第2章 管理信息系统的技术基础.ppt
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1、第二章第二章第二章第二章 管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础管理信息系统的技术基础q信息技术是信息技术是MIS的基础。的基础。q学习一门技术有三个层次:知道(学习一门技术有三个层次:知道(know),),知识(知识(knowledge),),技能(技能(skill).q我们的重点在第二层次知识(我们的重点在第二层次知识(knowledge)上。上。q我们主要掌握技术原理,了解其长处和短处,我们主要掌握技术原理,了解其长处和短处,用其所长,避其所短。用其所长,避其所短。第2章 管理信息系统的技术基础v引例引例v2.1 计算机系统概述v2.2 网络通信基础知识v2.
2、3 数据管理技术基础v2.4 信息系统数据库的开发 v小结小结2.1 计算机系统概述v2.1.1计算机的工作特点计算机的工作特点v2.1.2计算机的性能指标计算机的性能指标v2.1.3计算机系统的组成计算机系统的组成v2.1.4计算机的工作过程计算机的工作过程v2.1.5多媒体计算机多媒体计算机v2.1.6计算机信息安全计算机信息安全返返回回2.1.1计算机的工作特点计算机的工作特点v快速计算快速计算:最新研制的曙光:最新研制的曙光4000计算机,每秒计算机,每秒运算速度可达运算速度可达3万亿次。万亿次。v具有具有通用性通用性的计算工具:适合各种计算问题的求的计算工具:适合各种计算问题的求解。
3、解。v高精确性高精确性:由程序控制其操作过程:由程序控制其操作过程v逻辑判断能力逻辑判断能力:实现计算机工作的自动化,并赋:实现计算机工作的自动化,并赋予计算机某些智能处理能力。深蓝予计算机某些智能处理能力。深蓝返返回回2.1.2计算机的性能指标计算机的性能指标v主频主频:即计算机的时钟频率。兆赫兹(:即计算机的时钟频率。兆赫兹(MHzMHz)。)。P4P4主频高主频高达数个达数个GHzGHz。v字长字长:指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位:指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数。决定计算机的运算精度。数。决定计算机的运算精度。8 8、1616、3232、6464,P4P4是
4、是6464位。位。v内内存存容容量量:内内存存储储器器能能存存储储的的信信息息总总字字节节数数。内内存存容容量量越越大,处理数据就越快大,处理数据就越快v外存容量外存容量:常以硬盘容量为准。:常以硬盘容量为准。v运运算算速速度度:综综合合性性指指标标。单单位位是是MIPSMIPS(M M Instructions Instructions Per SecondPer Second,每秒百万条指令)。每秒百万条指令)。返返回回2.1.3计算机系统的组成计算机系统的组成计算机系统计算机系统 =硬件硬件 +软件软件(如图所示如图所示)硬件:指有形的计算机物理设备,即计算机系统中实际物理装置的总称 包
5、括电子、电磁、光电、机械等设备具体表现为机箱、键盘、显示器等软件:软件是计算机物理设备上运行的程序及其有关的文档。如管理软件,计算软件等2.1.3.12.1.3.1 计算机计算机硬件硬件系统系统2.1.3.2 2.1.3.2 计算机计算机软件软件系统系统返返回回现代计算机系统的组成现代计算机系统的组成应用软件计算机系统硬件软件主机中央处理器主存储器运算器控制器外部设备输入设备输出设备外存储器硬件结构系统软件操作系统语言处理程序标准库程序服务性程序网络软件数据库管理系统返返回回2.1.3.12.1.3.1计算机计算机硬件硬件系统系统硬件系统一般由以下五大部件组成:如硬件系统一般由以下五大部件组成
6、:如图图1)1)运算器运算器(Arithmetic UnitArithmetic Unit)2)2)控制器控制器(Control UnitControl Unit)3)3)存储器(存储器(Memory UnitMemory Unit)主存储器(Main Memory)辅助存储器(Auxiliary Memory)4)4)输入设备输入设备(Input UnitInput Unit)5)5)输出设备输出设备(Output UnitOutput Unit)返返回回运算器运算器v又称算术逻辑单元又称算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit(Arithmetic Logic Unit,简
7、称简称A L U)A L U),是计算机对数据进行加工处理是计算机对数据进行加工处理的部件。的部件。v主要功能是对二进制数码进行加、减、乘、除主要功能是对二进制数码进行加、减、乘、除等算术运算和与、或、非等基本逻辑运算,实等算术运算和与、或、非等基本逻辑运算,实现逻辑判断。现逻辑判断。v运算器在控制器的控制下实现其功能,运算结运算器在控制器的控制下实现其功能,运算结果由控制器指挥送到内存储器中。果由控制器指挥送到内存储器中。返返回回控制器控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器和操作控制器等主要由指令寄存器、译码器、程序计数器和操作控制器等组成。组成。v用来控制计算机各部件协调工作,并使整个
8、处理过程有条用来控制计算机各部件协调工作,并使整个处理过程有条不紊地进行。不紊地进行。v基本功能就是从内存中取指令和执行指令,即控制器按程基本功能就是从内存中取指令和执行指令,即控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码,序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码,然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令,执行该指然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令,执行该指令。另外,控制器在工作过程中,还要接受各部件反馈回令。另外,控制器在工作过程中,还要接受各部件反馈回来的信息。来的信息。返返回回主存储器主存储器v主存储器又称内存储器,简称内存,直接与主存储器又称内存储器,简称内
9、存,直接与CPUCPU相连。相连。是计算机中的工作存储设备,当前运行的程序和数据是计算机中的工作存储设备,当前运行的程序和数据都存放在主存储器中供中央处理器调用,处理的结果都存放在主存储器中供中央处理器调用,处理的结果也存入主存储器中。也存入主存储器中。v目前,现代计算机都使用半导体存储器作为主存储器,目前,现代计算机都使用半导体存储器作为主存储器,速度很快。从功能上可分为速度很快。从功能上可分为:随机存储器(RAM,random access memory)只读存储器(ROM,read-only memory)高速缓存(cache)返返回回外存储器外存储器v也称为辅助存储器,一般容量较大,存
10、储着计算机系也称为辅助存储器,一般容量较大,存储着计算机系统中大部分信息。计算机执行程序时,辅助存储器中统中大部分信息。计算机执行程序时,辅助存储器中的信息要先传入主存中才能使用。即通过和主存交换的信息要先传入主存中才能使用。即通过和主存交换的方式使用辅助存储器中的信息。的方式使用辅助存储器中的信息。v主要采用磁介质或者光盘介质。特点是容量巨大但速主要采用磁介质或者光盘介质。特点是容量巨大但速度缓慢。度缓慢。v一般要通过电机装置进行驱动才能读写,通常称之为一般要通过电机装置进行驱动才能读写,通常称之为驱动器。常见的外存储器有:驱动器。常见的外存储器有:软盘存储器软盘存储器、硬盘存储硬盘存储器器
11、、光盘存储器光盘存储器。返返回回输入设备输入设备v将各种信息(程序、数据)送入到计算机中的设将各种信息(程序、数据)送入到计算机中的设备。备。v键盘键盘v鼠标鼠标v图形扫描仪图形扫描仪v数码相机数码相机返返回回输出设备输出设备v将计算机处理过的数据、计算结果等内部信息将计算机处理过的数据、计算结果等内部信息(二进制数字),用人们习惯接受的信息形式,(二进制数字),用人们习惯接受的信息形式,如字符、图像、如字符、图像、图形、声音等形式显示或打印出图形、声音等形式显示或打印出来来v显示器显示器v打印机打印机v绘图仪绘图仪返返回回2.1.3.2 2.1.3.2 计算机软件系统计算机软件系统v软件分类
12、软件分类A.操作系统B.程序设计语言C.C.标准库程序标准库程序D.D.服务性程序服务性程序E.E.数据库管理系统数据库管理系统F.F.网络与通信软件网络与通信软件返返回回软件分类软件分类v计算机软件是将解决问题的方法、思想和过程用程序进行计算机软件是将解决问题的方法、思想和过程用程序进行描述描述,可以说程序就是软件。可以说程序就是软件。v计算机中全部程序的集合,统称为这台计算机的软件系统。计算机中全部程序的集合,统称为这台计算机的软件系统。可按功能分为可按功能分为:系统软件系统软件:用于实现计算机系统的管理、调度、监视和服务等功能,目的是方便用户、提高计算机使用效率、扩充系统的功能。通常可分
13、为六类:操作系统、语言处理程序、标准库程序、服务性程序、数据库管理系统、计算机网络软件。应用软件应用软件:为某一特定应用而开发的软件。例如文字处理软件Word、WPS,表格处理软件Excel等。返返回回A.A.操作系统(操作系统(OperatingSystem)v负责管理计算机系统的全部软硬件资源,组织计算机各部负责管理计算机系统的全部软硬件资源,组织计算机各部份协调工作,为用户提供操作界面。份协调工作,为用户提供操作界面。v类别:a.a.单用户单任务单用户单任务操作系统b.b.单用户多任务单用户多任务操作系统c.c.批处理批处理操作系统(Batch)d.d.分时分时操作系统(Time-sha
14、ring OS)e.e.实时实时操作系统(Real-time OS)f.f.网络网络操作系统(Network OS)g.g.分布式分布式操作系统(Distributed OS)返返回回a.单用户单任务操作系统操作系统v特点:特点:用户程序只能一个一个串行执行个人独占计算机CPU运行效率低v例如:例如:DOS返返回回b.单用户多任务操作系统操作系统v允许多个任务同时存在,同时运行。允许多个任务同时存在,同时运行。v例如:例如:WindowsXP返返回回c.批处理操作系统操作系统v批处理:以作业为处理对象,连续处理在计算机系统运批处理:以作业为处理对象,连续处理在计算机系统运行的作业流。行的作业流
15、。v多多道道批批处处理理操操作作系系统统:把把用用户户提提交交的的作作业业成成批批地地送送入入计计算算机机内内存存,然然后后由由作作业业调调度度程程序序自自动动地地选选择择作业运行。作业运行。优点:系统的吞吐量大,资源的利用率高。缺点:作业的运行完全由系统自动控制,用户响应时间较长,用户既不能了解自己程序的运行情况,也不能控制计算机。返返回回d.d.分分时时操作系操作系统统分时操作系统分时操作系统(Time Sharing)(Time Sharing):利用利用分时技术分时技术,一般采用一般采用时间片轮转时间片轮转的办法,使一台主计算机同的办法,使一台主计算机同时为多个终端用户服务,对每个用户
16、都能保证足时为多个终端用户服务,对每个用户都能保证足够快的响应时间,并提供交互会话功能。够快的响应时间,并提供交互会话功能。常用的分时操作系统有:常用的分时操作系统有:UNIXUNIX等等分时操作系统的特点:分时操作系统的特点:多路调制性:众多联机用户可以同时使用同一台计算机;独占性:各终端用户感觉到自己独占了计算机;交互性:用户与计算机之间可进行“会话”。及时性:系统对用户输入的命令及时作出响应。返返回回分时技术图示分时技术图示返返回回e.e.实时操作系统实时操作系统v实时:指计算机对于用户请求能足够快地进行处理,并实时:指计算机对于用户请求能足够快地进行处理,并做出反映。要求毫秒、微秒级。
17、做出反映。要求毫秒、微秒级。v实实时时操操作作系系统统:强调对随时发生的事件作出及时的响应并处理。分为两类:实时控制:工业过程控制、防空系统等实时信息处理:情报检索和查询、飞机订票、银行信用卡系统。返返回回f.f.网网络络操作系操作系统统(NetworkOS)v定义:为定义:为计算机网络计算机网络配置的操作系统。一般在通常的操作配置的操作系统。一般在通常的操作系统中增加了实现系统中增加了实现网络低层协议网络低层协议(一般到传送层)功能和(一般到传送层)功能和网络设备管理网络设备管理功能。功能。v功能:负责网络管理、网络通信、资源共享和系统安全等功能:负责网络管理、网络通信、资源共享和系统安全等
18、工作。工作。v主要特点:主要特点:多种型号计算机连接、多个操作系统共存(coexist)各个子系统(子网)间用标准协议进行通信。v常用网络操作系统:常用网络操作系统:Novell:NetWareMicrosoft:Windows NT UNIX、LINUX等返返回回计算机网络计算机网络v通过通信设备和线路将地理上分散的具有自治功通过通信设备和线路将地理上分散的具有自治功能的多个计算机系统互连起来,实现信息交换、能的多个计算机系统互连起来,实现信息交换、资源共享、互操作和协作处理的系统。资源共享、互操作和协作处理的系统。返返回回g.g.分布式操作系分布式操作系统统v定义:用定义:用于于分布式计算
19、机系统分布式计算机系统的操作系统。的操作系统。在各处理机之间采用无主从关系来设计。除了最低级的输入输出支援外,所有的系统任务可以在系统中任何处理机上运行。系统有高度的并行性和有效的同步方法。v特征:特征:统一管理、分配和调度全系统的资源,为用户提供统一的界面,实现操作的统一性;响应时间短,吞吐量大,可靠性高。返返回回分布式计算机系统分布式计算机系统v分分布布式式系系统统:是是以以计计算算机机网网络络为为基基础础的的计计算算机机系系统统,包包含含多多台台处处理理机机,每每台台处处理理机机完完成成系系统统中中指指定的一部分功能。定的一部分功能。v分分布布式式计计算算机机系系统统可可以以是是共共享享
20、存存储储器器,也也可可以以是是分分布布式式的的存存储储器器,即即每每台台计计算算机机都都有有自自己己的的存存储储器。器。v从从硬硬件件上上讲讲,它它与与计计算算机机局局域域网网没没有有任任何何区区别别,关键在于软件。关键在于软件。返返回回B.B.程序设计语言程序设计语言v程序设计语言程序设计语言:人和计算机交流信息使用的语:人和计算机交流信息使用的语言。也称为计算机语言言。也称为计算机语言。v分类:分类:a.机器语言(Machine Language)b.汇编语言(Assemble Language)c.高级语言(High Level Language)d.第四代语言e.面向对象的语言 f.程
21、序设计工具返返回回a.a.机器语言机器语言(Machine Language)(Machine Language)v机器语言机器语言:用用二进制代码二进制代码表示的计算机能直接识别和执行表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。的一种机器指令的集合。优点:灵活、直接执行和速度快等。缺点:不同型号的计算机其机器语言不相通,按一种计算机的机器指令编制的程序,不能在另一种计算机上执行;编程十分繁琐v用机器语言编写的程序,称为用机器语言编写的程序,称为机器语言程序机器语言程序。是一种低级语言,用机器语言编写的程序全是些0和1的指令代码。不便于记忆、阅读和书写。现在,除了计算机生产厂家的专业人员
22、外,绝大多数程序员已经不再去学习机器语言了。返返回回b.b.汇编语言汇编语言(AssembleLanguage)v汇编语言是一种用汇编语言是一种用助记符助记符表示的面向机器的程序设计语表示的面向机器的程序设计语言,亦称符号语言。言,亦称符号语言。v特点:特点:用符号代替了机器指令代码,而且助记符与指令代码一一对应(如用ADD表示运算符号“”的机器代码)。基本保留了机器语言的灵活性。不同类型的计算机系统一般有不同的汇编语言。而且,对于同一问题所编制的汇编语言程序在不同种类的计算机间是互不相通的。NEXTv优点:面向机器,能较好地发挥机器的特性,得优点:面向机器,能较好地发挥机器的特性,得到质量较
23、高的程序。用来编制系统软件和过程控到质量较高的程序。用来编制系统软件和过程控制软件制软件,其目标程序占用内存空间少其目标程序占用内存空间少,运行速度快。运行速度快。v缺点:低级的面向机器的语言缺点:低级的面向机器的语言,比较繁琐费时比较繁琐费时,通用性也差。通用性也差。v用汇编语言编制的程序称为用汇编语言编制的程序称为汇编语言程序汇编语言程序,必须,必须由由“汇编程序汇编程序”(或汇编系统或汇编系统)翻译成翻译成机器语言机器语言程序程序才能运行。这种才能运行。这种“汇编程序汇编程序”就是汇编语言就是汇编语言的翻译程序。的翻译程序。返返回回c.高级语言高级语言(HighLevelLanguage
24、)v用高级语言编写的程序称为用高级语言编写的程序称为“源程序源程序”。v高级语言必高级语言必须须使用使用翻译程序翻译成机器语言形式翻译程序翻译成机器语言形式的目标程序才能执行。这种翻译有两种方式,的目标程序才能执行。这种翻译有两种方式,编编译译和和解释解释。v目前被广泛使用的高级语目前被广泛使用的高级语言有言有BASIC、PASCAL、DELPHI、C、JAVA、COBOL、LISP和和PROLOG等等返返回回编译方式编译方式v事先编好一个称为事先编好一个称为编译程序编译程序的机器语言程序,作为系统软的机器语言程序,作为系统软件存放在计算机内,当用户源程序输入计算机后,编译程件存放在计算机内,
25、当用户源程序输入计算机后,编译程序便把源程序整个地翻译成用机器语言表示的与之等价的序便把源程序整个地翻译成用机器语言表示的与之等价的目标程序,然后计算机再执行该目标程序,以完成源程序目标程序,然后计算机再执行该目标程序,以完成源程序要处理的运算并取得结果。要处理的运算并取得结果。v优点:速度快。优点:速度快。v缺点:不灵活、占用内存多;源程序要全部修正后才能执缺点:不灵活、占用内存多;源程序要全部修正后才能执行,对程序员要求高。行,对程序员要求高。v实例:实例:PASCALPASCAL、FORTRANFORTRAN、COBOLCOBOL返返回回解释方式解释方式v解释方式:源程序进入计算机时,解
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