管理信息系统课件Chap3.ppt

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1、 Chap3 管理信息系统管理信息系统的技术基础的技术基础3.1 计算机系统计算机系统3.2 计算机硬件计算机硬件3.3 计算机软件计算机软件3.4 计算机网络计算机网络3.5 数据处理数据处理 3.1 计算机系统计算机系统3.1.1 计算机的发展计算机的发展 第一台电子计算机第一台电子计算机ENIACENIAC诞生于诞生于19461946年，年，至今经历了五代的发展：至今经历了五代的发展：第一代第一代 真空管时代真空管时代 第二代第二代 晶体管时代晶体管时代 第三代第三代 小规模集成电路时代小规模集成电路时代 第四、五代第四、五代 大规模及超大规模集成电时代大规模及超大规模集成电时代 世界上

2、的第一台电子计算机世界上的第一台电子计算机1946-19571946-1957 起迄年份起迄年份 代别代别 主要逻辑元件主要逻辑元件 软软 件件机器语言、汇编语言机器语言、汇编语言高级语言、监控程序、高级语言、监控程序、简单操简单操作系统作系统功能较强的操作系统、功能较强的操作系统、会话式语会话式语言言软件工程的研究与应用、数据库、软件工程的研究与应用、数据库、和网络软件和网络软件能处理声音图像等知识表示推理能能处理声音图像等知识表示推理能力模拟人的智能活动力模拟人的智能活动大规模或超大规模或超大规模集成电路大规模集成电路超大规模集成超大规模集成电路电路 集成电路集成电路 1958-19641

3、958-1964 1965-19701965-1970 19701970至今至今 新一代新一代 计算机计算机 一一 二二 三三 四四 五五真空管真空管 晶体管晶体管表表6.1 6.1 电子计算机的技术发展简表电子计算机的技术发展简表3.1.2 计算机系统原理计算机系统原理 世界上各类电子计算机基本结构的世界上各类电子计算机基本结构的基础基础冯冯 诺依曼诺依曼原理：存储程序和二进制原理：存储程序和二进制 计算机的运算计算机的运算程序程序(一系列指令一系列指令)计算机内数据、信息的表示计算机内数据、信息的表示 二进制二进制 冯冯 诺依曼（诺依曼（Von NeumannVon Neumann）3.2

4、 计算机硬件计算机硬件硬件是指计算机物理设备的总称。硬件是指计算机物理设备的总称。q中央处理器中央处理器 中央处理器（中央处理器（CPUCPU）运算器运算器（ALU）+控制器控制器q存储系统存储系统 计算机存储系统由主存储器和外部存储器组成。计算机存储系统由主存储器和外部存储器组成。主存储器的发展：主存储器的发展：磁鼓磁鼓磁芯磁芯LSILSI半导体存储器半导体存储器VLSIVLSI半导体存储半导体存储器器 二级存储器的发展：二级存储器的发展：磁带磁带磁鼓磁鼓磁盘磁盘光盘光盘q输入输入/输出设备输出设备计算机键盘与显示终端计算机键盘与显示终端点触式设备点触式设备 计算机鼠标器、电子游戏机操纵杆、

5、触摸感应屏等计算机鼠标器、电子游戏机操纵杆、触摸感应屏等计算机笔计算机笔 光笔、汉王笔、蒙恬笔等光笔、汉王笔、蒙恬笔等视频输入视频输入/输出输出 TVTV、录像机、摄像机的数字化影像的输入录像机、摄像机的数字化影像的输入/输出输出 阴极射线管显示器、液晶显示（阴极射线管显示器、液晶显示（LCDLCD）屏、等离子显示屏等屏、等离子显示屏等打印输出打印输出 击打式打印机击打式打印机 ：点阵打印机、高速并行打印机：点阵打印机、高速并行打印机 非击打式打印机：激光打印机、喷墨打印机非击打式打印机：激光打印机、喷墨打印机 绘图仪绘图仪声音识别声音识别 通过声音识别系统实现声音输入通过声音识别系统实现声音

6、输入/输出输出光和磁识别光和磁识别 光扫描设备光扫描设备 ：读入文本、图形、图片、条形码：读入文本、图形、图片、条形码 磁性数据输入：磁性墨水字符识别、磁条阅读器磁性数据输入：磁性墨水字符识别、磁条阅读器 3.3 计算机软件计算机软件3.3.1 软件的分类软件的分类 操作系统、通讯软件操作系统、通讯软件 系统软件系统软件 语言处理系统、系统实用语言处理系统、系统实用程序程序 软件软件 数据库管理系统数据库管理系统 文字处理软件、表格处理软件文字处理软件、表格处理软件 财务管理软件等财务管理软件等 应用软件应用软件3.3.2 程序设计语言程序设计语言 第一代计算机语言第一代计算机语言机器语言（机

7、器语言（machine language)machine language)第二代语言第二代语言汇编语言汇编语言(assembler)(assembler)，又称符号（助记符又称符号（助记符mnemonicsmnemonics）语言语言 第三代语言第三代语言高级高级语言语言(high-level language)(high-level language)第四代语言第四代语言接近自然语言的非过程化语言，用户和程接近自然语言的非过程化语言，用户和程 序员使用非过程化语言说明要求，计算机自动形成实现该要序员使用非过程化语言说明要求，计算机自动形成实现该要 求的指令序列。求的指令序列。面向对象的程序

8、设计面向对象的程序设计对象可以在不同的应用程序中多次对象可以在不同的应用程序中多次 使用。使用。3.4 计算机网络计算机网络3.4.1 3.4.1 计算机通信网络计算机通信网络的概念的概念 利用通信设备和线路将地理位置不同的，功能独立利用通信设备和线路将地理位置不同的，功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议，信息交换方式及网络操作系统等）（网络通信协议，信息交换方式及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。实现网络中资源共享和信息传递的系统。3.4.2 3.4.2 计算机通信网络的演变和发展计算机通信网络的

9、演变和发展 第一代计算机通信网络第一代计算机通信网络以单个计算机为中心的以单个计算机为中心的远程联机系统远程联机系统 计算机计算机FEPMM前段处理器前段处理器TTCTTTCTT 第二代计算机通信网络第二代计算机通信网络多个主计算机通过通信线多个主计算机通过通信线路互连起来的网络。路互连起来的网络。典型代表典型代表ARPAARPA网。网。IMPIMPIMPIMPIMPIMPIMPHHHHHHHH 第第三三代计算机通信网络代计算机通信网络具有统一的网络体系结具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的国际标准化网络。最著名的构、遵循国际标准化协议的国际标准化网络。最著名的统一网络体系结构即统一网

10、络体系结构即ISO-OSI ISO-OSI“开放系统互联基本开放系统互联基本参参考模型考模型”3.4.3 3.4.3 网络通信设备网络通信设备q通信介质通信介质 双绞线双绞线 有线传输有线传输 同轴电缆同轴电缆 光纤光纤 计算机网络计算机网络 卫星通信卫星通信 的传输媒体的传输媒体 无线通信（短波、超短波）无线通信（短波、超短波）无线无线传输传输 红外通信红外通信 激光通信激光通信 微波通信微波通信q 服务器服务器 为网络中的其他用户提供服务，如访问数据库管理系统、打印为网络中的其他用户提供服务，如访问数据库管理系统、打印服务服务q 工作站工作站 工作站独立运行操作系统，通过协议与服务器或其他

11、工作站通工作站独立运行操作系统，通过协议与服务器或其他工作站通信，享受服务器提供的各种服务和网络上的其他资源共享。信，享受服务器提供的各种服务和网络上的其他资源共享。q 协议转换器协议转换器 将信息从一个系统转换到另一个系统，实现不同类型设备之间将信息从一个系统转换到另一个系统，实现不同类型设备之间的通话。的通话。q调制解调器调制解调器 实现数字信号实现数字信号(digital signals)(digital signals)与模拟信号与模拟信号(analog signals)(analog signals)两者相互转换的设备。两者相互转换的设备。调制调制数字信号数字信号模拟信号模拟信号 解

12、调解调模拟信号模拟信号数字信号数字信号q网络互联设备网络互联设备 1）转发器转发器（Repeater）延长传输距离延长传输距离 2）网桥网桥（Bridge）连接两种相同类型，相同结构的网络连接两种相同类型，相同结构的网络 3）路由器）路由器（Router）连通不同类型的网络；选择信息传送的线路连通不同类型的网络；选择信息传送的线路 4）网关网关（Gateway）连接两个异构，不同协议的网络。连接两个异构，不同协议的网络。q通信软件通信软件 控制和支持网络通信的软件。控制和支持网络通信的软件。1)1)网络操作系统网络操作系统 存取、传送控制、网络管理、出错控制和安全管理存取、传送控制、网络管理、

13、出错控制和安全管理 2)2)网络协议网络协议 两台计算机之间进行通信必须遵循的一组规则。两台计算机之间进行通信必须遵循的一组规则。当今世界事实上的标准当今世界事实上的标准 传输层控制协议传输层控制协议/互联网协议互联网协议TCP/IPTCP/IP 它能连接互不兼容的计算机和网络；既可用于广域它能连接互不兼容的计算机和网络；既可用于广域网，又可用于局域网，即网，又可用于局域网，即Internet/IntranetInternet/Intranet（国际互连国际互连/企业内连网企业内连网）。）。3.4.3 3.4.3 通信网络的分类与应用通信网络的分类与应用q 网络的拓扑结构网络的拓扑结构 网络上

14、各个点的物理布局结构即称之为网络拓扑结构。网络上各个点的物理布局结构即称之为网络拓扑结构。星形结构星形结构 点到点式点到点式 环形结构环形结构 网络拓扑结构网络拓扑结构 树形结构树形结构 总线式总线式 卫星和无线式卫星和无线式广播式广播式q局域网（局域网（LANLAN）在一个有限区域内连接信息处理设备形成在一个有限区域内连接信息处理设备形成的系统。的系统。q广域网（广域网（WANWAN）复盖区域相当广泛的通信网络。复盖区域相当广泛的通信网络。3.5 数据处理数据处理 数据是一个组织中与人力、资金、物料、设备同等重要的资源。数据是一个组织中与人力、资金、物料、设备同等重要的资源。数据资源处理对组

15、织至关重要。数据资源处理对组织至关重要。3.5.1 3.5.1 数据处理数据处理 把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的研究数把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的研究数据，用一定的设备和手段，按一定的要求，加工成另一种形式的数据，用一定的设备和手段，按一定的要求，加工成另一种形式的数据的过程。据的过程。1 1）数据收集）数据收集 5 5）数据的运算数据的运算 2 2）数据转换）数据转换 6 6）数据存储、检索、输出数据存储、检索、输出3 3）数据的筛选、分组和排序）数据的筛选、分组和排序4 4）数据的组织数据的组织3.5.2 3.5.2 数据组织数据组织 将具有某种逻辑关

16、系的一批数据组织起来，既要满足存储的需要，将具有某种逻辑关系的一批数据组织起来，既要满足存储的需要，同时又要使数据用起来方便。同时又要使数据用起来方便。q数据结构数据结构 数据的物理结构指数据在计算机存储介质中的存储方式。数据的物理结构指数据在计算机存储介质中的存储方式。数据的逻辑结构指的是数据之间的逻辑关系。数据的逻辑结构指的是数据之间的逻辑关系。q数据组织数据组织 数据的物理组织指对数据物理存储方式的编排。数据的物理组织指对数据物理存储方式的编排。数据的逻辑组织指相关数据在逻辑上的编排。数据的逻辑组织指相关数据在逻辑上的编排。数据库数据库文件文件1文件文件2 文件文件3文件文件m记录记录1

17、 记录记录2 记录记录3记录记录n 数据项数据项1 数据项数据项2 数据项数据项3 数据项数据项ip 文件组织文件组织 文件是为某一目的而形成的相关记录的集合。文件是为某一目的而形成的相关记录的集合。1）顺序文件顺序文件 指文件中数据记录指文件中数据记录按关键字排序按关键字排序并并顺序存放顺序存放在存储介质中。在存储介质中。即其逻辑顺序与物理顺序是一致的，它结构简单，应用广泛，即其逻辑顺序与物理顺序是一致的，它结构简单，应用广泛，存取速度较快，适宜于批量数据的存取和处理存取速度较快，适宜于批量数据的存取和处理。学号学号姓名姓名数学数学物理物理纪录地址纪录地址870701870705870706

18、870710870712张张X李李X钱钱X李李X胡胡X688387957477626482881011021031041062）索引文件索引文件 对文件中每个记录按其关键字及存放地址建立索引，具有索引对文件中每个记录按其关键字及存放地址建立索引，具有索引的文件称为索引文件。的文件称为索引文件。索引文件由索引文件由索引索引和和数据文件数据文件组成；数据文件又称主文件。组成；数据文件又称主文件。索引必须按关键字排序。索引必须按关键字排序。主文件可以按关键字排序，此时主文件主文件可以按关键字排序，此时主文件+索引索引索引顺序文件；索引顺序文件；主文件也可以不排序，则主文件主文件也可以不排序，则主文件

19、+索引索引索引非顺序文件。索引非顺序文件。索引文件检索的速度快；为进一步提高检索速度，还可增设多级索引文件检索的速度快；为进一步提高检索速度，还可增设多级索引，即建立索引的索引，但缺点是占用存储空间较多。索引，即建立索引的索引，但缺点是占用存储空间较多。职工号职工号姓名姓名职称职称35梁梁X高级高级03李李X副高副高02张张X高级高级42胡胡X副高副高12王王X工程师工程师17李李X副高副高101102104108111114记录地址记录地址关键字关键字地址地址纪录纪录职称职称35101高级高级03102副高副高02104高级高级42108副高副高12112工程师工程师17114副高副高关键字

20、关键字地址地址纪录纪录职称职称02104高级高级03102副高副高12112高级高级17114副高副高35101工程师工程师42108副高副高3）链表文件表文件 每个数据记录都设有指向下一个记录的地址指针的数据文件称每个数据记录都设有指向下一个记录的地址指针的数据文件称为链表文件。为链表文件。ABCD ABCD（a）删除记录删除记录（b）插入记录插入记录ABCABCDDPP欲插入记录欲插入记录 欲删除记录欲删除记录 传统的文件管理存在和使用时间不长，由于以下主要问题限制传统的文件管理存在和使用时间不长，由于以下主要问题限制了它的应用：了它的应用：文件之间没有逻辑联系文件之间没有逻辑联系 数据冗

21、余和数据不一致性数据冗余和数据不一致性数据不能独立于数据不能独立于数据不能共享数据不能共享 q数据库组织数据库组织 1 1）数据库管理系统（）数据库管理系统（DBMSDBMS）计算机系统软件，它控制组织和用户的数据库的生成、维护和计算机系统软件，它控制组织和用户的数据库的生成、维护和使用。使用。2）数据模型数据模型 数据库的基础，是计算机世界对现实世界进行抽象、表示和处数据库的基础，是计算机世界对现实世界进行抽象、表示和处理的工具。理的工具。数据模型分为数据模型分为概念模型概念模型和和数据模型数据模型。概念模型概念模型是一种独立于计算机系统的数据模型，它完全不涉及是一种独立于计算机系统的数据模

22、型，它完全不涉及信息在计算机系统中的表示，只是用来描述用户所关心的特定数据信息在计算机系统中的表示，只是用来描述用户所关心的特定数据的结构，是现实世界的第一层抽象。的结构，是现实世界的第一层抽象。结构数据模型结构数据模型是一种直接面向数据库的逻辑结构，是现实世是一种直接面向数据库的逻辑结构，是现实世界的第二层抽象。这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统，界的第二层抽象。这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统，它通常定义了严格的语法和语义的数据库语言，人们可以用这种语它通常定义了严格的语法和语义的数据库语言，人们可以用这种语言来定义、操作数据库。言来定义、操作数据库。目前目前DBMSDBMS

23、 所提供的数据模型主要有三种：网络型、所提供的数据模型主要有三种：网络型、层次型和关系型。层次型和关系型。学号学号姓名姓名 年龄年龄 性别性别 学生关系框架：学生关系框架：课程关系框架：课程关系框架：课程号课程号 课程名课程名 学时数学时数学习关系框架：学习关系框架：学号学号 课程号课程号分数分数 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 S 8 S 9 R1 R2 R3 R4（b）层次层次模型模型（c）关系关系模型模型（a）网络模型网络模型数据模型数据模型3）关系数据库的规范化关系数据库的规范化 目前世界上最流行的是关系型数据库，其奠基人是目前世界上最流行的是关系型数据库，其奠基人是IBMIBM公司研究公司研究员员E E F F CoddCodd。关系数据库的规范化1.范式(Normal Form)2.规范化(Normalization)3.第一范式 (First Normal Form)4.第二范式(Second Normal Form)5.第三范式(Third Normal Form)