管理信息系統(tǒng)(2-1)-技術(shù)基礎(chǔ)

1、2.1 概述概述2.2 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)2.3 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)2.4 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫2.5 決策分析與支持、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺決策分析與支持、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法傳算法l信息技術(shù)是管理信息系統(tǒng)中的一種重要資源信息技術(shù)是管理信息系統(tǒng)中的一種重要資源l信息技術(shù)是指各種以計算機為基礎(chǔ)的工具，人們信息技術(shù)是指各種以計算機為基礎(chǔ)的工具，人們用它來加工信息，并支持組織的信息需求和信息用它來加工信息，并支持組織的信息需求和信息處理任務(wù)處理任務(wù)l信息技術(shù)包括兩種類型：硬件和軟件信息技術(shù)包括兩種類型：硬件和軟件 硬件是指組成計算機或計算機系統(tǒng)的物理設(shè)備硬件是指組成計算機或計算機系統(tǒng)的物理設(shè)備

2、 軟件則是指計算機硬件執(zhí)行的一系列指令，用來完成某個軟件則是指計算機硬件執(zhí)行的一系列指令，用來完成某個特定的任務(wù)特定的任務(wù)l硬件：輸入、輸出、存儲、硬件：輸入、輸出、存儲、CPU和和RAM、通信、通信、連接等設(shè)備、連接等設(shè)備l軟件：應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件軟件：應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件l計算機的分類計算機的分類 PDA 筆記本電腦、臺式計算機和平板電腦筆記本電腦、臺式計算機和平板電腦 小型機、大型機和巨型機小型機、大型機和巨型機l計算機硬件計算機硬件 CPU、內(nèi)存、內(nèi)存 其他設(shè)備其他設(shè)備l計算機軟件計算機軟件PDANotebookDesktopTablet PCMinicomputersMainframe

3、SupercomputerKeyboard (input)CDs (storage)Video card (connecting)CPUCable modem (telecommunications)Monitor (output)l單機結(jié)構(gòu)單機結(jié)構(gòu)lC/S結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)lB/S結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)l三層三層/多層結(jié)構(gòu)多層結(jié)構(gòu)l 用戶操作界面用戶操作界面l邏輯處理程序邏輯處理程序l接口程序（通信端口及數(shù)據(jù)庫操作）接口程序（通信端口及數(shù)據(jù)庫操作）l數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（以桌面數(shù)據(jù)庫為主）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（以桌面數(shù)據(jù)庫為主）l其他其他l與單機應(yīng)用程序的不同與單機應(yīng)用程序的不同 數(shù)據(jù)庫位于服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫位于服務(wù)器端 客戶端往

4、往不只一個客戶端往往不只一個 需注意在單機方式下無需考慮的效率、負荷和同步等需注意在單機方式下無需考慮的效率、負荷和同步等問題問題lC/S與與B/S的不同的不同 系統(tǒng)性能方面系統(tǒng)性能方面 系統(tǒng)開發(fā)方面系統(tǒng)開發(fā)方面 系統(tǒng)升級維護方面系統(tǒng)升級維護方面 系統(tǒng)安全方面系統(tǒng)安全方面l多層結(jié)構(gòu)的劃分多層結(jié)構(gòu)的劃分 數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、表現(xiàn)層數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、表現(xiàn)層 胖客戶端、瘦客戶端及其他胖客戶端、瘦客戶端及其他l邏輯位于何處？邏輯位于何處？ 邏輯的分類：數(shù)據(jù)邏輯、業(yè)務(wù)邏輯和表現(xiàn)邏邏輯的分類：數(shù)據(jù)邏輯、業(yè)務(wù)邏輯和表現(xiàn)邏輯輯l更有效地利用了系統(tǒng)的資源，增強了系更有效地利用了系統(tǒng)的資源，增強了系統(tǒng)的總吞吐量和可縮放

5、性統(tǒng)的總吞吐量和可縮放性l系統(tǒng)維護更加方便和容易系統(tǒng)維護更加方便和容易l使得不同數(shù)據(jù)源系統(tǒng)的集成成為可能使得不同數(shù)據(jù)源系統(tǒng)的集成成為可能l允許跨地域和跨平臺操作允許跨地域和跨平臺操作l在服務(wù)器暫時不可用時客戶端的信息將在服務(wù)器暫時不可用時客戶端的信息將被保持，增強了系統(tǒng)的可用性被保持，增強了系統(tǒng)的可用性l對客戶端隱藏了業(yè)務(wù)邏輯細節(jié)對客戶端隱藏了業(yè)務(wù)邏輯細節(jié)l計算機網(wǎng)絡(luò)的概念計算機網(wǎng)絡(luò)的概念l計算機網(wǎng)絡(luò)的功能計算機網(wǎng)絡(luò)的功能 資源共享資源共享 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸l計算機網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 按網(wǎng)絡(luò)分布：局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)分布：局域網(wǎng)、廣域網(wǎng) 按網(wǎng)絡(luò)拓撲：樹狀、星形、總線、環(huán)狀按網(wǎng)絡(luò)拓撲：樹

6、狀、星形、總線、環(huán)狀 按服務(wù)方式：主從網(wǎng)絡(luò)、對等網(wǎng)絡(luò)按服務(wù)方式：主從網(wǎng)絡(luò)、對等網(wǎng)絡(luò)l計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)l構(gòu)建商務(wù)智能構(gòu)建商務(wù)智能l什么是數(shù)據(jù)庫？什么是數(shù)據(jù)庫？l60年代年代 數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、信息管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、信息管理系統(tǒng)（ IMS ）和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫）和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（管理系統(tǒng)（Network DBMS）l70年代年代 關(guān)系數(shù)據(jù)模型以及關(guān)系型關(guān)系數(shù)據(jù)模型以及關(guān)系型DBMSl80年代至今年代至今 高級數(shù)據(jù)模型高級數(shù)據(jù)模型 (具有擴充關(guān)系的具有擴充關(guān)系的, 面向?qū)ο蟮拿嫦驅(qū)ο蟮? 演繹的等等演繹的等等) 和和 面面向應(yīng)用的向應(yīng)用的 DBMS (空間的空

7、間的, 科學(xué)的科學(xué)的, 工程的等等工程的等等)l90年代至今年代至今 數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)倉庫，多媒體數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)倉庫，多媒體數(shù)據(jù)庫和Web數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫。數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 收收 集集 和和 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 庫庫 創(chuàng)創(chuàng) 建建（ 20世 紀 60年 代 和 更 早 ）-原 始 文 件 處 理數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 庫庫 管管 理理 系系 統(tǒng)統(tǒng)（ 70年 代 ） 層 次 和 網(wǎng) 狀 數(shù) 據(jù) 庫 關(guān) 系 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 建 模 工 具 ： 實 體 -關(guān) 系 模 型 索 引 和 數(shù) 據(jù) 組 織 技 術(shù) ： B 樹 ， 散列 等 查 詢 語 言 ： SQL等 用 戶 界 面 ： 表 單 、 報 告 等 查 詢

8、 處 理 和 優(yōu) 化 事 務(wù) 管 理 ： 恢 復(fù) 和 并 發(fā) 控 制 等 聯(lián) 機 事 務(wù) 處 理 （ OLTP）高高 級級 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 庫庫 系系 統(tǒng)統(tǒng)（ 80年 代 中 期 現(xiàn) 在 ） 高 級 數(shù) 據(jù) 模 型 ： 擴 充 關(guān) 系 、 面 向 對 象 、 對 象 關(guān) 系 、 演 繹 面 向 應(yīng) 用 ： 空 間 的 、 時 間 的 、 多 媒 體 的 、 主 動 的 、 科 學(xué) 的 、 知 識 庫基基 于于 W W E E B B 的的 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 庫庫 系系 統(tǒng)統(tǒng)（ 90年 代 現(xiàn) 在 ） 基 于 XML的 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) Web挖 掘數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 倉倉 庫庫 和和 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 挖挖 掘掘（

9、 80年 代 后 期 現(xiàn) 在 ） 數(shù) 據(jù) 倉 庫 和 OLAP技 術(shù) 數(shù) 據(jù) 挖 掘 和 知 識 發(fā) 現(xiàn)新新 一一 代代 綜綜 合合 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng)（ 2000年 ）l數(shù)據(jù)庫中包含多張表：數(shù)據(jù)庫中包含多張表： Order Customer Concrete Type Employee Truck l每張表中應(yīng)包含什么信息？每張表中應(yīng)包含什么信息？信息的收集信息的收集l在數(shù)據(jù)庫中，行號是無關(guān)緊要的在數(shù)據(jù)庫中，行號是無關(guān)緊要的l數(shù)據(jù)庫中，每一列都有一個諸如數(shù)據(jù)庫中，每一列都有一個諸如 Order Date 或或 Customer Name之類的邏輯之類的邏輯名稱名稱l數(shù)據(jù)字典 描述了數(shù)據(jù)庫

10、中信息之間邏描述了數(shù)據(jù)庫中信息之間邏輯關(guān)系輯關(guān)系“關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”l數(shù)據(jù)庫的不同表之間往往存在著內(nèi)在邏輯聯(lián)數(shù)據(jù)庫的不同表之間往往存在著內(nèi)在邏輯聯(lián)系系l邏輯聯(lián)系是由主鍵（邏輯聯(lián)系是由主鍵（primary key）和外鍵）和外鍵 （foreign key）實現(xiàn)的）實現(xiàn)的lPrimary key 能唯一確定記錄的字段或字段能唯一確定記錄的字段或字段組組lForeign key 存在于一個關(guān)系中的另一個關(guān)存在于一個關(guān)系中的另一個關(guān)系的主鍵系的主鍵l外鍵起到了建立表間聯(lián)系的作用外鍵起到了建立表間聯(lián)系的作用l在這里，文件在這里，文件=表表=關(guān)系關(guān)系l完整性約束（Integrity const

11、raint） 確確保信息合理性的規(guī)則保信息合理性的規(guī)則lExamples 在一個表中主鍵值必須是唯一的在一個表中主鍵值必須是唯一的 外鍵不能為空外鍵不能為空 Sales price 字段值必須為正字段值必須為正 Phone numbers 必須有區(qū)號必須有區(qū)號lStructured query language (SQL) 大多數(shù)數(shù)據(jù)庫大多數(shù)數(shù)據(jù)庫使用的第使用的第4代查詢語言代查詢語言l使用結(jié)構(gòu)化的語句進行數(shù)據(jù)查詢使用結(jié)構(gòu)化的語句進行數(shù)據(jù)查詢l更多地被更多地被IT技術(shù)人員使用在數(shù)據(jù)查詢或程序設(shè)計中技術(shù)人員使用在數(shù)據(jù)查詢或程序設(shè)計中l(wèi)SELECT Order.CustomerNumber,Emp

12、loyee.EmployeeLastName,Empolyee.EmployeeFirstName lFROM Employee INNER JOIN Order ON Employee.EmployeeID=Order.DriverIDlWHERE Order.CustomerNumber=4567;l使用桌面數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品建立一個數(shù)據(jù)庫，使用桌面數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品建立一個數(shù)據(jù)庫，使用到主鍵、外鍵和完整性約束。并進使用到主鍵、外鍵和完整性約束。并進行行10行以上的數(shù)據(jù)輸入和查詢行以上的數(shù)據(jù)輸入和查詢lOLTP與與OLAP online transaction processing & onlin

13、e analytical processingl數(shù)據(jù)倉庫（數(shù)據(jù)倉庫（Data warehouses）支持）支持OLAP 和決策和決策lDW 不支持不支持 OLTPl數(shù)據(jù)挖掘（數(shù)據(jù)挖掘（Data-mining） 工具使用數(shù)據(jù)倉工具使用數(shù)據(jù)倉庫信息工作庫信息工作 DBMS software = database Data-mining tools = data warehousel信息的邏輯集合，這些信息來自于許多不同的業(yè)務(wù)信息的邏輯集合，這些信息來自于許多不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，并用于創(chuàng)建商務(wù)智能，以支持企業(yè)的分析數(shù)據(jù)庫，并用于創(chuàng)建商務(wù)智能，以支持企業(yè)的分析活動和決策任務(wù)?；顒雍蜎Q策任務(wù)。lWilli

14、am H. William H. InmonInmon：數(shù)據(jù)倉庫是在企業(yè)管理和決策：數(shù)據(jù)倉庫是在企業(yè)管理和決策中面向主題的、集成的、與時間相關(guān)的、不可修改中面向主題的、集成的、與時間相關(guān)的、不可修改的數(shù)據(jù)集合。的數(shù)據(jù)集合。 面向主題而非面向應(yīng)用面向主題而非面向應(yīng)用 典型的主題領(lǐng)域：典型的主題領(lǐng)域：顧客、產(chǎn)品、財務(wù)顧客、產(chǎn)品、財務(wù) 與時間相關(guān)與時間相關(guān) 時間維是數(shù)據(jù)倉庫中一個重要維度時間維是數(shù)據(jù)倉庫中一個重要維度 操作型數(shù)據(jù)庫的時間期限一般是操作型數(shù)據(jù)庫的時間期限一般是60609090天，而數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)的天，而數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)的時間期限通常是時間期限通常是5 51010年。年。不可修改：不可修改

15、：面向應(yīng)用的事務(wù)數(shù)據(jù)庫需要對數(shù)據(jù)進行頻繁的插面向應(yīng)用的事務(wù)數(shù)據(jù)庫需要對數(shù)據(jù)進行頻繁的插入、更新操作，而對于數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)的操作僅限于數(shù)據(jù)的入、更新操作，而對于數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)的操作僅限于數(shù)據(jù)的初始導(dǎo)入和記錄查詢。初始導(dǎo)入和記錄查詢。l多維度（關(guān)系數(shù)據(jù)是二維的）多維度（關(guān)系數(shù)據(jù)是二維的）l行、列和層行、列和層l常被稱為超立體結(jié)構(gòu)常被稱為超立體結(jié)構(gòu) hypercubesl右圖的維度？右圖的維度？l對數(shù)據(jù)倉庫中信息進行查詢的軟件工具，包括： 查詢與報表工具查詢與報表工具 智能代理智能代理 多維分析工具多維分析工具 統(tǒng)計工具統(tǒng)計工具 l數(shù)據(jù)集市（數(shù)據(jù)集市（Data Marts）是數(shù)據(jù)倉庫的一）是數(shù)據(jù)倉庫

16、的一個子集，它僅聚集了數(shù)據(jù)倉庫中的部分信個子集，它僅聚集了數(shù)據(jù)倉庫中的部分信息息l數(shù)據(jù)倉庫常被視為涉及整個組織范圍數(shù)據(jù)倉庫常被視為涉及整個組織范圍l數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘知識將給你帶來很有潛數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘知識將給你帶來很有潛力的職業(yè)機會力的職業(yè)機會l無需成為無需成為IT專家，也能建立數(shù)據(jù)倉庫專家，也能建立數(shù)據(jù)倉庫 甚至甚至Excel和和Access中也有類似功能中也有類似功能l下面是一些這方面軟件的代表：下面是一些這方面軟件的代表： SAS（最著名的統(tǒng)計與數(shù)據(jù)分析軟件）（最著名的統(tǒng)計與數(shù)據(jù)分析軟件） Cognos（排在數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘軟件第（排在數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘軟件第1位）位） Infor

17、matica （排在數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘軟件第（排在數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘軟件第2位）位） 常用的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，常用的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，SQL Server,Oracle等等l了解決策支持系統(tǒng)的組成了解決策支持系統(tǒng)的組成l學(xué)習(xí)如何在學(xué)習(xí)如何在Excel中進行系統(tǒng)建模和決中進行系統(tǒng)建模和決策分析策分析l了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其用途了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其用途l了解遺傳算法及其用途了解遺傳算法及其用途l一個系統(tǒng)仿真的演示一個系統(tǒng)仿真的演示l 情報分析階段情報分析階段 發(fā)現(xiàn)問題所在發(fā)現(xiàn)問題所在l設(shè)計階段設(shè)計階段 找出若干可行方案找出若干可行方案l選擇階段選擇階段 選擇最合適的解決方選擇最合適的解決方案案l實施階段實施階段 方案實

18、施方案實施l模型管理部件模型管理部件l數(shù)據(jù)管理部件數(shù)據(jù)管理部件l用戶界面管理部件用戶界面管理部件lAutopower Europe Manufactures UPS for major installations lFour manufacturing plants Leipzig, Germany Nancy, France Liege, Belgium Tilburg, The Netherlands lThree harbors Amsterdam, The Hague and Antwerp Minimize the transportation costs involved in m

19、oving the motors from the harbors to the plantsl當你看到一條你從未見過的品種的狗時，你能當你看到一條你從未見過的品種的狗時，你能識別出它是狗嗎？識別出它是狗嗎？l神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（artificial neural network or ANN）：發(fā)現(xiàn)和辨別模式（：發(fā)現(xiàn)和辨別模式（pattern）的人工智能系統(tǒng)）的人工智能系統(tǒng)l神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的作用：識別、分類和預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的作用：識別、分類和預(yù)測l應(yīng)用應(yīng)用 金融機構(gòu)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)市場潛在的機遇，例如找出金融機構(gòu)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)市場潛在的機遇，例如找出不同股票價格影響模式。不同股票價格影響模式。 警

20、方利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)當?shù)胤缸锬Ｊ?。警方利用神?jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)當?shù)胤缸锬Ｊ健?信用卡公司使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)個人賬戶異常，以防止欺信用卡公司使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)個人賬戶異常，以防止欺詐行為詐行為 。l輸入層輸入層l隱含層隱含層l輸出層輸出層lXOR的真值表的真值表l用下列字符串建立一個文本文件用下列字符串建立一個文本文件 0.0;0.0;0.00.0;1.0;1.01.0;0.0;1.01.0;1.0;0.0 l在在Joone中建立并執(zhí)行模型中建立并執(zhí)行模型l驗證模型的有效性驗證模型的有效性l程序的方式程序的方式l遺傳算法遺傳算法(Genetic Algorithms )：遺傳：遺傳算法是一種人工智能系統(tǒng)，它通

21、過模仿算法是一種人工智能系統(tǒng)，它通過模仿進化過程中適者生存規(guī)律從而產(chǎn)生的一進化過程中適者生存規(guī)律從而產(chǎn)生的一個問題的逐步改進的解決方案個問題的逐步改進的解決方案1.選擇（Selection） 適者生存，適應(yīng)適者生存，適應(yīng)值高的個體有更大的機會把自己的基值高的個體有更大的機會把自己的基因傳給下一代。因傳給下一代。2.交叉（Crossover） 將雙親的基因?qū)㈦p親的基因片段交換，從而得到下一代孩子的基片段交換，從而得到下一代孩子的基因因3.變異（Mutation） 在某些基因位上在某些基因位上進行變異，以實現(xiàn)個體多樣化進行變異，以實現(xiàn)個體多樣化 lGA最適于解決由多個變量組合而成的最適于解決由多個變量組合而成的幾千甚至幾百萬個方案中選擇最優(yōu)方案幾千甚至幾百萬個方案中選擇最優(yōu)方案的問題的問題,尤其當沒有明確的模型可用于尤其當沒有明確的模型可用于求解時。求解時。l兩個例子：兩個例子： 美國西部公司利用美國西部公司利用GA確定在多達確定在多達100 000個個連接點的