的问题而设计的系统软件。 常见的数据库管理系统有：Oracle、DB2、SQL Server、Sybase、Informix等。4.实用程序 一个完善的计算机系统往往配置许多服务性程序，称为实用程序，它们或者包含在操作系统之内，或者可被操作系统调用。实用程序的种类很多，通常包括界面工具程序、编辑程序、连接装配程序、诊断排错程序等等。 （二）应用软件 应用软件是指为解

11、决各类实际问题而设计的程序（完成用户任务）。例如工资管理程序、图书资料检索程序、办公自动化软件或医疗诊断系统都属于应用软件。软件的发展趋势硬件和软件的发展是不对称的。硬件是以等比的速度增长（每1.5年增长一倍）, 而软件是等差级数增长（每年增长4-7%）.软件危机在六十年代已经存在七十年代后期愈演愈烈 根据美国政府统计局1979年公布的统计数字表明，几个联邦软件计划共投资6.8百万美元，47(3.2M)交付但从来未使用，29(2.0M)投资了但未交付，19(1.3M)被费弃或返工，3(0.2M)经过某种改变后被使用，仅2(0.1M)交付后被使用。九十年代，软件危机尚未过 根据微软一份备忘录显示

12、：微软共发现63000个“潜在问题”，可能影响Windows 2000的运行，逾21000“延迟性”设计缺陷，其中相当多部分被微软公司认定为“真正的问题”，逾27000条“Bug”，在微软看来，这代表“尚未完成的工作”或“久被遗忘的问题”。软件发展趋势使用更方便与人的交流方法更广泛软件的集成性增加自然语言，多目标，图形接口，专家辅助三、计算机的发展趋势 计算机正朝着多极化、网络化、多媒体、智能化等方向发展。 多极化包括巨、大、中、小、微各种机型，每种机型各有自己的适用领域. 网络化把分布在不同地点上的多个独立的计算机系统连接起来,使广大用户能够共享网络中的所有硬件、软件和数据等资源。多媒体集文

13、、图、声、像等媒体于一身，向人们提供了多姿多彩的应用. 智能化使计算机具有人的某些智能，并且具备一定的学习和推理能力。 第二节 数据库技术基础 数据库技术研究的问题就是如何科学地组织和储存数据，如何高效地获取和处理数据。数据处理的主要目的:把数据转换成便于观测分析、传送或进一步处理的形式从大量的原始数据抽取、推导出对人们有价值的信息以作为行动和决策的依据科学地保存和管理已经过处理的大量数据，以便人们能充分地利用这些宝贵的信息资源一、数据库的发展 第一阶段 人工管理阶段（50年代中期之前） 第二阶段 文件管理阶段（50年代中期60年代末） 第三阶段 数据库管理阶段（60年代末以后） 第四阶段 分

14、布式数据库系统阶段（80年代中期开始） 二、数据库的几个基本概念 数据库DB按一定格式存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据的集合，由DBMS统一管理。数据库管理系统DBMS系统软件，对数据库进行统一管理和控制。 数据库系统带有数据库的整个计算机系统，包括硬件、软件、数据、人员。三、数据模型及数据库组织结构 （一）数据模型： 对客观事物以及它们之间的联系的数据化描述；它描述了数据库中记录间关系的数据结构方式。一般理解为数据结构。有三个要素：数据结构：用于描述系统的静态特征 数据操作：用于描述系统的动态特征 数据完整性约束：是一组完整性规则的集合 1.层次模型有且仅有一个结点无双亲 (树根)其

15、它结点有且仅有一个双亲 (1:1.1:n)华侨大学材料学院外语学院经管学院信息学院.工商系电子商务系.国经系日语系英语系.2.网状模型有一个以上的结点无双亲(可以多根);至少有一个结点有多于一个的双亲;两个结点之间可以有两种或多种联系(n:m)。李老师国经01工商01张老师王老师电子商务01信息013.关系模型用数据的二维表格来描述实体与实体间的联系。表中每一项须是基本项(初等项);表中每一列必须有相同的数据类型;每一列须有段名，且同一表格中段名不重复;表中不能有相同的行(即不能有相同的记录);行列的顺序均不影响表中信息的内容。学号姓名成绩等级备注00001王一86良好侨生00002丁二92优

16、秀00003张三67及格4.面向对象数据库模型 在面向对象的数据库中，每个对象的数据、描述对象的行为、属性的说明三者是封装在一起的。其中对象之间通过消息相互作用，且每个对象都由一组属性来描述。消息数据说明数据说明数据说明建筑对象楼层对象房间对象（二）数据库组织结构 美国国家标准学会（ANSI）于1975年规定了数据库按三级体系结构组织的标准SPARC。 三级结构：内模式概念模式外模式（二）数据库组织结构 美国国家标准学会（ANSI）于1975年规定了数据库按三级体系结构组织的标准SPARC。 三级结构：内模式：存储模式或物理模式，是数据库最内层； 概念模式：数据库结构的中间一层； 外模式：子模

17、式或用户模式，是最靠近用户的一层 （二）数据库组织结构(续) 应用程序A应用程序B应用程序C子模式A子模式B 模式数据库管理系统 数据存储外部模式概念模式内部模式四、数据库开发工具 1.支持与多种数据库的连接，可进行异种数据库源的透明访问。2.支持独立于特定DBMS的应用开发，提供统一的访问DBMS的用户界面和应用程序接口。3.支持可视化图形用户界面。4.支持面向对象的程序设计。5.提供完善的数据对象。6.支持开发性。7.工具的完备和集成一体化。8.支持汉化。五、数据仓库和数据挖掘 数据仓库 一种面向主题的、集成的、不同时间的、稳定的数据集合，用以支持经营管理中的决策制定过程。数据挖掘 从大量

18、的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在的有用信息和知识的过程。 第三节 数据通信和计算机网络 一、数据通信 二、计算机网络简介 三、Internet概述 四、现代企业信息管理平台Intranet 一、数据通信 数字通讯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，通过通讯线路彼此连接起来，进行数据或信息的传输、交换、存储和处理的设备总称。信源通信媒体信源信号转换设备调制设备信号复原设备解调设备计算机终端线道通讯处理器：调制解调器;多路服用器；网络互联设备网络软件 计算机通讯系统主机终端多路器调制解调器调制解调器多路器前端处理器

19、主机前端处理器接受者通讯媒介(通道)一、数据通信(续) 数据通信分为五个基本阶段。建立通信线路。建立数据传输链路。传送通信控制信号和数据。数据传输结束。切断物理链接通道。 一、数据通信(通信信道的分类表 ) 分类方式类别信道名称传输方式有线电话线、同轴电缆、双绞线、光纤、海底电缆，多芯电缆无线微波、红外线多路复用频分只适用模拟数据时分模拟数据、数字数据都适用数据类别分模拟电话线数字同轴电缆、双绞线、光纤二、计算机网络简介 计算机网络就是利用通信线路和通信设备将分布在不同地点的具有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，在网络软件的支持下实现彼此之间的数据通信和资源共享的系统。 （一）计算机网络的

20、特点 （二）计算机网络的功能 二、计算机网络简介（续) （三）计算机网络的拓扑结构 所谓拓扑结构就是网络的物连接形式星形结构总线结构 环形结构树形结构网状结构 1.星形结构优点：结构简单、建网易，故障诊断易缺点：安装费用多；太依赖中央节点，可靠性低。2.总线形结构所有节点都连到一条主干电缆上缺点：故障诊断困难，总线故障会引起整个网络瘫痪。3.环形结构各节点形成闭合的环，可实现任意两点间通信缺点：环中任意一处故障都会造成网络瘫痪。4.树形结构各节点形成一棵倒挂的树，树叶就是用户终端设备。 特点：结构易于扩展，结点发生故障容易从网络上脱离，便于隔离故障。 5.网状结构 各节点都有几条路径与网络相联

21、，一条线路出故障，通过迂回线路，网络仍能正常工作，但是必须进行路由选择. 特点：结构可靠性高，但网络控制和路由选择比较复杂，一般用在广域网上。 二、计算机网络简介（续) （四）计算机网络的分类 局域网LAN指在一个局部的地理范围内将各种计算机、外部设备和数据库等互相连接起来组成的计算机网。广域网WAN指在一个国家甚至全球的广泛地理范围内所建立的计算机网。 国际互联网Internet现今世界上最大、最流行的计算机网络，又被人们称之为全球性、开放型的信息资源网.二、计算机网络简介（续) （五）计算机网络的通信协议 通信协议是通信双方共同遵守的一套规则.。 ISO /OSI与 IEEE 802标准

22、：1984年10月，国际标准化组织（ISO）公布了OSI协议，是通信的一种国际标准，参考模型从逻辑上把网络的功能分为七层，最低层为物理层，最高层为应用层。 INTERNET 是TCP/IP协议二、计算机网络简介（续) （六）网络互连 为了实现网络互联，需要相应的网络连接器，主要是中继器、网桥、路由器和网关。 当总线网的网段已超过最大距离时，可用中继器来延伸，网桥可连接两个同类网络；路由器用来连接两个以上的同类网络；网关则用来连接不同类的网络，或连接局域网和广域网，或将局域网连接到远程主机上。二、计算机网络简介（续) （七）网络管理 目的：为保证网络系统能够持续、稳定、安全、可靠和高效地运行，对

23、网络系统实施的一系列方法和措施。基本内容：数据通信网中的流量控制；网络路由选择策略管理；网络管理员的管理与培训；网络的安全防护；网络的故障诊断；网络的费用计算等。 二、计算机网络简介（续) （八）信息安全 信息安全指的是信息不被非法使用和修改，保障信息的完整性和正确性。 信息安全三要素保密性完整性可用性服务 三、Internet概述 Internet是全球的、开放的信息互连网络。Internet是一个集各个部门、各个领域的各种信息资源为一体的供网上用户共享的数据资源网。Internet执行TCP/IP 协议。谁是Internet的控制者？ Nobody. Internet既不是组织也不是个某个名称的东西。它就是一种存在。它通过用户之间的协作运转。Internet如何运作?TCP/IP(传输控制协议/网间协议)：管理Internet的协议.TCP/IP成功的关键在于它以很小的包发送信息，而这些小的信息包并不需要顺序到达对方甚至不需要按同一路径来传送。而这些信息无论它们被怎样