2016.7.2 管理信息系统的技术基础

1.计算机系统的组成：

**计算机系统由硬件系统和软件系统组成；

**硬件系统（冯.诺依曼体系结构）：

①运算器：执行算术运算和逻辑运算的部件；由算术逻辑单元，累加器，状态寄存器和通用寄存器组成；

②控制器：指挥计算机各部件按照指令的要求自动协调地运行所需各种操作；包括程序计数器，指令寄存器，指令译码器和各种控制电路；

③存储器：存储程序和数据的记忆装置，包括内存储器和外存储器；

④输入设备：将原始信息输入到计算机内；

⑤输出设备：将计算机的处理结果以能为人们或其他机器所能接受的形式输出；

 

2.计算机软件系统：

①操作系统：五大功能：作业管理，进程管理（处理机管理），存储管理，设备管理和文件管理；

②程序设计语言和语言处理系统：机器语言，汇编语言和高级语言；语言处理系统包括汇编程序与各种高级语言的解释程序和编译程序；

③数据库管理系统；

④实用程序：界面工具程序，编辑程序，连接装配程序，诊断排错程序；

⑤应用软件：程序库，软件包，套装软件，用户自己开发的软件系统；

 

3.数据库技术基础：

**数据库的发展：

①数据是描述现实世界事物的符号记录，是指用物理符号记录下来的可以鉴别的信息；

②数据处理是指对各种类型的数据进行收集，存储，分类，排序，计算或加工，检索，传输，递交等等工作；

 

③第一阶段：人工管理阶段:数据和程序混为一体，两者相互依赖。数据成为程序不可分割的一部分；数据不能共享，数据是分散的；一批数据重复存储；

④第二阶段：文件管理阶段：数据以文件为单位存储在外存，且由操作系统统一管理；程序与数据分离，使数据和程序有了一定的独立性；以文件为单位的数据共享；不能反映事物之间的联系；数据和应用程序相互依赖，数据由程序生成；

 

⑤第三阶段：数据库管理阶段：对所有的数据实行统一，集中的管理，使数据的存储独立于使用它的程序，从而实现数据共享；

⑥第四阶段：分布式数据库系统阶段：数据库，网络和通信系统的结合体；数据分散在各个节点上，每个结点的数据由本地数据库管理系统管理；各节点之间通过网络实现数据共享；

 

4.数据库的几个基本概念：

（1）数据库：数据库是将数据按一定格式存储在计算机内的数据的仓库，即存储在计算机内的相关数据的集合；数据库中的数据可以共享使用；

（2）数据库管理系统：数据库管理系统是数据库系统的核心，是对数据库进行管理的软件系统；

**数据库管理系统的主要功能是:数据定义，数据操纵，数据库的运行管理和数据库的建立与维护；

（3）数据库系统：数据库系统是指以数据库方式管理大量共享数据的计算机软件系统，简称数据库；

**它由数据库，数据库管理系统，硬件和软件支持系统，用户（最终用户，应用程序设计员和数据库管理员）等4个要素组成；

**从模式上，数据库系统一般由外模式，内模式和概念模式所组成；

 

5.数据模型及数据库组织结构：

（1）数据模型：描述数据库中记录之间关系的数据结构方式；

**数据模型三要素：数据结构，数据操作和数据完整性约束；

**数据结构：用于描述系统的静态特征，确定数据的逻辑结构，即从用户角度看数据是如何组织的；

**数据操作：用于描述系统的动态特征，是对数据库中各种对象的实例所允许执行的操作的集合；

**数据完整性约束：是一组完整性规则的集合；

 

（2）层次数据库模型：用树结构表示实体之间联系的模型；实体之间只能是一对多或者一对一的联系；

（3）网状数据库模型：用网络来表示实体之间的联系；实体之间的关系是多对多关系；通常将所有记录用系表示；网状模型的数据独立性较差，用户使用不方便；

（4）关系数据库模型：用数据的二维表来描述实体之间的联系；

（5）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，属性和说明三者是封装在一起的；

 

6.数据库的组织结构：

（1）概念模式：数据库结构的中间层；用逻辑数据模型对一个企业或部门数据的描述，反映企业数据库的整体组织和逻辑结构，它指出每个数据的逻辑定义以数据之间的逻辑联系

（2）外模式：子模式，用户模式，局部模式，是最靠近用户的一层，是用逻辑数据模型对用户所用到的那份数据的描述；

（3）内模式：存储模式或物理模式，是数据库最内一层。它是物理存储设备上实际存储的数据集合，具体，描述了数据如何组织并存入外部存储器上；

**上述三种模式，只有内模式是真正存储数据的，概念模式与外模式仅是一种逻辑性表示数据的方法。

**外模式则是根据用户需求，将数据以逻辑方式组织起来，并提交给用户；这是靠DBMS的映射功能实现的；

 

7.数据仓库和数据挖掘：

（1）数据仓库：数据仓库是在信息系统数据库资源的基础上，出于决策的需求而要从大量积累的数据资源中进一步挖掘信息产生的，是对数据库概念的改进；

**面向主题：侧重数据分析工作，是按照某一主题分析的需要去组织和存储数据的；

**集成：是指数据仓库中的数据是数据库中数据的有机积累和集合；

**不同时间：出于决策的需要，数据仓库中的数据需要表明时间属性；

**稳定：数据仓库反映的是历史信息，而不是数据库处理的那种日常事务数据；

**数据仓库的特点就是非常大，质量高，而且可检索；

 

（2）数据挖掘：从大量的，不完全的，有噪音的，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；

 

8.通信系统：

（1）通信系统的三要素：信源，通信媒体，信宿；

（2）数据通信系统具有如下的特点：

**数据通信系统能实现计算机之间的以及人与计算机之间的通信；

**计算机之间的通信过程需要定义出严格的通信协议或标准；

**数据通信系统对数据传输的可靠性要求很高；

**在数据通信系统中，信息量具有突发性；

**数据通信系统的用户所采用的计算机和终端等设备多种多样，它们在通信速率，编码方式，同步方式和通信规程方面都有很大的差别；

**数据通信系统的数据传输率很高；

**数据通信 系统中的不同用户，不同应用的通信业务的信息平均长度和时延变化非常大；

（3）数据通信通常被划分为5个步骤：

**建立通信线路，用户将通信的对方地址信息告诉交换机，交换机查询该地址终端，若对方同意通信，则由交换机建立双方通信的通道；

**建立数据传输链路，通信双方建立同步联系，使双方设备处于正确收发状态，通信双方核对地址；

**传送通信控制信号和数据；

**数据从传输结束，双方通过通信控制信息确认此次通信结束；

**由通信双方之一告知交换机通信结束，切断物理链接的通道；

 

9.计算机网络：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相互连接起来，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；

（1）计算机网络的特点：

**开放式的网络体系结构；

**不同软硬件环境，不同网络协议的网可以互联，真正达到资源共享，数据通信和分布处理的目标；

**向高性能发展，追求高速，高可靠和高安全性；

**采用多媒体技术，提供文本，声音，图像等综合性服务；

**计算机网络的智能化；

 

（2）计算机网络的功能：

**使地理位置遥远的，独立的计算机具有相互访问，传输数据的能力，缩短了空间距离；

**入网计算机或终端具有远程控制或执行命令的能力，可以实现资源共享；

**计算机之间的通讯是计算机网络能够实现资源共享的基础，而资源共享是开发建设计算机网络的主要目的；

 

（3）计算机网络的拓扑结构：

**星型结构：集中式控制；每一个用户设备都连接到中央交换机上，中央交换机主要任务就是交换和控制；

**总线结构：所有用户设备都连接在一条公共传输的主干电缆上-总线；属于分散型控制结构；没有中央处理控制器；采用争用方式：CSMA/CD

**环型结构：信息在通信链路上是单向传输的。没有竞争现象，所以在负载较重时仍然能传送信息；

**树型结构：易于扩展，便于隔离故障；

**网型结构：控制功能分散在网络的各个结点上，这种结构可靠性高，但网络了控制和路由选择比较复杂，一般在在广域网上使用；

 

（4）计算机网络的分类：

**局域网（LAN）：在一个适中的地理范围内，把若干独立的设备连接起来；一个局域网只能连接有限个计算机和其他设备；

**广域网（WAN）：连接若干城市，地区，甚至跨越国界，是遍及全球的一种计算机网络；Internet是现今世界上最大的广域网计算机网络；

**城域网（MAN）：覆盖一个城市中相连的几个小城市，物理距离在48公里之内；

（5）计算机网络的通信协议：是使计算机能够顺利识别网络传输的信息，保证传输的正确性而建立的一些软硬件标准或规则；

**以太网使用CSMA/CD协议，令牌环网采用令牌环协议，Internet采用TCP/IP协议；

**TCP/IP协议：

①基本传输单位是数据包

②TCP负责将数据分成若干数据包，并给每个数据包加上包头，包头上有编号，以保证接收端能够还原原来的数据格式；

③IP协议在每个包头加上接收端主机地址，可以让数据自己找到要去的地方；

④总之，IP保证数据的传输。TCP保证数据传输的质量。

 

（6）网络互联：需要相应的网络连接器

①中继器：用来延长网络距离的；有信号放大和再生的功能，它不需要智能和算法的支持，只是将一端的信号转发到另一端，或者将来自一个端口的信号转发到多个端口；

②网桥：连接两个相同类型的局域网，其主要工作方式是接收，存储，地址过滤与转发；

③路由器：原则上只能连接相同协议的两个或多个网络；使用带路径信息的逻辑地址；对数据报有拆装功能；可以进行有效的流控和路径选择；它是局域网与广域网连接，或局域网互联设备；

④网关：可执行协议的转换，使不同协议的网络实现通信，可充当转换器的角色；网关重新打包信息，或改变它的语法，使其符合目的地系统的要求；不少广域网之间的互联要用到网关；

 

（7）信息安全：

**影响信息安全的因素：

①系统软件或信息系统自身的缺陷；

②管理机制不健全，业务人员的越权操作；

③计算机犯罪，计算机病毒；

④软件的非法复制；

⑤网络的大量使用；

⑥数据的保护措施不足；

 

**信息安全的三要素：保密性，完整性，可用性服务

**常用的安全防范技术：身份鉴别，访问控制，完整性控制，密码技术，防火墙系统，计算机防病毒保护，审计和恢复，操作系统安全，数据库系统安全；

 

（8）网络新技术：

①基于IPv6标准的新一代Internet网络；

②P2P技术；

③基于3G的宽带无线移动网络技术；

 

10.网络应用模式的发展：

①文件服务器/工作站

②客户/服务器（C/S）

③浏览器/web服务器（B/S）

④ 云计算