管理信息系统课件：第二章 管理信息系统的技术基础

只有具有统一规划、集中管理的数据库，只有具有统一规划、集中管理的数据库，信息才能真正成为组织管理的共享资源。信息才能真正成为组织管理的共享资源。数据库技术的使用是数据库技术的使用是 MIS 成熟的重要标志成熟的重要标志。n信信息息技技术术是是MIS的的基基础础，它它涉涉及及计计算算机机、通通信信、网网络络和和数数据据资资源源管管理理等等主要技术。主要技术。教学内容教学内容l一、数据处理一、数据处理l二、数据管理技术的发展二、数据管理技术的发展人工管理、文件系统、数据库系统、基于人工管理、文件系统、数据库系统、基于WEB的综合的综合信息系统信息系统l三、数据描述三、数据描述现实世界、信息世界、计算机世界现实世界、信息世界、计算机世界l四、数据模型四、数据模型概念模型、概念模型、E-R图、数据模型图、数据模型l五、关系的规范化、关系数据库的概念和操作五、关系的规范化、关系数据库的概念和操作l六、关系数据库的设计和保护六、关系数据库的设计和保护l七、计算机网络的概念与分类、局域网技术和七、计算机网络的概念与分类、局域网技术和ISO/OSI网络的体系结构网络的体系结构l八、八、现代信息技术新发展现代信息技术新发展(自学内容自学内容)教学重点：教学重点：数据库管理系统数据库管理系统DBMS，E-R方法，方法，关系模型，关系范式、关系模型，关系范式、关系数据库的操作和设计。关系数据库的操作和设计。教学难点：教学难点：关系数据库设计。关系数据库设计。l了解数据资源管理技术的发展，计算机网了解数据资源管理技术的发展，计算机网络的分类、局域网技术和络的分类、局域网技术和ISO/OSI网络的网络的体系结构体系结构一、数据处理一、数据处理数据处理的核心是数据收集和数据管理。数据处理的核心是数据收集和数据管理。进行数据处理时需要考虑以下几个方面的进行数据处理时需要考虑以下几个方面的问题：问题：数据以何种方式存储在计算机中；数据以何种方式存储在计算机中；采用何种数据结构能有利于数据的存采用何种数据结构能有利于数据的存储和取用；储和取用；采用何种方法从已组织好的数据中检采用何种方法从已组织好的数据中检索数据。索数据。二、二、数据管理技术的发展数据管理技术的发展数据管理技术发展的四个阶段：数据管理技术发展的四个阶段：第四阶段第四阶段第三阶段第三阶段第二阶段第二阶段第一阶段第一阶段基于基于WEB的综合信息系统的综合信息系统数据库阶段数据库阶段文件管理文件管理文件管理文件管理人工管理人工管理1数据人工管理阶段数据人工管理阶段20世纪世纪50年代以前年代以前，计算机主要用于数值计算，计算机主要用于数值计算.l外存只有纸带，卡片，磁带，没有直接存取设备外存只有纸带，卡片，磁带，没有直接存取设备，输，输入输出设备简单。入输出设备简单。l从软件看从软件看(实际上，当时还未形成软件的整体概念实际上，当时还未形成软件的整体概念)，没有操作系统以及管理数据的软件；没有操作系统以及管理数据的软件；l从数据看，数据量小，数据无结构，由用户直接管理，从数据看，数据量小，数据无结构，由用户直接管理，且数据间缺乏逻辑组织，数据依赖于特定的应用程序，且数据间缺乏逻辑组织，数据依赖于特定的应用程序，缺乏独立性。缺乏独立性。数据是程序的组成部分，数据不独立，数据是程序的组成部分，数据不独立，修改数据必须修改程序。修改数据必须修改程序。l此阶段只有程序文件的概念，数据的组织方式由程序此阶段只有程序文件的概念，数据的组织方式由程序自行设计和安排，自行设计和安排，至于谈到这个阶段的特点，主要有以下特点：至于谈到这个阶段的特点，主要有以下特点：l数据的管理者：数据的管理者：人的大脑来管理和利用这些数据人的大脑来管理和利用这些数据l数据面向的对象：数据面向的对象：某一应用程序某一应用程序l数据的共享程度：数据的共享程度：无共享，冗余度极大无共享，冗余度极大l数据的独立性：数据的独立性：不独立，完全依赖于程序不独立，完全依赖于程序l数据的结构化：数据的结构化：无结构无结构l数据控制能力：数据控制能力：应用程序自己控制应用程序自己控制2文件管理阶段文件管理阶段u 外存有了很大发展，出现了大容量的硬盘和灵活的软外存有了很大发展，出现了大容量的硬盘和灵活的软磁盘，输入磁盘，输入/输出能力大大加强。数据和程序一样可长期保输出能力大大加强。数据和程序一样可长期保存在外存储器上。存在外存储器上。构成程序文件和数据文件构成程序文件和数据文件。u 系统软件方面出现了操作系统、文件管理系统。系统软件方面出现了操作系统、文件管理系统。u 数据管理方面，实现了数据对程序的一定的独立性，数据管理方面，实现了数据对程序的一定的独立性，数据不再是程序的组成部分，修改数据不必修改程序。数据不再是程序的组成部分，修改数据不必修改程序。数据有结构，被组织到文件内，存储在磁带、磁盘上，可数据有结构，被组织到文件内，存储在磁带、磁盘上，可以反复使用和保存。以反复使用和保存。数据的物理结构数据的物理结构是是指数据在计算机存储器中的存储方式指数据在计算机存储器中的存储方式 数据的逻辑结构是数据的逻辑结构是指数据存储的逻辑描述或数据间的逻辑指数据存储的逻辑描述或数据间的逻辑关系。关系。（包括线性和非线性）（包括线性和非线性）u 文件类型多样化文件类型多样化，顺序文件（，顺序文件（文件中的记录是按照某些文件中的记录是按照某些关键字排序的文件关键字排序的文件）、）、索引文件索引文件（除文件本身外，另建立除文件本身外，另建立一张指示逻辑记录和物理记录之间对应关系的索引表一张指示逻辑记录和物理记录之间对应关系的索引表）和和散列文件又叫直接存储文件散列文件又叫直接存储文件（检索某一记录时，采用直接检索某一记录时，采用直接地址或相对地址法）地址或相对地址法）下下面来看一下面来看一下文件系统文件系统阶段的特点：阶段的特点：l数据的管理者：数据的管理者：文件系统文件系统l数据面向的对象：数据面向的对象：某一应用程序某一应用程序l数据的共享程度：数据的共享程度：共享性差，冗余度大共享性差，冗余度大l数据的独立性：数据的独立性：独立性差独立性差l数据的结构化数据的结构化：记录内有结构，整体无结构：记录内有结构，整体无结构l数据控制能力数据控制能力：应用程序自己控制：应用程序自己控制l顺序文件顺序文件文件中数据记录的物理顺序与逻辑顺序一致，文件文件中数据记录的物理顺序与逻辑顺序一致，文件记录按关键字值的递增（或递减）次序排序，形成记录按关键字值的递增（或递减）次序排序，形成其逻辑顺序。其逻辑顺序。索引文件索引文件具有索引表的文件称为索引文件。具有索引表的文件称为索引文件。l链表文件链表文件l倒排文件倒排文件带有辅索引或倒排索引的文件称为倒排文件带有辅索引或倒排索引的文件称为倒排文件文件管理阶段的不足：文件管理阶段的不足：数据冗余度大；数据冗余度大；数据与程序独立性仍不高。文件是为某一特数据与程序独立性仍不高。文件是为某一特定应用服务的，系统不易扩充。定应用服务的，系统不易扩充。文件的组织形式：文件的组织形式：链表、线性表、树链表、线性表、树文文 件件 管管理系统理系统文件文件B程序程序A程序程序B程序程序C文件文件A2文件文件A1文件文件C数数据据库库技技术术采采用用复复杂杂的的数数据据模模型型表表示示数数据据结构，描述了数据本身及数据间的联系。结构，描述了数据本身及数据间的联系。数数据据不不再再面面向向某某一一特特定定应应用用，而而是是面面向向整整个个应应用用系系统统，减减少少了了数数据据冗冗余余和和数数据据之之间间的的不不一一致现象，真正实现数据在不同应用中共享。致现象，真正实现数据在不同应用中共享。数数据据与与程程序序独独立立。即即数数据据的的物物理理结结构构和和逻逻辑辑结构分离。结构分离。统统一一的的数数据据控控制制功功能能。DBMS提提供供数数据据的的安安全全性性和和完完整整性性控控制制。允允许许多多用用户户同同时时使使用用数数据据库资源。库资源。数数据据库库系系统统以以记记录录为为单单位位操操作作数数据据，也也可可操操作作数据项，数据项，增加系统灵活性。增加系统灵活性。从从文文件件系系统统发发展展到到数数据据库库系系统统是是信信息息处处理理领领域域中中的的一一个个重重大大变变化化，以以数数据据为为中中心心，应应用用程序设计退居为外围地位。程序设计退居为外围地位。3 数据库阶段数据库阶段 数据资源使用数据库管理数据资源使用数据库管理系统的专门软件管理系统的专门软件管理数据管理技术进入到这个阶段之后，已经逐步完数据管理技术进入到这个阶段之后，已经逐步完善。阶段特点：善。阶段特点：l数据的管理者：数据库管理系统数据的管理者：数据库管理系统l数据面向的对象：整个应用系统数据面向的对象：整个应用系统l数据的共享程度：共享性高，冗余度小数据的共享程度：共享性高，冗余度小l数据的独立性：具有高度的物理独立性和逻辑独数据的独立性：具有高度的物理独立性和逻辑独立性立性l数据的结构化：整体结构化，用数据模型描述数据的结构化：整体结构化，用数据模型描述l数据控制能力：由数据库管理系统提供数据安全数据控制能力：由数据库管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力性、完整性、并发控制和恢复能力程序程序A程序程序B程序程序CDBMS数数据据库库银行文件处理系统银行文件处理系统银行数据库处理系统银行数据库处理系统4.基于基于WEB的综合信息系统的综合信息系统又又 称称 为为 现现 代代 管管 理理 信信 息息 系系 统统，以以 企企 业业 内内 网网（Intranet）作作为为 信信息息基基础础设设施施架架构构，以以数数据据仓仓库为数据组织和处理的形式，强调库为数据组织和处理的形式，强调数数据据挖挖掘掘和和多多维维数数据据分分析析，提提供供内内（Intranet），外外（Internet）信信息息抽抽取取，实实现现管管理理信信息息系系统统和和管理行为的彻底融合。管理行为的彻底融合。数数据据组组织织的的层层次次由由低低到到高高依依次次为为(面面向向企企业业管管理理者者的数据逻辑视图的数据逻辑视图)：字段、记录、文件、数据库、数据仓库字段、记录、文件、数据库、数据仓库数数据据仓仓库库是是一一个个面面向向主主题题的的、集集成成的的、稳稳定定的的数数据据集集合合，主主要要用用于于非非结结构构化化决决策策的的联联机机分分析析处处理理OLAP，它它从从各各种种各各样样的的数数据据库库中中，将将各各方方面面信信息息收收集集到到一一起起，为为企企业业管管理理者者提提供供决决策策所所需需的的信信息息，并并支支持持企企业业管管理理者者运运用用数数据据挖挖掘掘工工具具以以 联联机机分析处理方式进行决策。分析处理方式进行决策。数据管理技术1数据管理技术概述数据管理技术概述数据管理（数据管理（DataManagement）是利用计算机技术对数据进）是利用计算机技术对数据进行有效的收集、存储、处理和应用的过程，目标是充分有效地发挥行有效的收集、存储、处理和应用的过程，目标是充分有效地发挥数据的作用。实现数据有效管理的关键是数据组织。随着计算机技数据的作用。实现数据有效管理的关键是数据组织。随着计算机技术的发展，数据管理经历了人工管理、文件系统、数据库系统三个术的发展，数据管理经历了人工管理、文件系统、数据库系统三个发展阶段。发展阶段。传统的文件管理技术环境（包括：人工管理阶段、文件系统阶段），难以让组织跟踪那些按系统化方式使用的碎片数据，并且很难将它们组织起来以便简易地导入。不同职能领域和群体被允许开发自己独立的文件。随着时间的推移，这个传统的文件管理技术环传统的文件管理技术环境产生了许多问题，主要包括：数据冗余和不一致、数据和应用程境产生了许多问题，主要包括：数据冗余和不一致、数据和应用程序相互依赖、缺乏灵活性、序相互依赖、缺乏灵活性、安全性低、缺乏数据共享性和可用性等安全性低、缺乏数据共享性和可用性等问题。问题。数据库系统依靠DBMS软件解决了这些问题。这些DBMS软件允许集中的数据