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1、4 技术基础,1,第四章 物流管理信息系统的技术基础,4.1 计算机系统 4.2 数据通信与计算机网络 4.3 数据库技术,4 技术基础,2,4.1 计算机系统,一、计算机系统组成 计算机硬件 计算机软件 人,4 技术基础,3,一、计算机系统组成,计算机硬件设备1、中央处理器（Central Processing Unit,CPU）CPU是系统最主要的部件，它由运算器和控制器两个主要部分组成。CPU运算速度是决定计算机系统性能的重要指标 2、存储器（memory）存储器是计算机必备的主要部件，分为主存储器和辅助存储两类：3、输入设备 计算机键盘（Keyboard）、鼠标器(Mouse)；图文扫
2、描仪、条形码阅读器；触摸屏、手写体输入 设备、语音输入设备；磁盘（带）、A/D，D/A模块。4、输出设备显示器、打印机（针式/激光/喷墨）、绘图仪语音合成与输出设备、磁盘、A/D，D/A模块5、其他设备 例如：机箱、主板、系统功能扩展卡（声卡、显卡、网卡等）、光驱等。,4 技术基础,4,一、计算机系统组成,计算机软件软件分类图：系统软件（System Software）用于管理计算机中的CPU、存储器、通信联接以及各种外部设备等所有系统资源的程序，其主要作用是管理和控制计算机系统的各个部分，使之协调运行，并为各种数据处理提供基础功能；应用软件（Application Software）是用来完
3、成用户所要求的数据处理任务或实现用户特定功能的程序。系统软件和应用软件还可以进一步分为若干个类别。,4 技术基础,5,4.1 计算机硬件及软件,1、操作系统软件（Operation System，OS）操作系统软件用于管理计算机中的CPU、存储器、通信联接以及各种外部设备等所有系统资源的程序，其主要作用是管理的控制计算机系统的各个部分，使之协调运行，并为各种数据处理提供基础功能。操作系统具备两大功能：系统资源的管理者、用户与计算机之间的接口 操作系统软件的版本：单机版：Windows9x、Windows2000、Linux、Unix 网络版：Novell、Windows NT.,4 技术基础,
4、6,4.1 计算机硬件及软件,2、数据库管理软件（Database Management System，DBMS）数据库管理软件是专门对数据记录进行综合管理的软件，以数据文件结构的定义、数据记录的更新、数据记录的查询以及对数据记录的各种运算提供全面的支持。3、程序设计语言与编译系统机器语言汇编语言高级语言第四代语言（4GL）面向对象的程序语言标记语言,4 技术基础,7,4.1 计算机硬件及软件,4、应用软件应用软件是直接面向最终用户的具体应用软件。以操作系统为基础，用程序设计语言编写，或用数据库管理系统构造，用于满足用户的各种具体要求。通用应用软件：专用应用软件：,通用应用软件：Microso
5、ft Office、用友财务软件,专用应用软件：为某公司定制的仓储管理信息系统,4 技术基础,8,4.1 计算机硬件及软件,二、计算机系统(强调计算机是一个系统)类型：大型机：特点：具有强有力的传输数据和处理数据能力，具有大容量的内外 存，大型机采用专用的操作系统等。适用范围：大型计算机可以做联机中央计算机，批处理计算机。在大型商场、银行、航空公司订票订票处理机构、国民经济管理部门中，一般都需要采用大型机做后台服务处理。我国的银河计算机。,4 技术基础,9,4.1 计算机硬件及软件,小型机 特点：专用操作系统，常采用多CPU结构，具有较大容量的内在和多台 大容量硬盘，数据处理功能较强，实时处理
6、性能比较好等。适用范围：作为联机事务处理系统有服务器，或作为有较大数据流量的局域 网服务器。,4 技术基础,10,4.1 计算机硬件及软件,微型计算机 按微机所适用的业务范围分为：商用机、家用机。按外形大小分为：台式机、便携机。便携式分为笔记本型、掌上型,4 技术基础,11,4.1 计算机硬件及软件,三、计算机系统功能(计算机是一个系统)如下图所示：计算机并非进行电子数据处理的“黑匣子”，也不是一系列组成部分的简单集合。强调计算机是一个系统。具有系统的特征。,4 技术基础,12,4.2 计算机网络,一、计算机网络概述 定义：由各自具有自主功能而又通过各种通信手段相互连接起来以便进行信息交换、资
7、源共享或协同工作的计算机组成。多台自主功能的计算机 利用双绞线、光纤连接 以信息交换、资源共享或协同工作为目的,4 技术基础,13,4.2 计算机网络,二、计算机网络的功能和应用资源共享（硬件资源如：网络打印机；软件资源；数据资源）提供人机通信手段（电子邮件、BBS、网络会议）协同处理（银行：备用系统）分担负荷（C/S、B/S）,4 技术基础,14,4.2 计算机网络,三、计算机网络的组成与结构 计算机网络完成数据处理与数据传输两个任务，从结构上可分为资源子网和通信子网两个部分。,4 技术基础,15,4.2 计算机网络,四、计算机网络的典型分类 计算机网络的分类方法很多。通常按计算机网络覆盖的
8、范围将其分类：局域网、城域网和广域网。局域网LAN（local area network）城域网 MAN（metropolitan area network）广域网WAN（wide area network）局域网、Internet是应用重点。,4 技术基础,16,4 技术基础,17,4.2 计算机网络,因特网（Internet）因特网是一个建立在网络互联基础上的、开放的全球性网络。所有采用TCP/IP协议的计算机都可加入Internet,实现信息共享和相互通信。1、Internet的结构特点Internet采用了目前最流行的客户机服务器工作模式，凡是使用TCP/IP协议，并能与Interne
9、t的任意主机进行通信的计算机，无论是何种类型、采用何种操作系统，均可看成是Internet的一部分。2、ISP接入方式帧中继方式。专线(DDN)方式。ISDN方式。,4 技术基础,18,4.2 计算机网络,3、用户接入方式仿真终端方式。拨号IP方式。局域网连接方式。4、Internet的关键技术TCP/IP技术主机IP地址 IP地址由32位（即4字节）二进制数组成，为书写方便起见，常将每的个字节作为一段并以十进制数来表示，每段间用“.”分隔。,例如，202.96.209.5就是一个合法的IP地址。,4 技术基础,19,4.2 计算机网络,IP地址由网络标识和主机标识两部分组成。常用的IP地址有
10、A、B、C三类，每类均规定了网络标识和主机标识在32位中所占的位数。A类地址：0.0.0.0127.255.255.255，A类地址一般分配具有大量主机的网络使用。B类地址：128.0.0.0191.255.255.255，B类地址通常分配给规模中等的网络使用。C类地址：192.0.0.0255.255.255.255，C类地址通常分配给小型局域网使用。为了确保惟一性，IP地址由世界各大地区的权威机构 Inter NIC(Internet Network Information Center)管理和分配。,4 技术基础,20,4.2 计算机网络,5、Internet的应用万维网(World W
11、ide Web，简称WWW)电子邮件E-mail。讨论组Usenet。文件传输FTP（File Transfer Protocol）远程登陆Telnet。,4 技术基础,21,4.2 计算机网络,计算机网络的拓扑结构 计算机网络的拓扑结构表示网络中的结点与通信线路之间的几何关系，反映网络中各实体间的结构关系。拓扑结构主要有：星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树形拓扑及网形拓扑。,4 技术基础,22,4.3 数据库技术,数据处理的发展简单应用(20世纪50年代以前)。基本特征：无数据管理及完全分散的手工方式。应用背景：硬件无外存或只有磁带外存，输入输出设备简单。软件无操作系统，无文件管理系统，无管理
12、数据的软件。主要特点：数据是程序的组成部分，数据不独立。修改数据必须修改程序。处理时，数据随程序一道送入内存，用完后全部撤出计算机，不能保留。数据大量重复，不能共享。,4 技术基础,23,4.3 数据库技术,数据库系统(60年代后期开始)。应用背景：硬件大容量磁盘已经出现、硬件价格大幅下降软件联机实时处理 业务增多、面向全组织的复杂数据结构、数据冗余度小，易于扩 充、数据与程序独立、统一的数据控制功能。特点：面向全组织的复杂数据结构。数据冗余度小，易于扩充。数据与程序独立。统一的数据控制功能。,4 技术基础,24,为什么要进行数据管理,4 技术基础,25,第一，“信息孤岛”问题日益严重，数据采
13、集、整理、分析的繁重任务，多源异构的海量数据存储，信息资源有效利用的需求，旧有的数据管理与企业发展的冲突等等；第二 就是系统的自动化程度不高，各个系统不能平滑地集成起来；第三 就是信息系统的成本，我们曾谈到，信息系统集成成本比信息系 统建设的成本高甚至几倍。,什么是数据管理,4 技术基础,26,数据管理的传统方法,利用文件管理数据为每个应用程序分别创建和存储数据文件的数据管理方法都称为传统方法,数据冗余大冗余是指在多个数据文件中重复出现相同的数据。数据与程序独立性不高数据文件和维护它的相关程序之间过分依赖。,4 技术基础,27,数据管理的传统方法,计算机系统以层级的方法组织数据，从位、字节，进
14、而到字段、记录、文件到数据库。层级 范例,数据库,文件,字段,记录,字节,位,0,01001010,10001(货物编号字段),10001*洗发水 12/28/08 400ml,货物编号,货物名称,生产日期,重量,4 技术基础,28,数据管理的传统方法,每个部门自行发展，建立相应的系统与数据文件造成数据冗余混乱,如何减少数据冗余，更有效利用存储空间并增强数据的完整性。也为组织提供了更大地利用数据的灵活性。并能共享数据和信息资源。,？,4 技术基础,29,二、数据库技术,1、数据 2、数据库DB 3、数据库管理系统（DBMS）4、数据库系统（DBS）,4 技术基础,30,1、数据,数据(Data
15、)是数据库中存储的基本对象 数据的定义描述事物的符号记录 数据的种类文字、图形、图象、声音 数据的特点数据与其语义是不可分的例：学生档案中的学生记录（李明，男，1972，江苏，计算机系，1990）数据的形式不能完全表达其内容 数据的解释语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间解释：李明是个大学生，1972年出生，江苏人，1990年考入计算机系,4 技术基础,31,2、数据库,4 技术基础,32,2、数据库,人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息数据库的定义数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织
16、的、可共享的大量数据集合数据库的特征数据按一定的数据模型组织、描述和储存可为各种用户共享冗余度较小数据独立性较高易扩展,4 技术基础,33,3、数据库管理系统DBMS,数据库管理系统DBMS（database management system）是指用户 与操作系统之的一层数据管理软件，它为用户应程序提供访问数据库 的方法，包括数据库的建立、查询、更新及各种数据控制。数据库管理系统功能包括：定义数据库的功能。管理数据库的功能。维护数据库的功能。数据通信的功能。,4 技术基础,34,二 数据库技术,4、数据库系统（DBS）数据库系统 DBS(database system)是实现有组织、动态在存
17、储尤 其是关联数据、方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成 的系统，即它是采用了数据库技术的计算机系统。数据库系统构成：硬件软件（主要包括：操作系统、数据库管理系统（DBMS）、应用软件包和应用程序）人员（主要包括：系统分析员、系统程序员应用程序员、数据库管理员（DBA）,4 技术基础,35,三、数据模型,在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟数据模型应满足三方面要求能比较真实地模拟现实世界容易为人所理解便于在计算机上实现,4 技术基础,36,数据模型(续),数据模型分成两个不同的层次(1)概念模型 也称信息模型，它是按
18、用户的观点来对数据和信息建模。(2)数据模型 主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。,4 技术基础,37,数据模型(续),客观对象的抽象过程-两步抽象现实世界中的客观对象抽象为概念模型；把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。,4 技术基础,38,1.概念模型,概念模型的用途概念模型用于信息世界的建模是现实世界到机器世界的一个中间层次是数据库设计的有力工具数据库设计人员和用户之间进行交流的语言对概念模型的基本要求较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识简单、清晰、易于用户理解。,4 技术基础
19、,39,1 概念模型,概念模型即实体-关系模型，其具有三种基本成份:实体、关系(联系)和属性。用E-R图来表示。,4 技术基础,40,1 概念模型,1)基本概念实体(Entity)：客观存在并可相互区分的事物叫实体。如销售部门、供应商北京七七贸易公司、签字笔。属性(Attribute)：实体所具有的某一特性。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如，供应商可由供应商编号、名称、电话、地址、联系人等组成。域(Domain)：属性的取值范围。例如，办公用品入库月份的域为到的整数。,4 技术基础,41,1 概念模型,1)基本概念(续)实体型(Entity Type)：实体名与其属性名集合共同构成实体型。
20、例，供应商（供应商编号、名称、电话、地址、联系人）注意实体型与实体（值）之间的区别，后者是前者的一个特例。如(0085，北京七七贸易公司，333333，亮马河，任茜)是一个实体。实体集(Entity Set)：同型实体的集合称为实体集。如全体供应商。,4 技术基础,42,1 概念模型,基本概念(续)联系(Relationship)：实体之间的相互关联。如学生与老师间的授课关系，学生与学生间有班长关系或供应商与办公用品有供应关系。联系有一对一、一对多、多对多三种不同类型。联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系，每个选课联系都有一个成绩作为其属性。同类联系的集合称为联系集。元或度（Degre
21、e）：参与联系的实体集的个数称为联系的元。如学生选修课程是二元联系，供应商向工程供应零件则是三元联系。,4 技术基础,43,1 概念模型,基本概念(续)码(Key)：能唯一标识实体的属性或属性组称作候选码。从所有候选码中选定一个用来区别同一实体集中的不同实体，称作主码。一个实体集中任意两个实体在主码上的取值不能相同。如学号是学生实体的码。通讯录（姓名，邮编，地址，电话，Email，BP）,4 技术基础,44,2)E-R图矩形框实体菱形框联系椭圆形框实体和联系的属性直线相互联系的实体之间以直线连接，并标注联系类型,1 概念模型,4 技术基础,45,基本-图符号,学生,课程,选修,学号,姓名,系别
22、,课程名,先修课,主讲老师,成绩,用矩形表示实体集，在框内写上实体名,用椭圆表示实体的属性,用无向边把实体与其属性连接起来,用菱形表示实体间的联系,将参与联系的实体用线段连接,例：学生选修课程,n,m,标注联系类型,4 技术基础,46,码在E-R图中的表示,表示要点：实体集属性中作为主码的一部分的属性用下划线来标明。,学生,课程,选修,学号,姓名,系别,课程名,先修课,主讲老师,n,m,4 技术基础,47,实体间的不同联系,4 技术基础,48,2 数据模型,数据模型：对客观事物以及它们之间的联系的数据组织；它描述了数据库中记录间关系的数据结构方式。一般理解为数据结构模型。数据模型有三种层次模型
23、网状模型关系模型,4 技术基础,49,1)层次模型,用树形结构表示实体类型及实体间联系 有且仅有一个结点无双亲(树根)其它结点有且仅有一个双亲(1:1,1:n 无 法表示m:n联系),4 技术基础,50,用有向图（网络）结构表示实体类型及实体间联系有一个以上的结点无双亲(可以多根);至少有一个结点有多于一个的双亲;两个结点之间可以有两种或多种联系(n:m)。,2)网状模型,4 技术基础,51,3)关系模型,用数据的二维表格来描述实体与实体间的联系。表中每一项须是基本项(初等项);表中每一列必须有相同的数据类型;每一列须有段名，且同一表格中段名不重复;表中不能有相同的行(即不能有相同的记录);行
24、列的顺序均不影响表中信息的内容。,4 技术基础,52,利用关系数据库描述多对多关系,4 技术基础,53,四、数据仓库与数据挖掘,定义 数据仓库（Data Warehouse）是信息的逻辑集合，这些信息来自于许多不同的业务数据库，并用于支持企业的分析活动和决策任务。数据仓库的特征数据仓库将来自于不同数据库的信息结合在一起数据仓库是多维的包含若干层的行列数据字典：信息的逻辑结构、信息的来源和处理方式数据仓库支持决策而不是事务处理联机分析处理（OLAP)联机事物处理(OLTP,4 技术基础,54,数据挖掘工具,Data Mining Tools是用户对数据仓库进行信息生成的软件工具支持OLAP支持决
25、策任务包括：查询与报表工具QBE,SQL,报表生成器智能代理应用各种像神经网络、模糊逻辑这样的人工智能工具形成OLAP信息发现的基础多维分析工具是一种横纵分割的技术，允许人们从不同的角度来观看多维信息,4 技术基础,55,数据仓库和OLAP工具基于多维数据模型（在数据仓库中，通常以多维方式来存储数据。）。基本概念 维：人们观察数据的特定角度。维的层次：人们观察数据的特定角度可能存在细节程度不同的多个描述方面，我们称其为维的层次。多维分析的基本动作 切片，旋转，上卷，下钻。,4 技术基础,56,Sales volume as a function of product,month,and reg
26、ion,Product,Region,Month,Dimensions:Product,Location,TimeHierarchical summarization paths,Industry Region YearCategory Country QuarterProduct City Month Week Office Day,4 技术基础,57,Total annual salesof TV in U.S.A.,Date,Product,Country,All,All,All,sum,sum,TV,VCR,PC,1Qtr,2Qtr,3Qtr,4Qtr,U.S.A,Canada,Mexico,sum,4 技术基础,58,选定两个维：产品维和地区维,时间维,数据切片,产品维,地区维,产品维,地区维,
