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四、组织的系统性
第三章 管理信息系统的技术基础
本章主要内容:
信息技术概述 数据处理 数据库技术 计算机网络
重点:
1.掌握数据处理的概念和发展阶段; 2.掌握数据组织形式
3.数据模型及关系模型、SQL、关系数据库规范化设计理论。 难点:
1.掌握数据组织形式 2.关系数据库规范设计理论
学习指导:本章所介绍内容是计算机系统的基本知识和数据处理、网络基础,由于计算机系统更新换代速度非常之快,在学习本节内容后,还需要通过各种期刊杂志、网络资源,不断跟踪计算机软硬件系统、数据处理与网络技术的发展变化。同时,为了使学习更有成效,还需要实际动手,亲自看看计算机系统的构成(Do It Yourself, DIY)。
第一节 信息技术及其发展
一、信息技术(Information Technology,IT)及其发展 1. IT发展发展现状和特点
⑴ 不同历史时期,IT的发展侧重于信息处理的不同的环节。
⑵ IT创新和发展的周期越来越快,应用范围越来越广,新技术、新方法层出不穷,例如多媒体技术、智能信息处理技术、网络和信息安全技术等等。 ⑶ IT已经成为一个完整的学科和技术体系和当代科学和技术的前沿和热点。 ⑷ 与管理、经济学科集成越来越紧密。 3. MIS与信息技术需求支持的关系
按照支持组织模式的信息技术和系统的特征和功能,可以将与MIS密切相关现代信息技术与系统划分成以下几种基本技术和相应的支持系统形式: ⑴ 通信支持技术
通信支持技术是指队组、组织和多组织之间的相互通信的信息技术,一般包括:电子邮件、计算机会议(Computer conference)和视频会议(Video conference)等多种形式。电子邮件可以支持基于计算机网络的组织成员之间、群组之间或多组织之间的信息传递,用以替代书写备忘录和电话联系。计算机会议可以提供基于计算机的组织成员之间在时间和空间上分布协同工作的机制和信息系统,特别是用于特定任务或问题的实施和处理。视频会议可以使得在空间上分布的群组成员,以类似日常面对面的会议形式,在一种同时可视听的环境中讨论相关问题。
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事实上,现实中采用的通信支持技术往往是上述多种形式的有机结合。 ⑵ 协调支持技术
协调支持技术指用于协调组织资源、设施和项目或任务的技术,例如群件(Groupware)。群件是一种用于协调和支持队组工作的信息系统环境,具体有多种系统形式,甚至可以包括通信和决策支持功能,但其中主要功能特征是支持与协调资源,例如人力和设备、设施、多种工作地点和任务。还有计算机支持协同工作与系统(CSCW/CSCS)。 ⑶ 过滤支持技术
过滤支持技术指用于筛选和汇总由基层传递上来的信息的技术,比如目前用于通信和协调支持的技术,包括电子邮件、计算机会议等系统形式。结合了人工智能技术的过滤支持技术,则可以提高系统的信息分类、排序和响应请求的自动化程度、效率和效果。在人工信息处理过程中,也包含了信息过滤的功能。例如,秘书工作的一部分是过滤信息,通过对所收信息类型进行分类和排序,以便选择上级最感兴趣的信息类型,建立优先处理顺序。这种工作就类似于一个信息过滤器,对接受和发出的信息进行排序等操作。这样,可以大大减轻主管人员的工作负担,而所传递和接收到的信息也能够促进更为有效的工作。 ⑷ 决策支持技术
决策支持技术指用于改善组织及其成员决策制定过程的效率和效果的一类信息技术。例如:电子会议系统(Electronic conference system)、决策支持系统(DSS)、群体支持系统(GDSS)、组织决策支持系统(ODSS)等。电子会议系统是一种基于计算机的、使决策会议更加富有创造性的技术方式,一般可以覆盖计算机会议系统和视频会议系统等形式。其主要特征是支持面对面的群体会议。决策支持系统、群体决策支持系统、组织决策支持系统等旨在构造一个半结构化和非结构化问题的构造和求解系统的技术支持环境。 ⑸ 监控和保障支持技术
监控和保障支持技术指基于计算机系统、用于监控和保障系统安全组织运行状况的信息系统环境。如:执行信息系统(Executive information systems,EIS)、经理支持系统等。EIS是高层决策者为了对下层人员进行有效的通信、规划、监控而汇总和综合有关信息的一种技术形式。经理支持系统(Executive Support System,ESS)则是面向组织的次高层次和面向个人的信息系统,除以图文、表格等多种形式为组织的经理一类的管理人员的工作提供有意义的内外部信息,还为他们的通信、分析、决策、组织等提供全方位的支持。
另外,各种信息安全技术,如身份鉴别、数字签名、数据加密、防火墙技术、计算机病毒防治技术等都属于这一类技术。 二、计算机硬件技术
硬件是计算机系统工作的基础,到目前为止,计算机硬件的发展经历了四个时代:
⑴ 20世纪50年代的电子管计算机;
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⑵ 20世纪50年代末~60年代中期的晶体管计算机; ⑶ 20世纪70年代中期~70年代末的集成电路计算机; ⑷ 20世纪70末~至今的大规模和超大规模集成电路计算机。 三、计算机软件技术
软件则是帮助用户控制和使用计算机以完成各项功能的系统与工具,例如数据的输入、处理、输出、存储等操作。软件技术的研究范围包括:计算机系统软件、应用软件及其所依赖的基础理论,例如数据结构、数据库原理等和基本方法,例如系统开发方法等。其中:
1. 系统软件:指为管理、控制和维护计算机与外设,以及提供计算机与用户界面的软件。如操作系统(Operation system,OS)、数据库管理系统(Database management systems,DBMS)、各种语言编译系统等。
2. 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、数据处理软件、辅助设计软件等。
3. 操作系统:是最基本的系统软件,其两大功能是:
⑴ 对系统资源的管理:通过中央处理机(CPU)管理、存储管理、设备管理、文件管理及作业管理对各种资源进行合理的调度分配,改善资源的共享和利用。 ⑵ 充当用户与计算机之间的接口:使用户的操作方便,提高工作效率。目前,常用的操作系统有:磁盘操作系统DOS、UNIX操作系统、视窗操作系统Windows、Linux等。
⑶ 数据库管理系统:一种系统软件包,帮助用户开发、使用、维护数据库。 4. MIS的三大技术基础是:
⑴ 数据处理(Data Processing, DP)技术; ⑵ 数据库(Data Base, DB)技术;
⑶ 计算机网络(Computer Networks)技术。 四、数据通信技术
数据通信技术是20世纪50年代后期随着电子计算机的广泛应用而发展起来的,是计算机网络技术的基础。 1. 数据通信系统模型: 2. 数据通信系统组成
由中央处理装置、终端设备、通信线路与相关设备(如调制解调器Modem、集线器Hub等)三大部分组成。 3. 各部分的功能
⑴ 中央处理装置:包括主处理机、前端机、通信处理机等。主要功能:完成部件之间的通信;提供通信系统与计算机之间的接口。
⑵ 终端设备:向系统发送数据或程序、从系统接收信息的设备。
⑶ 调制解调器:完成终端或处理机与电话通信系统之间的脉冲信号与载波信号之间的转换(A/D,D/A转换)。
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⑷ 集线器:将两个以上的通信信道组合在一起,形成一个高速、共享的通信信道,以降低通信费用,或者改变网络的结构。
⑸ 通信线路:连接所有设备的通道,可以是不同的介质,如电话线、双绞线、光纤等。
第二节 数据处理技术
一、数据处理的基本概念和发展阶段 1. 数据处理定义
将原始数据,用一定的设备和手段,按一定的要求,加工成另一种形式的数据的过程。 2. 数据处理的目的
⑴ 把数据转换成另一种便于观察分析、传送或进一步处理的形式。 ⑵ 把数据加工成对决策有用的数据。 ⑶ 将数据编辑后存储起来,供以后取用。 3. 数据处理的基本内容
⑴ 数据收集:按系统的观点和用户的需要。
⑵ 数据转换:将收集到的数据代码化,适于计算机系统处理。 ⑶ 数据筛选、分组、排序。
⑷ 数据组织:用一定的方法和数据结构安排与存储数据,提高处理速度,减少存储器占用空间,减低成本。 ⑸ 数据运算:算数运算和逻辑运算。 ⑹ 数据存储。 ⑺ 数据检索。
⑻ 数据输出:以多样化形式表现数据,如可视化。 4. 数据处理要考虑的基本问题: ⑴ 数据在计算机系统中的存储方式。 ⑵ 采用怎样的数据结构DS(Data Structure)。 ⑶ 采用何种方法进行信息的查询和检索。 5. 数据处理发展的三个阶段 ⑴ 简单应用阶段(1950’s以前);
⑵ 文件系统阶段(1950’s后期~1960’s中期); ⑶ 数据库管理阶段(1960’s后期)。 二、 数据的组织方式
在MIS中,大量的数据是以一定的形式存储在各种介质中,这种数据的组织方式和数据之间的内在联系的方式,就是数据组织方式,它直接决定数据处理的效率。 1. 数据结构
包括数据物理结构和逻辑结构。
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⑴ 物理结构即存储结构,指数据元素在计算机存储器中的存放方式。如顺序存储、链接存储、索引存储等。
⑵ 数据的逻辑结构指数据之间的逻辑关系。主要有:线性结构,例如线性表、堆栈、队列等。非线性结构,例如树和图。
其中,线性表和链表等也属于存储结构。
指针和链:在数据结构中,表示某一数据结构特点和连接方式的基本单位称为结点(Node),结点可以有几个域,每个结点除了存放本身的信息以外,还存放与其他结点互相联系的信息,其中存放与结点有关的其他结点的地址信息称为指针。若干指针的集合称为链(Link)。表4.1是指针与链的一个例子。
表4.1 职工关系链表
序号 1 2 3 4 编号 1001 1002 1003 1004 姓名 性别 年龄 部门 链 4 ∧ ∧ 2 在表中,所有记录组成了两条链:序号为 1→4→2以及序号3。其中,序号为3的记录单独构成一条链。如果给上述操作赋予实际意义的话,那么表中第一条链可以看成是在职的职工记录,而第二条链可以看成是新职工记录或离职职工记录。如果把序号看成是储存记录的物理地址,那么可以看出,记录的地址是不变的而逻辑关系或逻辑顺序是可以改变的,例如插入一个记录,使第一条链变成:1→3→4→2,第二条链变成了没有记录的空链。因此,链的操作可以在地址不变的情况下,灵活地改变记录之间的逻辑顺序。 2. 数据组织及层次结构
数据通常按四个层次进行组织,分别是数据项、记录、文件和数据库。 ⑴ 数据项(Data element):也叫字段(Field); ⑵ 记录(Record); ⑶ 文件(File);
⑷ 数据库(Data Base, DB)。
第三节 数据库技术
数据库是一个对数据进行全面管理的综合系统,是比文件系统更高级的数据组织方式,可以实现对整个组织数据的结构化。 一、数据库定义与特点
定义1:按一定的方式组织起来的逻辑相关的文件的集合。
定义2:是按一定的组织方式存储在一起的相关数据的集合。 主要特点: 1. 数据共享。
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