信息技术是MIS系统的基础技术

第二篇技术篇信息技术是MIS系统的基础技术，本篇介绍它涉及计算机系统、网络和通信技术和数据资源管理等主要技术。学习重点理解计算机系统的组成和信息在机内的表示了解计算机的简单工作原理、特性、应用和发展。了解计算机网络和通信技术。了解数据资源管理技术，掌握关系数据库的设计技术。术语

OSI，OpenSystemInterconnection（开放系统互连）

PC，PersonalComputer（个人计算机）

Hardware（硬件）Software（软件）

CPU，CentralProcessingUnit（中央处理器）

MP，MicroProcessor（微处理器）

ISDN，IntegratedServiceDigitalNetwork

数据通信LAN，LocalAreaNetwork（局域网络）WAN，WideAreaNetwork（广域网络）

DB，DataBase

（数据库）DBMS，DataBase

ManagementSystem（数据库管理系统）第三章计算机技术基础计算机系统的组成:硬件（hardware）—构成计算机的实体（电路或设备）软件（software）—程序和数据及维护所需的文档

3.1计算机的运算基础和信息表示1946年第一台电子数字计算机ENIAC诞生（按硬件主要元件划分）第一代：电子管计算机（机器语言）第二代：晶体管计算机（汇编语言）第三代：中小规模集成电路计算机（操作系统、程序设计语言）第四代：超大规模集成电路计算机（网络化、媒体化、数据库）第五代：未来，智能化一、发展：二、计算机的特点运行速度快，处理能力强（MIPS，MillionPerSecond）大容量存储和高速存取能力（MB、GB、TB）具有数据传输和通讯能力，界面友好，信息种类多，全世界传播具有存储程序和逻辑判断能力可靠性强，无故障连续运行几万小时三、计算机的主要应用科学计算—复杂模型的计算，弹道轨迹计算、天气预报等信息处理—大信息量处理，MIS、HIS、DSS等过程控制—实时控制/调节，武器、机床控制等计算机辅助设计和自动化CAD/CAM,CAI，CIMS，…,办公室自动化OA，农业自动化FA…人工智能—模拟人思维活动，机器人3.1计算机的运算基础和信息表示计算机发展的三个阶段第一台计算机的诞生，是人类科学发展史上一个重要里程碑，称“第二次工业革命”，机器有可能部分代替人的智能/脑力劳动80年代出现PC，强大的计算能力交给个人，为计算机普遍使用、进入事务管理打下基础网络—就是计算机，连接整个信息社会的基础设施21世纪智能联网年代的核心是信息基础设施，其雏形是INTERNET按信息处理系统中地位及作用分类巨型机—CARY，多处理器结构，速度快，存储容量大大型机—大、中型企/事业单位服务器小型机—体积小桌面型，成本低，取代高性能服务器工作站—特殊用高档微机，SUN，Alpha等微型机—微机，价格便宜，适合个人办公，家庭使用，又称个人计算机（PC,PersonalComputer）计算机的发展方向巨型化、微型化、网络化、媒体化、智能化计算机的运算基础

计算机系统原理计算机的程序存储原理二进制原理数制及数制转换进位计数制—基数、位值、位权

R进制任意数的数位原理展开式（转换成十进制）：

S=(KNKN-1…...K1K0。K-1…...K-M)R

=KN×RN+KN-1×RN-1+…...+K1×R1+K0×R0

+K-1×R-1+…...+K-M×R-M式中：R表示基数；Ki是i位的位值，为R进制数中的R个数符中的任意之一；Ri是i位的位权；N，M是整数，N是最高位数，M是最低位数。3.1.1计算机的运算基础数制及数制转换

十进制：

R=10，Ki有0～9个数符，逢十进一计数

S=(2658．83)10=2×103+6×102+5×101+8×100+8×10-1+3×10-2

二进制：

R=2，有0和1两个数符，逢二进一计数

S

=(

1101．101)2=23

+22+20+2-1+2-3=13．625

二进制数的十进制等效值—位值为1的位权总和二进制的一位（BIT），八个二进制位称字节（BYTE）

八进制：数符有0、1、2、3、4、5、6、7

十六进制：数符有0～9

、A、B、C、D、E、F引入八/十六进制原因是缩短二进制数书写长度，互换简便(2e7.6)16(1347.3)8二进制与八进制/十六进制数的互换以小数点为基准往左（右）每三/四位二进制数转成一位相对应的八进制/十六进制数，高位不足时，前面补零，低位不足时，后面补零。(001011100111.0110)210进制→2进制转换将十进制数分解为整数、小数两部分；2 58 0 292 1 142 0 72 1 32 1 11110100.25*2=0.5 00.5*2=1.0 1.01(0.8)10=(0.11001100……...)2≈(0.110011)22 1 0整数部分：除2取余，直到商为0止，余数的逆序；小数部分：乘2取整，直到积为0或出现重复小数时止，整数的正序；综合转换后的两部分举例:(58.25)10=()2整数 余数 小数 整数3.1.1计算机的运算基础

R1→R2转换（203)5两个非十进制，基数不同数间的相互转换时，要用十进制作媒介，使之仍可利用人们熟悉的十进制算术运算将二进制数(110101)2转换为R=5的五进制数，分两步：①将二进制数十进制数

（110101)2=25+

24

+22+20=53②再按10→2转换类似的方法转换成五进制53÷5=10余数：310÷5=202÷5=02（110101)2=3.1.2计算机中的信息表示

信息在计算机内的表示二进制数的运算及其特点⑴实现简单⑵同样的设备可以表示更大的数据⑶算术运算规则简单二进制数的加法规则：0 0 1 1+0 +1 +0 +10 1 1 10二进制数的乘法规则：0 0 1 1×0 ×1 × 0 ×10 0 0 1逻辑值用0和1表示，逻辑运算按位进行，规则更简单计计算算机机中中的的信信息息表表示示二进进制制信息息的的计计量量单单位位⑴比特特Bit——一位位二二进制制位，，是是组组成成二二进制制信信息息的的最最小小单单元元⑵字字节节——八位二二进制制位，，是是内内存存储储器器容容量量的的最小小单单位位内存存储储器器容容量量计计量量单单位位以字字节节为为单位位1KB=1024字字节节=210字节节1MB=1024K字字节节=220字节节1GB=1024M字字节节=230字节节1TB=1024G字字节节=240字节节信息息通通信信的的计计量量单单位位按位位串串行行转转送送，，速速率率单单位位——bpsbps，，bitspersecond计计算算机机中中的的信信息息表表示示整数数的的表表示示小数数点点隐隐含含，，位位置置固固定定在在最最低低位位符号号整整数数采采用用补补码码表表示示，，最最高高位位为为符符号号位位正整整数数——符号号位位为为0，，其其它它位位为为二二进进制制原原码码负整整数数——符号号位位为为1，，其其它它位位为为二二的的补补码码，，没没有有负负0。。采用用补补码码运运算算实数数的的浮浮点点表表示示浮点点数数由由数数符符、、阶阶码码和和尾尾数数三三部部分分组组成成000101010100000000000数符阶码尾数计计算算机机中中的的信信息息表表示示西文文信信息息的的表表示示在计计算算机机内内只只能能认认识识二二进进制制信信息，，但但人人们们习习惯惯于于使使用用文文字字、、符符号号。。为了了相相互互协协调调，，采采用用编编码码的的方方法法，，即：：一一个个符符号号唯唯一一对对应应一一个个二二进进制制数。。在计计算算机机中中使使用用得得最最广广泛泛的的编编码是是ASCII码，每个个ASCII符号号对对应应一个个字字节节，，字字节节的的最最高高位位为为0，，表表示示西文文。。扩扩展展ASCII符号号对对应应字字节节的的最最高高位位为为1，，表表示示特特殊殊符号号。。二进制数符号………...01100000………...01110019………...计计算算机机中中的的信信息息表表示示中文文信信息息在在计计算算机机的的表表示示⑴汉字字字字符符集集与与编编码码中文文信息在计算机机的表示示与西文文相似，，采用编编码的方方法，按按国标规规定每个个汉字采采用两个个字节表表示。两两个字节节的最高高位为1，以区区别西文文编码。。⑵汉字键盘盘输入编编码为了使现现有西文文键盘设设备能向向计算机机输入汉汉字，采采用键盘盘输入编编码的方方法，用用一个汉汉字对应应一组键键盘符号号。输入入是输入入一组键键盘符号号，然后后由计算算机转换换成相应应的汉字字。转换程序英文数字符号汉字键盘显示计计算机机中的信信息表示示中文信息息在计算算机的表表示⑵汉字输入入由于对汉汉字的分分析研究究角度不不同，出出现了多多种多样样的输入入编码方法法，大体体上分成成：①数字编编码：用一串数数字对应应一个汉汉字，如如区位码码。优点：可可用数字字小键盘盘快速输输入，缺缺点：记记忆难②字音编编码：将西文键键看成汉汉字拼音音键，拼拼音输入入方法。。优点：无无须记忆忆，缺点点：输入入击键数数多，重重码多，，速度慢慢，读音音要准。。采用寻寻拼、联联想、词词汇输入入，可加加快速度度。③字形编编码：按照汉字字的笔划划字形进进行键盘盘分类编编码，如如五笔字字形码。。优点：输输入速度度快，可可盲打。。缺点：：须记忆忆规则，，会写、、分解汉汉字为前前提。④形音编编码：结合字音音和字形形两个方方面进行行编码。。优点：重重码少，，要会写写会拼为为前提计计算机机中的信信息表示示中文信息息在计算算机的表表示⑶汉字输输出汉字在显显示时并并不是按按笔划来来进行的的，而是采用用点阵的的方法，，即：将将汉字写写在一个网格格上，这这样网格格上的某某一格若若被笔划覆盖盖，显示示该汉字字时，在在该网格格亮，显示一一亮点；；否则，，不显示示。为了表示示汉字的的网格信信息，可可规定网网格上的某一一格若被被笔划覆覆盖，该该位用二二进制位‘1’表示示；否则则，用‘‘0’表表示。一一个汉字字的计算算机表示示信息构构成了一一个汉字字字模。。行点数列点数/8=一个个汉字字字模存储储空间所有汉字字的字模模集合构构成汉字字字库。。一个汉字字字模存存储空间间汉字总数数=汉字字字库存存储空间间计计算机机中的信信息表示示多媒体信信息的表表示多媒体信信息一般般来说，，其存储储容量大大的特点点⑴图图象由mn个色彩点点组成一一矩阵，，每个点点又由若若干个字字节组成成。黑白图象象每个点点多由一一个字节节组成，，可分成成256个灰度度等级。。彩色图象象每个点点多由三三个字节节组成，，红、绿绿、蓝三三个基本本色。⑵图图形画面内容容由几何何要素、、光照条条件、材材质等进进行描述述。⑶声声音声音是模模拟信号号，经采采样、模模/数转转换成二二进制数数表示3.2计计算算机硬件件系统计算机硬硬件组成成CPU、、内存、I/O设备（显显示器、、键盘、、鼠标、、打印机机）、外外存储设设备（磁磁盘、光光盘）和和总线中中央处处理器（（CPU））CPU——CentralProcessingUnit，，由运算算器和控控制器组组成运算器（（ALU）—算术运算算和逻辑辑运算单单元、累累加器、、通用寄寄存器和和状态寄寄存器组组成ALU——ArithmeticLogicUnit字长—CPU中中一次并并行运算算的二进进制位数数控制器——控制协控控制调计计算机各各部件工工作主频—主频越高高，工作作节拍越越快，运运行速度度越快CPU的的发展——跟随计算算方法网网络的发发展为主主趋势辅助处理理器：帮帮助主处处理器执执行如浮浮点运算算、输入入/输出出、存储储管理和和通信等等多种功功能对偶处理理器：CPU内内部备备份，提提供容错错能力并行处理理器：提提供多道道并行处处理功能能RISC处理器器：仅用用少量优优化指令令集的CPU，提高高速度MMX多多媒体体处理器器存存储系系统主存储器器—由一系列列按字节节编址的的存储单单元组成成。主存存有两类类：ROM只读存储储器和RAM随机存储储器。RAM的的特点点：破坏性写写入、非非破坏性性读出，，掉电数数据丢失失。辅助存储储器—如：磁盘盘、磁带带、光盘盘等，信信息是存存放在磁磁界质上上，不会会因为掉掉电而造造成数据据丢失的的现象ALU寄存器cache存储器主存储器（DRAM）辅助存储器（磁盘、光盘）后援存储器（磁带、光盘）速

度成本

越高存

储

容

量

越

大存储系统统的层次次结构输输入入输出设设备计算机的的I/O设备——人机交互互的桥梁梁，又称称外围设设备输入设备备—键盘、、鼠标、、触摸屏屏、光笔笔、扫描描仪、卡卡读入机机等语音/书书写识别别器输出设备备—显示器器、打印印机、绘绘图机、、音箱等等总线结构构总线—连接计算算机各种种设备的的一组信信号线（（数据、、地址和和控制总总线）总线cpu内存外部设备n外部设备1接口1接口n……主机计算机工工作原理理计算机靠靠人们所所编写的的程序来来完成任任务程序—为解决某某个问题题设计的的一串有有序指令令集合，程序存储储在计算算机的内内存储器器中。指令：规规定计算算机所完完成的功功能的命命令指令系统统：计算算机所有有指令集集合计算机工工作原理理按程序执执行：取取指令，，执行指指令，周周而复始始直到程程序执行行完毕。。按程序计计算器（（PC））的地址址，从存存储器取取指令到到控制器器（先找找CACHE、后找找主存储储器），，自动改改变程序序计算器器程序计算算器PC，ProgramCounter指令指针针IP，InstructionPointer在控制器器中，指指令译码码，确定定指令及及所要处处理的数数据及处处理方法法，发出出相应的的控制信信号控制个部部件执行行指令管管理信息息系统中中的输入入设备磁卡读入入器磁卡靠表表面上的的磁条存存储信息息，具成成本低、、灵活性性、保密密性；但但磁条遇遇到磁场场、静电电、扭弯弯、刮伤伤时，存存储的信信息容易易丢失，，读写次次数在数数千次。。IC卡读入器器IC卡（IntegratedCircuitCard/SmartCard），将微处理理器和存存储器等等集成电电路芯片片固封在在塑料卡卡片中构构成。IC卡分接触触式和非非接触式式两类：：接触式IC卡有标准准状的铜铜皮触点点，和卡卡座的触触点相连连后实现现信息交交换。非接触式式IC卡为封闭闭包装，，通过射射频和外外部设备备传送信信息如公交自自动售票票、考勤勤、门禁禁、电子子钱包等等。IC卡能防磁磁、防静静电，极极难伪造造和保密密性高，，信息存存储量大大保存期期在10年以上上及对环环境要求求低，读读写次数数在10万次以以上；使使用灵活活，广泛泛应用条形码读读入器条形码是是由一组组粗细不不同，按按照编码码规则安安排间距距的平行行黑（条条）/白白（空））线条图图形组成成，表示示一组数数据和符符号。条形码读读入器由由扫描仪仪和译码码器组成成：扫描描器（称称光电读读入器））装有照照亮和光光电检测测器件，，接受条条形码的的反射光光，产生生模拟信信号，经经放大、、量化后后送译码码器处理理。译码码器存贮贮条形码码编码方方案的译译码算法法，将信信号转化化为可识识别的二二进制编编码输入入计算机机。在商品流流通、图图书管理理、仓储储、邮电电管理、、银行系系统等许许多领域域条形码码得到广广泛的应应用。3.3计计算机软软件基础础计计算机软软件的基基本概念念与结构构计算机软软件分类类：系统软件件—管理、监监控和维维护计算算机资源源（硬件件和软件件），面面向计算算机系统统的程序序操作系统统—如：DOS、、WINDOWS、UNIX等，对计计算机系系统的软软/硬件件资源进进行统一一控制、、管理、、调度和和监督，，合理地地组织计计算机的的工作流流程。程序设计计语言——为人们使使用计算算机完成成所交给给它的任任务编写写程序用用的，计计算机能能接受的的计算机机语言。。如汇编编语言、、程序设设计语言言（C、PASCAL、FORTRAN等）、面面向对象象程序设设计语言言（C++、、JAVA，DELPH等）系统支持持软件——数据管理理系统，，通信管管理程序序等应用软件件—面向用户户，解决决用户具具体问题题的软件件通用应用用软件—办公室自自动化、、文字处处理软件件：WPS、、WORD；电子表格格软件：：EXCEL、LOTUS；图形图像像软件：：PHOTOSHOP、CAD等专业应用软件—MIS、HIS、统计软件：：SPSS、、SAS等3.3.1计算机机软件的基基本概念与与结构计算机应用用的层次硬件是计算算机系统的的内核，它它由软件控控制运行OS是应应用程序的的硬件的界界面，软件件的基础应用软件面面对用户操作系统操作系统（OS，OperationSystem）OS管理CPU的操作，控控制输入/输出，分分配资源，，为应用程程序提供服服务，是用用户和计算算机硬件间间软件层中中的基础OS的功能—用户界面面；资源管管理；任务务管理；文文件管理用户界面：：帮助用户户与计算机机交流。有有两类字符界面：：如DOS，命令驱动，，用户需记记忆DOS命令图形界面：：如WINDOWS，，用图标、菜菜单、对话话框，按钮钮等图形表表示命令，，用鼠标选选择，无须须记忆，为为事件驱动动。资源管理：：管理所有有硬件资源源，存储管管理负责存存储器分区区、内/外外存间数据据交换，虚虚拟存储器器管理等任务管理：：保证用户户计算任务务完成，具具有多任务务处理能力力，允许多多任务共享享数据文件件，允许后后台模式处处理文件管理：：控制数据据和程序文文件的生成成、删除和和存取支持服务：：支持数据据库管理、、计算机通通信管理3.3.2操作作系统操作系统分分类按功能：批批处理（单单道、多道道）、分时时、实时操操作系统按配置：单单机：大型型机、小型型机、微型型机、多媒媒体操作系系统；多机机：网络操操作系统，，分布式操操作系统按用户：单单用户操作作系统，多多用户操作作系统按任务：单单任务操作作系统，多多任务操作作系统按界面：字字符界面操操作系统，，图形界面面操作系统统支持软件：：数据库管理理、通信管管理和系统统支持程序序数据库管理理系统，DBMS：：帮助建立、、使用、维维护组织的的数据库通信管理软软件：控制制与支持通通信网络上上的数据通通信活动通信管理软软件一般安安装在网络络的主计算算机或通信信前端处理理机和网络络服务器上上，网络终终端机有相相应的接受受软件通信管理工工作：连接接和拆除终终端和计算算机间的联联系，自动动检验终端端的输入/输出活动动，分配优优级，测试试和纠正数数据传输中中的错误等等系统支持程程序：如实用程序序，支持系系统运行时时请求内存存，把程序序加戴，拷拷贝文件等等日常事务务性操作程程序设计语语言与开发发工具面向CPU语言：机器语言，，汇编语言言机器语言：：0/1编编码的机器器指令组成成。能被计计算机直接接识别