信息技術(shù)是MIS系統(tǒng)的基礎技術(shù)

第二篇技術(shù)篇信息技術(shù)是MIS系統(tǒng)的根底技術(shù)，本篇引見它涉及計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡和通訊技術(shù)和數(shù)據(jù)資源管理等主要技術(shù)。學習重點了解計算機系統(tǒng)的組成和信息在機內(nèi)的表示了解計算機的簡單任務原理、特性、運用和開展。了解計算機網(wǎng)絡和通訊技術(shù)。了解數(shù)據(jù)資源管理技術(shù)，掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫的設計技術(shù)。術(shù)語OSI，OpenSystemInterconnection〔開放系統(tǒng)互連〕PC，PersonalComputer〔個人計算機〕Hardware〔硬件〕Software〔軟件〕CPU，CentralProcessingUnit〔中央處置器〕MP，MicroProcessor〔微處置器〕ISDN，IntegratedServiceDigitalNetwork數(shù)據(jù)通訊LAN，LocalAreaNetwork〔局域網(wǎng)絡〕WAN，WideAreaNetwork〔廣域網(wǎng)絡〕DB，DataBase〔數(shù)據(jù)庫〕DBMS，DataBaseManagementSystem〔數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)〕第三章計算機技術(shù)根底計算機系統(tǒng)的組成:硬件〔hardware〕—構(gòu)成計算機的實體〔電路或設備〕軟件〔software〕—程序和數(shù)據(jù)及維護所需的文檔3.1計算機的運算根底和信息表示1946年第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC誕生〔按硬件主要元件劃分〕第一代：電子管計算機〔機器言語〕第二代：晶體管計算機〔匯編言語〕第三代：中小規(guī)模集成電路計算機〔操作系統(tǒng)、程序設計言語〕第四代：超大規(guī)模集成電路計算機〔網(wǎng)絡化、媒體化、數(shù)據(jù)庫〕第五代：未來，智能化一、開展：二、計算機的特點運轉(zhuǎn)速度快，處置才干強〔MIPS，MillionPerSecond〕大容量存儲和高速存取才干〔MB、GB、TB〕具有數(shù)據(jù)傳輸和通訊才干，界面友好，信息種類多，全世界傳播具有存儲程序和邏輯判別才干可靠性強，無缺點延續(xù)運轉(zhuǎn)幾萬小時三、計算機的主要運用科學計算—復雜模型的計算，彈道軌跡計算、天氣預告等信息處置—大信息量處置，MIS、HIS、DSS等過程控制—實時控制/調(diào)理，武器、機床控制等計算機輔助設計和自動化CAD/CAM,CAI，CIMS，…,辦公室自動化OA，農(nóng)業(yè)自動化FA…人工智能—模擬人思想活動，機器人3.1計算機的運算根底和信息表示計算機開展的三個階段第一臺計算機的誕生，是人類科學開展史上一個重要里程碑，稱“第二次工業(yè)革命〞，機器有能夠部分替代人的智能/腦力勞動80年代出現(xiàn)PC，強大的計算才干交給個人，為計算機普遍運用、進入事務管理打下根底網(wǎng)絡—就是計算機，銜接整個信息社會的根底設備21世紀智能聯(lián)網(wǎng)年代的中心是信息根底設備，其雛形是INTERNET按信息處置系統(tǒng)中位置及作用分類巨型機—CARY，多處置器構(gòu)造，速度快，存儲容量大大型機—大、中型企/事業(yè)單位效力器小型機—體積小桌面型，本錢低，取代高性能效力器任務站—特殊用高檔微機，SUN，Alpha等微型機—微機，價錢廉價，適宜個人辦公，家庭運用，又稱個人計算機〔PC,PersonalComputer〕計算機的開展方向巨型化、微型化、網(wǎng)絡化、媒體化、智能化計算機的運算根底計算機系統(tǒng)原理計算機的程序存儲原理二進制原理數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制—基數(shù)、位值、位權(quán)R進制恣意數(shù)的數(shù)位原理展開式〔轉(zhuǎn)換成十進制〕：S=(KNKN-1…...K1K0。K-1…...K-M)R =KN×RN+KN-1×RN-1+…...+K1×R1+K0×R0+K-1×R-1+…...+K-M×R-M式中：R表示基數(shù)；Ki是i位的位值，為R進制數(shù)中的R個數(shù)符中的恣意之一；Ri是i位的位權(quán)；N，M是整數(shù)，N是最高位數(shù)，M是最低位數(shù)。3.1.1計算機的運算根底數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換十進制：R=10，Ki有0～9個數(shù)符，逢十進一計數(shù)S=(2658．83)10=2×103+6×102+5×101+8×100+8×10-1+3×10-2二進制：R=2，有0和1兩個數(shù)符，逢二進一計數(shù)S=(1101．101)2=23+22+20+2-1+2-3=13．625二進制數(shù)的十進制等效值—位值為1的位權(quán)總和二進制的一位〔BIT〕，八個二進制位稱字節(jié)〔BYTE〕八進制：數(shù)符有0、1、2、3、4、5、6、7十六進制：數(shù)符有0～9、A、B、C、D、E、F引入八/十六進制緣由是縮短二進制數(shù)書寫長度，互換簡便(2e7.6)16(1347.3)8二進制與八進制/十六進制數(shù)的互換以小數(shù)點為基準往左〔右〕每三/四位二進制數(shù)轉(zhuǎn)成一位相對應的八進制/十六進制數(shù)，高位缺乏時，前面補零，低位缺乏時，后面補零。(001011100111.0110)210進制→2進制轉(zhuǎn)換將十進制數(shù)分解為整數(shù)、小數(shù)兩部分；2 58 0 292 1 142 0 72 1 32 1 11110100.25*2=0.5 00.5*2=1.0 1.01(0.8)10=(0.11001100……...)2≈(0.110011)22 1 0整數(shù)部分：除2取余，直到商為0止，余數(shù)的逆序；小數(shù)部分：乘2取整，直到積為0或出現(xiàn)反復小數(shù)時止，整數(shù)的正序；綜合轉(zhuǎn)換后的兩部分舉例:(58.25)10=()2整數(shù) 余數(shù) 小數(shù) 整數(shù)3.1.1計算機的運算根底R1→R2轉(zhuǎn)換〔203)5兩個非十進制，基數(shù)不同數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換時，要用十進制造媒介，使之仍可利用人們熟習的十進制算術(shù)運算將二進制數(shù)(110101)2轉(zhuǎn)換為R=5的五進制數(shù)，分兩步：①將二進制數(shù)十進制數(shù) 〔110101)2=25+24+22+20=53②再按10→2轉(zhuǎn)換類似的方法轉(zhuǎn)換成五進制53÷5=10余數(shù)：310÷5=202÷5=02〔110101)2=3.1.2計算機中的信息表示信息在計算機內(nèi)的表示二進制數(shù)的運算及其特點⑴實現(xiàn)簡單⑵同樣的設備可以表示更大的數(shù)據(jù)⑶算術(shù)運算規(guī)那么簡單二進制數(shù)的加法規(guī)那么：0 0 1 1+0 +1 +0 +10 1 1 10二進制數(shù)的乘法規(guī)那么：0 0 1 1×0 ×1 × 0 ×10 0 0 1邏輯值用0和1表示，邏輯運算按位進展，規(guī)那么更簡單3.1.2計算機中的信息表示二進制信息的計量單位⑴比特Bit—一位二進制位，是組成二進制信息的最小單元⑵字節(jié)—八位二進制位，是內(nèi)存儲器容量的最小單位內(nèi)存儲器容量計量單位以字節(jié)為單位 1KB=1024字節(jié)=210字節(jié) 1MB=1024K字節(jié)=220字節(jié) 1GB=1024M字節(jié)=230字節(jié) 1TB=1024G字節(jié)=240字節(jié)信息通訊的計量單位按位串行轉(zhuǎn)送，速率單位—bpsbps，bitspersecond3.1.2計算機中的信息表示整數(shù)的表示小數(shù)點隱含，位置固定在最低位符號整數(shù)采用補碼表示，最高位為符號位正整數(shù)—符號位為0，其它位為二進制原碼負整數(shù)—符號位為1，其它位為二的補碼，沒有負0。采用補碼運算實數(shù)的浮點表示浮點數(shù)由數(shù)符、階碼和尾數(shù)三部分組成000101010100000000000數(shù)符階碼尾數(shù)3.1.2計算機中的信息表示西文信息的表示在計算機內(nèi)只能認識二進制信息，但人們習慣于運用文字、符號。為了相互協(xié)調(diào)，采用編碼的方法，即：一個符號獨一對應一個二進制數(shù)。在計算機中運用得最廣泛的編碼是ASCII碼，每個ASCII符號對應一個字節(jié)，字節(jié)的最高位為0，表示西文。擴展ASCII符號對應字節(jié)的最高位為1，表示特殊符號。二進制數(shù)符號………...01100000………...01110019………...3.1.2計算機中的信息表示中文信息在計算機的表示⑴漢字字符集與編碼中文信息在計算機的表示與西文類似，采用編碼的方法，按國標規(guī)定每個漢字采用兩個字節(jié)表示。兩個字節(jié)的最高位為1，以區(qū)別西文編碼。⑵漢字鍵盤輸入編碼為了使現(xiàn)有西文鍵盤設備能向計算機輸入漢字，采用鍵盤輸入編碼的方法，用一個漢字對應一組鍵盤符號。輸入是輸入一組鍵盤符號，然后由計算機轉(zhuǎn)換成相應的漢字。轉(zhuǎn)換程序英文數(shù)字符號漢字鍵盤顯示3.1.2計算機中的信息表示中文信息在計算機的表示⑵漢字輸入由于對漢字的分析研討角度不同，出現(xiàn)了多種多樣的輸入編碼方法，大體上分成：①數(shù)字編碼：用一串數(shù)字對應一個漢字，如區(qū)位碼。優(yōu)點：可用數(shù)字小鍵盤快速輸入，缺陷：記憶難②字音編碼：將西文鍵看成漢字拼音鍵，拼音輸入方法。優(yōu)點：無須記憶，缺陷：輸入擊鍵數(shù)多，重碼多，速度慢，讀音要準。采用尋拼、聯(lián)想、詞匯輸入，可加快速度。③字形編碼：按照漢字的筆劃字形進展鍵盤分類編碼，如五筆字形碼。優(yōu)點：輸入速度快，可盲打。缺陷：須記憶規(guī)那么，會寫、分解漢字為前提。④形音編碼：結(jié)合字音和字形兩個方面進展編碼。優(yōu)點：重碼少，要會寫會拼為前提3.1.2計算機中的信息表示中文信息在計算機的表示⑶漢字輸出漢字在顯示時并不是按筆劃來進展的，而是采用點陣的方法，即：將漢字寫在一個網(wǎng)格上，這樣網(wǎng)格上的某一格假設被筆劃覆蓋，顯示該漢字時，在該網(wǎng)格亮，顯示一亮點；否那么，不顯示。為了表示漢字的網(wǎng)格信息，可規(guī)定網(wǎng)格上的某一格假設被筆劃覆蓋，該位用二進制位‘1’表示；否那么，用‘0’表示。一個漢字的計算機表示信息構(gòu)成了一個漢字字模。行點數(shù)列點數(shù)/8=一個漢字字模存儲空間一切漢字的字模集合構(gòu)成漢字字庫。一個漢字字模存儲空間漢字總數(shù)=漢字字庫存儲空間3.1.2計算機中的信息表示多媒體信息的表示多媒體信息普通來說，其存儲容量大的特點⑴圖象由mn個顏色點組成一矩陣，每個點又由假設干個字節(jié)組成。黑白圖象每個點多由一個字節(jié)組成，可分成256個灰度等級。彩色圖象每個點多由三個字節(jié)組成，紅、綠、藍三個根本性。⑵圖形畫面內(nèi)容由幾何要素、光照條件、材質(zhì)等進展描畫。⑶聲音聲音是模擬信號，經(jīng)采樣、模/數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)表示3.2計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件組成CPU、內(nèi)存、I/O設備〔顯示器、鍵盤、鼠標、打印機〕、外存儲設備〔磁盤、光盤〕和總線3.2.1中央處置器〔CPU〕CPU—CentralProcessingUnit，由運算器和控制器組成運算器〔ALU〕—算術(shù)運算和邏輯運算單元、累加器、通用存放器和形狀存放器組成ALU—ArithmeticLogicUnit字長—CPU中一次并行運算的二進制位數(shù)控制器—控制協(xié)控制調(diào)計算機各部件任務主頻—主頻越高，任務節(jié)拍越快，運轉(zhuǎn)速度越快CPU的開展—跟隨計算方法網(wǎng)絡的開展為主趨勢輔助處置器：協(xié)助主處置器執(zhí)行如浮點運算、輸入/輸出、存儲管理和通訊等多種功能對偶處置器：CPU內(nèi)部備份，提供容錯才干并行處置器：提供多道并行處置功能RISC處置器：僅用少量優(yōu)化指令集的CPU，提高速度MMX多媒體處置器3.2.2存儲系統(tǒng)主存儲器—由一系列按字節(jié)編址的存儲單元組成。主存有兩類：ROM只讀存儲器和RAM隨機存儲器。RAM的特點：破壞性寫入、非破壞性讀出，掉電數(shù)據(jù)喪失。輔助存儲器—如：磁盤、磁帶、光盤等，信息是存放在磁界質(zhì)上，不會由于掉電而呵斥數(shù)據(jù)喪失的景象ALU存放器cache存儲器主存儲器〔DRAM〕輔助存儲器〔磁盤、光盤〕后援存儲器〔磁帶、光盤〕速度本錢越高存儲容量越大存儲系統(tǒng)的層次構(gòu)造3.2.3輸入輸出設備計算機的I/O設備—人機交互的橋梁，又稱外圍設備輸入設備—鍵盤、鼠標、觸摸屏、光筆、掃描儀、卡讀入機等語音/書寫識別器輸出設備—顯示器、打印機、繪圖機、音箱等總線構(gòu)造總線—銜接計算機各種設備的一組信號線〔數(shù)據(jù)、地址和控制總線〕總線cpu內(nèi)存外部設備n外部設備1接口1接口n……主機計算機任務原理計算機靠人們所編寫的程序來完成義務程序—為處理某個問題設計的一串有序指令集合，程序存儲在計算機的內(nèi)存儲器中。指令：規(guī)定計算機所完成的功能的命令指令系統(tǒng)：計算機一切指令集合計算機任務原理按程序執(zhí)行：取指令，執(zhí)行指令，周而復始直到程序執(zhí)行終了。按程序計算器〔PC〕的地址，從存儲器取指令到控制器〔先找CACHE、后找主存儲器〕，自動改動程序計算器程序計算器PC，ProgramCounter指令指針I(yè)P，InstructionPointer在控制器中，指令譯碼，確定指令及所要處置的數(shù)據(jù)及處置方法，發(fā)出相應的控制信號控制個部件執(zhí)行指令3.2.4管理信息系統(tǒng)中的輸入設備磁卡讀入器磁卡靠外表上的磁條存儲信息，具本錢低、靈敏性、嚴密性；但磁條遇到磁場、靜電、扭彎、刮傷時，存儲的信息容易喪失，讀寫次數(shù)在數(shù)千次。IC卡讀入器IC卡〔IntegratedCircuitCard/SmartCard〕，將微處置器和存儲器等集成電路芯片固封在塑料卡片中構(gòu)成。IC卡分接觸式和非接觸式兩類：接觸式IC卡有規(guī)范狀的銅皮觸點，和卡座的觸點相連后實現(xiàn)信息交換。非接觸式IC卡為封鎖包裝，經(jīng)過射頻和外部設備傳送信息如公交自動售票、考勤、門禁、電子錢包等。IC卡能防磁、防靜電，極難偽造和嚴密性高，信息存儲量大保管期在10年以上及對環(huán)境要求低，讀寫次數(shù)在10萬次以上；運用靈敏，廣泛運用條形碼讀入器條形碼是由一組粗細不同，按照編碼規(guī)那么安排間距的平行黑〔條〕/白〔空〕線條圖形組成，表示一組數(shù)據(jù)和符號。條形碼讀入器由掃描儀和譯碼器組成：掃描器〔稱光電讀入器〕裝有照亮和光電檢測器件，接受條形碼的反射光，產(chǎn)生模擬信號，經(jīng)放大、量化后送譯碼器處置。譯碼器存貯條形碼編碼方案的譯碼算法，將信號轉(zhuǎn)化為可識別的二進制編碼輸入計算機。在商品流通、圖書管理、倉儲、郵電管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域條形碼得到廣泛的運用。3.3計算機軟件根底3.3.1計算機軟件的根本概念與構(gòu)造計算機軟件分類：系統(tǒng)軟件—管理、監(jiān)控和維護計算機資源〔硬件和軟件〕，面向計算機系統(tǒng)的程序操作系統(tǒng)—如：DOS、WINDOWS、UNIX等，對計算機系統(tǒng)的軟/硬件資源進展一致控制、管理、調(diào)度和監(jiān)視，合理地組織計算機的任務流程。程序設計言語—為人們運用計算機完成所交給它的義務編寫程序用的，計算機能接受的計算機言語。如匯編言語、程序設計言語〔C、PASCAL、FORTRAN等〕、面向?qū)ο蟪绦蛟O計言語〔C++、JAVA，DELPH等〕系統(tǒng)支持軟件—數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通訊管理程序等運用軟件—面向用戶，處理用戶詳細問題的軟件通用運用軟件—辦公室自動化、文字處置軟件：WPS、WORD；電子表格軟件：EXCEL、LOTUS；圖形圖像軟件：PHOTOSHOP、CAD等專業(yè)運用軟件—MIS、HIS、統(tǒng)計軟件：SPSS、SAS等3.3.1計算機軟件的根本概念與構(gòu)造計算機運用的層次硬件是計算機系統(tǒng)的內(nèi)核，它由軟件控制運轉(zhuǎn)OS是運用程序的硬件的界面，軟件的根底運用軟件面對用戶3.3.2操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)〔OS，OperationSystem〕OS管理CPU的操作，控制輸入/輸出，分配資源，為運用程序提供效力，是用戶和計算機硬件間軟件層中的根底OS的功能—用戶界面；資源管理；義務管理；文件管理用戶界面：協(xié)助用戶與計算機交流。有兩類字符界面：如DOS，命令驅(qū)動，用戶需記憶DOS命令圖形界面：如WINDOWS，用圖標、菜單、對話框，按鈕等圖形表示命令，用鼠標選擇，無須記憶，為事件驅(qū)動。資源管理：管理一切硬件資源，存儲管理擔任存儲器分區(qū)、內(nèi)/外存間數(shù)據(jù)交換，虛擬存儲器管理等義務管理：保證用戶計算義務完成，具有多義務處置才干，允許多義務共享數(shù)據(jù)文件，允許后臺方式處置文件管理：控制數(shù)據(jù)和程序文件的生成、刪除和存取支持效力：支持數(shù)據(jù)庫管理、計算機通訊管理3.3.2操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)分類按功能：批處置〔單道、多道〕、分時、實時操作系統(tǒng)按配置：單機：大型機、小型機、微型機、多媒體操作系統(tǒng)；多機：網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，分布式操作系統(tǒng)按用戶：單用戶操作系統(tǒng)，多用戶操作系統(tǒng)按義務：單義務操作系統(tǒng)，多義務操作系統(tǒng)按界面：字符界面操作系統(tǒng)，圖形界面操作系統(tǒng)支持軟件：數(shù)據(jù)庫管理、通訊管理和系統(tǒng)支持程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，DBMS：協(xié)助建立、運用、維護組織的數(shù)據(jù)庫通訊管理軟件：控制與支持通訊網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)通訊活動通訊管理軟件普通安裝在網(wǎng)絡的主計算機或通訊前端處置機和網(wǎng)絡效力器上，網(wǎng)絡終端機有相應的接受軟件通訊管理任務：銜接和撤除終端和計算機間的聯(lián)絡，自動檢驗終端的輸入/輸出活動，分配優(yōu)級，測試和糾正數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤等系統(tǒng)支持程序：照適用程序，支持系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時懇求內(nèi)存，把程序加戴，拷貝文件等日常事務性操作3.3.3程序設計言語與開發(fā)工具面向CPU言語：機器言語，匯編言語機