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1、第二篇 技术篇2.1 概述概述2.2 计算机系统计算机系统2.3 计算机网络计算机网络2.4 数据库与数据仓库数据库与数据仓库2.5 决策分析与支持、神经网络和遗决策分析与支持、神经网络和遗传算法传算法2.1 概述l信息技术是管理信息系统中的一种重要资源信息技术是管理信息系统中的一种重要资源l信息技术是指各种以计算机为基础的工具，人们信息技术是指各种以计算机为基础的工具，人们用它来加工信息，并支持组织的信息需求和信息用它来加工信息，并支持组织的信息需求和信息处理任务处理任务l信息技术包括两种类型：硬件和软件信息技术包括两种类型：硬件和软件硬件是指组成计算机或计算机系统的物理设备硬件是指组成计算
2、机或计算机系统的物理设备软件则是指计算机硬件执行的一系列指令，用来完成某个软件则是指计算机硬件执行的一系列指令，用来完成某个特定的任务特定的任务l硬件：输入、输出、存储、硬件：输入、输出、存储、CPU和和RAM、通信、通信、连接等设备连接等设备l软件：应用软件和系统软件软件：应用软件和系统软件2.2 计算机系统l计算机的分类计算机的分类PDA笔记本电脑、台式计算机和平板电脑笔记本电脑、台式计算机和平板电脑小型机、大型机和巨型机小型机、大型机和巨型机l计算机硬件计算机硬件CPU、内存、内存其他设备其他设备l计算机软件计算机软件PDANotebookDesktopTablet PCMinicomp
3、utersMainframeSupercomputerKeyboard(input)CDs(storage)Video card(connecting)CPUCable modem(telecommunications)Monitor(output)计算机应用软件的体系结构形式l单机结构单机结构lC/S结构结构lB/S结构结构l三层三层/多层结构多层结构l 用户操作界面用户操作界面l逻辑处理程序逻辑处理程序l接口程序（通信端口及数据库操作）接口程序（通信端口及数据库操作）l数据库管理系统（以桌面数据库为主）数据库管理系统（以桌面数据库为主）l其他其他单机结构的应用程序的组成单机结构的应用程序：
4、发油系统C/S和B/S结构的应用程序l与单机应用程序的不同与单机应用程序的不同数据库位于服务器端数据库位于服务器端客户端往往不只一个客户端往往不只一个需注意在单机方式下无需考虑的效率、负荷和同步等需注意在单机方式下无需考虑的效率、负荷和同步等问题问题lC/S与与B/S的不同的不同系统性能方面系统性能方面系统开发方面系统开发方面系统升级维护方面系统升级维护方面系统安全方面系统安全方面多层结构的应用程序l多层结构的划分多层结构的划分数据层、业务层、表现层数据层、业务层、表现层胖客户端、瘦客户端及其他胖客户端、瘦客户端及其他l逻辑位于何处？逻辑位于何处？逻辑的分类：数据逻辑、业务逻辑和表现逻逻辑的分
5、类：数据逻辑、业务逻辑和表现逻辑辑多层结构的优点l更有效地利用了系统的资源，增强了系更有效地利用了系统的资源，增强了系统的总吞吐量和可缩放性统的总吞吐量和可缩放性l系统维护更加方便和容易系统维护更加方便和容易l使得不同数据源系统的集成成为可能使得不同数据源系统的集成成为可能l允许跨地域和跨平台操作允许跨地域和跨平台操作l在服务器暂时不可用时客户端的信息将在服务器暂时不可用时客户端的信息将被保持，增强了系统的可用性被保持，增强了系统的可用性l对客户端隐藏了业务逻辑细节对客户端隐藏了业务逻辑细节2.3 计算机网络l计算机网络的概念计算机网络的概念l计算机网络的功能计算机网络的功能资源共享资源共享数
6、据传输数据传输l计算机网络的分类计算机网络的分类按网络分布：局域网、广域网按网络分布：局域网、广域网按网络拓扑：树状、星形、总线、环状按网络拓扑：树状、星形、总线、环状按服务方式：主从网络、对等网络按服务方式：主从网络、对等网络l计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构2.4 数据库与数据仓库l构建商务智能构建商务智能数据库技术的发展过程l什么是数据库？什么是数据库？l60年代年代数据收集、数据库创建、信息管理系统（数据收集、数据库创建、信息管理系统（IMS）和网络数据库）和网络数据库管理系统（管理系统（Network DBMS）l70年代年代 关系数据模型以及关系型关系数据模型以及关系型DB
7、MSl80年代至今年代至今高级数据模型高级数据模型(具有扩充关系的具有扩充关系的,面向对象的面向对象的,演绎的等等演绎的等等)和和 面面向应用的向应用的 DBMS(空间的空间的,科学的科学的,工程的等等工程的等等)l90年代至今年代至今数据挖掘和数据仓库，多媒体数据库和数据挖掘和数据仓库，多媒体数据库和Web数据库。数据库。我们需要了解的数据库技术：以混凝土公司销售数据为例l数据库中包含多张表：数据库中包含多张表：OrderCustomerConcrete TypeEmployeeTruck l每张表中应包含什么信息？每张表中应包含什么信息？信息的收集信息的收集创建逻辑结构l在数据库中，行号是
8、无关紧要的在数据库中，行号是无关紧要的l数据库中，每一列都有一个诸如数据库中，每一列都有一个诸如 Order Date 或或 Customer Name之类的逻辑之类的逻辑名称名称l数据字典 描述了数据库中信息之间逻描述了数据库中信息之间逻辑关系辑关系“关于数据的数据关于数据的数据”信息内部的逻辑联系l数据库的不同表之间往往存在着内在逻辑联数据库的不同表之间往往存在着内在逻辑联系系l逻辑联系是由主键（逻辑联系是由主键（primary key）和外键）和外键（foreign key）实现的）实现的lPrimary key 能唯一确定记录的字段或字段能唯一确定记录的字段或字段组组lForeign
9、key 存在于一个关系中的另一个关存在于一个关系中的另一个关系的主键系的主键l外键起到了建立表间联系的作用外键起到了建立表间联系的作用l在这里，文件在这里，文件=表表=关系关系文件内的完整性约束l完整性约束（Integrity constraint）确确保信息合理性的规则保信息合理性的规则lExamples在一个表中主键值必须是唯一的在一个表中主键值必须是唯一的外键不能为空外键不能为空Sales price 字段值必须为正字段值必须为正Phone numbers 必须有区号必须有区号SQL:结构化查询语言lStructured query language(SQL)大多数数据库使大多数数据库使
10、用的第用的第4代查询语言代查询语言l使用结构化的语句进行数据查询使用结构化的语句进行数据查询l更多地被更多地被IT技术人员使用在数据查询或程序设计中技术人员使用在数据查询或程序设计中lSELECT Order.CustomerNumber,Employee.EmployeeLastName,Empolyee.EmployeeFirstName lFROM Employee INNER JOIN Order ON Employee.EmployeeID=Order.DriverIDlWHERE Order.CustomerNumber=4567;练习l使用桌面数据库产品建立一个数据库，使用桌面数
11、据库产品建立一个数据库，使用到主键、外键和完整性约束。并进使用到主键、外键和完整性约束。并进行行10行以上的数据输入和查询行以上的数据输入和查询数据仓库简述lOLTP与与OLAPonline transaction processing&online analytical processingl数据仓库（数据仓库（Data warehouses）支持）支持OLAP 和决策和决策lDW 不支持不支持 OLTPl数据挖掘（数据挖掘（Data-mining）工具使用数据仓工具使用数据仓库信息工作库信息工作DBMS software=databaseData-mining tools=data war
12、ehouse什么是数据仓库？l信息的逻辑集合，这些信息来自于许多不同的业务信息的逻辑集合，这些信息来自于许多不同的业务数据库，并用于创建商务智能，以支持企业的分析数据库，并用于创建商务智能，以支持企业的分析活动和决策任务。活动和决策任务。lWilliam H.InmonWilliam H.Inmon：数据仓库是在企业管理和决策：数据仓库是在企业管理和决策中面向主题的、集成的、与时间相关的、不可修改中面向主题的、集成的、与时间相关的、不可修改的数据集合。的数据集合。面向主题而非面向应用面向主题而非面向应用典型的主题领域：典型的主题领域：顾客、产品、财务顾客、产品、财务与时间相关与时间相关时间维是
13、数据仓库中一个重要维度时间维是数据仓库中一个重要维度操作型数据库的时间期限一般是操作型数据库的时间期限一般是60609090天，而数据仓库中数据的天，而数据仓库中数据的时间期限通常是时间期限通常是5 51010年。年。不可修改：面向应用的事务数据库需要对数据进行频繁的插不可修改：面向应用的事务数据库需要对数据进行频繁的插入、更新操作，而对于数据仓库中数据的操作仅限于数据的入、更新操作，而对于数据仓库中数据的操作仅限于数据的初始导入和记录查询。初始导入和记录查询。l多维度（关系数据是二维的）多维度（关系数据是二维的）l行、列和层行、列和层l常被称为超立体结构常被称为超立体结构 hypercube
14、sl右图的维度？右图的维度？数据挖掘工具l对数据仓库中信息进行查询的软件工具，包括：查询与报表工具查询与报表工具智能代理智能代理多维分析工具多维分析工具统计工具统计工具 另一个常见的概念：数据集市l数据集市（数据集市（Data Marts）是数据仓库的一）是数据仓库的一个子集，它仅聚集了数据仓库中的部分信个子集，它仅聚集了数据仓库中的部分信息息l数据仓库常被视为涉及整个组织范围数据仓库常被视为涉及整个组织范围数据仓库和数据挖掘带来职业机会l数据仓库和数据挖掘知识将给你带来很有潜数据仓库和数据挖掘知识将给你带来很有潜力的职业机会力的职业机会l无需成为无需成为IT专家，也能建立数据仓库专家，也能建
15、立数据仓库甚至甚至Excel和和Access中也有类似功能中也有类似功能l下面是一些这方面软件的代表：下面是一些这方面软件的代表：SAS（最著名的统计与数据分析软件）（最著名的统计与数据分析软件）Cognos（排在数据仓库与数据挖掘软件第（排在数据仓库与数据挖掘软件第1位）位）Informatica（排在数据仓库与数据挖掘软件第（排在数据仓库与数据挖掘软件第2位）位）常用的数据库产品，常用的数据库产品，SQL Server,Oracle等等在SQL Server中建立数据仓库2.5决策分析与支持、神经网络、遗传算法和系统仿真l了解决策支持系统的组成了解决策支持系统的组成l学习如何在学习如何在E
16、xcel中进行系统建模和决中进行系统建模和决策分析策分析l了解神经网络及其用途了解神经网络及其用途l了解遗传算法及其用途了解遗传算法及其用途l一个系统仿真的演示一个系统仿真的演示如何进行决策l 情报分析阶段情报分析阶段发现问题所在发现问题所在l设计阶段设计阶段找出若干可行方案找出若干可行方案l选择阶段选择阶段选择最合适的解决方选择最合适的解决方案案l实施阶段实施阶段方案实施方案实施决策支持系统的组成l模型管理部件模型管理部件l数据管理部件数据管理部件l用户界面管理部件用户界面管理部件使用Excel进行决策：Motor Distribution Model of Autopower Europe
17、lAutopower Europe Manufactures UPS for major installations lFour manufacturing plants Leipzig,Germany Nancy,France Liege,Belgium Tilburg,The Netherlands lThree harbors Amsterdam,The Hague and Antwerp Motor DistributionTransportation Costs Minimize the transportation costs involved in moving the moto
18、rs from the harbors to the plantsA Transportation Model in Excel 神经网络初步l当你看到一条你从未见过的品种的狗时，你能当你看到一条你从未见过的品种的狗时，你能识别出它是狗吗？识别出它是狗吗？l神经网络（神经网络（artificial neural network or ANN）：）：发现和辨别模式（发现和辨别模式（pattern）的人工智能系统）的人工智能系统l神经网络的作用：识别、分类和预测神经网络的作用：识别、分类和预测l应用应用金融机构使用神经网络发现市场潜在的机遇，例如找出金融机构使用神经网络发现市场潜在的机遇，例如找出
19、不同股票价格影响模式。不同股票价格影响模式。警方利用神经网络发现当地犯罪模式。警方利用神经网络发现当地犯罪模式。信用卡公司使用神经网络发现个人账户异常，以防止欺信用卡公司使用神经网络发现个人账户异常，以防止欺诈行为诈行为。神经网络的多层结构l输入层输入层l隐含层隐含层l输出层输出层使用Joone建立一个最简单的神经网络：XORlXOR的真值表的真值表Joone中的操作步骤l用下列字符串建立一个文本文件用下列字符串建立一个文本文件0.0;0.0;0.00.0;1.0;1.01.0;0.0;1.01.0;1.0;0.0 Joone中的操作步骤l在在Joone中建立并执行模型中建立并执行模型l验证模
20、型的有效性验证模型的有效性l程序的方式程序的方式遗传算法l遗传算法遗传算法(Genetic Algorithms)：遗传：遗传算法是一种人工智能系统，它通过模仿算法是一种人工智能系统，它通过模仿进化过程中适者生存规律从而产生的一进化过程中适者生存规律从而产生的一个问题的逐步改进的解决方案个问题的逐步改进的解决方案遗传算法的进化法则1.选择（Selection）适者生存，适应适者生存，适应值高的个体有更大的机会把自己的基值高的个体有更大的机会把自己的基因传给下一代。因传给下一代。2.交叉（Crossover）将双亲的基因将双亲的基因片段交换，从而得到下一代孩子的基片段交换，从而得到下一代孩子的基
21、因因3.变异（Mutation）在某些基因位上在某些基因位上进行变异，以实现个体多样化进行变异，以实现个体多样化 遗传算法的应用场合lGA最适于解决由多个变量组合而成的最适于解决由多个变量组合而成的几千甚至几百万个方案中选择最优方案几千甚至几百万个方案中选择最优方案的问题的问题,尤其当没有明确的模型可用于求尤其当没有明确的模型可用于求解时。解时。l两个例子：两个例子：美国西部公司利用美国西部公司利用GA确定在多达确定在多达100 000个个连接点的网络中的最佳光缆结构。以前完成连接点的网络中的最佳光缆结构。以前完成这个工作一个有经验的工程师至少也需要这个工作一个有经验的工程师至少也需要2个月，
22、而使用个月，而使用GA只需两天，得到的方案比只需两天，得到的方案比以前工程师设计的方案更优。以前工程师设计的方案更优。民航机场的机位分配民航机场的机位分配一个简单的遗传算法程序参数优化参数优化GA实例讨论：装钉子l3 types of nails per boxlweight not to exceed 20 ounceslno more than 30 nails per boxlat least 5 and not more than 10 nails per box 钉子尺寸重量成本售价41483.50.853.5630.7352.50.52.5420.25231.511.52CAN Y
23、OU1.Describe decision support system,list its components,and identify the type of application its suited to.2.Describe artificial intelligence and list the different types that are used in businesses.3.Describe neural networks and the uses of ANN tool.4.Describe genetic algorithms and list the concepts on which they are based and the types of problems they solve.