信息系统的技术基础.ppt

信息系统的技术基础 教学目标与要求 了解计算机基本组成 了解数据库技术的发展趋势 了解计算机网络的分类 了解计算机网络的工作模式 掌握数据库设计中的概念模型 信息技术 信息技术 informationtechnology IT 作为获取信息资源的基本手段 是构建信息化社会的根本工具 信息技术和信息资源是手段与目标的关系 对于管理者来说 再单纯地依靠手工 人工的方式收集 加工 处理 使用信息资源 对单位 组织进行管理 显然是力不从心的 因此 在现代社会 要想更加科学 更加有效地利用信息资源实施管理 管理者必须了解相关的信息技术 借此发挥管理的最佳效果 与信息系统密切相关的信息技术 主要包括计算机硬件与软件 数据库技术 计算机网络技术 管理信息系统的一般结构 2 1计算机硬件与软件 一个完整的计算机系统广义上是由硬件 软件和用户三部分组成 硬件是指构成计算机系统的物理设备的总称 通常是电子的 机械的 磁性的或光的元器件或装置 软件是程序及有关文档的总称 程序是由一系列指令组成的 指挥计算机按照指定顺序完成特定任务 2 1计算机硬件与软件 2 1 1计算机硬件系统的组成 图2 1硬件系统结构图 计算机的基本工作原理 工作原理 冯 诺依曼原理 1 采用二进制形式表示数据和指令 2 采用程序存储方式 3 由运算器 控制器 存储器 输入和输出设备五大基本部件组成计算机 2 1 2计算机软件软件分为系统软件和应用软件两大类 应用软件必须通过系统软件起作用 图2 2软件系统结构图 1 系统软件系统软件 systemsoftware 负责协调整个计算机系统的硬件和各种程序间的活动和功能的实现 系统软件主要依赖于计算机系统的制造商及计算机的类型 1 操作系统 OperatingSystem OS 操作系统是计算机系统中最基本的软件包 它控制计算机硬件 在应用软件与硬件之间起着接口的作用 为用户使用计算机提供各种服务 操作系统通常安装在磁盘上 系统启动或重启后 操作系统的大部分内容被调入内存 常用的操作系统有四种 MS DOS操作系统 Windows 视窗 操作系统 UNIX操作系统 Linux操作系统 2 程序设计语言和语言处理系统 3 数据库管理系统 裸机 操作系统 应用软件 主要功能有 作业管理进程管理存储管理设备管理文件管理 2 应用软件应用软件 applicationsoftware 是由帮助用户解决特定问题或满足用户特定功能要求的一系列程序组成 它的主要任务就是利用计算机的优势和能力 为个人 小组或组织提供解决问题和完成特定工作的能力 从应用软件的服务对象分类 服务于个人用户 字处理软件 电子表格 绘图程序 数据库应用程序 软件套装等 服务于用户组的 常被称为组件或群件 groupware 它可以用来帮助工作小组更有效 更高效地协作工作 如视频会议 电子邮件 公文自动化软件等 服务于整个组织 由企业通过购买或自行开发对整个组织均有用的软件 如企业中的人力资源管理软件 财务管理软件等 这类应用软件是企业信息系统的主体 组织中各个管理层次 各个功能领域都可以应用相应的应用程序来支持工作任务的完成 支持管理问题的解决或支持决策的制定 2 2数据库技术 数据与劳动力 原材料 资金和设备等一样 都是是重要的组织资源 数据库技术是数据管理的重要技术手段 是信息系统的核心和基础 2 2 1数据库与数据库管理系统1 数据管理对于来自科学研究 生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据 我们需要通过一定的设备和手段 按一定的使用要求 加工成另一种形式的数据 以便于我们的使用 这个过程就是对数据的管理 在信息系统中 数据管理一般采用文件管理和数据库管理这两种方式 1 文件管理利用文件进行管理是传统的数据管理方法 一个文件是相关记录的集合 记录是文件中数据组织的基本单位 由若干个数据项 属性 组成 数据项又是数据处理的最小单位 图2 3文件系统管理数据 存在问题 数据的冗余 程序与数据的相互依赖 缺乏灵活性 安全性差等 2 数据库管理在数据库数据管理中 数据由数据库管理系统统一管理 实现了数据与程序的真正独立 并且最大限度地降低了数据冗余 充分做到了数据为多个用户 组织甚至组织间 共享 提高了数据的一致性 并且允许多个用户同时访问某一数据 并发使用 对数据的安全保密和完整性也有了保证措施 图2 4数据库系统管理数据 表2 1两种数据管理方式的特点 2 数据库 1 数据库和数据库系统数据库是存放数据的仓库 只不过这个仓库是在计算机存储设备上 而且数据是按一定的格式存放的 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统 一般由数据库 数据库管理系统 及其开发工具 应用系统 数据库管理员和用户构成 数据库系统是面向计算机的 而数据库的应用是面向现实世界的 两个世界之间存在着很大的差异 要直接将现实世界中的语义映射到数据世界 计算机世界 是十分困难的 因此 需引入信息世界 作为现实世界通向计算机世界的桥梁 现实世界 是由实际存在的事物组成的 事物之间有着错综复杂的联系 信息世界 是现实世界在人脑中的反映 通常用概念模型来描述 数据世界 是信息世界数据化的产物 通常用数据模型来描述 现实世界 信息世界和数据世界 2 概念模型概念模型 信息模型 是按用户的观点来对数据和信息建模 概念模型的表示方法 实体 联系方法 Entity RelationshipApproach 该方法用E R图来描述现实世界的概念模型 E R方法也称为E R模型 首先介绍E R图中的几个基本概念及符号 实体 Entity 是客观存在并可相互区别的事物 它可以是具体的人 事 物 也可以是抽象的概念或联系 如一个学生 一个部门 一门课程 学生的一次选课 学生与学院的关系 即某位学生在学校的某学院学习 等都是实体 在E R图中用矩形表示 矩形框内写明实体名 图2 6实体 属性 Attribute 是指实体所具有的某一特征 一个实体可以由若干个属性来刻画 如学生实体可以由姓名 性别 学号 出生年月 专业 入学时间等属性来描述 在E R图中用椭圆形表示 并用无向边将其与相应的实体连接起来 图2 7学生实体及其属性 联系 Relationship 在现实世界中 事物内部以及事物之间是有联系的 这些联系在信息世界中反映为实体内部的联系 属性之间 和实体之间的联系 在E R图中用菱形表示 菱形框内写明联系名 并用无向边分别与有关实体连接起来 同时在无向边旁标上联系的类型 1 1 1 n m n 两个实体之间的联系可以分为三类 一对一联系 1 1 如果对于实体集A中的每一个实体 实体集B中至少有一个 也可以没有 实体与之联系 反之亦然 一对多联系 1 n 如果对于实体集A中的每一个实体 实体集B中有n个实体 n 0 与之联系 反之 对于实体集B中的每一个实体 实体集A中至多只有一个实体与之联系 多对多联系 m n 如果对于实体集A中的每一个实体 实体集B中有n个实体 n 0 与之联系 反之 对于实体集B中的每一个实体 实体集A中也有m个实体 m 0 与之联系 3 数据模型数据模型是反映客观事物及客观事物间联系的数据组织的结构和形式 数据模型是按计算机系统的观点对数据建模 主要用于数据库管理系统的实现 目前 数据库领域中最常用的数据模型有四种 它们是层次模型 HierarchicalModel 网状模型 NetworkModel 关系模型 RelationalModel 面向对象模型 ObjectOrientedModel 其中层次模型和网状模型统称为非关系模型 关系模型 关系模型 RelationalModel 是以二维表来组织和存贮数据 关系模型是目前最重要的一种数据模型 这种模型数据组织直观 查询方便 能够在数据之间建立各种关系满足一些特殊的查询 并且设计 维护简单 当前广泛应用的数据库管理系统几乎都是支持关系模型的 被称为关系数据库关系系统 RelationalDatabaseManagementSystem RDBMS 数据库管理系统 DataBaseManagementSystem 简称DBMS 是数据库系统的一个重要组成部分 是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件 它的主要任务是科学地组织和存储数据 高效地获取和维护数据 目前流行的数据库管理系统有许多种 常见的有 文件 小型桌面数据库 大型商业数据库 开源数据库 Java数据库和国产数据库 文件多以文本字符型方式出现 用来保存论文 公文和电子书等 MicrosoftAccess为目前流行的运行在Windows操作系统下的小型桌面数据库 适合于初学者学习和数据采集用 以Oracle为代表的大型关系数据库 更适合大型中央集中式数据管理场合 MySQL属于开源数据库 在WWW网站建设中应用较广 跨平台的Java数据库目前已经出现 我国国产自主版权数据库也在不断产生和发展 3 数据库管理系统 2 2 2数据库技术的发展趋势数据仓库 DataWarehouse DW 是一个面向主题的 集成的 相对稳定的 反映历史变化的数据集合 用于支持管理决策 在数据仓库的应用中 有一个极其重要 同时又相对独立的方面和工具 那便是数据挖掘 如果数据仓库是一个矿坑 那么数据挖掘就是深入矿坑进行采矿的工作 数据挖掘 DataMining 又称为数据库中的知识发现 就是从存放在数据库 数据仓库或其他信息库中的大量的数据中获取有效的 新颖的 潜在有用的 最终可理解的模式的非平凡过程 如 预测即将流失的客户 评价客户的贡献价值 消费关联分析 销售提醒 营销方式 2 3计算机网络技术 1 计算机网络的概念计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物 计算机网络 将地理位置不同且具有独立功能的计算机系统 通过通信线路和通信设备连接起来 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 2 3计算机网络技术 2 计算机网络的分类 1 地域 作用范围 局域网 LocalAreaNetwork LAN 局域网是将不超过10km范围内 如一个实验室 一幢大楼 一个校园 的各种计算机 终端与外部设备等互联成网 传输媒介主要采用双绞线 同轴电缆 城域网 MetropolitnAreaNetwork MAN 是将整个城市范围内的的大量企业 机关 事业单位等多个局域网互联 传输媒介主要采用光缆 广域网 WideAreaNetwork WAN 广域网也称为远程网 它所覆盖的范围从几十公里到几万公里 可以覆盖一个国家 地区 或横跨几个洲 形成国际性的远程网络 通信传输装置和媒体一般由电信部门提供 Internet是所有这些网络连接在一起的产物 局域网和广域网技术是互联网络的逻辑互联基础 2 3计算机网络技术 2 拓扑结构计算机网络拓扑结构是指计算机网络的硬件系统的连续形式 主要的网络拓扑有总线型 环型 星型和网状型这4种 计算机之间的通信是实现资源共享的基础 计算机通信网络的核心是数据通信设施 为实现数据通信 相互通信的计算机必须遵守一定的协议 所谓协议是负责在网络上建立通信和控制通过通信的信息流的规则 这些协议依赖于网络体系结构 由硬件和软件协同实现 为了实现全球范围内的网络互联 国际标准化组织ISO InternationalStandardsOrganization 制定了开放系统互联参考模型OSI OpenSystemInterconnection 这是一个计算机互联的国际标准 3 网络体系结构 4 计算机网络的工作模式 1 主机 终端模式 主机 终端 模式是早期采用的工作模式 用户计算机远程登录服务器主机后 用户计算机以仿真终端的形式工作 用户通过键盘发出命令请求该命令被送到服务器 服务器主机执行命令 并将命令结果返回用户计算机的显示器上显示 采用分时操作系统 2 客户机 服务器模式 Client Server C S 这种结构中由相互连接的客户机和服务器两种类型的计算机连接起来 客户机由一般功能的微机担任 服务器可以是一台功能强大的具有大磁盘空间的微机服务器或工作站型计算机 也可以是小型机或主机 服务器完成复杂的计算和管理任务 服务器是包含并管理数据库和通信设备 为整个网络提供共享资源和服务 客户机可使用服务器中的资源 用户通过客户机向服务器提出请求 得到服务器回应后向用户显示所得信息 C S模式是基于企业内部网络的应用系统 最大的好处是不依赖企业外网环境 即无论企业是否能够上网 都不影响应用 3 浏览器 服务器模式 Brower Server B S 是指在TCP IP的支持下 以HTTP为传输协议 客户端通过Browser访问Web服务器以及与之相连的后台数据库的技术及体系结构 它由浏览器 Web服务器 应用服务器和数据库服务器组成 客户端的浏览器通过URL访问Web服务器 Web服务器请求数据库服务器 并将获得的结果以HTML形式返回客户端浏览器 B S模式最大的好处是运行维护比较简便 能实现不同的人员 从不同的地点 以不同的接入方式访问和操作共同的数据 最大的缺点是对企业外网环境依赖性太强 由于各种原因引起企业外网中断都会造成系统瘫痪 C S模式与B S模式的工作原理 请求 回应 4 对等模式对等网络与基于服务器的网络不同 它没有专用的服务器 网络中的每台计算机都是平等的 各台计算机既是服务器又是客户机 每台计算机分别管理自己的资源和用户 同时又可以作为客户机访问其它计算机的资源 5 网络环境下的管理信息系统指利用计算机网络将分布在不同地点的计算机硬件 软件 数据等信息资源联系在一起 服务于一个共同的目标而实现相互通信和资源共享 企业采用网络环境下的管理信息系统 不仅可以实现企业信息的快速收集 分发 存储 处理和交流 而且可以帮助企业以低廉的成本将业务迅速扩展到整个世界 成为一个业务通向全球的 跨国公司 本章小结 本章的主要内容是介绍信息系统的技术基础 主要包括计算机硬件与软件 数据库技术 计算机网络技术 考虑到信息系统的应用的特点 数据库技术和计算机网络技术 计算机硬件与软件部分介绍了计算机硬件系统的五个主要组成部分 运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备 软件系统部分则对系统软件和应用软件进行了概要的介绍 数据库技术部分中介绍了什么是数据处理 数据库与数据库管理系统及数据库技术的发展趋势 其中 在数据库与数据库管理系统中重点介绍了数据库概念模型 对E R模型进行了初步的认识 这对于学生在后面章节的学习打下了重要的基础 计算机网络技术部分中介绍了计算机网络的概念 分类 网络体系结构 计算机网络的工作模式 网络环境下的管理信息系统等内容 本章习题 2 1名词解释 存储器数据库E R模型局域网数据仓库2 2计算机硬件系统由哪几部分组成 简单描述各部分的主要功能 2 3简述计算机网络的概念及分类 2 4结合实际 对自己较为熟悉的一款应用软件进行介绍 2 5试用E R图描述下述情况 在学校课程管理中 涉及的实体及其属性 学生 学号 姓名 性别 出生年月 系 系号 系名 系主任 教师 职工号 姓名 性别 出生年月 职称 课程 课程号 课程名 学分 这些实体之间的联系包括 组成 一个系由多名学生组成 而一个学生只属于一个系 为1 n联系 选修 一名学生可以选修多门课程 而一门课程也可以被多名学生选修 故为m n联系 其属性为成绩 讲授 一门课程可以由多名教师教授 而一名教师也可以讲授多门课程 故为故为m n联系