管理信息系统技术基础培训教材课件.ppt
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1、第二章第二章 管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础 信息技术概述 数据处理 数据库技术 计算机网络 MIS标志和MIS的基本使能技术 MIS的出现,强调信息系统功能的集成和一个集成的数据库,而且有一个中心数据库和计算机网络系统是MIS的重要标志。数据库技术和网络技术是MIS的基本使能技术。这一章重点介绍这两种技术。计算机硬件技术 计算机的产生(现代史)1945年,美国数学家冯.诺依曼博士发表电子计算工具逻辑设计论文,提出二进制表达方式和存储程序控制计算机构想。1946年,美国宾西法尼亚大学研制成功电子数字计算机 ENIAC。重28吨,耗电150kW,占地170平米,用电子管18800个
2、,每秒5000次加法。ENIAC(1946)掌上电脑掌上电脑(2000)计算机硬件技术 电子计算机的发展简史第一代 电子管时代(1946-1958)耗电高,体积大,定点计算,机器语言,汇编语言第二代 晶体管时代(1958-1965)变集中处理为分级处理,浮点运算、高级语言第三代 中小规模集成电路时代(1965-1970)存储容量大,运算速度快,几十至几百万次/秒第四代 大规模集成电路时代(1971至今)向大型机和微型机两个方向发展现代计算机发展方向 巨型化,微型化,网络化,智能化,多媒体化计算机硬件技术 计算机的六大分类(1)巨型机世界几家公司生产,最快1.4万亿次,9千个CPU组成。Cray
3、-1,Cray-2,Cray-3,国产银河I,银河II,银河III。小巨型机功能同巨型机相近,价格相对便宜,发展十分迅速。美国Convex公司的C系列机为其代表产品。大型机大中型企事业单位作为计算中心的主机使用,统一调度主机资源。代表产品有IBM360,370,4300等。计算机硬件技术 计算机的六大分类(2)小型机可以满足部门性的需求,供小型企事业单位使用,典型产品有IBM-AS/400,DEC-VAX系列,国产太级 工作站用于特殊的专业领域,例如图象处理和辅助设计等。典型产品有HP-APOLLO,SUN工作站等。微型机个人或家庭使用,PC机/个人计算机,价格低廉计算机硬件技术 计算机的应用
4、领域 科学研究计算密码破译,天气预报,地质勘探,卫星轨道计算 过程控制机器人以及各种自动化装备,温度调节,阀门控制 辅助设计/分析/制造/教学机械CAD,建筑CAD,CAE,CAM,CAI 数据处理数据库管理,企业信息管理,统计汇总、办公自动化 智能模拟人工智能、专家系统、自学习计算机的运算基础 冯.诺依曼机具有如下基本特点 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。采用存储程序的方式,程序和数据放在同一存储器中,由指令组成的程序可以修改。数据以二进制码表示。指令由操作码和地址码组成。指令在存储器中按执行顺序存放,由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址,一般按顺序替增。
5、机器以运算器为中心,数据传送都经过运算器计算机的运算基础 诺依曼计算机的工作原理可概述为:“存储程序”+“程序控制”要点:1以二进制表示数据和指令(程序)2.先将程序存入存储器中,再由控制器自动读取并执行 CPU【例】数32343.43可以分解为:31042103310241013100410-1310-2计算机的运算基础 数字化信息编码的概念:信息:数值、文字、语音、图形和图像。在计算机内一切信息必须进行数字化编码(即用二进制代码形式),才能在机内传送、存储和处理。数值的构成 一个数值各位数字(数码)表示的值不仅与该数字有关,且与所在位置有关。位权位权位权位权位权位权位权位权位权位权位权位权
6、位权位权计算机的运算基础 K进制数转换为十进制数 位权展开法【例一】将下列数值转换为十进制数 (101.01)2 (205.4)8 (AF.8)16 解:(101.01)2=12202112002-112-2=(5.25)10 (205.4)8=28208158 048 1=(133.5)10 (AF.8)16=1016 1 15160816-1=(175.5)10【思考】以下数值中最大的和最小的分别是哪个?(1234)8 (1234)16 (1234)5 (1234)10 (11011011)2 (219)16 (210)8 (219)10 Windows 98自带计算器(科学型)适合于整数
7、部份,其他进制向十进制转换时,小数部分亦可用计算机求出。计算机的运算基础 十进制数转换为K进制数计算机的运算基础 十六进制与二进制相互转换 法则:以小数点为界,每个八进制数对应三位二进制数,每个十六进制数对应四位二进制数。【注意】小数部分不足之处应补零【例】【例】(2C1.D)16=(0010 1100 0001.1101)2 2 C 1 D【例】【例】(71.23)8=(111 001.010 011)2 7 1 2 3 【例】【例】(11 0110 1110.1101 01)2=(36E.D4)16 3 6 E D 4计算机的运算基础 二进制数的简单运算(1)算术运算(加减乘除)加法:逢2
8、进1 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10(进位)减法:借1当2 0-0=0 1-0=1 1-1=0 0-1=1(借位)乘法:加法+移位 0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1除法:减法+移位 01=0 11=1 例一 1101 +101 10010 例二 1011 101 110例三 1110 101 1110 1110 1000110例四 110 10 1100 10 100 10 0计算机的运算基础 二进制数的简单运算(2)逻辑运算与运算:都是1时才为1,运算符:AB、AB 或 AB或运算:都是0时才为0,运算符:AB、AB非运算:0变1,1变0,运算符:A异或运算:
9、相异为1,运算符:AB 例:设A=1101,B=1001,求:AB、AB、AB、A例一 AB AB 1101 1001 1001 例二 ABAB 1101 1001 1101 例三 ABAB 1101 1011 0110 例四 A A A=0010计算机的运算基础 字符(数码、符号、汉字)编码BCD码(二-十进制编码)每位十进制数码用4位二进制编码表示 如 25=(0010 0101)BCD 比较:(00100101)2=(37)10 十进制数用BCD码表示时,不能直接用于运算或位权展开。ASCII码(美国标准信息交换码)常用西文字符(128个)的二进制编码(P17表1-2)(注:ASCII编
10、码的基本和扩展字符集中共有256个字符。)每个字符用标准规定的7位二进制数表示,在机内则占一个字节(最高位为0)。如字符“A”的ASCII码为:(01000001)2 或 6510、1018、4116 字符“0”的ASCII码为:(00110000)2 或 4810、608、3016要求:会比较ASCII字符的大小(按其ASCII码值)空格09A Z az 会推算同组字符ASCII码值,如A的ASCII值(十进制)为65计算机的运算基础 字符(数码、符号、汉字)编码汉字编码(由GB2312-80规定,即国标码)共对6763个常用汉字的二进制编码作了规定。其中:一级汉字3755个,按拼音排序(最
11、常用字)二级汉字3008个,按偏旁部首排序(次常用字)国标码规定每个汉字用两个七位二进制代码表示,在机内则用两个字节表示(每个字节的最高位置为1)。内码(机内码)与国标码的换算关系:如汉字“啊”,国标码为:0110000 0100001(即3021H)内码则为:10110000 10100001(即B0A1H)外码(输入码):区位码、拼音码、五笔字型码等 汉字点阵(汉字库,用于汉字的打印或显示)占用字节数的计算:一个AB点阵的汉字所占的字节数=AB8 点阵越大,显示精度越好。计算机的运算基础 存储估算【例】GB2312-80中一级汉字为3755个,如果每个汉字字模采用1616点阵,并存放在主存
12、储器中,那么将占用存储器容量多少个字节?假设将汉字显示在屏幕上,一屏24行,每行40字,为保持一屏信息,需存储容量多少字节?解:(16168)3755=120160字节 (16168)24 40=30720字节【例】设一软盘有300kB可用空间,若使用ASCII码存盘,则可存储英文多少个?若存放汉字,则可存储汉字多少个?解:3001024=307200(个)30010242=153600(个)计算机的运算基础 计算机程序的运行 一个CPU能执行什么操作,是工程人员设计和制造时安排好的,是固定的,用户不能改变。程序是用户在使用计算机时,为要解决的问题,用一条条指令编写的指令序列。构成程序的指令在
13、存储器中一般都是顺序存放,要破坏这种顺序性,必须由转移指令操作。计算机的运算基础 计算机程序的运行 指令是CPU能执行的一个基本操作。如:取数、加、减、乘、除、存数 等 计算机能够执行的各种不同类型指令的总和称为该机的指令系统。指令系统决定了计算机的功能。指令越多,计算机功能越强,线路也就越复杂。以下是几类基本指令:数据传送指令 算术运算指令 逻辑运算指令 程序控制指令 输入/输出指令 其他指令 中央处理器 微处理器一般功能 进行算术逻辑运算 可接收和发送数据 可暂存少量数据 提供控制信号 对指令解码中央处理器 CPU的发展(自学)辅助处理器 对偶处理器 并行处理器 RISC处理器 MMX处理
14、器 Pentium系列存储系统 存储器分类半导体存储器半导体存储器随机存储器随机存储器RAM双极型双极型RAMMOS型型RAM动态动态RAM静态静态RAM只读存储器只读存储器RAM可擦式可擦式EPROM可编程可编程PROM掩膜式掩膜式ROM电可擦式电可擦式EPROM闪速闪速Flash ROM图(5.2)半导体存储器分类图(5.2)半导体存储器分类存储系统 主存储器 只读存储器(ROM)随机存储器(RAM)存储系统 二级存储器 磁盘、磁带、光盘输入/输出设备 输入设备 键盘、扫描仪、鼠标 输出设备 打印机、显示器 视频 声音识别 光和磁识别计算机软件 主要内容 软件 操作系统 程序设计语言软件的
15、概念 软件分为两类 系统软件:为管理、控制和维护计算机及外设,以及提供计算机与用户界面的软件。如:OS,DBMS,各种语言编译系统等。应用软件:面向用户的、为用户服务的软件。如科学计算类软件、数据处理类软件、辅助设计类软件等。软件发展趋势:程序设计语言向对话式、自然语言方向发展 向更容易使用的多目标应用软件包发展系统软件 分类:系统管理程序:用于管理计算机系统的硬件、软件和数据资源。包括操作系统、数据库管理程序、通信管理程序。系统支持程序:通过提供各种支持服务,以支持计算机系统的操作和管理。包括系统实用程序、安全管理器等。系统开发程序:帮助用户开发信息系统的应用程序。包括各种语言编译器、开发工
16、具、辅助软件工程包等。系统软件 操作系统 是一台计算机最基本、最重要的软件包,它控制CPU的操作,控制计算机系统的输入/输出,资源的分配,为应用程序提供各种服务与接口。五大功能:用户界面资源管理任务管理文件管理实用程序与支持服务 操作系统分类:批处理OS、分时OS、实时OS。系统软件 DOS 曾经是PC机上最常用的操作系统,以简单、可靠赢得了广大用户的青睐。但由于未能紧跟计算机硬件技术的发展,最终退出了历史舞台。Windows3X 是PC机上最为成功的DOS扩展器,它在DOS的基础上改进了用户接口、内存管理和设备管理,增加了对多媒体的支持,实现了图形用户界面,为PC机操作系统的进一步发展打下了
17、基础。系统软件 Windows95 是一个全新的32位PC机操作系统,它充分利用了PC硬件技术发展的新成果,在支持原有16位应用的基础上,把PC操作系统技术向前推进了一大步。UNIX系统 经过20多年的锤炼,以高可靠性、高效率和强大的TCP/IP支持、支持并行处理和多处理器和独有的64位计算使其成为企业级应用的首选。作为UNIX风格的操作系统。系统软件 LINUX 秉承了UNIX系统的优秀特性,以可靠、高效和近乎为零的使用成本而成为一种重要的操作系统。NetWare 以其独特的结构、良好的运行效率和强大的目录管理服务,成为PC局域网络的最主要的网络操作系统。系统软件 Windows NT 继承
18、了微软公司Windows系列操作系统的优良特性,是一种可移植性好,支持多种硬件平台,功能强大,可靠性好、灵活性高的企业级操作系统。它采用了先进的操作系统技术,如虚存管理、优先权多任务、结构化异常处理和操作系统对象等,支持对称式多处理器,提供了Windows图形用户界面,兼容WIN32程序、16 Windows程序、MS-DOS程序、POSIX程序和OS/2程序等。Windows NT以其灵活、强大的功能和稳定可靠的性能成为了目前最为重要的操作系统之一系统软件 其他系统管理软件 数据库管理系统(DBMS)OracleSybaseMS SQL server 通信管理器 系统支持程序程序设计语言 机
19、器语言。特点:采用二进制代码 指令随机器而异 效率高,执行速度快 编程繁琐,工作量大,不直观 汇编语言 高级语言。优点:更接近自然语言,一般采用英语表达,便于理解、记忆、掌握。高级语言编写的程序短小,易于编写、调试。可移植性强。程序设计语言 高级语言不能被计算机直接识别和执行,必须先翻译成用机器指令表示的目标程序。翻译的方式有两种:解释执行 编译执行 第四代语言(4GL)是一种十分接近英语和其他人类语言的自然语言 面向对象的语言程序设计语言 程序设计工具 IDEMicrosoft visual c+5.0Dephi 6.0JBuild6.0PowerBuilder管理信息系统的技术基础 信息技
20、术概述 数据处理 数据库技术 计算机网络数据处理 概念:把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据,用一定的设备和手段,按一定的使用要求,加工成另外一种数据。数据处理是管理活动的最基本内容,也是MIS的基本功能。数据处理一般不涉及复杂计算,但要求处理的数据量很大。数据处理考虑基本问题:存储方式、数据结构、数据检索。目的:转换形式提供决策方便人们利用 数据处理 内容数据收集数据转换数据的筛选、分组和排序数据的组织数据运算:算术运算和逻辑运算数据存储数据检索数据输出 数据处理 发展过程 人工管理阶段-文件管理阶段-数据库系统管理阶段简单应用(1950年前)特征:无数据管理及完全分散的
21、手工方式 表现:(1)磁带外存,输入输出设备简单(2)No OS or FMS(3)数据不独立,数据是程序组成部分,修改数据必须修改程序。数据大量重复,不能共享(4)文件系统还没有出现 文件系统(50年代后期到60年代中期)数据库系统(60年代后期开始)数据处理 发展过程 人工管理阶段-文件管理阶段-数据库系统管理阶段简单应用(1950年前)文件系统(50年代后期到60年代中期)特征:有了面向应用的数据管理功能,工作方式是分散的、非手工的。表现:(1)磁带、硬盘、软磁盘等外存。输入输出能力增强(2)出现OS,FMS,多用户分时系统,高级语言COBOL(3)数据程序分离(4)文件类型多样化:索引
22、文件、链接文件、直接存取文件。(5)文件存取以记录为单位(6)但,数据冗余量大,数据与程序独立性仍不高。数据库系统(60年代后期开始)数据处理 发展过程 人工管理阶段-文件管理阶段-数据库系统管理阶段简单应用(1950年前)文件系统(50年代后期到60年代中期)数据库系统(60年代后期开始)背景:数据量剧增;数据共享要求;联机实时业务要求;大容量磁盘,硬件价格巨降,软件比重上升。DB出现解决了多用户、多应用共享数据要求,使数据为尽可能多的应用程序服务。特征:(1)面向全组织的复杂数据结构(2)数据冗余度小,易于扩充。(3)数据与程序独立(4)统一的数据控制功能Security&Integrit
23、y 数据处理 传统的文件处理系统 数据库处理系统数据库中央数据库数据处理 银行文件处理系统分期贷款程序帐户核对处理存款处理分期贷款处理存款文件修改文件修改核对帐户核对程序分期贷款文件修改存款程序数据处理 银行数据库处理系统核对帐户程序存款帐目程序分期贷款程序客户数据库.查询数据处理 传统的文件处理系统 数据冗余与数据不一致性 数据结构的不一致,数据联系弱 缺少数据字典,缺少灵活性 数据库管理系统 完善的数据字典和数据模型 数据独立性 方便的接口 完整的数据控制功能 提高了系统的灵活性数据处理-数据组织 数据的逻辑组织有四个基本的逻辑元素:数据项、记录、文件、数据库数据库文件1文件2文件n文件n
24、-1记录1记录2记录n-1记录n数据项1数据项2数据项n-1数据项n.姓名、性别等若干学生学生文件学生数据库数据处理-数据组织 数据组织的相关概念 数据项是组成数据系统的有意义的最小基本单位。它的作用是描述一个数据处理对象的某些属性。记录与数据处理的某一对象有关的一切数据项构成了该对象的一条记录。标识记录的数据项称为关键项。主键:能惟一地标志某记录的数据项。功能是用来鉴别和搜索记录。文件相关(同类)记录的集合称为文件。全体-个体-属性=文件-记录-数据项 数据库按一定方式组织起来的逻辑相关的文件集合形成数据库。数据处理-数据组织 数据组织 数据结构逻辑结构:线性结构;非线性结构物理结构:顺序存
25、储;链接存储;索引存储;散列存储 数据文件顺序文件索引文件直接存取文件 数据库基于层次结构的数据库IMS:Information Management System基于网状结构的数据库关系数据库数据处理数据组织 数据结构:是数据的存储结构以及在此结构上的运算和操作。逻辑结构:指数据之间的逻辑关系 线性结构(线性表、栈、队列、串)非线性结构(树、图)物理结构:指数据元素在计算机存储器中的存储方式 顺序存储链接存储索引存储散列存储 同一种的逻辑结构按照不同的存储方式可以得到不同的数据结构。如:顺序表结构、链接表结构。逻辑结构和存储方式的对应关系称为:映象。数据处理数据组织 几种重要的数据结构指针与
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