管理信息系统第四版第3章u课件

第三章第三章 管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础主要内容：主要内容：1.数据处理数据处理2.数据组织数据组织3.数据库技术数据库技术4.计算机网络计算机网络11 数据处理数据处理本节内容：本节内容：1.1 数据处理的概念数据处理的概念1.2 数据数据处理的目的处理的目的1.3 数据数据处理的内容处理的内容21 数据处理数据处理 1.1 数据处理的概念数据处理的概念 数据处理数据处理指把来自科指把来自科学研究、生产实践和社会学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的原始经济活动等领域中的原始数据数据,用一定的设备和手用一定的设备和手段段,按一定的使用要求按一定的使用要求,加加工成工成另一种形式另一种形式的数据。的数据。3 1.2 数据数据处理的目的处理的目的 1.把数据转换成把数据转换成便于便于观察分析观察分析、传送或、传送或进一步处理的形式。进一步处理的形式。2.从大量的原始数据中抽取，从大量的原始数据中抽取，推导推导出出对对人们人们有价值的信息有价值的信息以作为行动和决策的依以作为行动和决策的依据。据。3.利用计算机科学地利用计算机科学地保存保存和和管理管理已经过已经过处理处理(如校验、整理等如校验、整理等)的的大量数据大量数据,以便人们以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。4 1.3 数据数据处理的基本内容处理的基本内容 1.数据收集数据收集:根据系统自身的需求和用户根据系统自身的需求和用户的需要收集相关的数据。的需要收集相关的数据。eg：毕业生信息：毕业生信息 2.数据转换数据转换:为了使收集的信息适用于计为了使收集的信息适用于计算机处理的形式算机处理的形式,要设计各种代码来描述自要设计各种代码来描述自然界中的各种实际数据，这种将然界中的各种实际数据，这种将实际数据实际数据采用代码表述的方法采用代码表述的方法被称为数据的转换。被称为数据的转换。学号转换学号转换 3.数据的筛选、分组和排序数据的筛选、分组和排序。5 1.3 数据数据处理的基本内容处理的基本内容 4.数据的组织数据的组织:将具有某种逻辑关系的将具有某种逻辑关系的一批数据组织起来，按一定的存储表示方一批数据组织起来，按一定的存储表示方式配置在计算机的存储器中式配置在计算机的存储器中,目的是使计算目的是使计算机处理时能够符合速度快、占用存储器的机处理时能够符合速度快、占用存储器的容量少、成本低等多方面的要求。容量少、成本低等多方面的要求。5.数据的运算数据的运算:指算术运算和逻辑运算。指算术运算和逻辑运算。6.数据存储数据存储。7.数据检索数据检索。搜索搜索 8.数据输出数据输出。62 数据组织数据组织本节内容：本节内容：2.1 数据结构数据结构2.2 数据文件数据文件2.3 数据库数据库72 数据组织数据组织数据组织是按照一定的方式和规则对数据进行数据组织是按照一定的方式和规则对数据进行归并、存储、处理的过程。归并、存储、处理的过程。通常用数组，文件和数据库来组织数据82.1 数据结构数据结构数据结构又分为数据的逻辑结构和物理结构。数据结构又分为数据的逻辑结构和物理结构。数据的逻辑结构是指数据间的逻辑关系，逻辑数据的逻辑结构是指数据间的逻辑关系，逻辑结构结构包括两大类：包括两大类：线性结构线性结构-线性表、栈、队列及串线性表、栈、队列及串非线性结构非线性结构-树和图树和图92.1 数据结构数据结构物理结构又称存贮结构，指数据元素在计算机物理结构又称存贮结构，指数据元素在计算机存贮器中的存储方式，存储方式一般有四种：存贮器中的存储方式，存储方式一般有四种：n顺序存储顺序存储n链接存储链接存储n索引存储索引存储n散列存储散列存储102.1 数据结构数据结构一个结点通常有几个域，用来存放与结点有关一个结点通常有几个域，用来存放与结点有关的信息，存放结点本身信息的域称为数据域，的信息，存放结点本身信息的域称为数据域，存放结点与其他结点关系信息的域，称为指针存放结点与其他结点关系信息的域，称为指针域或链域。域或链域。2.1.1 指针与链指针与链 LLINK 左指针左指针 INFO 信息信息 RLINK 右指针右指针 图图3.1 3.1 结点的结构结点的结构112.1 数据结构数据结构No.NAMEAGE0152王一王一22220256王二王二28281234王三王三25252345李一李一31310001李二李二1919 H0152王一 22 1234 王三 25 2345 李一 310256王二 28 0001 李二 19图3.3链表的逻辑结构122.1 2.1 数据结构数据结构线性表是指数据的结构形式本质上是一维的线性关线性表是指数据的结构形式本质上是一维的线性关系，其中的每个结点都是同一类型的数据结构。系，其中的每个结点都是同一类型的数据结构。2.1.2 2.1.2 线性表线性表132.1 2.1 数据结构数据结构顺序表存在插入或删除一个结点时操作比较复杂的顺序表存在插入或删除一个结点时操作比较复杂的缺点，因此，线性表仅适用于经常进行检索，但数缺点，因此，线性表仅适用于经常进行检索，但数据不经常变动的情况。据不经常变动的情况。可以采用链接存储方式来存储线性表，称为链表。可以采用链接存储方式来存储线性表，称为链表。链表结构在每个结点设有链指针，用来指示下一个链表结构在每个结点设有链指针，用来指示下一个结点的位置，结点本身则可以存放在任意一组存贮结点的位置，结点本身则可以存放在任意一组存贮单元中，结点之间的逻辑关系由指针表示。所以，单元中，结点之间的逻辑关系由指针表示。所以，在插入和删除操作中，只需改变前后结点的指针，在插入和删除操作中，只需改变前后结点的指针，而不需要进行大量的数据移动。而不需要进行大量的数据移动。2.1.2 线性表（见书图线性表（见书图3.43.4；3.53.5）14152.1 数据结构数据结构树是结点之间有分支的、层次关系的结构，树是结点之间有分支的、层次关系的结构，类似于自然界中的树。树结构在数据处理中类似于自然界中的树。树结构在数据处理中应用最广泛，也是最重要的一类非线性结构。应用最广泛，也是最重要的一类非线性结构。图图3.6除了上面介绍的线性表和树结构，还有队列、除了上面介绍的线性表和树结构，还有队列、图等，也是重要的数据结构。图等，也是重要的数据结构。2.1.3 树树162.2 数据文件数据文件在信息系统中，数据组织一般采用文件组织和在信息系统中，数据组织一般采用文件组织和数据库组织。数据库组织。把数据按某种数据结构组织起来存放在外部设把数据按某种数据结构组织起来存放在外部设备上，就构成数据文件。数据建造容易，使用备上，就构成数据文件。数据建造容易，使用灵活，处理速度快，特别适合灵活，处理速度快，特别适合单项业务系统使单项业务系统使用用。172.2 2.2 数据文件数据文件182.3 数据库数据库数据库是比文件系统更高级的一种数据组织方式。数据库是比文件系统更高级的一种数据组织方式。文件系统的结构只限于记录内部，因而仅能适用于文件系统的结构只限于记录内部，因而仅能适用于单项应用的场合，对于一个组织的管理信息系统而单项应用的场合，对于一个组织的管理信息系统而言，要求从整体上解决问题，不仅要考虑某个应用言，要求从整体上解决问题，不仅要考虑某个应用的数据结构，而且要考虑全局数据结构。的数据结构，而且要考虑全局数据结构。为了实现整个组织数据的结构化，要求在数据组织为了实现整个组织数据的结构化，要求在数据组织结构中不仅能够描述数据本身，结构中不仅能够描述数据本身，而且要能描述数据而且要能描述数据之间的关系。之间的关系。因而在复杂的应用中，应采用数据库因而在复杂的应用中，应采用数据库组织数据。组织数据。19 3 数据库技术数据库技术本节主要内容：本节主要内容：3.1 数据库系统的构成数据库系统的构成3.2 数据模型数据模型3.3 数据库数据处理数据库数据处理3.4 数据库保护数据库保护203.1 数据库系统的构成数据库系统的构成数据库是以一定的组织方式存贮在一起的相关数据数据库是以一定的组织方式存贮在一起的相关数据的集合，它能以最佳的方式，最少的数据冗余为多的集合，它能以最佳的方式，最少的数据冗余为多种应用服务，程序与数据具有较高的独立性。种应用服务，程序与数据具有较高的独立性。数据库系统的主要组成部分有：数据库系统的主要组成部分有：n计算机系统计算机系统n数据库数据库n数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)n人员人员-数据库管理员、数据库管理员、系统程序员、用户系统程序员、用户2122 3.2 数据模型数据模型 根据模型应用的不同目的，可以将数据模根据模型应用的不同目的，可以将数据模型分为型分为:一是概念模型一是概念模型(也称信息模型也称信息模型)二是数据模型二是数据模型(如网状、层次及关系模型如网状、层次及关系模型)有关这方面的内容将在本书第七章第七节有关这方面的内容将在本书第七章第七节中详细阐述。中详细阐述。233.3 数据库数据处理数据库数据处理数据库数据的建立、修改、删除以及备份和恢复是数据库数据的建立、修改、删除以及备份和恢复是管理信息系统开发和使用过程中极为常见和重要的管理信息系统开发和使用过程中极为常见和重要的数据处理工作。数据处理工作。数据库中的数据以一定的格式存放在数据表里，现数据库中的数据以一定的格式存放在数据表里，现实中常常通过对基本表的建立与删除、数据查询及实中常常通过对基本表的建立与删除、数据查询及更改等数据库操作完成特定的数据处理要求。更改等数据库操作完成特定的数据处理要求。24253.3 数据库数据处理数据库数据处理1.建立。建立基本表的语句格式为：建立。建立基本表的语句格式为：CREATE TABLE (列名列名1 类型类型,列名列名2 类型类型)；常用的类型有常用的类型有CHAR(字符型字符型),INT(整型整型),NUMERIC(数值型数值型),DATETIME(日期时间型日期时间型),BIT(逻辑型逻辑型),VARCHAR(变长字符型变长字符型)等。等。3.3.1 基本表的建立与删除基本表的建立与删除263.3 数据库数据处理数据库数据处理 例例1.建立一个建立一个“学生学生”表表Student，它由学号（，它由学号（sno）、）、姓名（姓名（sname）、性别（）、性别（gender）、所在系别）、所在系别（department）、年龄）、年龄(age)五个属性组成，其中五个属性组成，其中学号为主码。建立该表的语句如下：学号为主码。建立该表的语句如下：CREATE TABLE Student(sno CHAR(9)PRIMARY KEY，sname CHAR(20)，gender CHAR(2)，department CHAR(20)，age SMALLINT);3.3.1 基本表的建立与删除基本表的建立与删除27studentSnoSnameGenderdepartmentage283.3 数据库数据处理数据库数据处理2.修改。修改基本表定义的语句格式为：修改。修改基本表定义的语句格式为：ALTER TABLE ADD 列名列名 类型；类型；例例2.向例向例1所建的所建的Student表增加表增加“入学时间入学时间”列，其列，其数据类型为日期型。数据类型为日期型。ALTER TABLE Student ADD entrance DATETIME3.3.1 基本表的建立与删除基本表的建立与删除29SnoSnameGenderdepartmentage entrance303.3 数据库数据处理数据库数据处理3.删除。删除基本表的语句为：删除。删除基本表的语句为：DROP TABLE；例例3.删除例删除例1所建的所建的Student表。表。DROP TABLE Student3.3.1 基本表的建立与删除基本表的建立与删除313.3 数据库数据处理数据库数据处理 SQL的核心语句是数据库查询语句，其一般格式为：的核心语句是数据库查询语句，其一般格式为：SELECT FROM WHERE GROUP BY ORDER BY ASC/DESC例例4.查询例查询例1所建的所建的Student表中所有年龄在表中所有年龄在20岁以岁以下的学生姓名、性别及其年龄，查询结果按年龄降下的学生姓名、性别及其年龄，查询结果按年龄降序排列。序排列。SELECT sname，gender，age FROM Student WHERE age 20 ORDER BY age DESC；3.3.2数据查询数据查询323.3 数据库数据处理数据库数据处理SQL的数据更新语句包括数据修改、删除和插入三的数据更新语句包括数据修改、删除和插入三种操作种操作1.数据修改数据修改(UPDATE)。UPDATE SET=,=WHERE 例例5.将将Student表中学号为表中学号为200215121的学生的年的学生的年龄改为龄改为22岁。岁。UPDATE Student SET age=22 WHERE sno=2002151213.3.3数据更新数据更新33SnoSnameGenderdepartmentage entrance200215121张三男农经系252011-7343.3 数据库数据处理数据库数据处理 2.数据删除数据删除(DELETE)。其一般格式为：。其一般格式为：DELETE FROM WHERE 例例6.从从Student表中删除学号为表中删除学号为200215128的学生记的学生记录。录。DELETE FROM Student WHERE sno=2002151283.3.3数据更新数据更新353.4 数据库保护数据库保护 为了为了保证数据的安全可靠和正确有效保证数据的安全可靠和正确有效，DBMS必须必须提供统一的数据保护功能，主要包括数据的安全性、提供统一的数据保护功能，主要包括数据的安全性、完整性、并发控制和数据库恢复等内容。完整性、并发控制和数据库恢复等内容。数据的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用数据的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、更改和破坏。数据的安全可通过所造成的数据泄露、更改和破坏。数据的安全可通过对用户进行标识和鉴定、存取控制、对用户进行标识和鉴定、存取控制、OS级安全保护级安全保护等措施得到一定的保障。等措施得到一定的保障。数据的完整性是指数据的正确性、有效性与相容性。数据的完整性是指数据的正确性、有效性与相容性。关系模型的完整性有实体完整性、参照完整性及用户关系模型的完整性有实体完整性、参照完整性及用户定义的完整性。定义的完整性。363.4 数据库保护数据库保护实体完整性。指二维表中描述主关键字的属性不能实体完整性。指二维表中描述主关键字的属性不能取空值。取空值。参照完整性。指具有一对多联系的两个表之间子表参照完整性。指具有一对多联系的两个表之间子表中与主表的主关键字相关联的那个属性中与主表的主关键字相关联的那个属性(外部码外部码)的值的值要么为空，要么等于主表中主关键字的某个值。要么为空，要么等于主表中主关键字的某个值。用户定义的完整性。它是针对某一具体数据库的约用户定义的完整性。它是针对某一具体数据库的约束条件，由应用环境确定。如月份是束条件，由应用环境确定。如月份是1-12的正整数，的正整数，职工的年龄应大于职工的年龄应大于18小于小于70等。等。373.4 数据库保护数据库保护 并发控制是指当多个用户同时存取、修改数据库时，并发控制是指当多个用户同时存取、修改数据库时，可能会发生互相干扰而得到错误的结果并使数据库可能会发生互相干扰而得到错误的结果并使数据库的完整性遭到破坏，因此必须对多用户的并发操作的完整性遭到破坏，因此必须对多用户的并发操作加以控制、协调。加以控制、协调。数据库恢复是指当计算机软、硬件或网络通信线路数据库恢复是指当计算机软、硬件或网络通信线路发生故障而破坏了数据或对数据库的操作失败使数发生故障而破坏了数据或对数据库的操作失败使数据。据。38 4 计算机网络计算机网络本节主要内容：本节主要内容：4.1 计算机网络的概念与分类计算机网络的概念与分类4.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构4.3 典型的网络通信技术典型的网络通信技术4.4 Internet/Intranet4.5 多媒体网络多媒体网络394.1 计算机网络的概念与分类计算机网络的概念与分类计算机网络是管理信息系统运行的基础。计算机网络是管理信息系统运行的基础。404.1 计算机网络的概念与分类计算机网络的概念与分类略略4.1.1计算机网络的概念计算机网络的概念414.1 计算机网络的概念与分类计算机网络的概念与分类4.1.2 网络拓扑结构网络拓扑结构主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机通信链路通信链路通信设备通信设备通信子网通信子网资源子网资源子网图图3.93.9计算机网络的组成计算机网络的组成424.1 计算机网络的概念与分类计算机网络的概念与分类根据通信信道的类型，计算机网络具有以下几种根据通信信道的类型，计算机网络具有以下几种结构：结构：n点点-点信道网络点信道网络:即网络中每一条信道都连接到一对即网络中每一条信道都连接到一对节点上，如果某两个节点之间没有直接通信的信道，节点上，如果某两个节点之间没有直接通信的信道，则要经过其他节点用存储则要经过其他节点用存储-转发方式通信。转发方式通信。n点点-点信道的通信网络有星形、环形、树形、网形等几点信道的通信网络有星形、环形、树形、网形等几种拓扑结构种拓扑结构。n共享信道：所有节点共享一条信道。共享信道：所有节点共享一条信道。4.1.2 网络拓扑结构网络拓扑结构图图3.10 3.10 点点信道的拓扑结构点点信道的拓扑结构434.1 计算机网络的概念与分类计算机网络的概念与分类根据网络的拓扑结构分类，计算机网络可分为星根据网络的拓扑结构分类，计算机网络可分为星状网、树状网、总线网、环状网、网状网等。状网、树状网、总线网、环状网、网状网等。根据网络的使用范围分类，可以分为公用网和专根据网络的使用范围分类，可以分为公用网和专用网。用网。根据数据的组织方式分类，可以分为分布式网络、根据数据的组织方式分类，可以分为分布式网络、集中式网络和分布集中式网络。集中式网络和分布集中式网络。根据网络的分布范围，可分为根据网络的分布范围，可分为 局域网局域网、广域网，、广域网，城域网或市域网。城域网或市域网。4.1.3 计算机网络的分类计算机网络的分类444.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 国际标准化组织国际标准化组织ISO经过多年努力经过多年努力于于1978年提出了年提出了“开放系统互连开放系统互连联联参考模型参考模型”OSI/RM，从此开始了，从此开始了有组织有计划地制定一系列网络有组织有计划地制定一系列网络国际标准。国际标准。OSI参考模型采用的是层次结构，参考模型采用的是层次结构，分为分为7层。数据通信的交换结点只层。数据通信的交换结点只有最低有最低3层，称为中继开放系统。层，称为中继开放系统。4.2.1 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型应用层应用层运输层运输层网络层网络层表示层表示层会话层会话层数据链路层数据链路层物理层物理层OSI OSI 的体系结构的体系结构454.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 各层的主要功能：略各层的主要功能：略4.2.1 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型464.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 从从2020世纪世纪8080年代末期以来，因特网年代末期以来，因特网(Internet)(Internet)飞飞速发展，已成为世界上最大的国际性计算机互联速发展，已成为世界上最大的国际性计算机互联网。因特网所使用的网。因特网所使用的TCP/IPTCP/IP体系在计算机网络领体系在计算机网络领域占有十分重要地位。域占有十分重要地位。传输控制协议传输控制协议(TCP)(TCP)和网际协议和网际协议(IP)(IP)是因特网所使是因特网所使用的各种协议中最重要的两个协议。人们将用的各种协议中最重要的两个协议。人们将TCP/IPTCP/IP及其相关协议称为及其相关协议称为TCP/IPTCP/IP体系结构，简称体系结构，简称TCP/IPTCP/IP。4.2.2 TCP/IPTCP/IP网络体系结构网络体系结构474.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 TCP/IP体系结构共有网络接口、网际层、传输层体系结构共有网络接口、网际层、传输层和应用层和应用层4个个 4.2.2 TCP/IPTCP/IP网络体系结构网络体系结构应用层应用层运输层运输层网络层网络层表示层表示层会话层会话层数据链路层数据链路层物理层物理层OSI OSI 的体系结构的体系结构TCP/IP TCP/IP 的体系结构的体系结构网络接口层网络接口层网际层网际层 IP IP(各种应用层协议如各种应用层协议如TELNET,FTP,SMTPTELNET,FTP,SMTP等等)运输层运输层(TCP(TCP或或UDP)UDP)应用层应用层48各层主要功能：略各层主要功能：略4.2.2 TCP/IPTCP/IP网络体系结构网络体系结构4.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 494.3 典型的网络通信技术典型的网络通信技术 以太网是按照以太网是按照IEEE802.3协议建立的局域网络，协议建立的局域网络，采用采用CSMA/CD（载波侦听多路访问（载波侦听多路访问/冲突检测）冲突检测）技术。技术。4.3.1 以太网以太网(Ethernet)(Ethernet)504.3 典型的网络通信技术典型的网络通信技术 令牌环网即令牌环网即IEEE802.4协议，采用按需分配信道协议，采用按需分配信道的原则，即按一定的顺序在网络节点间传送称为的原则，即按一定的顺序在网络节点间传送称为“令牌令牌”的特定控制信息，的特定控制信息，4.3.2 令牌环网令牌环网514.3 典型的网络通信技术典型的网络通信技术 快速以太网保留了以太网的快速以太网保留了以太网的CSMA/CD技术，是技术，是以太网的发展，但速度可达以太网的发展，但速度可达100Mbps,近年来又近年来又有千兆位以太网面世。有千兆位以太网面世。4.3.3 快速以太网快速以太网524.3 典型的网络通信技术典型的网络通信技术 FDDI采用光纤作为传输介质，以令牌环方式仲裁采用光纤作为传输介质，以令牌环方式仲裁站点对介质的访问。采用双环备份方式，传输距站点对介质的访问。采用双环备份方式，传输距离远，可靠性高，互操作能力强，适合于作为局离远，可靠性高，互操作能力强，适合于作为局域网络主干网选型。域网络主干网选型。4.3.4 FDDI(FDDI(光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口)534.3 典型的网络通信技术典型的网络通信技术 ATM是一种以信元为单位在设备间传输信息的方是一种以信元为单位在设备间传输信息的方式，传输速率为式，传输速率为155Mbps，最高可达，最高可达622Mbps，信元内可携带任何信息进行传送。信元内可携带任何信息进行传送。4.3.5 ATM(ATM(异步传输模式异步传输模式,不同于不同于ATMATM机机)544.4 Internet/Intranet 4.4.1 InternetInternet554.4 Internet/Intranet Intranet(企业内部网企业内部网)是把是把Internet技术应用到企技术应用到企业内部建立的基于开放技术的新型网络体系结构，业内部建立的基于开放技术的新型网络体系结构，可以说是组织内部的可以说是组织内部的Internet。4.4.2 IntranetIntranet564.4 Internet/Intranet 4.4.2 IntranetIntranet 浏览器浏览器WebWeb服务器服务器/应用服务器应用服务器 数据库服务器数据库服务器 数据库数据库图图3.13 3.13 浏览器浏览器/服务器结构服务器结构574.4 Internet/Intranet Extranet即扩展的即扩展的Intranet(Extended Intranet),它通过它通过Internet网络把分散在不同地理位置的网络把分散在不同地理位置的Intranet联系起来。联系起来。Extranet是通过虚拟专用网方式使企业与其他企是通过虚拟专用网方式使企业与其他企业或客户联系起来，完成共同目标的合作网络。业或客户联系起来，完成共同目标的合作网络。4.4.3 ExExtranettranet584.4 Internet/Intranet 虚拟专用网采用加密、认证和通道技术，提供了虚拟专用网采用加密、认证和通道技术，提供了Internet上两点间的安全通信。上两点间的安全通信。4.4.4虚拟专用网（虚拟专用网（VPNVPN）593.5 多媒体网络多媒体网络 多媒体网络是指能够传送、接收及处理多媒体数据多媒体网络是指能够传送、接收及处理多媒体数据的计算机网络。的计算机网络。多媒体网络设计需从三个方面解决多媒体的需求：多媒体网络设计需从三个方面解决多媒体的需求：n增加系统总线和网络对带宽的要求；增加系统总线和网络对带宽的要求；n研究开发压缩技术，降低多媒体数据对带宽的要研究开发压缩技术，降低多媒体数据对带宽的要求；求；n采用异步传输模式采用异步传输模式(ATM)的关键技术，以便能快速的关键技术，以便能快速转接微型信息包，同时支持多媒体数据和普通数转接微型信息包，同时支持多媒体数据和普通数据的发送。据的发送。60本章小结61