第三章管理信息系统技术基础

1第三章管理信息系统技术基础管理信息系统是基于管理和计算机的系统，同时也是基于网络的系统。管理信息系统的技术基础主要包括计算机系统、网络技术、数据库技术和科学管理等几个方面的内容。§3.1计算机系统计算机系统包括计算机硬件和计算机软件两部分。计算机硬件是机器的可见部分，是计算机系统工作的基础，计算机软件帮助用户使用硬件以完成数据的输入、处理、输出及存储等活动。§3.1.1计算机体系结构1．单机结构如果在一个系统内每台计算机的使用是各自独立的，这样的系统就是单机结构的系统。单机结构中的计算机处于各自为政的孤立状态，各自运行一套系统软件、应用软件和业务数据。单机结构的计算机之间不能直接交流信息，它们之间的通信只能靠磁盘、磁带等介质备份来完成。这种分散式结构使得各个部门即使拥有各自的单机信息处理系统，无法联合构成一个统一的综合的管理信息系统，这就形成了一个个“信息孤岛”。各部门不能充分利用计算机来进行协调和合作。2．主机/终端结构主机--终端结构采用集中式处理方式，提高了信息处理的效率，降低了系统费用，易于管理控制，也能够保证数据的安全性和一致性。在早期的计算机系统中主机--终端结构系统曾风靡一时。它有一台大型主机，可以同时接数台或数十台终端机。所有的文件都存储在主机的磁盘中，程序也在主机上运行。主机对各终端机用户传来的数据进行分时处理，使每个终端用户感觉像拥有一台自己的大型计算机一样。终端只是一种数据输入输出设备，没有CPU和存储器，只是负责将用户键盘输入的信息传到主机，然后输出由主机返回的处理结果。但由于程序运行和文件访问都在主机上，用户完全依赖于主机，一旦主机出现故障就会使所有用户受到影响。由于许多用户共享一台主机。主机要同时处理来自各个终端的数据，这样可能造成主机的负荷过重。所以系统的性能主要取决于主计算机的性能和通信设备的速度。3．文件服务器／工作站结构在文件服务器/工作站系统中，多个工作站与一台服务器互相连接起来。一般以一台高性能微机或小型机作为服务器，所谓工作站实际上就是一台PC机，当它与文件服务器连接并登录后，可以到文件服务器上存取文件，得到所需的文件后在工作站上运行。数据库管理系统安装在文件服务器上，而数据处理和应用程序分布在工作站上，文件服务器仅提供对数据的共享访问和文件管理，没有协同处理能力。文件服务器管理着网络文件系统，提供网络共享打印服务，处理工作站之间的各种通信，响应工作站的网络请求。工作站运行网络应用程序时，先将文件服务器的程序和数据调入本机内存之中，运行后在本机上输出或在打印机上输出。文件服务器的处理方式会增加网络线路的传输负荷，降低网络传输的效率和响应时间，很容易造成网络阻塞。24．客户机/服务器结构在客户机/服务器结构中，客户机是一台PC机或工作站，负责与使用者沟通。服务器可以是提供网络控制功能的任何规模的计算机。这种结构不同于传统文件服务器/工作站结构，主要区别在于对数据的处理分前台和后台。客户机完成屏幕交互和输入、输出等前台任务并向服务器提出请求，而服务器则完成大量的数据处理及存储管理等后台任务，为前台提供服务。通常情况下客户机只执行本地前端应用，而将数据库的操作交由服务器负责，以合理均衡的事务处理充分保证数据的完整性和一致性。客户机应用软件一般包括用户界面软件、本地数据库、字处理软件和电子表格等。客户机的运作过程是：客户机将请求传送给服务器，服务器回送处理结果，客户机据此进行分析，然后送给用户。服务器分为数据库服务器、工作组应用服务器、电子邮件服务器、打印服务器等等。例如：我们想要由客户机上的前端应用程序查询某些相关数据，而服务器端此时如果是数据库服务器且有十万条记录将被搜寻，当服务器收到请求消息时即会到数据库中寻找该相关数据，找到后只送回前端的使用者所需要的记录，而并不是将整个十万条记录的庞大数据库全部都传回。这样才可降低网络负荷，从而提高整个系统效率。主机/终端结构的所有程序都在主机内执行，而文件服务器网络结构的所有程序都在客户端执行，这两种结构都不能提供真正的可伸缩应用的系统框架。而客户机/服务器结构则可以将应用程序分布在客户机和服务器之间，以提供更快、更有效的应用程序性能。通过客户端和服务器端的最佳分工合作，使整个系统达到最高的效率。5．浏览器/服务器系统结构浏览器/服务器结构，是随着Internet技术的兴起，对客户机/服务器结构的一种变化或者改进的结构。在客户机/服务器结构中，大量的应用程序都在客户端进行，每个客户机都必须安装应用程序和工具。系统的灵活性、可扩展性都受到很大影响。在浏览器/服务器结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，形成所谓三层结构。浏览器/服务器结构，主要是利用了不断成熟的WWW浏览器技术，结合浏览器的多种Script语言(VBScript、JavaScript)和ActiveX技术，用通用浏览器就实现了原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全新的软件系统构造技术。随着Windows98/Windows2000将浏览器技术植入操作系统内部，这种结构更成为当今应用软件的首选体系结构。显然B/S结构应用程序相对于传统的C/S结构应用程序将是巨大的进步。§3.1.2计算机及外围设备1．常用的计算机类型（1）微型计算机：微型计算机是终端用户最重要的计算机，可分为台式计算机、便携式计算机及服务器三类：台式计算机是管理信息系统中使用最普遍的计算机，是进行输入输出、分布式的数据处理、存储等的基本单元，在网络中作为客户机使用；便携式计算机方便人们在外出时和移动中使用；服务器是高档高配置的专用微型计算机，采用多CPU结构，并配置了大容量的内存和硬盘，处理功能很强。3（2）工作站：工作站是一种功能极强的微型计算机，有很好的联网能力，还具有很强的图形化处理功能。其运算速度比微机快，一般用于图象处理、计算机辅助设计等专业领域。（3）小型机：小型机一般可以满足部门级或中型企事业单位的需要。例如：AS/400、DEC公司的VAX系列等。（4）大中型机：大中型机具有很强大而齐全的功能，运算速度为每秒几千万次，存储容量大，可连接数百至数千个终端同时工作。大型机主要用于大型商场、企业集团、银行、航空公司订票系统、国民经济管理部门等。（5）小巨型机：小巨型机是新发展起来的小型超级计算机，它是巨型机小型化的结果，其性能与巨型机相似，而造价比巨型机低得多，具有很好的性能价格比。（6）巨型机：又称为超级计算机，它具有极高的性能和速度，其运算速度在每秒一亿次以上，最快可达几千亿次。多用于尖端科技领域。生产这类计算机的能力可以反映一个国家的计算机科学水平。我国是世界上有能力生产巨型机计算机的少数国家之一。2．计算机外围设备计算机由主机和外围设备所组成。主机包括中央处理机CPU（运算器和控制器），主存储器。外围设备包括输入设备、输出设备和外存储器。(1）输入设备。给计算机输人数据和指令的方法有：键盘、指示器、光输入设备、磁输入设备和语音识别输入装置。利用这些设备可以将源数据快速而准确地输入，甚至实现自动的数据输入，保证进入数据库的数据具有正确性和实时性。(2）输出设备。信息输出的方式主要包括显示输出设备、打印输出设备、图形输出设备和语音输出装置。有效地利用这些设备以适合各种用户的不同需求。（3）存储设备。存储设备是一种特殊的I/O（输入输出）设备，包括系统备份设备、主外存设备等。服务器常常需要按要求配置独立的、专用的存储设备。由于这些外存设备一般用做存储或备份整个网络上的系统软件、应用软件和共享数据，一旦出现故障，则可能引起整个网络瘫痪，丢失重要的数据，因此而受到特别的重视。§3.1.3管理信息系统软件技术基础1.计算机软件的概念计算机软件是支持计算机运行的各种程序，以及开发、使用和维护这些程序的各种技术文档的总称。程序是以某种形式的计算机语言（机器指令、C语言、C＋十语言等）表达的解决某种问题的步骤或顺序。文档是描述程序操作及使用的有关资料，没有各种文档，程序设计人员就无法对软件进行更新、改造、完善；用户就无法正确地使用、维护软件。从广义上讲，软件应包括程序、相应的数据以及有关的知识和文档三部分。数据是指程序能正常加工信息所需要的原料。程序是软件的主体，是可执行的部分。而程序由算法和语言组成。2．计算机软件的种类按照不同的原则和标准，计算机软件有不同的划分种类。从应用的角度出发，可将软件划分为系统软件和应用软件两大类。4（1）系统软件。系统软件是指对整个计算机系统进行管理、调度、监控和维护的软件，是为其他程序提供服务的程序集合。其主要功能是：简化计算机操作；充分发挥硬件性能；支持应用软件的运行并提供服务。系统软件主要包括操作系统、语言处理程序、服务性程序、数据库管理系统、网络通信管理程序等。操作系统是一组具有管理和控制功能的、能够合理地组织计算机的工作流程，以提高计算机系统的工作效率，方便用户使用计算机的程序的集合。操作系统是用户与计算机的接口，任何用户都是通过操作系统使用计算机的，也只有在有了操作系统之后，用户才能非常方便地使用计算机。语言处理程序主要是指各种高级程序设计语言的解释程序和编译程序。其功能是把用高级程序设计语言编写的源程序“翻译”成计算机可直接执行的目标程序。服务性程序包括用户程序的装入程序、连接程序、编辑程序、对机器实施监控、故障诊断程序等。它是进行软件开发和维护工作中使用的一些软件工具。数据库管理系统是为管理和操纵数据库而设计的软件系统。网络通信管理程序是用于计算机网络中的通信管理、控制信息的传送和接收的软件。（2）应用软件。应用软件是直接面向用户、为用户服务，是为解决各类应用问题而编写的程序。一般包含实用程序和工具软件两类实用程序是指根据特定用户解决某一具体问题而开发的程序，如订票系统、图书情报检索系统、档案管理系统、辅助教学软件等。工具软件是为了方便用户而提供的软件工具，如字处理软件Word，图形处理软件AutoCAD，系统维护软件Norton等。§3.2计算机网络技术计算机网络是管理信息系统的基础。由于一个企业或组织中的信息处理都是分布式的，把分布式信息按其本来面目分布在不同位置的计算机进行处理，并通过网络把分布式信息崇成起来，是管理信息系统的主要运行方式，因此，计算机网络技术是管理信息系统的基本技术。§3.2.1计算机网络的概念1.计算机网络的概念计算机网络是把分布在不同地理位置的计算机及通信设备用传输介质连接起来，并配以相应的网络软件所构成的系统。计算机网络是计算机及相关外部设备组成的一个群体，其中计算机是网络中信息处理的主体，网络中的每台计算机既是网络中的一个节点同时又是一个独立的实体，它们必须遵守共同的网络协议，通过传输介质来实现数据通信和资源共享及分布式处理。2.计算机网络的组成和功能计算机网络大体上总可以把它划分为两个部分：资源子网和通信子网，（1）资源子网实现联网信息处理功能的部分称为资源子网。资源子网一般由主计算机系统、终端、监控设备、连网外设等组成。资源子网负责全网的数据处理和向网络用户提供网络资源及网络服务等。5（2）通信子网完成数据通信功能的部分称为计算机网中的通信子网。不同类型的网络，其通信子网的物理组成各不相同。局域网最简单，它的通信子网由传输介质和主机网络接口板（网卡）组成。在广域网中，通信子网除了包括传输介质和主机网络接口板之外，还包括一组转发部件。这里所谓的转发部件是一种专用计算机，它连接两条或更多的传输线，负责主机之间的数据转发，相当于电话系统中的程控交换机。把网络中通信部分的子网和以主计算机为主体的资源子网分离开，这是网络层次结构思想的重要体现，使得对整个计算机网络的分析和设计大为简化。但是这种划分方法也存在着一个明显的缺陷，就是没有把网络结构与协议层次结合起来。所以容易造成一种误会，似乎资源子网中的主计算机不参与任何通信操作，这显然是不符合事实的。（3）计算机网络的功能数据通信：随着Internet在世界各地的风行，传统的电话、电报、邮递通