第四章 管理信息系统的技术基础 张凯 博士 教授 计算机科学技术系 电话：13657215580 邮件：lifo@public.wh.hb.cn

4.1 网络与软硬件技术基础 4.2 数据库技术 4.3多媒体技术 4.4软件工程技术 4.5 信息安全技术基础

4.1 网络与软硬件技术基础 4.1.1 软硬件技术基础 1 计算机硬件的基本结构 计算机硬件指组成一台计算机的各种物理装置，是计算机进行工作的物质基础。计算机系统的硬件一般是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成的，称为冯.诺依曼体系结构。计算机硬件是计算机工作的基础。

2 微型计算机关键部件

4 软件的概念及分类 计算机软件(简称软件)是指计算机程序及相关文档。 计算机的软件系统一般分为系统软件和应用软件两大部分。 1) 系统软件 2) 应用软件 5 操作系统 6 程序设计语言 程序设计语言一般分为机器语言、汇编语言和高级语言，4GL。

4.1.2 网络技术基础 1基本概念 2网络拓扑结构 星型、环型、总线型、树型和网状型

3 网络协议 一套关于信息传输顺序、信息格式和信息内容等的约定，这一整套约定称为协议。 4 局域网技术 1) 局域网 局域网(Lan)指传输距离在0.1～10km，传送速率在1Mb/s～10Mb/s的范围较小的一种网络，是计算机网络发展最快的一个分支。 交换机(switch)是一种多端口网络连接设备

5 广域网技术 广域网(Wide Area Network，WAN)是一种跨越地域很大的网络，通常覆盖一个省、一个或几个国家。 6 无线网技术 7 企业级网 企业级网络是按照整个企业的信息体系要求，由整个企业的计算机硬件、软件、通信系统以及数据集合按照系统化要求建立的网络。 Intranet是指采用Internet技术、建立在TCP/IP协议基础上的企业内部网，又称为企业内联网。 基于Internet技术建立企业级网络Intranet的技术思想可以进一步向外扩展，即在一组关系密切的企业之间共享Internet带来的好处，使这些企业之间能够在可控的安全环境下彼此之间实现信息共享。这便是扩展了的企业级网络——Extranet(企业外联网)。

4.1.3 管理信息系统对计算机系统的要求 管理信息的特点是信息量大，数据结构复杂，信息变化频繁，多目标检索等。因此，管理信息系统对计算机的主要要求：具有较大容量的内、外存，较强的逻辑功能，具有较多的通信通道，网络、分布处理能力，中文处理能力(我国的信息系统的要求)和现场数据采集的能力等。

4.2 数据库技术 4.2.1 数据库系统概述 数据库系统是由于数据处理而产生和发展的。数据处理是指对数据进行收集、管理、加工、传播等工作，而其中数据管理是指对数据的组织、存储、检索、维护等工作，是数据处理的核心工作。 4.2.3 数据库组织 1.数据模型 数据模型描述了数据库中的数据内容及其联系方式，体现了数据库的逻辑结构。不同的数据模型就是用不同的数据组织形式来表述实体及其联系。 目前最常用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。其中层次模型和网状模型统称为非关系模型。

2.数据库的结构 数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级组成。 (1)外模式。外模式也称子模式或用户模式，它是数据库用户(包括应用程序员和最终用户)对局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。一个数据库可以有多个外模式。 (2)模式。模式也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公用数据视图。一个数据库只有一个模式。 (3)内模式。内模式也称存储模式，它是数据物理和存储结构的描述，是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内模式。

3 数据库设计 数据库设计包含两方面内容，一是数据模型与数据库结构的设计，二是应用程序的设计。 在数据模型与数据库结构的设计上，要汇总各用户的要求，尽量减少冗余，实现数据共事，设计出满足各用户的统一的数据模型，可以分为需求分析、逻辑设计、物理设计、应用程序设计及测试、性能测试及企业确认、装配数据库等几个步骤。

4.2.4 关系数据库系统 1 关系数据库的特点 关系数据库是以二维平面表作为数据模型的数据库系统。 2 关系数据库的规范化 一个关系模型可以从第一范式到第五范式进行无损分解，这个过程也称为规范化(normalize)。在数据库的模型设计中目前一般采用第三范式。符合第三范式的关系必须具有以下三个条件： (1)每个属性的值是唯一的，不具有多义性； (2)每个非主属性必须完全依赖于整个主键，而非主键的一部分； (3)每个非主属性不能依赖于其他关系中的属性。 3 关系数据库语言SQL

4.2.5应用系统开发 数据库应用系统是指在数据库管理系统支持下运行的一类计算机应用系统。开发一个数据库应用系统实际上包含数据库模型设计和相应的应用程序设计两方面内容。 1以数据为中心的系统 2 以处理为中心的系统

4.2.6 数据库技术的新发展 数据库系统在过去的三十多年中经历了第一代(层次数据库和网状数据库)和第二代(关系数据库)两个发展阶段 面向对象的数据库技术 2) 数据仓库技术 3) 多媒体数据库系统 4) 分布式数据库系统

4.3多媒体技术 4.3.1基本概念 媒体(medium)在计算机行业里，媒体有两种含义：其一是指传播信息的载体，如语言、文字、图像、视频、音频等等；其二是指存贮信息的载体，如ROM、RAM、磁带、磁盘、光盘等， 1多媒体介绍 多媒体计算机除了处理以上的信息种类以外，还可以综合处理图像、声音、动画、视频等信息，开创了计算机应用的新纪元。

2多媒体技术 多媒体技术涉及面相当广泛，主要包括: 1) 音频技术:音频采样、压缩、合成及处理、语音识别等。 2) 视频技术:视频数字化及处理。 3) 图像技术:图像处理、图像、图形动态生成。 4) 图像压缩技术:图像压缩、动态视频压缩。 5) 通信技术:语音、视频、图像的传输。 6) 标准化:多媒体标准化。

3多媒体技术涉及的内容 1) 多媒体数据压缩：多模态转换、压缩编码； 2) 多媒体处理：音频信息处理，如音乐合成、语音识别、文字与语音相互转换；图像处理，虚拟现实； 3) 多媒体数据存储：多媒体数据库； 4) 多媒体数据检索：基于内容的图像检索，视频检索； 5) 多媒体著作工具：多媒体同步、超媒体和超文本； 6) 多媒体通信与分布式多媒体：CSCW、会议系统、VOD和系统设计； 7) 多媒体专用设备技术：多媒体专用芯片技术，多媒体专用输入输出技术； 8) 多媒体应用技术：CAI与远程教学，GIS与数字地球、多媒体远程监控等

4.3.2基本类型 1 文本 2 图像 3 动画 4 声音 5 视频影像

4.3.3基本特点 多媒体是融合两种以上媒体的人——机交互式信息交流和传播媒体，具有以下特点： 1) 信息载体的多样性 相对于计算机而言的，即指信息媒体的多样性； 2) 多媒体的交互性 是指用户可以与计算机的多种信息媒体进行交互操作从而为用户提供了更加有效地控制和使用信息的手段； 3) 集成性 是指以计算机为中心综合处理多种信息媒体，它包括信息媒体的集成和处理这些媒体的设备的集成。 4) 数字化 媒体以数字形式存在。 5) 实时性 声音、动态图像（视频）随时间变化。

4.4软件工程技术 4.4.1 定义 软件工程(Software Engineering，简称为SE)是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。 4.4.2 目标 软件工程的目标是：在给定成本、进度的前提下，开发出具有可修改性、有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性并且满足用户需求的软件产品。追求这些目标有助于提高软件产品的质量和开发效率，减少维护的困难。

4.4.3 过程 生产一个最终能满足需求且达到工程目标的软件产品所需要的步骤。软件工程过程主要包括开发过程、运作过程、维护过程。它们覆盖了需求、设计、实现、确认以及维护等活动。 4.4.4 原则 1选取适宜开发范型 2采用合适的设计方法 3提供高质量的工程支持 4重视开发过程的管理

4.4.5 基本原理 1用分阶段的生命周期计划严格管理 2坚持进行阶段评审 3实行严格的产品控制 4采纳现代程序设计技术 5结果应能清楚地审查 6开发小组的人员应少而精 7承认不断改进软件工程实践的必要性

4.5 信息安全技术基础 4.5.1 信息安全 信息安全是指信息网络的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，信息服务不中断。 4.5.2 实现目标 1. 真实性 2. 保密性 3. 完整性 4. 可用性 5. 不可抵赖性 6. 可控制性 7. 可审查性

4.5.3 安全威胁 1. 信息泄露 2. 破坏信息的完整性 3. 拒绝服务 4. 非法使用(非授权访问) 5. 窃听 6. 业务流分析 7. 假冒 8. 旁路控制 9. 授权侵犯 10. 特洛伊木马 11. 陷阱门 12. 抵赖 13. 重放 14. 计算机病毒 15. 人员不慎 16. 媒体废弃 17. 物理侵入 18. 窃取 19. 业务欺骗

4.5.7 安全技术简介 用户身份认证 防火墙 网络安全隔离　 安全路由器 虚拟专用网(VPN) 安全服务器 电子签证机构--CA和PKI产品 安全管理中心 入侵检测系统（IDS） 入侵防御系统（IPS） 安全数据库 安全操作系统 信息安全服务

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