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管理系统中计算机应用(2014版)
第一章 管理系统与信息技术应用 一、知识架构现代企业的运作 信息时代的企 业与管理 管 理 系 统 与 信 息 技 术 应 用 企业管理方式的变革 企业活动中的信息 数据与信息 管理信息的性质 计算机系统在 管理中的作用 管理信息的特点 计算机对管理信息的处理 现代企业的信息处理要求 决策支持和战略性应用 决策支持和战略性应用 电子商务和网络化应用 移动商务和物联网应用 计算机普及对用 户的要求 安全使用信息系统 有效使用系统资源 不断改善系统的应用水平管理系统中计算机 应用的发展二、学习目标 （一）管理信息是企业的重要资源。通过本章学习，要求考生能够： 1. 掌握信息系统及信息技术的基本概念； 2. 了解计算机在管理中应用的发展历程及其对管理实践的影响； 3. 了解现代企业管理与信息技术之间的关系； 4. 懂得学习信息管理技术的重要性。 （二）本章重点、难点 1. 重点： （1）基本概念 （2）计算机应用的发展 （3）新兴技术对组织的支持作用 2. 难点：理解在计算机普及条件下，信息系统用户的职责。 三、考核知识点与考核要求 （一）信息时代的企业管理 1. 识记： （1）电子商务 （2）摩尔定律 （3）移动商务 2. 领会： （1）信息时代的特点 （2）信息技术对企业的作用 （3）信息对企业的价值 （4）企业中的信息类型 （5）COBIT 的含义 （6）电子商务的功能和类型 （7）企业的组织变革1（二）计算机系统在管理中的作用 1. 识记： （1）数据 （2）信息 （3）管理信息 （4）信息生命周期 （5）基于计算机的信息系统（CBIS） （6）知识 （7）数据处理 2. 领会： （1）管理信息的性质与特点 （2）管理信息的可用性 （3）计算机作为信息处理工具的优越性 （4）传统行业的信息化 3.简单应用：用实例说明某计算机应用系统的作用 （三）管理系统中计算机应用的发展 1. 识记： （1）电子数据处理阶段 （2）管理信息系统阶段 （3）决策支持系统阶段 （4）网络化应用阶段 （5）电子商务 （6）全球定位系统（GPS） （7）定位服务（LBS） （8）移动商务 （9）物联网 2. 领会： （1）计算机系统应用的发展线索 （2）目前的前沿性应用 （3）代表性应用领域 （四）计算机系统应用普及对用户的要求 1．识记： （1）计算机系统应用普及 （2）计算机系统用户的含义 2．领会： （1）信息系统安全使用的必要性 （2）信息资源管理的意义 （3）用户在信息系统改善中的作用 三、内容详解 引言： 《管计》是一门综合性、实践性和学科交叉性的课程，它设计管理学、系统科学、计算机技术、网络与通信、数据库 等多个学科的基础知识。 尽管我们不一定都会从事信息系统的开发管理工作，但是我们都会成为信息系统的用户。 本课程将从用户的角度出发，介绍信息技术在企业中应用发展的趋势，使考生掌握必要的信息技术应用与管理知识， 使得他们能够适应信息技术应用管理水平不断提升的要求。21.1 信息时代的企业与管理 信息时代是一个知识成为生产力的时代，信息取代资本成为社会财富创造和经济发展的关键要素，信息产业成为促进 经济发展的主要动力。 （知识 ? 信息 ? 信息产业） 在信息时代，信息从根本上改变了人们的生活方式、行为方式和价值观；个人、企业及各种社会经济组织对信息的依 赖程度也逐步提升。 信息管理学家威廉?马丁教授说：信息这（一关键资源的流动）一旦中断，周围的世界立刻就会陷入困境当中。所有的 商业交易、生产经营、教育、娱乐、旅行和通信活动，所有的国内和国际事务都经不起中断。在更先进的未来社会中，人 们更加依赖于信息与通信技术所赋予的力量。 1.1.1 现代企业的运作 本书中的企业：不仅限于那些通过生产、流通或服务活动获得经济利益的组织，也用来涵盖一些非营利性组织及事业 机构，这些组织往往也需要像企业一样生存和经营。 企业是构成经济社会的基本细胞，企业的使命就是通过向社会提供经济价值来赢得自身的生存和发展。 （定义、运作） 英特尔公司的创始人戈登?摩尔在 1965 年曾经预言， 单块微处理器芯片上所集成的晶体管数目大约每年增加一倍； 1975 年他又将其修正为每两年增加一倍。该预言被称为摩尔定律，它反映了过去数十年中计算机主要功能和互联网科技快速发 展的轨迹。 目前，下一代通信网络（NGN） 、物联网、三网融合（电信网、移动互联网及广播电视网的应用融合） 、高性能集成电 路、云计算等新一代信息技术迅速发展，为企业信息化应用水平替身奠定了新的基础。 现代企业的运作都需要： ① 及时准确地收集信息来把握市场需要，支持自身产品或服务的开发； ② 采用计算机和通信技术支持组织的运作管理； ③ 建立有效的业务流程和管理方式，提高管理效益。 电子商务：在因特网等相关技术的支持下，产品、服务及信息的买卖交易和支付过程可以通过电子化和数字化方式实 现，这种商务运营方式成为电子商务（E-Commerce）. 广义的电子商务还包括因特网从事客户服务、网上学习、与生意伙伴合作、组织内部交易等更多的商务活动。 移动商务指利用智能手机、PDA、掌上电脑等无线终端设备，借助移动通信平台开展的电子商务。表 1-1 电子商务的主要类型企企 企企企企企企B2B企 企企企企企企企B2C企 企企企企企企企 企C2C企 企企企企企企企C2B企 企企企企企企G2C企 企企企企企企企SNSEC企 企企 企企企企企企企企企企企企企企企 企企企企企企企企企企企 企企企企企企企 Pricline企企企企企企 企企企企企企企企企企企企企企企企企 Facebook电子商务对企业运作的影响表现如下： ① 推动企业的业务流程全面实现电子化和数字化； ② 推动各个行业的经营运作流程转向电子化和数字化； ③ 使电子化及数字化延伸到经济活动中的所有主体。 1.1.2 组织管理方式的变革 从实践上看，信息技术应用水平的提高可以明显改善企业的经营管理绩效，帮助企业实现管理目标，主要表现如下： ① 提高企业的生产率；3② ③ ④ ⑤ ⑥减少浪费、降低成本； 改善和提高决策质量； 改善客户关系； 开发新的战略性应用； 构建更为有效的商业模式。 当市场出现机遇时，为适应快速变动的需求，具有不同资源优势的独立企业会通过因特网组成短期性合作联盟，共享 技术与信息，分担风险和成本，实现凭自己能力达不到的超长目标。这样的联盟被称为虚拟企业。它可以包括供应商、经 销商、顾客、甚至竞争对手，以电子在线的方式生存，是信息时代的典型产物。 1.1.3 企业活动中的信息 信息已同物质、能量一起，成为人类社会赖以生存和发展的三大资源要素。对企业而言，信息是推动企业中所有活动 的能动性因素。 1. 按稳定性分类：静态信息、动态信息 ① 静态信息：具有相对的稳定性，可以用计算机文件和数据库进行相对长久的保存；并在一段时间内不必更新，可以被重 复使用。如员工的出身日期、员工毕业院校、产品的结构、材料消耗定额等。 ② 动态信息：往往反映业务活动或进程的实时状态，时效性比较强，随着业务活动的进展，信息内容随时提取和更新，否 则就成了过时信息。比如：员工工龄和年龄、员工的工作量、产品生产量、材料的进货数等。 在建立人事管理数据库时，应该保存静态信息；在分析企业库存状态时，应提取更新后的动态信息。 2. 按决策层次分类：企业中的信息可分为战略信息、战术信息和业务信息。 战略信息：使用者为企业的高层管理者，信息的来源广、使用寿命长、加工方法较为灵活。 战术信息：主要为中层管理者所使用，信息的使用寿命和精确性等介于两者之间。 业务信息：使用者为基层业务人员和管理人员，用来指定执行制定好的计划，信息来源较为单一、但数量大变化快， 信息使用寿命短、加工方法相对固定，信息的精确程度较高。 不同层次信息的性质不同，在信息来源、使用寿命、加工方法、精确程度等方面也有差别。企企企企企企企企企企企企 企企 企 企企企企企企企企 企企企企 企 企 企 企企企企企企企企企企企 企 企 企 企企企 企企 企 企 企 企 企企 企企 企 企 企 企 企 企 企 企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企3. 按其它方式分类 以信息所依附的载体为依据，信息可分为文献信息、口传信息、电子信息、生物信息等；从信息加工程度看，信息可 分为原始信息和二次信息；与组织边界相联系，信息可分为内部信息和外部信息；还可以根据地域、信息来源、信息表现 形式、信息使用者等角度对信息作出更多的分类。 4. 信息技术管理的理论框架4信息是企业实施管理和控制的依据，是企业管理内外部联系的纽带。信息管理可以帮助企业掌握客户需求的变化，迅 速发现新的机遇和潜在的风险，降低决策的不确定性。 专门从事信息技术管理的国际性组织 ISACA 设计了一个信息技术管理的理论框架，被称为 COBIT。COBIT 强调所有的企 业都必须重视对信息技术的管理，它和企业的生存紧密相关，表现如下： ① 企业对信息和信息传递系统的依赖越来越强； ② 信息系统的脆弱性和风险威胁越来越广泛； ③ 信息和信息系统投资成本越来越突出； ④ 技术引发的组织变革和商业模式变革越来越剧烈； ⑤ 技术创建就业机会和降低成本的潜力越来越明显。 1.2 计算机系统在管理中的作用 1.2.1 数据与信息 信息：对事物运动状态和特征的描述。 （广义） 人们通过信息可以了解所关注的事务，获得认识和概念，并作出判断和行为决策。 数据：对信息状态和特征的表述符号，是信息的载体。 ISO：数据是对事实、概念或指令的表达形式，可以用人工或自动化装置，进行通信、翻译和处理；信息是对人有用的，能 够影响客观世界中人行为的数据。 两者的关系：信息和数据是不可分离而又有一定区别的概念； ① 数据是物理的，而信息是释义的；信息是对数据的解释，是数据含义的体现； ② 数据反映了事务的表现，往往是零散的，是对原始事实和状态的直接记录；而信息反映了事务的本质，往往是相互关联 的，是数据加工后形成的认识和概念。 ③ 信息比较稳定，不随载体的性质而随意改变；而数据的形式往往变化多端，很容易受载体性质的影响。 ④ 数据是信息的重要来源，可以用人工或自动化装置，对数据进行通信、翻译和处理；信息是根据一定的规则对数据所承 载的实施进行组织后的结果。 ⑤ 从数据到信息要经过一个转化过程，即数据处理过程；数据的选择、组织和系统化等处理过程往往要在知识的辅助下完 成。数据转换过程信息用于处理数据的知识图 1-2 从数据到信息企业的管理活动具有广泛性和连续性，包括多重决策或控制过程。转换过程会构成连续不断的接力状态。从连续的决 策过程看，每个前项处理过程的输入都可能是后续处理的输入。企业中低层管理数据往往需要经过多轮运算传递，为上层 管理决策提供依据。由于这样的原因，在管理学的领域一般只讨论管理信息，而没有区分出“管理数据”的概念。 1.2.2 管理信息的性质 与信息产生的客体相联系，信息可分为自然信息、生物信息、机器信息和人类的社会信息等。 对人们从事的社会经济活动有用的、可影响和控制产生、服务或经营活动的信息统称为管理信息。管理信息是对实际 社会经济活动中的物资、人员、业务、资金、组织实体、变动关系等变动状态的真实反映，是企业决策的基本依据，是人 们彼此联系的纽带。管理信息是人们对实际数据进行收集和处理后得到的认识。 管理信息的性质：5特点 正确性 完整性 及时性 可靠性 相关性 层次性 简单性 经济性 安全性 可处理性 可访问性 可检验性含义 信息内容正确无误、准确反映客观现实，不形成误解 没有遗漏重要的事实 信息符合时效性要求，内容不过时 信息来源可靠，信息采集等过程没有被曲解，信息的内容可以被信赖 信息与用户或决策者所关注的问题有联系，不是形成无用的干扰 信息来源层次清楚，可以被不同管理层次的用户使用 信息的内容可以被识别，不应过于繁杂，应有助于决策者正确理解和判断 生成信息的成本不应高于信息的价值 能有效防止未授权用户接触和使用信息 信息可以经过加工提炼，使其价值提升，可支持相应的管理决策过程 合法用户可以按灌顶的时间和方式访问相关的信息内容 用户可以检验信息正确与否1.2.3 管理信息的特点 管理信息除了具备信息的基本特点外，在信息来源分布、资源共享、信息处理方法、信息使用等方面还有些独特之处： 1. 数据来源的广泛性 管理活动所要处理的数据来源广泛，原始数据分布在企业内部、企业外部、行业内，甚至相关行业，以及国内外市场。 2. 信息资源的共享性 管理信息经采集后可多次传递和重复使用，信息内容不会因为扩散而损失。 3. 信息形式的多样性 信息是以多种多样的数据为载体。 4. 信息发生、处理、使用在时空上的不一致性 会增加信息采集、处理和传递的难度。 5. 信息价值的不确定性 取决于它对使用者帮助的大小。 6. 信息生命周期的主观性 信息的生命周期：最初捕获、组织、处理、使用、最终消亡。信息的生命周期有客观性，但更多情况下是主观的，是 受人们主观控制的管理过程。 1.2.4 计算机对管理信息的处理 1946 年，世界上第一台通用型电子计算机 ENIAC 研制成功。1951 年，首台用于管理的商用计算机 UNIVAC 问世。 计算机已经成为各行业普遍应用的、最主要的管理支持工具，同时它也明显改变了人们工作、学习和生活方式。 基于计算机的信息系统（CBIS）可用来对信息管理的各个环节提供支持，包括数据采集、数据存储、数据加工、数据 传输和数据提供等。CBIS 的优越性主要表现在几个方面： ① 支持数据的自动化采集。 ② 高速度、高质量地完成海量数据的存储、查询和运算，并迅速输出结果。 ③ 使半自动化的业务流程和手工处理的任务自动化。 ④ 借助通信技术的支持，以较低的成本实现海量数据安全、快速传递，不受时间和空间的限制。 ⑤ 以多种方式和途径生动表现信息内容，并超过人们的想象力。 1.2.5 现代企业的信息处理要求 企业需要借助信息技术应对三个方面的经营压力。一是来自经济全球化、强大的竞争对手、强势客户及企业实施运作6的市场压力；二是来自技术创新、知识管理、信息爆炸等新技术的压力；三是来自企业的社会责任、政府管制、法律和伦 理约束的社会压力。 现代企业常用的信息管理技术包括：实行以客户为中心的流程再造，建立商业联盟，实现电子商务，建立提高物流效 率或者战略管理的信息系统等。 现代企业信息处理的基本要求是，要获得可用性好的信息，并将其用于企业的流程和绩效改善中。信息的可用性质少 应包括及时性、准确性、实用性、经济性等四个方面： ① 及时性：及时收集纪律并及时处理，传递和提供等要满足管理和决策时效性要求。 ② 准确性：要准确、完整地反映实际情况。 ③ 实用性：不同层次、不同管理部门的用户在信息范围、信息内容、采集频率、报告格式等的需求差异。 ④ 经济性：信息的及时性、准确性和实用性都以经济性为基础。 1.3 管理系统中计算机应用的发展 1.3.1 电子数据处理和管理信息系统（EDP） 20 世纪 70 年代以前以大型计算机为主的时代。 计算机主要用来代替繁琐的手工管理环节， 承担企业中要求大量数据采 集、计算和汇总的工作。 最初的计算机应用主要支持单向的数据处理业务，提高其工作效率；之后是略微复杂的综合性数据处理任务。 1.3.2 决策支持和战略性应用(DDS) 20 世纪 70 年代后期， 管理信息系统的发展遇到一些挫折， 由计算机系统自动提供的很多报表对管理者工作的帮助非常 有限，尤其是高层管理部门。此时，让信息系统支持管理决策的决策支持系统成为计算机应用系统的新方向。DDS 以数据 库、决策模型库和方法库为基础，将计算机的原酸能力和决策者的分析能力有机结合，利用人机对话方式，提供决策者所 需要的信息和运算结果。 DDS 能够协助决策者分析复杂问题，探索潜在的解决方案，帮助决策者选择和比较不同方案。它不会代替决策者做决 策，而是对其决策分析过程提供支持。DDS 的出现以及和 MIS 的结合，使计算机系统应用从基层推进到高层，从部门管理 推进到整个企业范围，逐步实现内部管理的集成化。 业务流程重组（BPR）系统，企业资源规划（ERP）系统，战略信息系统(SIS)。 1.3.3 电子商务和网络化应用（E-Commerce） 20 世纪 90 年代后，因特网技术发生了一系列突破性进展。企业先是利用因特网开展营销、广告和客户支持活动，直到 几乎所有商务活动都借助因特网运作，企业的数字化管理和一体化运作水平明显提升。企业通过过供应链管理（SCM）系 统的应用，客户关系管理（CRM） ，与市场的衔接更加紧密，市场定位也更加准确，使得社会资源配置向更有效的方向改善 和发展。 1.3.4 移动商务和物联网应用 所谓移动商务（M-Commerce） ，借助无线通信社白开展的电子商务活动。 物联网（The Internet of Things, IOT）是以互联网为基础的泛在网络，联网的对象从专门的计算设备拓展到了所有的常 规物品。 1.4 计算机应用普及对用户的要求 电子商务是中国战略性新兴产业的重组组成部分，移动互联网、云计算和物联网都是电子商务和计算机应用创新的基 础。从企业角度看，需要正视这些技术所带来的各种挑战。从各人角度看，要成为新技术环境下的合格用户，也要掌握必 要的知识和技能。其中最基本的技能包括安全地使用身边的信息系统，有效地管理信息资源，改善各种信息系统的应用。 1.4.1 安全使用信息系统 安全使用信息系统是用户首先要具备的意识。 ① 信息系统提高了工作与生活的便利性，提高了工作和生活的质量。7② 信息系统中使用者的操作水平是系统功能正常发挥的基础； ③ 信息系统共用化程度的提高使信息安全使用的要求更需重视。 对用户而言： ① 要了解信息系统的作用，掌握正确的操作技能，能够顺利地使用信息系统完成所需的服务，减少人为的差错。 ② 要积极保护信息系统的使用环境，防止各种危害行为。使用环境包括：软硬件、网络、数据和用户使用习惯等多方面。 ③ 要能够识别系统的输出和结果，正确接收使用信息。 1.4.2 有效使用系统资源 从资源管理的角度，系统资源使用的变化如下： ① 在信息系统应用初期，电子化资源相对匮乏，用户要能够利用计算机系统和因特网努力搜索可用的服务，不断积累可用 的资源； ② 在网络化程度提高以后，可供选择的外部资源数量激增，企业可能陷入信息过载、系统缺乏集成的局面。 ③ 对自主创新性资源和有潜力的知识资源，要进行前暂行分析，可能要采取必要的保护措施防止资源流失。 ④ 具备动态的资源、管理和环境意识，可以帮助用户为有效地使用信息系统为自己服务。 1.4.3 不断改善系统的应用水平 用户在改善和提高企业计算机系统中扮演重要的作用： ① 信息系统融入企业运营管理的过程与用户需求逐步贴近。 ② 用户参与信息系统的建设项目，甚至起到主导作用。 ③ 系统开发中很多过程需要在用户参与下完成。 ④ 高质量的信息系统是信息技术专家和用户相互学习、沟通和配合的成果。8第二章 应用系统分析 一、知识架构信息系统的概念 系统与信息系统 信息系统的分类 组织的信息化和网络化 管理创新和组织创新 业务处理系统的概念和作用 业务处理系统 业务处理系统的构成 业务处理系统的发展趋势 管理信息系统 管理信息系统的概念和作用 管理信息系统的构成 决策支持系统的概念和作用 决策支持系统的构成 决策支持系统的发展趋势 流程整合型系统 企业资源规划系统 供应链管理系统 客户关系管理系统信息系统与组织的关系 管 理 系 统 与 信 息 技 术 应 用决策支持系统二、学习目标 （一）本章将从组织应用的角度介绍常用的信息系统，讨论不同信息系统的特性，以及它们对企业管理的支持作用。 通过本章的学习，要求考生能够： 1. 掌握常见的信息系统分类方法； 2. 掌握业务处理系统、管理信息系统和决策支持系统的概念； 3. 了解流程整合型系统、跨组织系统的含义； 企业及其它社会经济组织中都有各种不同的信息系统，分别具有特定的功能或服务目标。这些信息系统为企业业 务的高效运行打下了基础，为企业赢得生存竞争提供支持，也推动了新的组织管理方式的出现。应用信息系统本身也 随着企业需求的发展而不断演进。 （二）本章重点、难点 1. 重点：业务处理系统、管理信息系统、决策支持系统的概念。 2. 难点： （1）部门级信息系统、组织级信息系统和组织间信息系统的异同 （2）ERP 的概念和主要功能 三、考核知识点与考核要求 （一）信息系统的概念 1. 识记： （1）系统 （2）信息系统 （3）信息系统的多样性 2. 领会： （1）系统的特性 （2）信息系统的目标 （3）信息系统的功能 （4）信息系统的分类9（5）不同类型应用系统的主要功能 3. 简单应用：比较不同类型应用系统，说明主要差别和应用领域 （二）信息系统与组织的关系 1. 识记： （1）部门级信息系统 （2）企业级信息系统 （3）组织间信息系统 （4）虚拟化 2. 领会： （1）企业的网络化 （2）组织创新与管理创新 （3）虚拟化的特点 3. 简单的应用：识别不同组织中常用的应用信息系统 （三）业务处理系统 1. 识记： （1）业务处理系统的概念 （2）联机事务处理（OLTP） 2. 领会： （1）业务处理系统的应用 （2）业务处理系统的构成 （3）业务处理系统的发展 （四）管理信息系统 1．识记： （1）管理信息系统的概念 （2）职能部门系统 2．领会： （1）管理信息系统的应用 （2）管理信息系统的构成 （3）管理信息系统的发展 （五）决策支持系统 1. 识记： （1）决策支持系统 （2）商业智能 （3）联机分析处理 2. 领会： （1）决策支持系统的作用 （2）基于决策支持系统的构成 （3）决策支持系统的发展 （六）流程整合型系统 1. 识记： （1）流程整合型系统 （2）企业资源规划系统（ERP） （3）供应链管理系统（SCM） （4）客户关系管理系统（CRM） 三、内容详解102.1 信息系统的概念 2.1.1 系统与信息的系统 1. 系统的概念 （1）系统的概念：系统是由彼此关联且与环境相关联的元素组成的集合（Ludwig Von Bertalanffy） 。 系统具有整体性、相关性、目的性、环境适应性等。 （2）系统的整体性：系统包含两个以上的元素，元素之间的关系是相对稳定的，元素间的符合联系使得系统有了共同 的模式和规则，成为一个有机的整体。 元素组成系统之后会呈现新的功能，这些功能是独立的元素所无法具备的，这就是所谓的整体大于部分之和。 （3）系统的相关性：组成系统的各个元素不是简单加和的，而是稳定及有序的；元素之间存在着相互作用、相互联系 和相互制约的关系，某一元素的变化会影响其他元素；元素间的关系是系统存在的基础，形成了系统的结构；系统可 以向下分层，由下层元素构成的整体被称为子系统。 （4）系统的目的性：它表现为系统在与外部环境的联系中具有独特的性质和功能。 系统是具有自我调节功能的整体，可以根据系统的目的，调整自己的行为，修补和改善元素元素之间的关系，以 完成系统目标。 （5）系统的环境适应性：系统是有边界的，运行环境之中。 环境是系统之外的其它事物或系统的总和。元素、系统、环境是不同层次的对象，彼此的区别是明确的、也是相 对的，环境也被看做更高层的系统。 系统的特性和行为由系统内部的元素、结构关系和外部环境共同确定，系统可以通过调整适应外部环境的变化， 与环境保持最佳的适应状态。 （6）系统无处不在：系统理论和基本概念可以帮助人们更好地理解各种事务，包括对信息系统的认识；帮助人们更好 地理解事务的存在和发展规律，认识系统与环境的关系；并进一步理解系统工程建设管理规则的由来。 2. 信息系统的概念 （1）信息系统的概念：信息系统（Information Systems, IS）是指计算机处理服务为主要活动的、人机交互型计算机应 用系统，也被称为基于计算机的信息系统（Computer-Based Information Systems,CBIS） 。 企业的信息系统是一个利用计算机软硬件和手工业，利用分析、计划、控制与决策模型和数据库的人机系统，用 以提供信息，支持企业组织的运行、管理和决策功能。 （2）信息系统的功能 信息系统以支持或反映管理活动的内容为目标，完成特定信息的收集、处理、存储、分析和传递活动，具有将输 入信息（数据、指令、文字等）转变成输出信息（报告、计算结果、消息）的功能。 企业组织、部门、团队或个人都可以利用信息系统获得相关的信息服务，支持自己的工作。 ① 信息的采集：不同的场所、地点和部门； ② 信息的存储：存储各种信息资料和数据的能力； ③ 信息的处理：对数据进行分类、排序、转换、运算、分析等加工； ④ 信息的输出：以文档、报告、消息等方式将信息提供给需要的用户； ⑤ 信息的控制：对构成人机系统的各个方面和信息系统活动的各个环节要能够进行管理和控制，防止信息处理设备、 处理活动和用户行为受到干扰破坏，使系统行为偏离原有目标。 2.1.2 新系统的分类 1. 信息系统的多样性 企业中有各式各样的应用信息系统，功能上也有所差别。各种不同的信息系统11企企企企 企企企企企企企企 企企企企企企 企企企企企企 企企企企企企企企 企企企企企企企企 企企企企企企企企 企企企企企企企企 B2B企企企企企企企企企企企企 企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企 企企企 企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企 企企企企企企企 企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企 企企企企企企企企企企企企 企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企 企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企 企企企企企企企企企企企企企企企企企 企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企 企企企企 企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企 企企企企企企企企企企企企企企企企企 企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企企 企企企企企企企企企企企2. 信息系统的分类 企业中信息系统的种类繁多，可以从许多不同角度去分类。比较常见的是根据组织关系进行纵向和横向分类。 企业从横向分为：战略规划层、管理控制层、运行操作层等； 企业从纵向分为：不同的职能部门。 企业中的信息系统也可相应地横向划分为战略层系统、管理层系统和操作层系统，管理层向上还可纵向划分为不 同职能部门的信息系统。信息服务的对象信息系统的类型战略规划层高层管理者资源生产管理市场管理控制层人力中层管理者财务营销制造运行操作层基层执行者信息系统的类型划分（1）不同层次的信息系统 将系统支持的对象和组织的层级联系起来，就形成不同层次的信息系统。 企业中支持操作层、管理层和战略层运作的信息系统，被分别称为业务处理系统（TPS） 、管理信息系统（MIS）和 决策支持系统（DSS） 。 不同层次的信息系统在信息输入输出量、信息加工方法、信息提供方式和保密程度等方面都会有所差别。 操作层系统主要负责基层数据采集、日常业务处理和管理检测等，支持个人或团体用户的常规业务操作。 管理层系统负责支持企业中层岗位的管理人员，帮助他们完成日常的计划、管理监控等活动。 战略层系统主要供企业的高层管理者使用，用来处理综合性的、比较复杂的决策问题。 （2）不同部门的信息系统12组织中还有纵向划分的不同职能部门的信息系统。 不同职能部门的系统在信息采集，处理功能和应用方法上也有所差别。 部门系统可以是独立的，服务于特定的管理部门，也可以是综合性的，覆盖多个职能部门或广泛的领域。 2.2 信息系统与组织关系 2.2.1 组织的信息化和网络化 1. 信息化 企业不断地用信息技术装备自己，用信息覆盖手工运作的过程被称为企业的信息化。 这是一个技术与组织之间双向调整的过程，信息系统和组织的关系不断改进和变化。 2. 网络化 组织的信息化和网络化是同步发展、相互促进的过程。 根据信息系统与企业之间的关联关系，信息系统分为：部门级信息系统、企业级信息系统和组织间信息系统。 企业级信息系统整合了多个部门的流程，实现了整个组织信息的自动化采集和传递。 组织间信息系统（Inter Organizational Systems, IOS）实现了不同企业之间信息流的管理和集成，使不同组织间的 产品和服务数据能够自动交换。组织间信息系统也被称为跨组织信息系统。 2.2.2 管理创新和组织的虚拟化 1. 虚拟化的产生 信息化和网络化在某种层度上消除了地理分隔的障碍，改变了原有的时间、空间和距离的概念，引发了很多的管 理创新。企业的结构不再受传统组织资产、部门实体或办公场所的约束，而是以网络为基础，形成了分工合作关系为 纽带，依市场原则组合的虚拟化运作机构。 2. 虚拟化企业的定义 虚拟化企业是由独立分布的机构、公司或个人组成的、临时或永久的集合体。 组织成员之间借助信息和通信技术提供互补的能力，共享资源以完成企业的经营过程。 3. 虚拟企业的特点 虚拟企业没有总部办公室或多层组织结构，成员分别隶属于不同的厂商、顾客、甚至同行对手。他们通过网络汇 聚而成的组织几何，主要以整合资源及能力、共享技术、分摊费用、满足市场机会为目的。 4. 虚拟团队 虚拟团队是由真实的个人组成的工作团队。团队人员可分布在不同地点，甚至从未见过，完全凭借电话、网络、 可视图文等沟通手段组成虚拟的工作环境，彼此按流程工作，合作完成事先拟定好的工作目标。 2.3 业务处理系统的概念和作用 2.3.1 业务处理系统的概念和作用 1. 业务处理系统的定义 业务处理系统（Transaction Process Systems, TPS）又被称为事务处理系统，它的主要服务对象位于企业的操作和 执行层面。 TPS 主要处理企业的日常业务，实现基本业务处理环境的自动化和规范化。 如银行的柜台储蓄处理系统、邮局的快件处理系统、同城速递系统，超市的收银系统，铁路的售票系统，学校的 课程注册系统等。 2. 业务处理系统的功能 ① 支持组织基层，或前端业务机构的具体管理事务； ② 需要有效地完成相关业务数据的采集、入库、运算处理、查询生成等流程。 3. 业务处理系统的作用 ① 可根据所处理事务的要求和特点，提供高度自动化的处理流程；13② ③ ④ ⑤高效率地完成结构化数据的捕获、生成、存储和传递过程； 有效的数据编辑能力，可保证业务数据的正确性、完整性和实效性； 可迅速地处理大量业务数据的输入输出，支持大量用户同时操作和查询； 具备系统可靠性和安全防护能力，保证业务处理流程和相关数据的安全性。2.3.2 业务系统的构成 （1）用户登录后可以看到订单产品的特征、价格和规格等，输入订单数据； （2）系统对用户输入数据进行处理，审核其有效性，生成标准化的订单数据； （3）系统将订单数据存入数据库； （4）系统告知用户的状态等信息，便于用户及时确认或修改等。 一个订货 TPS 订单需要多个层面的应用支持： ① 是输入界面层，用来与用户交互，方便数据编辑、检验等，可以有效捕获基本业务数据； ② 是业务处理层，要合理安排业务流程； ③ 是数据存储层，设计用户操作权限、数据规范性和传递安全方面的设计。 任何一个完整的业务处理周期都包括五项基本活动：数据输入、业务处理、数据库维护、生成文档和报告、查询 处理。TPS 的基本结构可以表示如下： 2.3.3 业务处理系统的发展趋势 1. 覆盖全业务 TPS 是企业信息化应用的起点，通过操作领域的自动化，TPS 将规范化的电子数据保存到数据库中，并为上层信息 系统提供必要的基础资源。企业中最初的 TPS 是分散独立的或是独立建设的，分别支持关键性的业务领域；发展到一 定阶段后逐步融合，向覆盖全业务的、综合性的业务处理系统发展，实现了企业业务的集成化运作。当代综合性 TPS 大量采用新的信息技术，支持源数据自动采集和远程查询，具有广泛覆盖、高传输率、可靠数据存储、可用性高的特 点。 2. 联机事务处理系统（On-Line Transaction Processing，OLTP） OLTP 是一种对系统可用性要求很高的 TPS。 这类系统的主要特点： （1）OLTP 是实时性系统； （2）大量客户可远程接入系统，提交服务（事务）申请，系统能够正确处理客户申请的并发操作； （3）系统会快速捕获数据并立即做出响应，完成该项事务的处理； （4）系统及时保存和更新数据库文件后，立即向客户返回信息； （5）OLTP 能够保证系统业务处理和响应的时间符合用户需要，并保证操作流程的顺畅。 2.4 管理信息系统 2.4.1 管理信息系统的概念和作用 1961 年，詹姆斯.加拉格尔《管理信息系统与计算机》 ，管理信息系统（Management Information Systems, MIS） 1. 管理信息系统的定义 薛华成：MIS 是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件、网络通信设备以及其它办公设备，进行信息的收集、传 输、加工、存储、更新和维护、以企业战略竞优、提高效率为目的，支持企业高层决策、中层控制、基层运作的集成 化的人机系统。 狭义概念：指支持中层管理运作的各种计划和控制系统，它也同时具备一定的基层运作和高层规划功能。 2. 管理信息系统的作用 MIS 是向企业管理部门提供泛化报表，帮助管理者及时了解业务状态的信息系统。 MIS 可以与运作层的 TPS 相衔接。 MIS 扩大了信息交流和共享的范围，可以帮助企业从整体管理的角度实现运营检测、控制和规划，促进业务质量、14成本和服务的改善。 MIS 的四个核心作用（拉里.郎） ：将适宜的信息、在适宜的时间、用适宜的形势、提供给适宜的决策者。 MIS：① 需要自动对数据库中的相关数据进行筛选和组织，找到有用的、符合用户要求的信息； ② 要对相关信息进行组织和处理，制作成合适的报表，利用适宜的格式表现数据，让用户能够正确地理解 和接受信息，将其用于决策； ③ 要及时、准确、安全地将所有有用的信息传递给所需求的用户，同时避免用户不需要的无用数据传递给 他们。 2.4.2 管理系统的构成 1. 报表结构 MIS 最核心的功能是高质量地生成职能部门所需的信息报表。MIS 的报表内容一般有周期性报表（如销售日报表、 财务报表） 、例外报表（如异常报告、临时项目报表） 、需求报告（对用户查询的响应，即时性信息提供等）和推事报 告（如关键指标报表、内部网统一传递的报告） 。 某城市规划管理信息系统的总体结构示意图，分为数据层、逻辑层和应用层。逻辑结构是结构的核心，系统需要 根据应用层的需求，组织和处理数据层中的数据，生成相应的报表。 2. 职能部门系统 ① 财务管理信息系统：包括财务和会计两个部分。会计系统的主要功能是维护公司的财务记录，财务系统负责管 理企业资金的运作。 ② 人力资源信息系统：负责员工招聘和档案管理、人员绩效考核与晋升、工资管理、岗位设置、员工健康管理等， 系统对企业人员的整个生命周期进行管理。 ③ 生产管理信息系统：包括产能计划、主生产计划、订单管理、作业管理、无聊需求计划、采购管理、库存管理 等功能。 ④ 市场营销系统：主要处理四个方面的信息（4P） ：产品-Product、促销-Promotion、渠道-Place、价格-Price。 具体功能包括：产品管理、销售管理、定价、市场预测、广告促销、渠道管理、销售自动化管理。 3. 管理信息系统的发展趋势 （1）企业内部应用和管理的集成：出现跨越多个职能部门的企业级应用系统。 第一代是物料需求计划（MRP）系统； 第二代是制造资源规划（MRP II）系统； 第三代是企业资源规划（ERP）系统。 （2）外部集成：MIS 逐步与客户、供应商、业务伙伴、员工和其它利益相关者协作的集成应用体系发展。 2.5 决策支持系统 2.5.1 决策支持系统的概念和作用 1. 决策支持系统（DSS） 1971 年安东尼.戈里和斯科特.莫顿等：DSS 为组织中高层管理者服务的、以数据分析为特点的、具有高度灵活性 的信息系统。 中高层处理的问题灵活多样，这些问题结构化程度低，很难用 MIS 的自动处理流程生成规范化的输出。 DSS 是为管理者的决策过程提供交互式的信息支持的计算机信息系统。 DSS 利用分析模型、专门的数据库、决策者自己的洞察力和判断力以及基于计算技术的交互式建模过程，来支持 半结构化的企业管理过程。 2. 决策支持系统的作用 MIS 与 DSS 的区别MIS 提供的决策支持 提供关于组织绩效的信息 15 问题和机会 DSS 提供信息和决策支持技术来分析特定的信息形式和频度 信息格式 信息处理方法周期性报表、例外事务报告、按需提供的推式报表 和响应信息 预先制定的固定格式 为提取和操纵企业数据提供信息交互式查询和应答 特定的、灵活的和自适应的格式 为企业数据进行分析和建模提供信息DSS 能够决策者提供决策所需要的数据、信息和背景材料，有效地帮助管理者发现问题，选择决策目标，构建分 析模型，提供备选方案；并能够对各种发难进行比较、评价和优选，为决策者的正确决策提供帮助。 3. 联机分析处理 基于英特网和数据库的 DSS 推动了联机分析处理应用（OLAP）的发展。借助专用的服务器、多维数据库和 OLAP 软件，管理者能够从多个不同的操纵和观测数据，分析数据之间的复杂关系，并从中发现趋势、因果关系和有用的信 息。OLAP 以实时方式提供查询需求，并执行在线任务，系统快速响应并返回结果，有力地支持管理者的分析过程。 2.5.2 决策支持系统的构成 DSS 的构成非常灵活，针对某个方面的决策问题提供有针对性的支持，一般包括： （1）DSS 是以数据管理、模型管理和知识管理三部分为基础，加上人机会话界面构成的； （2）数据管理功能可从企业数据库中和数据仓库中提取和复制资源到 DSS； （3）模型管理功能可保存和管理 DSS 运算方法和模型； （4）对模型的选择和使用等需要专门的知识管理能力； （5）会话界面是用户与 DSS 之间沟通的接口。 常用的数据分析软件：Excel、Access。 2.5.3 决策支持系统的发展趋势 1. 商务智能 DSS 的资源基础和应用方式更加多样化， 出现了智能化查询和服务支持系统，这种普及化的应用被称为商业智能： （1）英特网成为重要的信息来源； （2）网络搜索工具或只是发现过程长被用来支持用户决策，任何人都可以方便地使用人机交互流程，或者数据建模来 评价和分析决策方案； （3）计算机智能开发的进步，使得基层业务人员甚至用户也可使用决策支持信息或决策支持工具，DSS 从原先只服务 高层转向了更宽领域，延伸到企业中的所有用户。 2. 主管信息系统（Executive Information Systems, EIS） EIS 是为组织的高层管理者定制的决策支持系统。其特点包括： （1）EIS 聚焦于高管所管理的关键性指标，能及时提供这些关键指标的状态信息，便于他们了解和监测企业运营状况； （2）EIS 具有制定能力，可以根据每个高层主管的状态和环境，对相关信息来源进行集成、筛选和过滤，满足高层主 管的要求； （3）EIS 的使用异常简便，适合主管操作，能帮助他们迅速沟通和处理问题； （4）EIS 的信息提供方式灵活，界面清晰、友好，支持用户对数据进行深度查询，具备数据下钻的能力。 3. 专家系统（Expert System, ES） ES 是一种模拟专家决策能力的计算机系统，其特点如下： （1）ES 具有咨询功能，可以回答用户提出的特定领域的问题； （2）ES 具有学习功能，在教授和训练下，能不断增添或修改用户已经拥有的知识； （3）ES 具有教育功能，能够解释决策分析过程并回答询问，向用户提供专门领域的知识。 因此，专家系统可以用来对某个领域的特定问题提供专家水平的决策支持。人力资源和学习领域的一些效果自检 测系统，农业领域用来诊断动植物疾病的计算机程序，都是专家系统。 4. 群决策支持系统（Group Decision Support Systems, GDSS） GDSS 是一种基于计算机的群体合作支持系统。这类系统支持一组决策者同时参与决策会话，从而得到一个较为 理想的决策结果。其主要作用：16（1）用来充分发挥实效优势，充分有效地传递信息； （2）抑制群体合作过程中的各种消极行为； （3）有效保存必要的记录信息，改进群体决策过程的效率和质量； （4）提升决策群体的满意度； 2.6 流程整合型系统 纽约大学的肯尼思.劳顿（Kenneth C.Laudon）教授从企业过程角度进行分类，提出流程信息系统的概念。 流程信息系统主要包括整合组织内部流程的 ERP 系统，整合上游流程的 SCM 系统和整合下游流程的 CRM 系统。ERP 是企业级的信息系统，SCM 是组织间的信息系统。 2.6.1 企业资源规划系统 企业资源规划（Enterprise Resource Planning, ERP）经过三代演进，称为覆盖企业中各个业务领域的企业级系统。 1. ERP 的作用： ERP 系统可以从企业整体层面管理内部资源，包括人、财、物和产、供、销等各个方面，解决各部门系统分割状态 下导致的效率低下问题。 2. ERP 的功能： ERP 用一个整合的系统协调企业的关键业务流程，使业务信息在销售、生产、财务，人力资源等多个部门间屋缝流 动，实现企业内部信息的高度功效和及时传递，有效控制企业中各个业务环节的衔接过程，消减低效流程，增强管理 的有序性和透明化。 3. ERP 的结构： （例：图 2-15） 4. ERP 的软件：ERP 系统。 2.6.2 供应链管理系统 1. 供应链管理的定义： 供应链管理（Supply Chain Management, SCM）是一种组织之间信息系统（IOS） ，可以跨越组织边界传递信息。 SCM 的主要作用是帮助企业管理和供应商的关系，使规划、货源组织、生产过程、产品流通和服务最优化。 2. 供应链管理的作用： SCM 的应用覆盖了供应商、采购商、分销商和物流公司等，对整个产品物流的采购、生产、库存和送货过程进行统 一的规划、调度和控制，实现了这些组织之间的业务协调。 3. 供应链管理的特点 在供应链管理中，信息技术起着决定性的作用。供应链管理设计企业及企业经营管理的总舵环节，每个环节会设 计整个链条上的不同组织和机构，使得供应链管理需要处理的信息量大，信息来源多，信息内容更新快。信息系统对 供应链的支持表现在如下方面： ① 它可以决定生产、存储和运送的具体产品和精确时间； ② 快速传递订单，跟踪状态； ③ 监视库存水平，核对库存状态，减少库存和运输成本； ④ 对产品的形成过程、物流流向、运输过程进行跟踪； ⑤ 根据顾客的需求安排生产，快速追踪产品设计的变化； ⑥ 减少工作中的认为错误，提高 SCM 整体的运行效率。 2.6.3 客户关系管理系统 1. 客户关系管理的定义 客户关系管理（Customer Relationship Management, CRM）系统是企业中跨部门整合的信息系统。它以外部资源― 客户为中心而建立，旨在提高企业对客户的关注程度，改善企业与客户之间的关系。 2. 客户关系管理的特点 CRM 与企业中市场营销、销售、服务与技术支持等面向客户的部门联系最为密切使原来由多个部门各自负责的诸17多客户服务流程实现了集成化和自动化。CRM 是整合型系统，采用基于 Web 的软件工具和集成数据库，可搜集、追踪 和分析每一个客户的信息，知道客户需要什么，并能够利用多种渠道，以协调一致的态度和风格与客户交流。 3. 客户关系管理的类型 CRM 系统有不同类型，有的侧重改善运营管理，有的侧重客户分析，有的侧重沟通和资助支持。CRM 系统的主要 构成有：客户服务和支持营销和订单执行传真 客户或潜 在客户 销售： 电话 交叉销售 推进式销售 Web电子 邮件客户留住和 忠诚计划沟通和账户 管理图 2-17 CRM 的主要应用模块 其中各模块的作用如下： （1）沟通和账户管理模块通过集中的客户数据库存储了不同客户接触点的相关信息，供所有部门访问和使用； （2）销售模块可以提供数据资源，提醒销售人员开展相应的服务； （3）营销和订单模块可以收集客户的反应数据，分析客户或潜在客户的价值； （4）客户服务和支持模块提供数据库的实时访问能力，如呼叫中心，可将客户服务转给适宜的服务支持人员； （5）客户留住及忠诚计划帮助企业识别和分析客户价值，给他们以回报，设法实现客户价值最大化。 4. 客户关系管理的作用 CRM 对吸引和维护客户，提供更加快速和周到的服务，改善企业与客户的关系，实现企业利润的优化，均会起到 一定的促进作用。18第三章 管理系统的信息化平台 一、知识架构企企企企企企企企企企企 企企企企企企企企企 企企企企企企企企企 企企企企企企企企企企企 企企企企企 企 企 企 企 企 企 企 企 企 企 企企企企企企企 企企企企企企 企企企企企企企企企企企 企企企企企企 企企企企企企企企企 企企企企企企企企 企企企企企企企 企企企企企 企企企企企企企 企企企企企企企企企 企企企企企企企企 企企企企企 企企企企企企企企 企企企企企企企 企企企企企企企企企企企企企企企二、学习目标 （一）各种管理信息系统的运行都需要特定的环境支持，这个特定的技术支持环境成为信息化或信息处理的基础平台。通 过本章的学习，要求考生能够： 1. 了解信息化的基础平台 2. 熟悉计算机系统的最新发展； 3. 了解计算机网络的结构和基本通信服务； 4. 理解数据库平台的构成和演进方向。 （二）本章重点、难点 1．重点： （1）信息处理平台的构成 （2）重要通信与网络技术术语的含义 （3）信息技术和数据库技术的新发展 （4）平台如何对组织的计算机应用提供支持 （5）数据库管理系统组成与功能 2. 难点： （1）多媒体计算机的关键技术 （2）幅移键控、频移键控和相移键控 （3）TCP/IP 协议体系 （4）数据库的结构 （5）数据仓库 三、主要内容 3.1 信息处理的基础平台 3.1.1 信息处理基础平台的概念 信息处理：信息的收集、传输、加工和利用。19信息处理的主体：各行业的人； 信息处理的客体：以各种数据为载体而存在的信息。 信息处理基础平台：为进行信息处理提供技术支持的各种资源的总和。 一般意义上的信息处理基础平台主要包括计算机系统平台、通信及网络平台、数据库平台等硬资源，以及相关的理论、 方法、标准、规则、制度、政策等软资源。 1. 计算机系统平台 计算机系统是信息处理的主要工具，计算机系统平台分为硬件系统和软件系统，两者配合，实现信息的处理。 2. 通信网络平台 通信网络平台的主要作用是传输信息，使信息能够被处于不同空间的使用者所共享。 构成通信平台的要素主要包括通信网络设备（如路由器、交换机、移动基站） 、传输介质（如同轴电缆、光纤、无线电 磁波）和通信协议（如 TCP/IP、UDP） 。 3. 数据库平台 数据库平台从本质上讲属于计算机软件的范畴，它能够配合计算机硬件设备，在计算机内部科学、高效地组织和管理 数据，进而能利用数据所承载的信息，为人们的生产和生活服务。 数据库平台应该包括：操作系统、数据库管理系统、数据库和应用程序。数据库系统从传统文件系统的基础上发展起 来的，是 MIS 的基础。 4. 信息处理的软资源 信息处理的软资源包括：方法、技术、标准、规范、制度、和法规等，它们控制和管理参与信息处理的计算机、通信 网络、数据库等实体平台以及人的活动，实现信息的采集、传输、加工、存储和利用等处理功能。 3.1.2 信息处理基础平台的发展 1. 计算机平台的发展概况 现代社会信息处理基础平台的发展历史实际上就是以计算机为代表的信息技术发展的历史。 在计算机发展和普及的道路上有两大推动力量： ①一是以 Intel 为达标的硬件制造厂商，他们不断设计出更高性能的中央处理器（CPU） ，使得计算机运算速度更快， 处理能力更强； ②另一方面，以微软公司为代表的软件企业开发出功能逐渐强大的一代又一代的操作系统，使用户能更方便地使用计 算机实现更多的应用。 目前，作为信息处理基础平台核心部分的计算机系统，其发展呈现出高性能化、网络化、大众化和智能化的特点。 2. 通信平台的发展概况 通信网络平台的出现使得信息处理由孤立的、离散的方式向互联互通的方向发展，其形式包括局域网、广域网、城域 网和互联网。 未来的通信网络平台将是融合了计算机网络、电信网络和广播电视网络的综合网络系统，即三网融合，能够提供丰富 的数据、语音、图像和视频等多媒体业务，并朝着宽带、高速和移动的方向发展。 3. C/S 与 B/S 模式 通信平台进行信息处理的模式有两种：Client/Server(客户端/服务器)模式、Browser/Server(浏览器/服务器)模式。 在早期的网络中，计算机根据功能和地位分为 Client 和 Server 两大类，而需要进行的应用任务被分解成多个子任务， 由 Client 和 Server 分工完成。 Client 的任务是将用户的要求提交给 Server， 再将 Server 程序返回的结果以特定的形式显示给 用户；Server 的任务是接收客户端提出的服务请求，进行相应的处理，再将结果返回给客户程序。这种客户端请求服务、 服务器提供服务的处理方式被称为 C/S 模式。 优点： 充分发挥客户机端 PC 的处理能力， 很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器， 具有较高的客户端响应速度。 缺点：无论是 Client 还是 Server 都还需要特定的软件支持，对于不同的操作系统需要开发不同版本的客户端和服务器 软件，在安装、维护、升级的过程中费用十分高昂。 随着因特网和万维网的流行，C/S 的网络信息处理模式已经无法满足全球网络开发、互联、信息随处可见和信息共享的 新要求，于是出现了 B/S 模式。 特点：用户可以通过万维网浏览器访问因特网上的资源，这些资源信息的产生和保存是在网络中的 Web 服务器以及与 之相连的数据库服务器上，客户端除了万维网浏览器，一般无需安装任何其他程序，大大地减轻系统维护与升级的成本和20工作量。 优点：用户使用起来非常灵活、业务扩展简单、维护方便。 3.1.3 集中式平台和分布式平台 随着因特网的普及，分布在不同空间的各种信息处理软、硬件设备被通信网络广泛地联系起来，从而实现了信息处理 资源的共享，并大大提高了信息处理的能力和效率。在网络环境下，根据资源分布结构和处理过程的不同，信息处理平台 可以分为集中式信息处理平台和分布式信息处理平台两种基本类型。 1. 集中式处理平台 在集中式平台中，存在一个由若干信息处理设备组成，具有较强的处理能力和一定存储容量的中央系统，平台中的设 备均为客户机终端。如银行系统。 优点：终端可以使用功能简单而便宜的微机和其它终端设备，网络的规模越大，整体费用就越低。 缺点： （1）由于所有终端的运算和处理都在中央系统完成，必须通过网络进行结果的读取，而网络速度的瓶颈会制约信 息处理的速度； （2）每个终端用户的信息处理需求是不一样的，要使中央系统能满足所有用户的需求，就要配置各种应用程序和 资源，导致系统效率不高。 2. 分布式平台 在分布式网络中，数据的存储和处理都是由独立的计算机设备共同完成，用户感觉就行使用一台计算机一样。数据本 身及其处理的结果可以被这些独立计算机设备的用户所使用，可以根据需要与其他用户分享，而网络的作用就是实现跨接 的数据访问和共享。 分布式平台可以适应用户的各种需要，同时允许他们共享网络的数据、资源和服务。如：万维网。 优点：系统设计灵活，用户使用方便；可以减少数据传输的成本和风险；局部发生的故障不会影响到全局等。 缺点：对病毒比较敏感；容易造成数据的不一致性。 3.2 计算机系统 3.2.1 计算机系统 1. 计算机 计算机是电子数字计算机的简称，它是一种能够自动、高速、精确地进行信息处理的现代化的数字电子设备，能够实 现高速数据运算和大量数据的存储。 2. 计算机的体系结构 约翰.冯.诺依曼被称为计算机之父。世界上第一台冯.诺依曼机是 1946 年研制的 ENIAC。这种体系结构是：运算器 数据 程序 控制器输入设备存储器输出设备结果根据冯.诺依曼体系结构构成的计算机，必须具备如下功能： （1）把需要的程序和数据送至计算机中； （2）必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力； （3）能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力； （4）能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制及其的各个部件协调操作； （5）能够按照要求将处理结果输出给用户； 为了完成上述的功能，计算机必须具备五大基本组成部件： （1）输入数据和程序的输入设备；21（2）记忆程序加工处理的运算器； （3）完成数据加工处理的运算器； （4）控制程序执行的控制器； （5）输出处理结果的输出设备。 程序存储的体系结果在不断发展和改进： ① 如增加了浮点数、字符串等新的数据类型； ② 采用虚拟存储器，方便高级语言编程； ③ 引入堆栈，支持过程调用、递归机制；支持多处理机； ④ 采用自定义数据表示； ⑤ 使程序和数据空间分开等。 3. 计算机系统 一个完成的计算机系统分为硬件和软件两大部分 硬件是组成计算机系统的各物理部件的总称，主要包括各种电子器件和电机装置。 软件是一系列按照特定顺组织的计算机数据和指令的集合。通常包括：计算机系统软件和应用软件。 3.2.2 多媒体计算机 强大的多媒体服务是当前计算机软硬件设计的核心任务。 1. 多媒体计算机的定义 两个含义：一个是指存储信息的实体，如软盘、硬盘、光盘；另一个是指信息的载体，如文本、图形、图像、动画、 音频、视频。 多媒体的实质是将自然形式存在的各种媒体数字化，然后利用计算机对这些数字信息进行加工或处理，并以一种最友 好的方式提供给用户使用。 多媒体技术的是先是将文本、图形、图像、动画、音频和视频等多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、获取、压 缩或解压缩、编辑、存储等加工处理，使多种媒体信息建立逻辑连接，集成为一个具体交互性的系统。 多媒体技术具有以下特征： （1）多样性：指综合处理多种媒体信息； （2）集成性：指将不同的媒体信息有机地组合在一起，形成一个完整的整体以及与这些媒体相关的设备集成； （3）交互性：指人可以介入到多种媒体加工、处理的过程中，从而使用户更有效地控制和应用各种媒体信息； （4）实时性：指当多种媒体集成时，其中的音频信息和视频信息是与时间密切相关的，甚至是实时的。 总之，多媒体技术是一种基于计算机技术的综合技术，它包括信号处理技术、音频技术和视频技术、计算机硬件和软 件技术、通信技术、图像压缩技术、人工智能和模式识别技术等，是处于发展过程中的一门跨学科的综合性高新技术。 2. 多媒体计算机的关键技术 （1）数据压缩与编码技术 多媒体数字信息图像压缩标准包括：①静态图像信息压缩标准 JPEG；②动态图像压缩标准 MPEG。 （2）数字图像技术； （3）数字音频技术； （4）数字视频技术； （5）多媒体通信技术； （6）多媒体数据库技术； （7）虚拟现实技术。 3.2.3 计算机的发展历程及方向 1. 发展历程计算机发展的五个阶段及其特点 发展阶段 基本器件 体系结构 22 软件特点 代表产品第一代（） 第二代（） 第三代（） 第四代（） 第五代（1991-至今）电子管和继电器存储程序计算机、程序 控制 I/O 浮点数据表示、寻址技 术、中断、I/O 处理机 流水线、 Cache、 先行处 理、系列计算机 向量处理、分布式存储 器 超标量、 流水线、 SMP、 MP、MPP机器语言和汇编语言晶体管、磁芯、印刷电路 中小规模集成电路、多层 印刷电路 大规模集成电路、半导体 存储器 高性能微处理器、高密度 电路高级语言和编译、批处理监控系统多道程序和分时操作系统并行和分布处理大规模、可扩展并行与分布处理计算机系统设计中的软硬件所占比重，也是计算机发展的一个重要标志：成本硬件软件20世纪70年代当前计算机软硬件成本的变化情况 2. 发展方向 早期计算机根据体积和成本通常被分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。今后计算机将朝着高性能化、微 型化、大众化、智能化与人性化、功能综合化的方向发展，处理器速度将继续提升，计算机体积将进一步减小。 3.3 通信系统平台 从 20 世纪后期开始，计算机科学与数据通信技术逐渐融合，在技术、产品和应用等方面都出现了新的特点： ① 数据处理设备和数据通信设备之间不在有本质的区别； ② 数据通信、语音通信和视频通信之间也不存在本质的区别； ③ 局域网、城域网、广域网之间的区别，有线网络和无线网络的区别也日趋模糊。 这些趋势导致了新计算机通信系统变得更加集成化和标准化，能够传输和处理分布在世界各地的各种类型的数据和信 息，为用户提供的服务也越来越丰富和完善。 3.3.1 数据通信的概念 1. 数据通信的概念 数据通信（Data Communication）的概念是相对于电报通信、电话通讯等传统的通信形式而提出的，它是依照一定的通 信协议，利用数据传输技术在两个终端之间传递数据信息的一种通信方式和通信业务。 数据通信可实现计算机之间、计算机与终端以及终端之间的二进制数据信息的传递。数据通信系统的模型：23源点发送器传输系统接收器终点单向数据通信系统模型 该模型中包括以下要素： （1）源点 （2）发送器 （3）传输系统 （4）接收器 （5）终点 2. 数据通信的方式 从通信双方的信息交互方式来看，数据通信方式可以有三种不同的方式： （1）单向通信 （2）双向交替通信（半双工） （3）双向同时通信 计算机所能识别和处理的是以字节（byte）为最小单位的二进制数据，1 个字节由 8 位（bit）二进制构成。 在计算机内部各部件之间、计算机与各种外部设备之间、计算机与计算机之间，按传输二进制数时的时空顺序不同， 存在着并行通信和串行通信两种方式。 （1）并行通信：为每一个字节的每一个 bit 都设置一个传输通道，全部 bit 同时进行传送。 特点：传输速度快、消耗材料多、造价高，一般只在计算机内部元件之间采用并行传输方式，如计算机存储器的总线 传输。 （2）串行通信：只为信息传输设置一条通道，数字的一个字节中每一个 bit 一次在这条通道上传输。 特点：节省开销，速度相对较慢，一般应用于长距离数据传输，如计算机与键盘、鼠标、打印机等外围设备间数据传 输，以及更远距离的通信。 3. 数据通信系统的功能 完整的数据通信系统必须完成一些关键任务： ① 传输系统的利用； ② 接口及信号产生； ③ 同步； ④ 差错检测与纠正； ⑤ 寻址与路由； ⑥ 网络管理； ⑦ 安全保证。 3.3.2 数据传输的基础知识 1. 数据传输的信号 信号一般是以时间为自变量，表示数据信息的某个参量（振幅、频率、相位）为因变量。 信号按其因变量的取值是否连续可以分为模拟信号和数字信号： （1）模拟信号：指因变量完全随连续消息的变化而变化的信号。模拟信号的自变量可以是连续的，也可以是离散的，但其 因变量一定是连续的。如电视图像信号、电话语音信号。 （2）数字信号：指标是消息的因变量是离散的，自变量时间的取值也是离散的信号。数字信号的因变量的状态是有效的。 如计算机数据、数字电话和数字电视。 两者在一定条件下可以相互转化。 2. 编码方式 数字通信系统的任务是在源点和终点间传递数字数据，而在传输系统中传输的既可以是模拟信号，也可以数字信号。 由数据转成信号的过程成为编码（Coding） 。24编码方式的选择以如何优化使用传输媒体为原则：如节省带宽、减小差错率、充分利用已有网络等。 通信系统的编码方式共有四种： （1）模拟数据的模拟信号编码 （2）模拟数据的数字信号编码 （3）数字数据的模拟信号编码 （4）数字数据的数字信号编码 公用电话网的设计是为了传输 300Hz 到 3400Hz 范围内的模拟话音信号，不能直接传输数字信号。为了充分利用已有 的模拟电话网进行数字通信，数字设备就需要通过调制器和解调器与通信网络相连。 ① 在源点，调制器将数字数据转换成模拟信号，称为调制； ② 调制后再由数字信息的模拟形式信号通过电话网传送； ③ 在终点，解调器将模拟信号再转换成数字数据，称为解调。 数字数据的模拟信号编码也就是调制的过程，是利用作为数据载体的模拟信号（载波）的三个属性，即振幅、频率及 相位来实现的，相应的编码方式有： ① 幅移键控（ASK） ： ② 频移键控（FSK） ： ③ 相移键控（PSK） ： 3. 传输媒体 从物理特性、应用领域两方面有以下几种传输媒体： （1）双绞线 特点：价格低廉，使用方便；但在传输距离、带宽及数据的传输速率上有很大的局限，通常传输距离较短。 （2）同轴电缆 特点：可以用于模拟信号及数字信号的传输，性能比双绞线优越得多，可以适用于频率更高、传输速率更快的环境。 （3）光纤（光缆） 特点：容量大、体积小、衰减更小、隔绝电磁场、成本低。 （4）无线传输介质 特点：无线电波、微波、红外线、蓝牙。 4. 带宽的概念 模拟通信系统中：就是最高频率和最低频率间的差值就是代表这个通信系统的通频带宽，单位为赫兹（Hz） 。 数字通信系统中：数字系统中数据的传输速率，单位为比特/秒（bit/s）或波特/秒（Baud/S） 5. 多路复用技术 在现有的通信系统中，一般来说，正在通信的两个站点不会完全用尽数据链路的带宽，为了提高效率，通常可以让多 个通信的双方共享数据链路的带宽容量，这样的技术称为复用。复用的常见形式主要有频分复用、时分复用、码分复用。 （1）频分复用（FDM） ：用于模拟信号传输，通过把多个信号调制在不同的载波频率上，每个信号只占据一个频段，从而 形成许多个子信道。 （2）时分复用(TDM)：可以用于模拟传输和数字传输，是将一条物理信号的传输时间分成若干时隙，把这些时隙轮流地分 给多个信号源使用，每个时隙仅被一路信号占用。 （3）码分多路复用（CDM） ：靠不同的编码来区分各路原始信号的多路复用方式，需要为每个用户分配一个互补重叠的地 址码，用以区分每个用户，而信道的频率和时间资源均为个用户共享。因此，在频率和时间资源紧缺的情况下，CDM 技术 的优势突现。新一代移动通信技术标砖 CDMA 采用的就是这种复用方式。 6. 异步传输和同步传输 数据通信系统能否可靠而有效地工作，在很大程度上依赖于是否能很好实现同步。 同步技术是指通信系统中实现手法两端动作统一、保持手法步调一致的过程。就是接受方按发送方发送信息的重复频 率和起止时间来接收数据。 常用数据传输的同步方式有异步式同步（异步传输） 、同步式同步（同步） 。因此异步和同步本质上都属于同步技术。 两者的区别在于发送端和接收端的是中是否独立还是同步的。 ① 异步以字符为单位独立进行发送，一次一个字符，不需要在两端间传输时钟信号，传输效率低，适用于低速系统。25② 同步数据传输以数据快为单位进行发送，每个数据块内包含多个字符，收发双方需要建立同步时钟，适合高速系统。 7. 数据交换技术 数据在通信系统的源点和终点之间通常传送信道不是单一的一条，传送信号往往需要经过若干个中间节点的转接，并 通过这些中间节点用存储―转发的方式传送数据，这就涉及数据交换技术。数据交换技术主要包括电路交换、报文交换、 分组交换。 （1）电路交换：交换的概念最早来自电话系统。当用户拨号时，电话系统中的交换机在呼叫者的电话与接收者的电话 之间建立一条时间的物理线路，即通话链路；此后两端的电话拥有该专用线路，直到通话结束；假如一次电话呼叫要经过 若干交换机，则所有的交换机都要完成同样的工作。这种电话系统的交换方式成为电路交换技术。 （2）报文交换：又称为包交换，报文交换不需要实现建立物理电路，当发送方有数据要发送时，先将数据作为一个整 体发送给中间交换设备，中间交换设备会将数据存储起来，然后选择一条合适的空闲输出线路将数据转发给下一个交换设 备，如此循环直至将所有数据发送到目的节点。 （3）分组交换：是报文交换技术的改进，在分组交换网中，用户的数据被划分成一个个分组，而分组的大小有严格的 上限，这样使得分组可以被缓存在交换设备的内存中而不需要存放在磁盘中；同时由于分组交换网能够保证任何用户都不 能长时间独占某传输线路，因而它非常适合速率要求高的交互式通信。 3.4 计算机网络平台 3.4.1 计算机网络的构成 1. 主要特点：①信息传递，②资源共享，③增加可靠性，④提高系统处理能力。 2. 计算机网络的体系结构 国家标准化组织（ISO）于 1977 年提出一个使各种计算机都能互联的标准框架---开放式系统互联参考模型（OSI） 。OSI 模型是一个开放体系结构，它垂直地将网络分为 7 层，每一层完成独立的功能，设计者根据每一层特定的功能进行软硬件 的开发。7 层：①物理层，②数据链路层，③网络层，④传输层，⑤会话层，⑥表示层，⑦应用层。 3. 网络协议 在计算机网络中，用于规定信息的格式以及如何发送和接受信息的一系列规则成为网络协议。 网络协议是计算机网络设计、开发、运行的基础。 网络协议同样采用了分层的思想，通信问题被划分为许多个小问题，然后为每个小问题设计一个单独的协议。这样做 是的每个协议的设计、分析、编码和测试都比较容易，网络协议有以下三个关键要素： （1）语法：定义协议中所使用数据快的格式； （2）语义：规定数据块格式的作用； （3）定时：规定数据块的交换顺序和定时器的使用。 4. 计算机网络的分类 ① 按拓扑结构分为：总线网、环形网、星形网等； ② 按传输媒体分为：有限网、无线网； ③ 按交互方式分为：电路交换网、分组交换网； ④ 按数据传输速率分为：高速网、低速网； 按网络覆盖范围的大小，分为局域网（LAN） 、城域网(MAN)、广域网(WAN)、互联网。 （1）局域网：范围在几百米到几十千米内办公楼群或校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。特点： ① 网络所覆盖的物理范围； ② 网络所使用的传输技术； ③ 网络的拓扑结构。 （2）城域网：采用的技术与局域网类似，知识规模上要大一些。 （3）广域网：通常是很大的物理范围，如一个或几个国家。 （4）互联网：将世界各地的局域网、广域网通过一定的方式连接起来，是的海量的信息能在更广阔的范围内传播，就构成 了互联网。263.4.2 互联网协议 1. TCP/IP 协议体系 因特网发展的基础框架是传输控制协议/网际协议（TCP/IP）的协议簇，TCP/IP 是一组协议，并根据其中最重要的两 个协议（传输控制协议和网际协议）而命名。 TCP/IP 的目的是为异构的物理网络提供统一的数据通信服务，是的在不同网络上相距很远的主机相互通信成为能与 大多网络软件一样，TCP/IP 按分层思想给网络建模，共包括应用层、传输层、网络层、网络接口四个层次。应用层 传输层 网络层 网络结构层FtP,Telnet,http,SMTP TCP IP UDP ARP RARPEthernet,Token-ring,FDDI,X.25,ATMTCP/IP 协议（1）应用层：是面向用户的通信应用程序统称。 （2）传输层：提供端到端的数据传输，把数据从一个应用传输到它的远程对等实体。UDP 协议：也是传输协议，称为用户 数据报协议（User Datagram Protocol, UDP） （3）网络层：解决网际间的通信问题，而不是同一网段内部的事 （4）网络接口层：也称为数据链路层，将网络层的 IP 数据报变成独立的网络信息传输单元（帧） ，负责帧在物理线路上的 发送与接收。 2. IP 协议 （1）IP 协议是 TCP/IP 协议簇网络层的核心，是因特网能够有效运行的基础。 IP 协议最基本的功能是实现 IP 编址。基于 TCP/IP 的网络上每台设备的每个网络接口都必须有唯一的 IP 地址，这样才 能保证数据准确传输。 传统的 IP 地址（IPv4）表示一个 32 位的无符号二进制数，通常用源点连接四个十进制数表示，如 129.2.7.9 表示一个 合法的 IP 地址。 IP 层给每个要在互联网中传输的数据包标记出源 IP 地址和目的 IP 地址，经过路由选择可以发送到通信的目的地。每 个地址包含两包分，即网络号和主机号，就像电话号码由区号和本地号码两部分组成一样。对于某个网络上所有节点而言， 网络地址部分是相同，而每个设备的主机部分地址则各个不同。 根据用户和安全级别的不同，IP 地址还可以大致分为公共地址和私有地址。 （2）IP 路由：IP 路由是 IP 协议所规定的另一项重要功能，IP 路由是指在不同网络间的数据手法选择路径连接。 （3）IP 协议的版本：IPv4、IPv6。 3. TCP 与 UDP （1）面向连接或非连接 TCP/IP 协议体系的传输层包括两个重要的协议，即 TCP 和 UDP。 （2）TCP 与 UDP 的区别 TCP 协议是面向连接的传输协议，而且提供的是可靠的传输服务，即在传输数据发生丢失时，重新传递该数据，适用 于要求比较高的业务，这些业务都要求数据完好无缺的进行通信，如电子邮件，网页浏览、文件传输等。UDP 是面向非连 接的，没有差错重传机制，适用于对速率要求高但能容忍部分丢失包的业务，如视频会议，在线播放等实施多媒体业务。 （3）端口 端口概念有两种含义，第一种是主机、集线器、交换机、路由器与其他网络设备相连的接口，是物理意义上的端口； 另一种是特指 TCP/IP 协议中逻辑意义上的端口，与 TCP/IP 协议簇中应用层协议紧密相连，是区分不同应用类型的标志号。 3.4.3 物联网与云计算271. 物联网 （1）物联网 物联网是通过传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等信息传感器设备，并 按照一定的协议，将各种物品与互联网连接起来进行信息交换和通信，以实现物物相连的互联网。 物联网的连接条件： ① 具有信息接收和发送器间； ② 具有一定的存储功能； ③ 具有中央处理器； ④ 具有操作系统； ⑤ 有可被识别的唯一标号； ⑥ 遵循物联网的通信协议。 （2）物联网与互联网 物联网是互联网的拓展和延伸，其技术的基础和核心仍是互联网，因此物联网必须能支持现有互联网中的基本协议。 物联网中的节点必须具有智能处理能力，能够对物品实施智能控制、分析、加工和处理由各种传感器设备采集到的信息。 （3）物联网的发展 （4）物联网的层次构架： ① 感知层：采集各种有用信息，对物体进行识别和标记识别。 ② 网络层：由能实现信息处理和通信，并能进行网络连接和管理的软硬件构成。 ③ 应用层：提供物联网和用户之间的接口，将各行业对物联网的需求转化为具体的应用。 （5）物联网的用途： 2. 云计算 （1）云计算的定义 云计算（Cloud Computing）是一种基于因特网的超级计算机模式，它是分布式计算、并行计算、网格计算等计算机技 术的发展和商业化的产物。云计算的原理是将大量由互联网连接的计算资源进行统一的管理和调度，构成一个计算资源池， 根据用户的需求提供服务。 （2）云计算的特点 ① 虚拟化技术：云计算平台利用软件技术来实现硬件资源的虚拟化管理、分配和应用。 ② 安全和可靠性：云计算服务器提供最可靠、最安全的数据存储中心；用户数据被复制在云端的多个服务器节点上， 完整性和可靠性比较高。 ③ 灵活方便地获取服务：用户可以根据自己的需要和喜好来制定相应的服务、应用和资源。 ④ 高性价比：通过云进行计算服务，用户端的硬件设备要求很低，软件也不需要购买和升级。 （3）云计算与科技创新 （4）云计算三种服务模式： ① IaaS（Infrastructure-as-a-Service） ：基础设施服务。用户通过因特网获得所需要的计算机基础设施服务，如存储空间 和运算能力。 ② PaaS(Plat-as-a-Service)：平台服务。将软件研发和平台作为一种服务，通过云让多个用户共享。 ③ SaaS(Soft-as-a-Service)：软件服务。由云运营商提供软件应用，用户无需自己购买软件，而是通过因特网租用基于 Web 的软件，来实现数据库管理、数据处理、可续计算、游戏娱乐等各种服务。 3.5 数据库平台 3.5.1 数据处理技术的发展 数据处理包括对各种类型数据进行加工的处理操作，以及把处理过的数据合理组织、存储，随时为用户服务的管理操 作。 ① 数据处理包括对数据采集、整理、存储、加工、传输等；28② 数据管理包括对数据分类、编码、组织、存储、检索、维护等。 所以数据处理是基础，数据管理是核心。 1. 人工处理阶段 特点：由于每个应用程序都有属于自己的一组数据，各应用程序之间不能相互调用，所以必须在处理同一批数据的多 个应用程序中重复存放这些数据，从而造成大量的数据冗余，不但加大了存储的容量，还容易造成数据的不一致。应用程序 1 应用程序 2?数据集 1 数据集 2?应用程序 n数据集 n人工阶段程序与数据的关系2. 文件系统阶段 特点：文件系统建立了数据文件内部的数据结构，每个程序都通过自己的文件系统和相应的数据联系，每个文件系统 都管理着某个程序需要的数据。但各个数据之间没有联系，或者说文件系统在整体上是无结构的。应用程序 1 应用程序 2?数据集 1 数据集 2?存储应用程序 n数据集 n文件系统系统阶段程序与数据的关系3. 数据库系统阶段 数据库技术一方面实现了数据与程序的完全独立，另一方面又实现了数据的统一管理。众多程序或应用需要的各种数 据，全部交给数据库系统管理，大大压缩了荣誉数据，实现了多用户、多应用数据的共享。 数据库具有数据结构化、高度共享、冗余度低、程序与数据相互度量、易于编制应用程序的优点。应用程序 1 应用程序 2 数据库管理系统 DBMS应用程序 n3.5.2 数据库系统的组成 数据库系统（Data Base System）是指以计算机系统为基础，以数据库方式管理大量共享数据的综合系统。 数据库系统的组成：数据库、计算机硬件系统、数据库管理系统、数据库管理员、用户（最终用户、应用程序设计员） 。 习惯上把数据库系统简称为数据库，但注意和仅有相关数据集合的数据库概念相区别。?数据库 DB数据库系统阶段程序与数据的关系29应用系统 数据库管理系统 操作系统 计算机硬件数据库系统组成结构1. 数据库 数据库（Data Base, DB）定义为：以一定的组织方式将特定组织各项应用相关的全部数据组织在一起并存在外存储器 上所形成的、能为多个用户共享的、与应用程序彼此独立的一组相关联的数据集合。 数据库的主体是相关应用所需的全部业务数据的集合，称为物理数据库；用一个数据字典系统存放各级数据结构的描 述，称为描述数据库。 2. 硬件支持系统：存储设备等。 3. 软件支持系统：软件支持系统最主要的是数据库管理系统（DBMS）软件，它是在计算机操作系统支持下运行的庞大的 系统软件。用于利用该软件实现数据库的创建、操作使用和维护，它是数据库系统的核心。 4．数据库管理员：负责较大规模数据库系统的建立、维护和管理的人员。数据库管理员负责包括和控制数据，是使得数据 能被任何有权限使用的人有效利用。其职责是：定义并存储数据库的内容，监督和控制数据库的使用，负责数据库的日常 维护，必须时重新组织和改进数据库。 5. 用户：分为两类：一是对数据库进行联机查询和通过数据库应用系统的界面（菜单、表格、窗口、报表等）使用数据库 的最终用户；另一类是负责应用程序模块设计和数据库操作的应用系统开发设计人员。 3.5.3 数据库系统的结构 数据库有严谨的体系结构，称为数据库的三级组织结构。用户A1 用户A2 用户B1 用户B2子模式A 子模式/模式映射 模式 模式/物理模式映射 物理模式 （内模式）子模式BDBMS由数据库管 理员建立和 维护的模式12n物理数据库数据库三级模式结构 三级模式主要分为物理结构和逻辑结构。 描述物理结构的模式称为物理模式（内模式） ，它直接通过操作系统与硬件联系。一个数据库系统只有一个内模式。 描述逻辑结构的模式称为模式（概念模式、逻辑模式） ，它是数据库数据结构的完整表示，是所有用户的公共数据视图。 一个数据库只有一个模式，它总是以某一种数据模型为基础，统一考虑所有用户的要求，并有机地综合成一个逻辑整体。 模式仅仅是对数据型的描述，不设计具体数据值。 针对每个用户或应用，又由模式导出若干个子模式（外模式、用户模式） 。子模式是直接面向用户的，用户能够看见并 使用的局部数据的逻辑结构描述。每一个子模式都是模式的一个子集，也可以把它看成是模式的一个窗口。一个数据库可30以有多个子模式。 数据系统的三级模式中提供了两个映射功能。 一个是物理模式到模式的映射， 另一个是在模式和子模式之间的映射 （转 换）功能。 第一种映射使得数据物理存储结构（内模式）改变时，指需要修改模式与内模式之间的映射关系，而逻辑结构（模式） 不变，所以应用程序也不用改变，从而保证数据库的物理独立性。 第二种映射使得逻辑结构（模式）改变时，只需修改外模式与模式之间的映射关系，而用户结构（外模式）不需改变， 所以应用程序也不用改变，这就是数据和程序的逻辑独立性。 3.5.4 数据库管理系统 数据库管理系统是指帮助用户建立、使用和管理数据库的软件系统，简称为 DBMS。数据库管理系统是数据库系统的核心。 1. 数据库管理系统的组成 （1）数据库描述语言 DDL（Data Desciption Language） ：用来描述数据库、表的结构、供用户建立数据库及表。 （2）数据库操作语言 DML（Data Manipulation Language） ：供用户对数据表进行数据的查询（包括检索与统计）和存储（包 括增加、删除与修改） 。 （3）其它管理和控制程序：实现数据库建立、运行和维护时的统一管理、统一控制，从而保证数据的安全、完整及多用户 并发操作。同时完成初始数据的输入、转换、转存、恢复、监控、通讯，以及工作日志等管理控制的实用程序。 2. 数据库管理系统的功能 （1）数据定义功能：对数据库中数据对象的描述。包括定义数据库各模式及模式之间的映射关系，以及相关的约束条件等， 并最终形成数据库的框架。 （2）数据操纵功能：是直接面向用户的功能，它将接收、分析和执行用户对数据库提出的各种操作要求，并且完成数据库 数据的检索、插入、删除和更新等数据处理任务。 （3）数据库的运行管理功能：数据库管理系统的核心工作是对数据库的运行进行管理，主要是执行访问数据库时的安全性 检查、完整性约束条件的检查和执行、数据共享的并发控制、发生故障后的系统恢复，以及数据库内部维护等。 （4）数据库的建立和维护功能 3.5.5 数据库技术的新发展 1. 面向对象的方法和技术对数据的发展：一个面向对象数据模型是用面向对象观点来描述现实世界实体（对象）的逻辑组 织、对象之间限制、联系等的模型。 2. 数据库与多学科技术有机结合的发展： （1）分布式数据库系统 （2）并行数据库系统 （3）多媒体书库系统：特点：①集成性，②独立性，③数据量大，④实时性，⑤交互性。对应的数据模型的途径有：①基 于关系模型，②基于面向对象模型，③基于超文本、超媒体模型，④开发全新的数据模型。 3. 面向应用领域的数据库新技术――数据仓库 （1）数据仓库的组成： ① 数据仓库数据库：是整个数据仓库的核心，是数据存放的地方并提供数据检索的支持。 ② 数据抽取工具： ③ 元数据：是描述数据仓库内数据的结构和建立方法的数据。分为两类：技术元数据和商业元数据。技术元数据是数 据仓库的设计和管理人员用于开发和日常管理数据仓库时用的数据。商业元数据是从商业业务的角度描述数据仓库中的数 据。 ④ 访问工具 ⑤ 数据集市 （2）数据仓库的定义：是指一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反应历史变化的数据集合，用于支持企业或组织的决 策分析处理。其特点如下：①面向主题，②集成，③相对稳定，④反应历史变化。31第四章 数据库系统 一、知识架构数据模型 数据库系统概述 关系模型与关系数据库 数据规范化 管 理 系 统 的 信 息 化 平 台 结构化查询语言SQL概述 数据库的定义 数据库的管理 数据库管理系统 中的SQL语言 数据表的定义 数据表的管理 索引的建立与删除 视图的定义与删除SQL语言的数 据查询功能简单查询 高级查询二、学习目标 （一）本章主要介绍数据库、数据库模型和 SQL 语言。通过本章的学习，要求考生能够： 1. 理解数据库和数据模型的基本概念； 2. 熟悉关系模型的结构、完整性、关系运算及规范化； 3. 熟悉数据库的安全性； 4. 掌握 SQL 语言的基本概念和基本操作。 数据库处理技术的发展、数据库系统的组成与结构、数据库管理系统以及数据库技术的新发展。这一章将进一步详细 介绍数据库的基本知识和数据库的定义与查询方法。 （二）本章重点、难点 1．重点： （1）关系模型的结构 （2）关系的完整性 （3）数据库安全性 （4）SQL 语言的特点 （5）SQL 命令格式及使用方法 2. 难点： （1）数据规范化的过程 （2）SQL 语言查询 三、主要内容 4.1 数据库系统概述 4.1.1 数据模型 1. 模型的概念32现实世界 具体 事物信息世界 抽象 概念 模型 转换机器世界 逻辑数据模型 物理数据模型对现实世界事物的抽象过程模型：对现实世界事物特征的模拟和抽象，就是这个事物的模型。 因为计算机不能代替人直接处理具体事务，必须先把具体事物及其之间的联系转换为抽象的模型，进而转换为可以处 理的数据，从而实现对事物的处理。因此，在数据库中数据模型是抽象的表示和处理数据的工具。 作为模型应该满足：一是真是反映事物本身；二是容易被人理解；三是便于在计算机上实现。数据模型分为两类：以 人的观点模拟物质本身的模型称为概念模型（或信息模型） ，以计算机系统的观点模拟物质本身的模型称为数据模型。概念模型（或信息模型） 数据模型 数据模型 逻辑数据模型 物理数据模型2. 概念模型 概念模型也称为信息模型。概念模型按用户的观点对现实世界建模，它是缺乏计算机知识的基本用户最容易理解的， 便于和数据库设计人员进行交流的语言。独立于任何数据库管理系统，但是又很容易向数据库管理系统支持的逻辑数据库 模型转换。 （1）基本术语； （信息世界） ① 实体：客观存在，并且可以相互区别的事物称为实体； ② 属性：实体具有的每一个特性都称为一个属性； （与“值”区别） ③ 码：在众多属性中能够唯一标识（确定）实体或属性或属性组的名称（说明） ； ④ 域：属性的取值范围； ⑤ 实体型：用实体名及描述它的各属性名，可以刻画出全部同质实体的共同特征和性质； （型=类） ⑥ 实体集：实体型下的全部实体； ⑦ 联系：包括内部联系和外部联系。 一个实体集内部各实体间的相互联系称为内部联系；实体集间的联系称为外部联系。 （2）实体型之间的联系； ① 一对一； ② 一对多； ③ 多对多。 （3）实体内部各属性之间的联系 一个实体型内部也存在着一对一、一对多和多对多的联系。 （4）概念模型的表示方法 描述概念数据模型的主要工具是 E-R（实体―联系）模型，或者叫做 E-R 图。利用 E-R 图实现概念结构设计的方法就 叫做 E-R 方法。 E-R 图主要是由实体、属性和联系三个要素构成的。在 E-R 图中，使用了四种基本的图形符号。实体 实体间联系 属性 连接33学号 姓名 性别 学生简历 年龄 名族供应商P M属于 供应量一个材料供应关系N产品材料学生实体属性关系（M,N,P 表示多对多的关系）3. 数据模型 数据库模型支持的数据模型，分为逻辑数据模型和物理数据模型。 逻辑数据模型是用户通过数据库管理系统看到的现实世界，它描述了数据库数据的整体结构。逻辑模型通常由数据结 构、数据操作和数据完整性约束三部分组成。数据结构是对系统静态特性的描述，是数据模型中最重要的部分，一般以数 据结构的类型来命名数据模型。 常用的数据模型有：层次模型、网状模型、关系模型以及面向对象数据模型。 物理数据模型是用来描述数据的物理存储结构和存储方法。常说的数据模型是指逻辑数据模型。 （1）格式化数据模型：包括层次数据模型和网状数据模型。 层次模型的主要特征：R1R2R3R4R5层次模型示意图 ① 有且仅有一个无亲的根节点； ②