管理信息系统的相关技术

1第八章管理信息系统的相关技术广义上讲，一切涉及信息的生产、处理、储存、流通、应用的相关技术，均可称为信息技术。信息技术也就是扩展人类信息器官功能的专门技术。从狭义上讲，信息技术就是运用电子计算机技术和现代通讯技术，对信息资源进行采集、加工、处理、存储、传递和反馈的专门技术，主要包括电子计算机技术、通信技术以及在这两种主导技术支持下的其他信息相关技术三个方面。本章主要介绍多媒体技术、网络通信技术、数据库技术和人工智能技术等。第一节多媒体技术多媒体就是综合多种媒体，使人更好地处理、利用信息的技术和实体系统的简称。多媒体技术是指利用计算机技术把文本、声音、图形和图像等多媒体综合一体化，使它们建立起逻辑联系，并能进行加工处理的技术。一．多媒体技术的特点多媒体所涉及的技术极广，其主要特点如下:1．集成性多媒体技术是多种媒体的有机集成。它集文字、文本、图形、图像、视频、语音等多种媒体信息于一体。2．协同性每一种媒体都有其自身规律，各种媒体之间必须有机地配合才能协调一致。多种媒体之间的协调以及时间、空间的协调是多媒体的关键技术之一。3．交互性所谓交互就是通过各种媒体信息，使参与的各方，不论是发送方还是接收方，都可以进行编辑、控制和传递。4．实时性所谓实时就是在人的感官系统允许的情况下，进行多媒体交互，就好像面对面(FaceToFace)一样，图像和声音都是连续的。实时多媒体分布系统是把计算机的交互性、通信的分布性和电视的真实性有机地结合在一起。二．多媒体技术的发展情况(一)多媒体信息的获取与输出技术按一般的常规讲，信息获取主要指人机交互的界面。以往的交互界面不太友好，因为它要通过各种媒介(如键盘)的转换，使用人员必须学习使用各种计算机语言及相关的文字输入法等，这就造成了很大的障碍。随着输入技术的发展，鼠标、跟踪球、触摸屏和扫描仪也相继问世，图像输入方面也有了摄像机、录像机等设备的辅助。就是说，多媒体信息的获取方式将更加人性化。2(二)多媒体数据的存储和压缩伴随着信息技术特别是多媒体技术应用的普及，各种信息在介质中占用的空间越来越大，例如声音、图像及视频等，存储和传输这些信息需要很大的空间和时间开销，解决这一问题的关键即是数据存储技术。压缩技术与先进的压缩算法是紧密相连的，当前最为流行的有损压缩算法有3种:离散余弦变换(DiscreteCosineTransformation简称DCT)压缩、分形(Fractal)压缩及小波变换(WaveletTransformation)压缩。(三)多媒体协同工作环境技术多媒体协同工作环境是融汇了计算机的交互性、网络的分布性以及多媒体的综合性的集成系统。它可让位于不同地点的多个用户可以自由地交换信息，看到对方的形象，修改同一个文件，讨论同一张图表，检索计算机中的多媒体信息资源，在CAI、CAM、CAD、OA及实时会议等多种领域具有广阔的应用前景。(四)多媒体网络技术多媒体网络系统就是将多个多媒体计算机连接起来，以实现多媒体通信和共享多媒体数据的计算机网络系统。多媒体网络系统本质上是一种计算机网络系统，但由于多媒体计算机的固有特点，多媒体网络也有其相应的特征。这些特征表现在，多媒体网络必须有较大的带宽和较高的传输速率，以确保高速实时地传输大容量数据的文字、图形、声音、活动视频等多种媒体信息。(五)智能多媒体技术正如将人工智能看成是一种高级计算一样，智能多媒体应该是一种更加拟人化的高级智能计算。经典的人工智能的研究对象是在单维的抽象符号空间中的计算机智能问题，而智能多媒体的研究对象是在多维化信息空间中的计算机智能问题。多媒体技术的进一步发展迫切需要引入人工智能，它包括多维化信息空间中的各种感知过程(利用多媒体技术解决计算机视觉和听觉方面的问题)、多维化信息空间中的概念描述、知识表示及其推理、机器学习、形象思维等。与经典的人工智能比较，智能多媒体更加接近人类的智能特征，是智能科学的更高研究阶段。(六)虚拟现实技术虚拟现实技术是计算机硬件技术、软件技术、传感技术、人工智能及心理学等飞速发展的结晶，它是通过计算机生成一个逼真的现实世界，人可与该虚拟现实环境进行交互，在各方面都显示出诱人的前景。三．多媒体技术主要的应用(一)多媒体在通信系统中的应用多媒体通信是90年代迅速发展起来的一项技术。一方面，多媒体技术使计算机能同时处理视频、音频和文本等多种信息，提高了信息的多样性;另一方面，网络通信技术打消了人们之间的地域限制，提高了信息的瞬时性。二者结合所产生的多媒3体通信技术把计算机的交互性、通信的分布性及电视的真实性有效地融为一体，成为当前信息社会的一个重要标志。(二)多媒体在出版系统中的应用多媒体出版系统用计算机综合处理文字、图形、影像、动画和音频等信息，使之在不同的界面上流通，并具有传送、转换及同步化功能。目前，市场上的多媒体出版系统很多，主要应用于以下两个领域:(1)多媒体电子出版物(2)软件出版(三)多媒体在工业领域中的应用多媒体技术在工业生产实时监控系统中，尤其在生产现场设备故障诊断和生产过程参数监测等方面有着非常重大的实际应用价值。特别在一些责任重大的危险环境中，多媒体实时监控系统将起到越来越重要的作用。(四)多媒体在医疗影像诊断系统中的应用随着临床要求的不断提高，以及多媒体技术的发展，出现了新一代具有多媒体处理功能的医疗诊断系统。多媒体医疗影像系统在媒体种类、媒体介质、媒体存储及管理方式、诊断辅助信息、直观性和实时性等方面都使传统诊断技术相形见绌。这必将引起医疗领域的一场革命。(五)多媒体在教学中的应用目前，美国越来越多的学校意识到交互式、多种感官应用在学习中的作用，多媒体技术已在美国中学教育中占据主导地位。可以预见，今后多媒体技术必将越来越多地应用于现代教学实践中，并将推动整个教育事业的发展。(六)多媒体在日常生活中的应用多媒体家电又是多媒体应用的一个领域，因为它的应用相当广泛。人们离不开娱乐，离不开家电，更离不多媒体家电。家里有一台计算机，就可以代替电话机，传真机和录像机等等。在计算机上加一块板就可以看电视，这种用途已很普遍。第二节计算机网络技术据国外有关专家预测，到2000年，全世界将有1亿台计算机与1000万个网络相联，Internet的用户将从目前的6000万上升到5亿。人们发现计算机只有同网络相连，才是真正的计算机:一个设计优良的网络能够体现出资源共享的功能，微型机所联系的网络越大，它的用处越多，力量越强。一．计算机网络的概念、特点及功能(一)计算机网络的概念4所谓计算机网络，是指把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。一个计算机系统连入网络以后，具有共享资源、提高可靠性、分担负荷和实现实时管理等优点。(二)计算机网络的特点1．开放式的网络体系结构，使不同软硬件环境、不同网络协议的网可以互连，真正达到资源共享、数据通信和分布处理的目标。2．向高性能发展。追求高速、高可靠和高安全性，采用多媒体技术，提供文本、声音、图像等综合性服务。3．计算机网络的智能化，提高了网络的性能和综合的多功能服务，并更加合理地进行网络各种业务的管理，真正以分布和开放的形式向用户提供服务。(三)计算机网络的基本功能(1)资源共享(2)信息传输与集中处理(3)均衡负荷与分布处理(4)综合信息服务(四)计算机网络的应用1．电子邮件计算机网络可以作为通信媒介，用户可以在自己的计算机上把电子邮件(E-mail)发送到世界各地，这些邮件中可以包括文字、声音、图形图像等信息。与传统邮件相比，电子邮件具有速度快、价格便宜，并且附加了一些新功能。与电话和传真相比，电子邮件具有传输效率高、价格低等特点。2．文件传输文件传输和访问是计算机网络的一种基本信息共享服务。在文件传输的过程中要考虑安全性、传输效率、并发控制、不同平台和文件系统的差异等。这方面的技术已十分成熟，各种平台上都有许多工具支持。3．远程登录远程登录是指允许一个地点的用户与另一个地点的计算机上运行的应用程序进行交互对话。是共享网络上其它机器资源的一种基本方法，它把本地机器作为远端机器的虚拟终端来使用。4．电子数据交换电子数据交换(EDI)是计算机网络在商业中的一种重要的应用形式。它以共同认可的数据格式，在贸易伙伴的计算机之间传输数据，代替了传统的贸易单据，从而节省了大量的人力和财力，提高了效率。5．联机会议利用计算机网络，人们可以通过个人计算机参加会议讨论。联机会议除了可以使用文字外，还可以传送声音和图像。二．计算机网络的分类和基本组成5计算机网络通常是按照规模大小和延伸范围来分类的，常见的划分为:局域网(LAN)，广域网(WAN)。Internet可以视为世界上最大的广域网。另外，按照网络的拓扑结构来划分，可以分为环形网、星形网、总线型网等;按照通信传输的介质来划分，可以分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网和卫星网等;按照信号频带占用方式来划分，又可以分为基带网和宽带网。(一)传输介质传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络数据通信的质量有很大的影响。常用的网络传输介质有双绞线、同轴电缆、光缆(光导纤维)和无线通信(微波/卫星通信)(二)局域网(LAN)局域网(LAN)是指在一个较小地理范围内的各种计算机网络设备互连在一起的通信网络，可以包含一个或多个子网，通常局限在几千米的范围之内。按照网络的拓扑结构和传输介质，局域网通常可划分为以太网(Ethernet)、令牌环网(TokenRing)、快速以太网(FastEthernet)、光纤分布式数据接口(FDDI)、异步传输模式(ATM)等，其中最常用的是以太网。局域网常用设备有:网卡(NIC):负责计算机与网络介质之间的电气连接，比特数据流的传输和网络地址确认。主要技术参数为带宽速度、总线方式、电气接口方式。集线器(Hub):集线器使集线器上的每个客户机共享一个出口，这样，通过集线器可将客户机分成若干机群或机组。一个集线器可以带8个或16个客户机端口。交换器(Switch)：交换器把大网络分割成许多网络小段，一个网络小段称为一个网段。每个网段享有一定的带宽，由较少的用户共享，以获得较好的性能。局域网具有广泛的应用。将基于个人计算机的智能工作站连成局域网可以共享文件和相互协同工作，还可以共享磁盘、打印机等资源，这类网络的关键问题是联网的费用要低。(三)广域网(WAN)广域网(WAN)是由相距较远的局域网或市域网互连而成，通常除了计算机设备以外还要涉及一些电信通信方式。以下是主要的几种:公用电话交换网(PSTN-PublicSwitchedTelephoneNetwork)速度9600bps～28.8kbps，需要异步Modem和电话线，投资少，安装调试容易，常常用作拨号访问方式。通常，我们访问Internet多采用此种方式。综合业务数字网(ISDN-IntegratedServiceDigitalNetwork)128kbps的基本接口，使用普通电话线但需要电信提供ISDN业务，数字传输，来电显示，拨通时间短(3S)，费用约为普通电话的4倍。目前开通ISDN的城市还不多。DDN专线(LeasedLine):速度为64kbps～2.048Mbps(E1标准)，需要配同步Modem，有EIA/TIA232(V.24)和V.35两种标准;点对点的连接方式，结构不够灵活。帧中继(FrameRelay):较新的技术，速度为64kbps～2.048Mbps(E1标准);一点对多点的连接方式，分组交换;独特的Busty技术(在传输信息量大的情况下可以超越6传输线速度);较少城市开通FrameRelay服务。此外还有用于广域网的ATM技术，但目前在中国尚未应用。广域网常用设备有:路由器(Router):路由器将一个网络划分成几个子网，可以使相似或不同体系结构的局域网段连接到一起，构成一个更大的局域网或一个广域网。调制解调器(Modem):调制解调器的功能是将来自计算机的数字信息转换成可在远程通信