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第三章 管理信息系统的技术基础本讲稿第一页，共三十六页第三章第三章 管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础本章所讲内容如下：本章所讲内容如下：1.数据管理技术数据管理技术 2.数据仓库与数据挖掘数据仓库与数据挖掘 3.数据通信与计算机网络数据通信与计算机网络 本讲稿第二页，共三十六页3.1 数据管理技术本节所讲的内容如下：本节所讲的内容如下：.计算机数据管理的发展计算机数据管理的发展.数据库系统数据库系统.数据库系统的结构数据库系统的结构.数据库设计数据库设计.企业对信息的应用企业对信息的应用本讲稿第三页，共三十六页一、计算机数据管理的发展一、计算机数据管理的发展 （一）人工管理阶段 （二）文件管理阶段 （三）数据库管理阶段 表表3-1 三个阶段数据管理技术的特点三个阶段数据管理技术的特点 手工管理 文件管理 数据库管理 数据的管理者 用户（程序员）文件系统 数据库系统 数据的针对者 特定应用程序面向某一应用 面向整体应用 数据的共享性 无共享 共享差，冗余大 共享好，冗余小数据的独立性 无独立性 独立性差 独立性好 数据的结构化 无结构 记录有结构，整体无结构 整体结构好 3.1 数据管理技术本讲稿第四页，共三十六页二、数据库系统二、数据库系统 （一）数据库 数据库是以一定的组织方式存储在一起的相关数据的集合。（二）数据库系统 数据库系统是指组织、存取和维护大量数据的人/机管理系统，是由计算机、数据库、数据库管理系统和有关人员组成的有机总体。（三）数据库管理系统 数据库管理系统（DBMS）是指对数据进行管理的软件系统，是数据库系统的核心，它与数据库系统中各个部分都有着密切联系。3.1 数据管理技术本讲稿第五页，共三十六页三、数据库系统的结构三、数据库系统的结构 （一）数据描述 1.现实世界 现实世界是指客观存在的世界中的事实及其联系，它是人类社会存在和发展的环境。如：学生、课程、教师等 2.信息世界 信息世界是现实世界中客观事物在人们头脑中的反 映，是一种抽象化、概念化了的世界。3.1 数据管理技术本讲稿第六页，共三十六页3.1 数据管理技术信息世界相关术语：实体（Entity）：是指客观存在并相互区别的事物。如：一名教师、一名学生、学生的一次选课、一次借书 属性（Attribute）：实体具有许多特性，每一个特性都 称为属性。如：学生实体可由学号、姓名、性别、年龄、系别等属性构成。主键（Key）：惟一标识实体的属性集称为主键。如：学生实体的学号可作为学生实体的主键。实体集（Entity Set）：是具有相同特性的同类实体的集 合。如：所有教师、所有学生 本讲稿第七页，共三十六页实体之间的联系：a.一对一联系(1：1)如：学校里一个班级中有一个正班长，而一个正班长只在一个班级中任职，则班级与班长之间具有一对一联系。b.一对多联系(1：n)如：一个班级中有若干名学生，而每个学生只在一个班级中学习，则班级与学生之间具有一对多联系。c.多对多联系(m：n)如：一门课程同时有若干名学生选修，而一名学生可以同时选修多门课程，则课程与学生之间具有多对多联系。3.1 数据管理技术本讲稿第八页，共三十六页 3.数据世界 数据世界也称计算机世界，它是现实世界中的事物及其联系经过信息世界的抽象后，转换到计算机中的表示形式。字段（Fields）：标记实体属性的命名单位称为字段（或数据项）如：学生有学号、姓名、性别、出生年月等字段 记录（Record）：字段的有序集合称为记录 文件（File）：同一类记录的汇集称为文件如：所有学生记录组成一个学生文件 3.1 数据管理技术本讲稿第九页，共三十六页现实世界、信息世界和数据世界三个世界的关系 如下图所示：现实世界信息世界（实体联系方法）数据世界（DBMS支持的数据模型）对信息进行收集、分类和抽象对信息进行加工转换图34数据描述的三个阶段3.1 数据管理技术本讲稿第十页，共三十六页（二）数据模型简介 1、层次模型 学校（根）班级1班级2班级3学生1学生2图35层次模型3.1 数据管理技术本讲稿第十一页，共三十六页 2.网状模型教师课程学生图36网状模型3.1 数据管理技术本讲稿第十二页，共三十六页 3.关系模型 表33 关系模型的一种关系关系模型的一种关系 学号姓名性别0411001张建平男0411002赵晓丽女0411003陈玉东男.3.1 数据管理技术本讲稿第十三页，共三十六页关系模型中的主要术语有：关系：一个关系对应于一张二维表。元组：二维表中的一行称为一个元组。属性：二维表中的一列称为一个属性。关键字：二维表中的属性或属性的组合，它的值能惟一地标识一个元组。域：属性的取值范围。3.1 数据管理技术本讲稿第十四页，共三十六页（三）数据库的三级模式结构图37数据库的三级体系结构用户A1用户A2用户B1用户B2用户B3外模式A外模式B模式物理模型内模式DBMS外模式/模式映射A外模式/模式映射B模式/内模式映射OS数据库3.1 数据管理技术本讲稿第十五页，共三十六页 1.外模式 外模式也叫子模式或用户模式，是用户和数据库系统的接口，是不同数据库用户的数据视图，是对数据库的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是模式的子集。2.模式 模式又称逻辑模式或概念模式，是数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。3.内模式 内模式也称存储模式，是对数据物理结构和存储结构的描述，它依赖于数据库的全局逻辑结构，但独立于用户模式，也独立于具体的存储设备。3.1 数据管理技术本讲稿第十六页，共三十六页（四）关系的规范化 1.数据依赖 2.规范化 3.1 数据管理技术本讲稿第十七页，共三十六页四、数据库设计四、数据库设计（一）用户信息需求分析（二）概念结构的设计 概念模型的表示方法很多，其中最为常用的是实体联系方法，该方法用ER（EntityRelationship）图来描述现实世界的概念模型。（三）逻辑结构设计 逻辑结构设计是将概念模型从ER图转换成某种数据库管理系统支持的数据模型，一般是转换为关系数据模型。（四）物理结构设计 物理结构设计是为数据模型在可用的硬件设备上确定合适的存储结构和存取方法，并建立索引等。3.1 数据管理技术本讲稿第十八页，共三十六页五、企业对信息的应用五、企业对信息的应用（一）联机事务处理 联机事务处理是以数据库为基础，面对的是操作人员和基层管理人员，对基本数据进行查询和增加、删除、修改等处理。（二）联机分析处理 联机分析处理是一种为支持决策而进行的信息处理方式，它是针对特定问题的联机数据访问和分析，通过对信息进行快速、稳定、一致和交互式的存取，对数据进行多层次、多阶段的分析处理，以获得高度归纳的分析结果。3.1 数据管理技术本讲稿第十九页，共三十六页3.2 3.2 数据仓库与数据挖掘数据仓库与数据挖掘本节所讲的内容如下：本节所讲的内容如下：数据仓库（数据仓库（Data Warehouse，DW）数据挖掘（数据挖掘（Data Mining，DM）本讲稿第二十页，共三十六页一、数据仓库一、数据仓库 （一）数据仓库的定义 数据仓库是支持管理决策过程的、面向主题的、集成的、随时间变化的、但信息本身是相对稳定的数据集合。（二）数据仓库的特征 1、数据仓库将来自不同数据库的信息结合在一起 2、数据仓库是多维的 3、数据仓库支持决策而不是事务处理 （三）数据仓库的发展前景3.2 数据仓库与数据挖掘本讲稿第二十一页，共三十六页二、数据挖掘二、数据挖掘 （一）数据挖掘的定义 数据挖掘是从大量的、不完全的、模糊的、随机的数据中抽取出有效的、新颖的和潜在有用的知识的过程。（二）数据挖掘的应用 1.数据库营销（database marketing）数据库营销的任务是通过交互式查询、数据分割和模型预测等方法来选择潜在的顾客以便向他们推销产品 2.货篮分析（basket analysis）。货篮分析是分析市场销售数据（如POS数据库）以识别顾客的购买行为模式 3.2 数据仓库与数据挖掘本讲稿第二十二页，共三十六页3.3 3.3 数据通信与计算机网络数据通信与计算机网络本节所讲内容：本节所讲内容：计算机体系结构计算机体系结构数据通信概述数据通信概述计算机网络概述计算机网络概述网络体系结构与协议网络体系结构与协议Internet计算机网络应用计算机网络应用本讲稿第二十三页，共三十六页一、计算机体系结构一、计算机体系结构 （一）单机结构 如果在一个系统内的多台计算机是各自独立使用的，这样的系统就是单机结构的系统。（二）主从结构 主从结构又称主机终端结构，它有一台大型主机，可以同时在本地或远程挂接多个终端，主机对各终端用户传来的数据进行分时处理，使每个终端用户感觉像拥有一台自己的大型计算机一样。3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第二十四页，共三十六页 （三）文件服务器/工作站结构 在文件服务器/工作站系统中，一个组织的多个工作站与一台服务器互相连接起来。（四）客户机（Client）/服务器（Server）（C/S）结构 在客户机/服务器结构中（如图3-19所示），网络系统上的计算机系统分成客户机与服务器两类，其中服务器可能包括文件服务器、数据库服务器、打印服务器、专用服务器等，网络系统结点上的其他计算机系统称为客户机。3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第二十五页，共三十六页二、数据通信概述二、数据通信概述 （一）数据通信系统 通信系统的基本构成要素为：计算机、通信处理机、数据信号转换器、通信信道（即传输介质）及通信协议。（二）数据通信中的基本概念 1、模拟数据通信与数字数据通信 l 模拟数据是连续变化的数值，模拟数据通信是指在传输介质上用模拟信号进行传输 l 数字数据是离散的数值，数字数据通信是指直接在传输介质上传送脉冲数字信号。3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第二十六页，共三十六页 2.信号传输方向 单工通信方式 半双工方式 全双工方式 3.通信传输介质双绞线 同轴电缆 光纤无线传输介质3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第二十七页，共三十六页 4.数据传输形式 基带信号传输 频带信号传输 宽带信号传输 数字数据传输 5.数据通信的主要性能指标 传输速率带宽误码率3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第二十八页，共三十六页三、计算机网络概述三、计算机网络概述 （一）计算机网络的功能 1、数据通信 2、资源共享 3、提高计算机的可靠性和可用性 4、易于进行分布式信息处理 （二）网络拓扑结构 常见的拓扑结构有星型、环型、总线型、树型等，如下图所示：3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第二十九页，共三十六页星型结构 星型环型结构.环型总线结构树型结构 星型图 3-27 网络拓扑结构3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第三十页，共三十六页 （三）网络的类型 1、按网络的覆盖的地理范围分u局域网 u城域网 u广域网 2、按网络的所有权分类u公共网络u专用网 u增值网 u虚拟专用网 3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第三十一页，共三十六页 （四）网络的接口部件 u 调制解调器u网络适配器 u多路复用器u中继器 u集线器u网桥u路由器 u网关 3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第三十二页，共三十六页3.3 数据通信与计算机网络四、网络体系结构与协议四、网络体系结构与协议 （一）网络协议与体系结构 （二）开放系统互联参考模型 根据层次化模型的设计原则，该模型将整个网络分为七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层 （三）Internet的分层结构 TCP/IP参考模型共分为四层：应用层、传输层、网络互联层和主机至网络层。本讲稿第三十三页，共三十六页五、五、Internet Internet上的资源浩如烟海，它提供的典型服务有以下几个方面：电子邮件E-mail WWW 电子公告板BBS 网络新闻服务Usenet 文件传输协议FTP 远程登录Telnet 3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第三十四页，共三十六页六、计算机网络应用六、计算机网络应用 （一）企业内部网（Intranet）及其应用 Intranet是使用Internet技术组建的企业内部网，以WWW方式向企业内的用户提供各种信息资源。Intranet所定义的企业网络除访问Internet公用资源外，纯粹用于企业内部信息交流，它强调的是提高企业的内部效率。各种财务、人事、制造等应用软件确实成功的帮助企业提高了企业的工作效率。（二）企业外部网（Extranet）及其应用 Extranet（企业外部网）是Intranet的一种延伸，它不仅仅局限于一个企业内部，而是把相互合作企业的Intranet网络连在一起，是一种广义上的企业内部网。Extranet把企业内部已存在的网络扩展到企业之外，从而可以完成一些合作性的商业应用（如企业和其客户及供应商之间的电子商务、供应管理等）。3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第三十五页，共三十六页 （三）联机事务处理 联机事务处理是指利用计算机网络，将分布于不同地理位置的业务处理计算机设备或网络与业务管理中心网络联接，以便于在任何一个网络节点上都可以进行统一、实时的业务处理活动或客户服务。（四）POS系统 POS（Point Of Sales）系统是基于计算机网络的商业企业管理信息系统，它将柜台上用于收款结算的商业收款机与计算机系统联成网络，对商品交易提供实时的综合信息管理和服务。（五）电子数据交换系统EDI 电子数据交换系统（Electronic Data Interchange，简称EDI）是将商贸业务中贸易、运输、金融、海关和保险等相关业务信息，用国际公认的标准格式，通过计算机网络，按照协议在贸易合作者的计算机系统之间快速传递，完成以贸易为中心的业务处理过程。3.3 数据通信与计算机网络本讲稿第三十六页，共三十六页