第3章_管理信息系统的技术基础1

第三章管理信息系统的技术基础本章教学目的3.1数据处理3.2数据组织3.3数据库技术3.4计算机网络本章教学目的了解MIS的信息技术基础掌握数据组织（数据结构、数据文件）掌握数据库的设计及E-R模型、数据库操作数据处理数据库技术（基本概念、数据库设计的主要内容、实体联系模型（E-R模型）、数据库操作）计算机网络（局域网技术、网际互联——Internet技术）B/S与C/S模式的主要区别与应用引言数据库显示世界漂浮在失窃的核原料中2001年9月11日,恐怖份子攻击了纽约与华盛顿特区，使人们更加忧虑可用作武器的核原子料也许落入了歹徒手中。在2002年3月,斯坦福大学国际研究所的参访学者LyudmilaZaitseva评论说:”我们只能猜测这些遗失核原料的去向,而且不能确定是在伊拉克、伊朗、朝鲜、基地组织或是真主党手中”。此问题开始于10年前的苏联崩解，从那时起，有识之士就表达了对于这些没有妥善保护与管理的核原料的担忧，没有人知道哪些原料遗失了，也不知道这些原料在哪里。在近几个月的斯坦福大学战略安全计划开始收集哪些核原料失踪与发生了什么事。“缺乏信息令人无所适从”，一名资深的武器控制谈判员表示，“我们尝试要问的是：事实是什么？”关于被窃辐射源数据来自两个现存的非机密数据库，其他数据来自于政府与地区媒体报道，战略安全计划评估了每种来源的正确度与可能性。这些数据储存在数据库中，DBMS的安全性可以用来限制只有核准的研究员可以使用。数据库含有违法获得武器级核原料与医疗材料的数据，他们可能已经遗失、误失甚至遭丢弃，因而可能引起健康和安全威胁。通过把关于遗失、误置与遭窃核原料的数据整合成一个数据库，分析人员可以更广泛与精准地了解这些捉摸不定的核原料所引起问题的严重性。Zaitseva指出，至少有88磅（40公斤）的可用于制作武器的铀与钸被从前苏联缺乏保护的核设施中盗出，其中大多数已陆续被找回，但仍有从反应炉中偷走的4.4磅高浓度铀失踪。有一些从刚果研究反应炉中消失的燃料棒，之后又出现在意大利，据称落于黑手党手中，但其他的仍无法追踪。战略安全计划主任解释说：“知道位于何处是取回的第一步。”关于这一点的研究已经发现了某些重要的原料是从哪里运走的，但还不知道运往何处。研究仍在继续，而信息被严密地保护于重重防护的数据库中。思考：使用数据库追踪遭窃或遗失的核原料有什么优点？从本案例中我们体会到了什么？案例——啤酒&尿布•现象：几年前，美国东海岸一家零售商店的经理收到一些有趣的信息：周五晚上尿布销量在一周尿布销售总量中占很大比例。案例——啤酒&尿布•为了能够准确了解顾客在其门店的购买习惯，对其顾客的购物行为进行购物篮分析，这家零售商店建立了一个大型的数据仓库，想知道顾客经常一起购买的商品有哪些。这个数据仓库里集中了其各门店的详细原始交易数据。通过集中商店一年多的详细原始交易数据，利用自动数据挖掘工具对这些数据进行分析，得到了一个意外的发现。案例——啤酒&尿布•跟尿布一起购买最多的商品竟是啤酒！•原来美国的太太们常叮嘱她们的丈夫下班后为小孩买尿布，而丈夫们在买尿布后又随手带回了两瓶啤酒。案例——啤酒&尿布•既然尿布与啤酒一起购买的机会最多，商场就在它的一个个商店里将它们并排摆放在一起，结果是尿布与啤酒的销售量双双增长。案例——啤酒&尿布数据仓库MIS跟尿布一起购买最多的商品竟是啤酒周五晚上尿布销量在一周尿布销售总量中占很大比例数据分析处理DATAINFORMATION案例：日本三菱重工VS大庆油田•60年代，日本出于战略上的需要，非常重视中国石油的发展，于是把摸大庆油田的情况，作为情报工作的主攻方向。•当时，由于各种原因，大庆油田的具体情况是保密的。日本人对大庆油田早有所闻，但始终得不到准确的情报。直到有一天……案例：日本三菱重工VS大庆油田•1964年，《中国画报》的封面刊出这样一张照片：大庆油田的“铁人”王进喜头戴大狗皮帽，身穿厚棉袄，顶着鹅毛大雪，手握钻机刹把，眺望远方，在他背景远处错落地矗立着星星点点的高大井架。•几乎同时，《人民中国》杂志撰闻报道说，以王进喜为代表的中国工人阶级，在极端困难的条件下，发扬“一不怕苦，二不怕死”的精神，抢时间，争速度，硬是用肩膀将几百吨采油设备扛到了工地。•不久，《人民日报》报道了第三届全国人大开幕的消息，其中提到，王进喜光荣地出席了大会。案例：日本三菱重工VS大庆油田•方位判断：大庆油田在什么地方？–根据这张照片上人的服装衣着判定：“大庆油田是在冬季为零下30度的北满，大致在哈尔滨与齐齐哈尔之间。”其依据是：唯有中国东北的北部寒冷地区，采油工人才必须戴大狗皮帽和穿厚棉被。后来，到中国来的日本人坐火车时发现，从东北来往的油罐车上有很厚的一层土，从土的颜色和厚度，证实了“大庆油田在北满”的论断是对的，但大庆油田的具体地点还是不清楚。–根据有关“铁人”的事迹介绍，王进喜和工人们用肩膀将百吨设备运到油田，表明油田离铁路线不远。–据1966-10《人民中国》王进喜事迹报道，“最早钻井地点是在北安东北部的马家窑”，并从伪满州地图上查到“马家窑是黑龙江省海伦县东面的一个小村”，从而发现大庆油田的准确地理位置。案例：日本三菱重工VS大庆油田•规模判断：——大庆油田有多大规模？–马家窑是大庆油田的北端，即北起海伦的庆安，西南穿过哈尔滨市与齐齐哈尔市铁路的安达附近，包括公主峰西面的大赍，南北四百公里的范围。估计从北满到松辽油田统称为大庆。案例：日本三菱重工VS大庆油田•产能判断：——大庆到底能产多少石油？–首先找到反应塔上的扶手栏杆，扶手栏杆一般是1米多点，以扶手栏杆和反应塔的直径相比，得知反应塔内径是5米。–因此日本人推断，估计大庆油田年产量为100万吨，1966年大庆已有820口出油井，年产360万吨，估计到1971年大庆年产量可增至1200万吨。案例：日本三菱重工VS大庆油田•信息推断——机会–根据大庆油田出油能力与炼油厂有限的炼油能力，考虑中国当时的技术水准和能力及中国对石油的需求，日本人推论：中国将在最近几年必然因为炼油设备不足，必定会考虑要大量引进采油设备。中国要买的设备规模和数量多大？根据情报分析，要满足日炼油1万千升的需要。–三菱重工按照这样的推论，迅速做好夺标准备。案例：日本三菱重工VS大庆油田•中标受益–当中国政府不久向世界市场寻求石油开采设备，三菱重工财团以最快的速度和最符合中国所要求的设备获得了中国巨额订货，赚了一笔巨额利润。–此时，西方石油工业大国都目瞪口呆，还未回过味来呢。案例：日本三菱重工VS大庆油田原始数据——照片收集、转换、运算、存储、检索等数据：方位、规模、产能、炼油能力等信息方位规模产能炼油能力第一节数据处理信息技术是管理信息系统的基础，它是计算机硬件技术、软件技术及通信技术的总称。一、数据处理的概念数据处理：指把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据，用一定的设备和手段，按一定的使用要求，加工成另一种行式的数据的过程。（一）数据处理的主要目的：1.把数据转换成便于观察分析、传递或进一步处理的形式；（如将数字信息转换为更直观的图形信息，图象的三维重建等）2.从大量的原始数据中抽取、推导出对人们有价值的信息以作行动和决策的依据；（如战争中的情报分析）3.科学地保存和管理已经过处理的大量数据，以便人们能方便而充分地利用这些宝贵的信息资源。（数据的合理分类与存储，方便信息的查询）（二）数据处理的基本内容：（以新产品开发市场信息为例）1.数据收集：根据系统本身的需求和用户的需要收集相关的数据；（市场信息）2.数据转换：为了使收集的信息适用于计算机处理，要设计各种代码来描述自然界中的各种实际数据；（数据的录入）3.数据的筛选、分组和排序，目的是保存和使用有用的信息；（使用正确的信息）4.数据的组织：将具有某种逻辑关系的一批数据组织起来，按一定的存储表示方式配置在计算机的存储器中，既数据的存储结构；（如共享数据库）5.数据的运算：包括算术运算和逻辑运算；（数据处理——产品价格的确定）6.数据存储：（数据的长期使用）7.数据检索：8.数据输出。（辅助管理与决策）数据处理是管理活动的最基本内容，也是管理信息系统的基本功能。在管理信息系统中，大量数据以一定的行式存放在各种存储介质中，数据的组织方式及内在联系的表示方式决定着数据处理的效率，因而设计数据结构是数据处理工作的主要内容之一。一、数据结构数据结构：是指数据的存储结构及在此结构上的运算或操作。数据结构严格的又分为数据的逻辑结构和物理结构。数据的逻辑结构：是指数据间的逻辑关系，它包括两大类：※线性结构：如线性表、栈、队列及串等；※非线性结构：如树和图等。第二节数据组织数据的物理结构：又称存储结构，是指数据元素在计算机存储器中的存储方式，它分为以下四种：（举例说明——学生记录在磁盘上的存储安排）※顺序存储※链接存储※索引存储※散列存储同一逻辑结构采用不同存储方式（物理存储结构）可以得到不同的数据结构，对于给定的逻辑结构，需要寻找一种恰当的与其对应的存储结构，以便在计算机中存储，通常把这种对应关系称为映象。逻辑数据记录物理存储方式顺序文件索引文件链表文件倒排文件顺序映象关系1.指针与链在数据结构中，表征某一数据特点及其连接方式的基本单位称为结构的结点（node），它可以是一个字符、一个数字，也可以是一个记录、一个集合。（如一个学生记录）域：一个结点有几个域，用来存放与结点有关的信息；数据域：存放结点本身信息的域（存放学号，姓名等信息）指针域：存放与其他结点关系信息的域，也叫链域；（存放下一个记录的地址）指针：存放与本结点有关的结点的地址；链：若干个带指针的结点的集合；后继结点：是指针指向的下一个结点；前趋结点：是与本结点邻接的前一结点称为。图3.1是一个典型的结点结构。一个结点可以有多个信息域和多个指针域，以满足不同的数据应用需要。（如学生）（注意：指针域与指针是两个不同的概念）在表3.1所示的职工登记表中，每个职工的登记项有三项：工作证号（No）、姓名(Name)和年龄(Age)。如果采用链接存储方式，则每个结点有标志职工基本情况的No、Name、Age三个数据域及指向下一个职工记录的指针域Next，如图3.2。利用指针可以把数据的逻辑结构与物理结构分离开,数据的物理存储位置可以任意安排,而在逻辑上通过指针把它们联系起来。（如学生的学号与宿舍号）通常把本结点的指针指向下一个结点叫做本结点的直接后继,反之,与本结点领接的前一结点称为本结点的直接前趋。这样，上述职工登记表的链表结构如图3.3。2.线性表：（逻辑结构）线性表的定义：线性表是指数据的结构形式本质上是一维的线性关系，其中的每个结点都是同一类型的数据结构。如上例中的职工登记表等。线性结构的特点是：在数据元素的非空有限集中：※存在唯一的一个被称做“第一个”的数据元素；※存在唯一的一个被称做“最后一个”的数据元素；※除第一个，集合中的每个数据元素均只有一个前驱；※除最后一个，集合中每个数据元素均只有一个后继。线性表的存储结构：（物理结构）1）顺序表存储结构：如果把线性表的结点按逻辑次序依次存放在一组连续的存储单元里，结点在计算机内的存放位置完全由结点在线性表中的顺序号决定,用这种方法存储的线性表称为顺序表。对于顺序表,若开始结点的存放位置为LOC(k1),每个结点占用空间大小为L，则第i个结点Ki的存放起始位置可由下式直接计算机得到：LOC(ki)=LOC(k1)+L×(i-1)顺序表的特点：※顺序表的检索方便※顺序表的插入和删除操作复杂。※适用于经常检索但数据不经常变动的情况。在图3.4的线性表中插入和删除23,由于插入和删除后的线性表仍要求有序,必须依次移动相关的单元。当线性表长度为n时,作一次插入或删除操作平均要移动n/2个单元。因此，线性表仅适用于经常进行检索、但数据不经常变动的情况（如插入到第一个，需移动N-1个单元；如插入到最后，则不需移动任何单元）2）链表存储结构：为了克服顺序表存在的缺点,可以采用链接存储方式来存储线性表,通常我们将链接方式存储的线性表称为链表。链