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1、管理信息系统管理信息系统 Management Information System第4章 管理信息系统的基础基础第4章 管理信息系统的技术基础o教学目的n理解计算机系统的功能；掌握计算机软件的主要分类构成。了解数据通信及计算机网络中的基本知识。了解与信息资源管理密切相关的数据库技术、数据仓库技术和数据挖掘技术；了解信息安全技术的基本知识；掌握数据库技术设计的基本概念和基本的关系数据库理论。o关键概念n操作系统，计算机网络，网络协议，C/S模式，B/S模式，数据库，关系数据库，E-R图第4章 管理信息系统的技术基础o主要内容n计算机系统n计算机网络n数据资源管理n信息安全技术4.1 计算机系统
2、计算机系统o计算机硬件系统计算机硬件系统n计算机发展史计算机发展史n计计算算机机硬硬件件组组成成：运运算算器器、控控制制器器、存存储储器器、输输入入/输输出出设备设备n计算机性能指标：字长、主频、运算速度、存储容量计算机性能指标：字长、主频、运算速度、存储容量o计算机软件系统计算机软件系统n软件的分类：系统软件、应用软件软件的分类：系统软件、应用软件n操操作作系系统统：完完成成所所有有与与硬硬件件有有关关而而与与应应用用无无关关的的工工作作，达到方便、高效和安全的目的。达到方便、高效和安全的目的。n语言编译系统语言编译系统第4章 管理信息系统的技术基础4.2 数据通信与计算机网络数据通信与计算
3、机网络o通信系统的一般模型通信系统的一般模型o计计算算机机网网络络：用用通通信信设设备备和和线线路路将将地地理理位位置置不不同同，具具备备独独立立功功能能的的计计算算机机、终终端端及及其其附附属属设设备备连连接接起起来，配以相应的软件实现通信网资源共享的系统。来，配以相应的软件实现通信网资源共享的系统。n计算机网络的组成与结构：通信子网、资源子网计算机网络的组成与结构：通信子网、资源子网n计算机网络的分类：计算机网络的分类：按地域分：局域网、城域网、广域网 其他：如：按拓扑结构、交换方式、网络协议、传输介质等分类信息源信息源编码与调制编码与调制信信 道道解码与解调解码与解调信宿信宿噪声源噪声源
4、第4章 管理信息系统的技术基础4.2 数据通信与计算机网络数据通信与计算机网络o计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构n星型星型n总线型总线型n环型环型n网络型网络型第4章 管理信息系统的技术基础 n星型星型n总线型总线型n环型环型n网络型网络型4.2 数据通信与计算机网络数据通信与计算机网络o计算机网络的构成计算机网络的构成n传输媒体：双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输介质传输媒体：双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输介质n网络设备：网络适配器、集线器、交换机、路由器、网关网络设备：网络适配器、集线器、交换机、路由器、网关n网网络络软软件件：网网络络协协议议、网网络络操操作作系系统统、网网络络数
5、数据据处处理理模模式式（C/S模式、模式、B/S模式）模式）第4章 管理信息系统的技术基础双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆光纤光纤4.2 数据通信与计算机网络数据通信与计算机网络o因特网因特网nTCP/IP协议协议nIP地址与子网掩码地址与子网掩码 A A类：类：类：类：11271127，BB类：类：类：类：128191128191，C C类：类：类：类：192223192223n域名系统域名系统 com 商业机构、公司，商业机构、公司，edu 教育机构，教育机构，gov 政府部门，政府部门，int 国际组织机构，国际组织机构，cn 国别名（中国），国别名（中国），net 网络服务商，网络服务商，
6、org非盈利组织机构非盈利组织机构n接入方式：接入方式：ISDN、DDN、ADSL、VPN第4章 管理信息系统的技术基础 4.3 数据资源管理数据资源管理o数据库技术数据库技术n数据库技术的历史和发展数据库技术的历史和发展n数据库设计数据库设计 ：步骤：步骤：步骤：步骤 第4章 管理信息系统的技术基础 确确定定存存储储哪哪些些数数据据，建建立立哪哪些些应应用用，常常用用的的操操作及对象有哪些等作及对象有哪些等根根据据用用户户需需求求设设计计的的数数据据库库模模型型，即即概概念念模模型型。（E-R模型）模型）将将概概念念模模型型所所描描述述的的数数据据映映射射为为某某个个特特定定的的DBMS模式
7、数据。模式数据。需求分析需求分析概念结构设计概念结构设计逻辑结构设计逻辑结构设计物理结构设计物理结构设计现实世界现实世界信息世界信息世界计算机世界计算机世界数据世界数据世界为为数数据据模模型型在在设设备备上上选选定定合合适适的的存存储储结结构构和和存存取方法。取方法。第4章 管理信息系统的技术基础4.3 数据资源管理数据资源管理o数据库技术数据库技术n数据库设计数据库设计 ：步骤：步骤：步骤：步骤 现实世界现实世界信息世界信息世界数据世界数据世界组织组织（事物及其联系）（事物及其联系）实体及其联系实体及其联系（概念模型）（概念模型）数据库数据库（数据模型）（数据模型）事物类（总体）事物类（总体
8、）实体集实体集文件文件事物（对象、个体）事物（对象、个体）实体实体记录记录特征（性质）特征（性质）属性属性数据项数据项术语对照表术语对照表 第4章 管理信息系统的技术基础4.3 数据资源管理数据资源管理o数据库技术数据库技术n数据库设计数据库设计 ：步骤，：步骤，：步骤，：步骤，概念模型（概念模型（概念模型（概念模型（E-RE-R模型）模型）模型）模型）vv实体实体实体实体(Entity)(Entity)(Entity)(Entity)：客观存在并可相互区分的事物叫实体。客观存在并可相互区分的事物叫实体。客观存在并可相互区分的事物叫实体。客观存在并可相互区分的事物叫实体。vv属性属性属性属性(
9、Attribute)(Attribute)(Attribute)(Attribute)：实体所具有的某一特性。实体所具有的某一特性。实体所具有的某一特性。实体所具有的某一特性。vv域域域域(Domain)(Domain)(Domain)(Domain)：属性的取值范围。属性的取值范围。属性的取值范围。属性的取值范围。v主键主键(key)(key)：唯一标识实体的属性集称为主键。唯一标识实体的属性集称为主键。vv实实实实体体体体型型型型(Entity(Entity(Entity(Entity Type)Type)Type)Type)：实实实实体体体体名名名名与与与与其其其其属属属属性性性性名名名
10、名集集集集合合合合共共共共同同同同构构构构成成成成实实实实体体体体型。型。型。型。v联系联系(Relationship)(Relationship)：实体之间的相互关联。实体之间的相互关联。一对一联系一对一联系 1:1 1:1，一对多联系，一对多联系 1:n 1:n ，多对多联系，多对多联系 m:nm:n 第4章 管理信息系统的技术基础4.3 数据资源管理数据资源管理o数据库技术数据库技术n数据库设计数据库设计 ：步骤，：步骤，：步骤，：步骤，概念模型（概念模型（概念模型（概念模型（E-RE-R模型）模型）模型）模型）学生学生课程课程选修选修学号学号姓名姓名系别系别课程名课程名选修课选修课主讲
11、老师主讲老师成绩成绩用矩形表示实体集，用矩形表示实体集，在框内写上实体名在框内写上实体名用椭圆表示实用椭圆表示实体的属性体的属性用无向边把实用无向边把实体与其属性连体与其属性连接起来接起来用菱形表示实用菱形表示实体间的联系体间的联系将参与联系的实体将参与联系的实体用线段连接用线段连接 数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的E-RE-R图图图图某学院某学院某学院某学院“教学管理教学管理教学管理教学管理”数据库模型设计数据库模型设计数据库模型设计数据库模型设计系系分配分配1 1n n教师教师u系和教师关系系和教师关系系系系代号系代号系名称系
12、名称系主任系主任办公地点办公地点电话电话教师教师教师编号教师编号教师姓名教师姓名专业特长专业特长数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的E-RE-R图图图图某学院某学院某学院某学院“教学管理教学管理教学管理教学管理”数据库模型设计数据库模型设计数据库模型设计数据库模型设计u学生和课程关系学生和课程关系学生学生学习学习mmn n课程课程成绩成绩学生学生学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄系代号系代号课程课程课程号课程号课程名课程名学分学分数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的E-RE-R
13、图图图图某学院某学院某学院某学院“教学管理教学管理教学管理教学管理”数据库模型设计数据库模型设计数据库模型设计数据库模型设计u教师和课程关系教师和课程关系课程课程教学教学n nmm教师教师学院评估学院评估学生评估学生评估数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的数据库设计案例：较复杂的E-RE-R图图图图某学院某学院某学院某学院“教学管理教学管理教学管理教学管理”数据库模型设计数据库模型设计数据库模型设计数据库模型设计u教学管理总教学管理总E-R图（图（综合后的综合后的综合后的综合后的E-RE-R图）图）图）图）学生学生学习学习n nmm课程课程成绩成绩学生评估学
14、生评估教学教学学院评估学院评估n n系系分配分配1 1n n教师教师mm目录目录第4章 管理信息系统的技术基础4.3 数据资源管理数据资源管理o数据库技术数据库技术n数据库设计：数据库设计：步骤，步骤，步骤，步骤，概念模型（概念模型（概念模型（概念模型（E-RE-R模型）模型）模型）模型）vv每一个实体转化为一个关系，该关系包含对应实体的全部属性，并每一个实体转化为一个关系，该关系包含对应实体的全部属性，并每一个实体转化为一个关系，该关系包含对应实体的全部属性，并每一个实体转化为一个关系，该关系包含对应实体的全部属性，并根据该关系表达的语义确定出关键字。根据该关系表达的语义确定出关键字。根据该
15、关系表达的语义确定出关键字。根据该关系表达的语义确定出关键字。vv根据不同的联系方式，采取不同的手段使被联系的实体所对应的关根据不同的联系方式，采取不同的手段使被联系的实体所对应的关根据不同的联系方式，采取不同的手段使被联系的实体所对应的关根据不同的联系方式，采取不同的手段使被联系的实体所对应的关系实现联系。系实现联系。系实现联系。系实现联系。(a)(a)(a)(a)1 1 1 1：m m m m 联系联系联系联系(b)(b)(b)(b)将将将将“1”1”1”1”方的关键字纳入方的关键字纳入方的关键字纳入方的关键字纳入“m”m”m”m”方式实体对应的关系中作为外部方式实体对应的关系中作为外部方
16、式实体对应的关系中作为外部方式实体对应的关系中作为外部关键字。关键字。关键字。关键字。系（系（系代号系代号，系名称，系主任姓名，办公地址，电话），系名称，系主任姓名，办公地址，电话）教师（教师（教师编号教师编号，教师姓名，专业特长，教师姓名，专业特长，系代号系代号）从从E-R图导出关系数据模型图导出关系数据模型第4章 管理信息系统的技术基础4.3 数据资源管理数据资源管理o数据库技术数据库技术n数据库设计：数据库设计：步骤，步骤，步骤，步骤，概念模型（概念模型（概念模型（概念模型（E-RE-R模型）模型）模型）模型）从从E-R图导出关系数据模型图导出关系数据模型(b)(b)(b)(b)m m
17、m m：n n n n联系联系联系联系(c)(c)(c)(c)对联系单独建立一个关系，该关系的属性中至少要包括被它对联系单独建立一个关系，该关系的属性中至少要包括被它对联系单独建立一个关系，该关系的属性中至少要包括被它对联系单独建立一个关系，该关系的属性中至少要包括被它所联系的双方实体的关键字，所联系的双方实体的关键字，所联系的双方实体的关键字，所联系的双方实体的关键字，同时把联系的属性也一并纳入同时把联系的属性也一并纳入同时把联系的属性也一并纳入同时把联系的属性也一并纳入“m”m”m”m”方的关系中。方的关系中。方的关系中。方的关系中。如：学生（如：学生（学号学号，姓名，性别，年龄，系代号）
18、，姓名，性别，年龄，系代号）课程（课程（课程号课程号，课程名，学分），课程名，学分）学习（学习（学号学号，课程号课程号，成绩），成绩）第4章 管理信息系统的技术基础4.3 数据资源管理数据资源管理o数据库技术数据库技术n数据库设计：数据库设计：步骤，步骤，步骤，步骤，概念模型（概念模型（概念模型（概念模型（E-RE-R模型）模型）模型）模型）从从E-R图导出关系数据模型图导出关系数据模型(c)(c)(c)(c)1 1 1 1：1 1 1 1联系联系联系联系(d)(d)(d)(d)在一方实体对应的关系中增加另一方的关键字作为属在一方实体对应的关系中增加另一方的关键字作为属在一方实体对应的关系中增
19、加另一方的关键字作为属在一方实体对应的关系中增加另一方的关键字作为属性。性。性。性。系（系（系代号系代号，系名称，系主任姓名，办公地址，电话），系名称，系主任姓名，办公地址，电话）教师（教师（教师编号教师编号，教师姓名，专业特长，教师姓名，专业特长，系代号系代号）学生（学生（学号学号，姓名，性别，年龄，系代号），姓名，性别，年龄，系代号）课程（课程（课程号课程号，课程名，学分），课程名，学分）学习（学习（学号学号，课程号课程号，成绩），成绩）教学（教学（教师号教师号，课程号课程号，学生评估，学院评估），学生评估，学院评估）第4章 管理信息系统的技术基础4.3 数据资源管理数据资源管理o数据库技
20、术数据库技术n数据库设计：数据库设计：步骤，概念模型（步骤，概念模型（步骤，概念模型（步骤，概念模型（E-RE-R模型），模型），模型），模型），关系规范化关系规范化关系规范化关系规范化 范式范式表示的是关系模式的规范化程度，即满足某种约束条件的表示的是关系模式的规范化程度，即满足某种约束条件的关系模式。关系模式。v1st NF:1st NF:元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项，元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项，在同一表中没有重复项、空项出现。在同一表中没有重复项、空项出现。v2nd NF:2nd NF:满足第一范式，且每个表必须有且仅有一个数据元满足第一范式，且每个表必须有
21、且仅有一个数据元素为主关键字，其它数据元素与主关键字一一对应。素为主关键字，其它数据元素与主关键字一一对应。v3rd NF:3rd NF:满足第二范式，且表中的所有数据元素不但要唯一满足第二范式，且表中的所有数据元素不但要唯一地被主关键字所标识，而且相互独立，不存在其它的函数关地被主关键字所标识，而且相互独立，不存在其它的函数关系。系。第4章 管理信息系统的技术基础4.3 数据资源管理数据资源管理o数据库技术数据库技术o数据仓库技术数据仓库技术n定义与特征定义与特征n结构结构n类型类型n步骤步骤 数据仓库是一个面向主题、集成、时变、非易数据仓库是一个面向主题、集成、时变、非易失的数据集合，是支
22、持管理部门的决策过程失的数据集合，是支持管理部门的决策过程企业数据仓库（企业数据仓库（EDWEDW）、操作型数据库（）、操作型数据库（ODSODS）和数据市集（和数据市集（DataMartDataMart）（1 1）收集和分析业务需求）收集和分析业务需求 （2 2）建立数据模型和数据仓库的物理设计）建立数据模型和数据仓库的物理设计 （3 3）定义数据源）定义数据源 （4 4）选择数据仓库技术和平台）选择数据仓库技术和平台 （5 5）从操作型数据库中抽取、净化、和转换数据到数据仓库）从操作型数据库中抽取、净化、和转换数据到数据仓库 （6 6）选择访问和报表工具）选择访问和报表工具 （7 7）选择
23、数据库连接软件）选择数据库连接软件 （8 8）选择数据分析和数据展示软件）选择数据分析和数据展示软件 （9 9）更新数据仓库）更新数据仓库数据源、数据的存储与管理数据源、数据的存储与管理 、OLAPOLAP服务器服务器 、前端工具前端工具 第4章 管理信息系统的技术基础4.3 数据资源管理数据资源管理o数据库技术数据库技术o数据仓库技术数据仓库技术o数据挖掘技术数据挖掘技术n定义定义n流程流程n方法方法n评价评价 数据挖掘数据挖掘(Data Mining)(Data Mining)是从大量的、不完是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取隐
24、含在其中的、人们事先不知道的、但提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。又是潜在有用的信息和知识的过程。定义问题定义问题 、数据准备、数据准备 、数据挖掘、数据挖掘 、结果结果分析分析 、知识的运用、知识的运用 神经网络方法神经网络方法 、遗传算法、遗传算法 、决策树方法、决策树方法 、粗集方法、粗集方法 、覆、覆盖正例排斥反例方法盖正例排斥反例方法 、统计分析方法、统计分析方法 、模糊集方法、模糊集方法 计算性能计算性能 、功能性、功能性 、可用性、可用性 、辅助功能、辅助功能 身份认证技术能够确保只有授权的用户才能身份认证技术能够确保只有授权的用户才能进入。进
25、入。用户名用户名/密码方式密码方式 、ICIC卡认证卡认证 、动态口令、动态口令 、生物特征认证、生物特征认证、USB KeyUSB Key认证认证 第4章 管理信息系统的技术基础4.4 信息安全技术信息安全技术o系统防火墙技术系统防火墙技术 o网络加密技术网络加密技术 o身份认证技术身份认证技术 o网络防病毒技术网络防病毒技术 防火墙是一类防范措施的总称，它使得防火墙是一类防范措施的总称，它使得内部网络与内部网络与InternetInternet之间或者与其他外之间或者与其他外部网络互相隔离、限制网络互访用来保部网络互相隔离、限制网络互访用来保护内部网络。护内部网络。预防病毒、检测病毒、消除病毒预防病毒、检测病毒、消除病毒数据加密的基本过程就是对明文的文件或数数据加密的基本过程就是对明文的文件或数据按某种算法进行处理，使其成为不可读的据按某种算法进行处理，使其成为不可读的一段代码一段代码“密文密文”，只能在输入相应的，只能在输入相应的密钥之后才能显示出本来内容。该过程的逆密钥之后才能显示出本来内容。该过程的逆过程为解密，即将该编码信息转化为其原来过程为解密，即将该编码信息转化为其原来数据的过程。数据的过程。通常分为两大类通常分为两大类:“:“对称式对称式”和和“非对称式非对称式”。